摘要：[目的/意義]5G及下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)作為落實網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國建設(shè)的重要新型基礎(chǔ)設(shè)施之一，為深化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了升級動力。5G行業(yè)應(yīng)用在我國得到快速發(fā)展的同時，也面臨諸多的問題與困境，這是5G向6G演進過程中無法繞開的關(guān)鍵。本文旨在借鑒5G經(jīng)驗，探索方法提高6G關(guān)鍵能力和行業(yè)需求的匹配程度，為6G走出5G困境尋求方向。[方法/過程]本文結(jié)合未來數(shù)字化場景針對6G關(guān)鍵能力的全面梳理，從6G發(fā)展需要破解的兩大困境出發(fā)，基于專家調(diào)研獲取的未來數(shù)字化場景針對6G關(guān)鍵能力的需求程度數(shù)據(jù)，構(gòu)建6G典型場景需求評估及6G垂直行業(yè)潛在價值空間評估模型。在此基礎(chǔ)上，識別6G在各行業(yè)應(yīng)用發(fā)展中具有共性的、應(yīng)優(yōu)先關(guān)注或值得推廣的典型場景，為6G在不同行業(yè)的多波次推進提供策略依據(jù)。[結(jié)果/結(jié)論]基于模型輸出，本文提出了“6G發(fā)展以場景為引、按需部署，破解需求和效益的發(fā)展困境”“盡早推動6G商業(yè)閉環(huán)頂層設(shè)計，提升技術(shù)與需求匹配度”“統(tǒng)籌5G和6G發(fā)展，加強產(chǎn)業(yè)培育，基于5G為6G挖掘需求并驗證”等6G發(fā)展建議，并指出從需求和效益出發(fā)，優(yōu)先針對潛在價值高的特定場景的技術(shù)演進是未來6G可持續(xù)發(fā)展的重要研究方向。

關(guān)鍵詞：5G困境 6G關(guān)鍵能力 6G需求 6G典型場景 6G潛在價值空間評估

分類號：F623

DOI： 10.19318/j.cnki.issn.2096-1634.2024.04.10

1 引言

數(shù)字經(jīng)濟為我國信息通信產(chǎn)業(yè)帶來空前的發(fā)展舞臺。以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，將其上升為國家戰(zhàn)略。黨的二十大報告中強調(diào)要加快網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國建設(shè)，堅持把發(fā)展經(jīng)濟的著力點放在實體經(jīng)濟上，推進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。2022年，我國數(shù)據(jù)產(chǎn)量和算力總規(guī)模穩(wěn)居世界第二，數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模達(dá)50.2萬億元，占GDP比重為41.5%，數(shù)字經(jīng)濟成為穩(wěn)增長促轉(zhuǎn)型的重要引擎[1]。

5G作為支持經(jīng)濟社會數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵新型基礎(chǔ)設(shè)施，是落實網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國建設(shè)的重要底座。5G充分激活深層產(chǎn)業(yè)升級動能，形成了寶貴的產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗。2022年，我國5G基站新增88.7萬站，累計達(dá)到231.2萬站，超過全球總量的60%[2]。根據(jù)5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣統(tǒng)計，截至2022年，面向制造業(yè)、能源等十余個領(lǐng)域已形成近200家的5G應(yīng)用解決方案供應(yīng)商[2]。2022年，5G直接帶動經(jīng)濟總產(chǎn)出1.45萬億元，直接帶動經(jīng)濟增加值約3929億元[3]。

然而，現(xiàn)階段5G發(fā)展仍存在一些不足：應(yīng)用深度不夠，深入生產(chǎn)生活的業(yè)務(wù)拓展剛剛起步；示范項目眾多，可大規(guī)模復(fù)制的成熟應(yīng)用相對較少，行業(yè)需求覆蓋不足；規(guī)模效益尚未形成，成本收益不高；受限于AI、XR等其他技術(shù)尚未成熟，5G關(guān)鍵場景不能完全滿足，等等。究其根源，5G尚不能有效擺脫技術(shù)與需求不匹配、成本與效益不匹配兩大核心困境，這將直接影響5G在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的競爭力和可持續(xù)發(fā)展。

顯而易見，5G發(fā)展面臨的問題與困境也將是6G無法回避的關(guān)鍵問題。6G發(fā)展不單是對5G的增強和完善，更需要在關(guān)鍵領(lǐng)域繼續(xù)擴大產(chǎn)業(yè)影響。6G已成為國家科技競爭的戰(zhàn)略高地，美、歐、日、韓、中等國家或地區(qū)[4-7]均加快6G研發(fā)布局，以期獲取未來6G領(lǐng)先地位。當(dāng)前，6G仍處于技術(shù)探索階段，本文從5G現(xiàn)階段發(fā)展困境入手，以5G為鑒，基于專家調(diào)研探索6G關(guān)鍵能力和行業(yè)需求的匹配，為6G走出5G困境尋求方向。

2 我國5G發(fā)展困境分析

2.1 5G發(fā)展問題

2.1.1 應(yīng)用深度不夠 目前，5G行業(yè)應(yīng)用仍處于標(biāo)桿打造階段。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧礦山、智慧醫(yī)療、智慧港口等行業(yè)標(biāo)桿案例開始商用推廣；文旅、物流、教育等行業(yè)仍在探尋行業(yè)用戶需求，明確應(yīng)用場景；智慧城市和融合媒體等行業(yè)需求尚待明確；金融、水利等行業(yè)仍處于技術(shù)驗證階段[2]。

5G專網(wǎng)體系架構(gòu)和產(chǎn)品均以公網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和集采產(chǎn)品為主，難以快速滿足個性化行業(yè)需求。不同行業(yè)由于其部署環(huán)境及成本要求存在差異，如礦井下特有部署場景、工業(yè)高可靠高安全性要求場景等，需要小型化核心網(wǎng)、本安型設(shè)備、云網(wǎng)業(yè)一體化產(chǎn)品等特殊產(chǎn)品。5G尚不能快速滿足這些差異性大的產(chǎn)品需求，或即使能滿足但項目周期較長，無法快速上線開通。

5G相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)融合程度要求較高，如表1所示，其他技術(shù)的成熟度將制約5G行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展深度。根據(jù)第四屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽的數(shù)據(jù)[8]可知，定位、大數(shù)據(jù)、邊緣計算、云計算、人工智能技術(shù)的使用率均在50%左右，這些技術(shù)仍處于尚未成熟或自我完善階段。

2.1.2 需求覆蓋不足 5G行業(yè)市場滲透率依然較低。很多企業(yè)認(rèn)為目前的光纖、4G和Wi-Fi基本能夠滿足企業(yè)的信息通信需求，使用5G技術(shù)的原因主要是政策牽引。第五屆“綻放杯”數(shù)據(jù)[2]顯示，僅有13.47%的標(biāo)桿項目實現(xiàn)了解決方案可復(fù)制。HMS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[9]表明，2022年工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中無線網(wǎng)絡(luò)的占比僅7%，其中4%為工業(yè)Wi-Fi。具體到某些行業(yè)，煤炭行業(yè)截至2021年年底“5G+”智能化工作面累計建成813個，滲透率不足5%；華安證券預(yù)測2025年我國電力行業(yè)通信模組5G滲透率將僅有10%～20%[10]。

2.1.3 成本收益不高 5G高昂的成本投入抑制了5G的需求。中小企業(yè)受限于人力成本、數(shù)字化轉(zhuǎn)型成本壓力，只能負(fù)擔(dān)小規(guī)模的通信連接成本；龍頭企業(yè)雖然有足夠的資金支持，但是目前僅有10%左右的企業(yè)開展了5G數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。對于運營商，以中國移動為例，根據(jù)5G ARPU相對4G的價值提升及5G套餐用戶發(fā)展情況估算，2020年至2023年上半年，中國移動5G套餐用戶發(fā)展累計帶來移動收入增量貢獻1，200～1，500億元；2021年至2023年上半年，5G專網(wǎng)業(yè)務(wù)收入累計63億元，5G帶動DICT簽約金額累計574億元，遠(yuǎn)小于中國移動5G建設(shè)以來的總投資3，548億元（2020年、2021年、2022年以及2023H1財報）。5G數(shù)字化行業(yè)市場發(fā)展仍處于供大于需、供創(chuàng)造需的階段。

2.1.4 關(guān)鍵場景不能完全滿足 5G尚不能完全滿足垂直行業(yè)特殊需求，如無縫覆蓋、極致連接、通感算一體化、數(shù)字孿生平行交互、內(nèi)生智能等，需要未來6G及AI、XR、數(shù)字孿生等其他輔助信息技術(shù)成熟完善才可滿足。在工業(yè)領(lǐng)域，5G難以實現(xiàn)機械運動控制（<1 ms，99.999，99%）、XR（<10 ms，1～3 Gbps）等對時延、帶寬有特殊要求的應(yīng)用場景[11-12]。在交通領(lǐng)域，5G尚不能推動交通行業(yè)實現(xiàn)真正的無人化、高可靠自動駕駛，且目前受限于網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施、交通管理政策法規(guī)等軟硬環(huán)境不完善，無人駕駛尚處于試點階段。在醫(yī)療領(lǐng)域，5G仍不能解決遠(yuǎn)程手術(shù)等對端到端時延、抖動時延、穩(wěn)定性等要求極為苛刻的場景，不能從根本上解決醫(yī)療資源不平衡的問題。在能源領(lǐng)域，5G自身耗能較大，并不能較好地優(yōu)化能源系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，5G不能以較低成本滿足廣袤農(nóng)場、草場、近海漁場等廣闊區(qū)域無縫覆蓋的需求。

2.2 5G核心困境

2.2.1 技術(shù)與需求匹配的競爭力不足 5G技術(shù)指標(biāo)在行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景中競爭力不足，與現(xiàn)有其他技術(shù)相比，未顯現(xiàn)明顯差異化優(yōu)勢。在某些室內(nèi)或小范圍覆蓋的局域網(wǎng)物聯(lián)場景下，以5G為代表的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指標(biāo)不能完全匹配需求。5G與局域網(wǎng)可比技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)對比如圖1所示，蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動性指標(biāo)雖然優(yōu)勢顯著，但是室內(nèi)或小范圍覆蓋的局域場景內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)對該指標(biāo)需求較弱。

5G不能完全支持部分行業(yè)特定或極致需求，例如，可靠性、安全性和速率等技術(shù)指標(biāo)要求更高的場景。安防行業(yè)所需的室內(nèi)視頻監(jiān)控等需要較高的用戶體驗速率，與有線、Wi-Fi等技術(shù)相比，蜂窩網(wǎng)絡(luò)處于明顯劣勢。例如，對于數(shù)據(jù)不出園區(qū)等對安全有強烈需求的場景，蜂窩網(wǎng)絡(luò)與有線、UWB（超寬帶技術(shù)Ultra Wide Band）、NFC（近距離無線通信技術(shù)Near Field Communication）等技術(shù)相比也存在明顯差距。

2.2.2 成本與效益匹配的競爭力不足 蜂窩網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本較高，規(guī)?；y以顯著降低基站和模組成本。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)成本是以Wi-Fi為代表的局域網(wǎng)技術(shù)的40倍以上、模組成本的3倍以上，即使非常成熟的4G基站成本也超過20萬元，相比之下，局域網(wǎng)基站成本最高不過0.5萬元。

相比局域網(wǎng)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)運營成本也是影響5G在行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的關(guān)鍵。局域網(wǎng)運用非授權(quán)頻段，無頻段使用費，企業(yè)自己也擁有專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)運維團隊。而蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用授權(quán)頻段組網(wǎng)，缺乏普惠性，需要特定專業(yè)運維保障，導(dǎo)致較高的人力成本。

相比局域網(wǎng)，在行業(yè)數(shù)字化進程中，5G對客戶的效率、生產(chǎn)力的提升缺乏足夠顯性的驅(qū)動，導(dǎo)致大型示范標(biāo)桿企業(yè)向其他企業(yè)普及存在阻力。5G在行業(yè)應(yīng)用初期以政策驅(qū)動為主，市場需求驅(qū)動不足。究其原因，一是因為蜂窩網(wǎng)絡(luò)不能靈活應(yīng)對企業(yè)數(shù)字化各場景中對傳輸速率、安全、可靠性、定位、終端性能的差異化需求；二是蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并沒有給企業(yè)生產(chǎn)力帶來質(zhì)的躍升。

綜上，5G發(fā)展面臨的兩大困境都是未來移動通信技術(shù)演進過程中需要解決的核心問題，也為6G發(fā)展方向提供了指引。6G技術(shù)和關(guān)鍵能力設(shè)計從初期就應(yīng)以需求為導(dǎo)向、以效益為準(zhǔn)繩，為行業(yè)解決方案提供更優(yōu)的移動性、時延、連接密度、泛在接入和通信感知能力。

3 6G關(guān)鍵能力及典型場景需求評估

3.1 6G關(guān)鍵能力

未來6G將提供超越通信的諸多技術(shù)能力，內(nèi)涵將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于移動通信本身，6G與AI、多感官通信、數(shù)字孿生、裸眼3D全息顯示等信息技術(shù)以及基礎(chǔ)科學(xué)突破、工程技術(shù)創(chuàng)新等相互融合，將推動6G技術(shù)在連接能力、覆蓋能力、通信性能、通信效率、精確度、可靠性等方面的大幅提升，并催生更多的行業(yè)應(yīng)用場景。6G關(guān)鍵能力主要體現(xiàn)在以下4個方面。

3.1.1 傳統(tǒng)通信指標(biāo)能力的顯著性提升 與5G相比，6G將實現(xiàn)傳統(tǒng)關(guān)鍵性能數(shù)量級的提升。例如，峰值速率從千兆級提升到百萬兆級，體驗速率從兆級提升到千兆級，空口時延從毫秒級提升到亞毫秒級，定位精度從米級提升到厘米級，網(wǎng)絡(luò)容量提升到5G的1，000倍，連接密度從1個/平方米提升到10～100個/平方米，移動性從每小時500公里提升到1，000 公里等[13-17]。

3.1.2 空天地覆蓋能力的變革性提升 6G將整合地面網(wǎng)絡(luò)和非地面網(wǎng)絡(luò)（non terrestrial network，NTN），在全球范圍內(nèi)提供泛在接入，給當(dāng)前未聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域提供網(wǎng)絡(luò)連接[18-19]。6G將融合低成本的低軌（low earth orbit，LEO）或超低軌（very low earth orbit，VLEO）衛(wèi)星、無人機（unmanned aerial vehicle，UAV）和高空平臺站（high altitude platform station，HAPS）等作為移動終端或節(jié)點組成的非地面網(wǎng)絡(luò)，形成空天地一體的泛在接入網(wǎng)絡(luò)[17-20]。

3.1.3 通信感知能力的拓展性增強 在未來的6G系統(tǒng)中，更高的頻段（從毫米波到太赫茲）、更寬的帶寬和更密集的大規(guī)模天線陣列分布將使單個系統(tǒng)能夠集成無線信號感知并具備通信能力，可以實現(xiàn)高精度定位、成像和環(huán)境重建等能力，有助于提升通信性能。較之5G需要獨立的感知系統(tǒng)，6G集成感知系統(tǒng)將大幅降低成本[21-22]。

3.1.4 網(wǎng)絡(luò)按需配置的靈活性增強 6G的應(yīng)用使能環(huán)境，是一種賦予了豐富內(nèi)涵和外延的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和能力開放環(huán)境。6G網(wǎng)絡(luò)通過統(tǒng)一的應(yīng)用使能框架，將分散在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部或周邊的功能引擎和網(wǎng)絡(luò)能力用統(tǒng)一的方式提供給應(yīng)用方，并從統(tǒng)籌、協(xié)同的視角構(gòu)建應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)同的支持能力。這使網(wǎng)絡(luò)配置更加靈活，便于多種場景的使用[22]。

3.2 6G典型場景需求評估

立足于破解技術(shù)與需求匹配不足的困境，未來6G發(fā)展需要考慮行業(yè)的差異化需求。本文聚焦如圖2所示的6G九大關(guān)鍵能力綜合需求較高的典型應(yīng)用場景分析，構(gòu)建如圖3所示的6G在未來數(shù)字化社會中的典型行業(yè)應(yīng)用場景評估模型，用于評估和篩選6G在各行業(yè)應(yīng)用發(fā)展中具有共性的、應(yīng)優(yōu)先關(guān)注或值得推廣的場景，有助于找準(zhǔn)各行各業(yè)對6G關(guān)鍵能力的需求關(guān)注點和商業(yè)預(yù)期。

3.2.1 6G典型行業(yè)應(yīng)用場景評估的建模流程 在完成對6G關(guān)鍵能力、未來社會數(shù)字化場景的梳理基礎(chǔ)上，通過專家調(diào)研的方法對各場景的6G關(guān)鍵能力的需求程度進行賦值，最后通過各場景對6G的總體需求及分項關(guān)鍵能力的需求進行關(guān)聯(lián)分析，判斷得出基于6G關(guān)鍵能力的典型行業(yè)應(yīng)用場景建議，如圖4所示。

其中，關(guān)于數(shù)字化場景6G需求的專家調(diào)研，邀請6G領(lǐng)域?qū)＜壹按怪毙袠I(yè)領(lǐng)域?qū)＜遥瑤椭R別未來哪些數(shù)字化場景的實現(xiàn)必須依托6G某些關(guān)鍵能力，哪些場景對6G技術(shù)無需求。調(diào)研專家樣本包括生活民生領(lǐng)域18位專家、農(nóng)業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域13位專家、工業(yè)數(shù)字化領(lǐng)域11位專家以及社會治理數(shù)字化領(lǐng)域14位專家，專家對相關(guān)傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢及移動通信發(fā)展趨勢均相對關(guān)注和了解，所在企業(yè)機構(gòu)有浪潮、紫光展銳、小米、VIVO、中興、華為、中信科、長虹、中國電信、中國移動、中國聯(lián)通等。調(diào)研采用問卷表格收集的方式，對未來生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、治理等領(lǐng)域的數(shù)字化場景對6G關(guān)鍵能力的需求程度進行打分評估。其中，場景對6G技術(shù)的總體需求評分采用0～5五級評分法，分值越高則代表需求程度越高；場景對6G技術(shù)各項能力的需求打分采用（0，1）二元評分法，其中，0代表不需要6G技術(shù)，1代表需要6G技術(shù)實現(xiàn)?；谡{(diào)研數(shù)據(jù)分析，可得到基于6G各項關(guān)鍵能力的行業(yè)典型應(yīng)用場景和對6G需求的程度。

3.2.2 模型及指標(biāo)體系 模型的輸入指標(biāo)包括未來社會數(shù)字化場景清單指標(biāo)S、6G關(guān)鍵能力指標(biāo)A以及各場景對6G能力的需求程度指標(biāo)D。模型的輸出結(jié)論性指標(biāo)為基于6G關(guān)鍵能力的典型行業(yè)應(yīng)用場景指標(biāo)TS。

S：數(shù)字化場景覆蓋生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和治理四大領(lǐng)域的多個垂直行業(yè)細(xì)分場景，以Si–j表示。其中，i代表場景所在的四大領(lǐng)域；j代表所在領(lǐng)域的細(xì)分場景。

A：6G的九大關(guān)鍵能力，以Ak表示，如公式（1）所示。

（1）

D：各數(shù)字化場景對6G的總需求及分項關(guān)鍵能力需求程度（D0–i–j，Dk–i–j）。其中，D0–i–j為細(xì)分場景Si–j對6G技術(shù)的總體需求程度；Dk–i–j為細(xì)分場景Si–j對6G分項關(guān)鍵能力Ak的需求程度。

需求程度的取值范圍為[0，1]，取值為0則代表對6G無需求，取值為1則代表對6G有極高需求，取值大于0.5則代表對6G有較高需求。另外，考慮到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型水平普遍滯后于其他產(chǎn)業(yè)，預(yù)計未來6G在農(nóng)業(yè)的落地應(yīng)用將存在一定的滯后性，因此，特別針對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)?G的需求程度，閾值相應(yīng)調(diào)低，取值大于0.3則代表對6G有潛在的較高需求。

TS：對6G需求較高的典型行業(yè)應(yīng)用場景集合，TSi為對6G總需求較高且對分項關(guān)鍵能力Ai需求較高的場景集。對于細(xì)分場景Si–j是否屬于典型場景TSi的判定方法：當(dāng)D0–i–j≥0.5且Dk–i–j≥0.5時，則判定Si–j∈TSi。6G需求程度采用幾何平均值，即。

依據(jù)上述判定方法，可得出未來四大領(lǐng)域?qū)?G需求較高的基于9大關(guān)鍵能力的典型行業(yè)應(yīng)用場景集，如公式（2）所示。

（2）

3.2.3 6G典型行業(yè)應(yīng)用場景的模型評估結(jié)果 根據(jù)專家調(diào)研結(jié)果，全面梳理了未來數(shù)字化社會的69類細(xì)分場景，這些場景覆蓋生活領(lǐng)域的衣、食、住、行、用，工業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)、運維及銷售，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的育種、種植、養(yǎng)殖及管理，以及社會治理領(lǐng)域的城市規(guī)劃、建設(shè)、運營、服務(wù)及數(shù)據(jù)資源管理等。在此基礎(chǔ)上，本文收集了專家對各細(xì)分場景的6G能力需求預(yù)期，按照6G典型行業(yè)應(yīng)用場景評估模型，得到基于6G關(guān)鍵能力的典型行業(yè)應(yīng)用場景，分布統(tǒng)計如圖5所示。其中，6G通信感知、網(wǎng)絡(luò)靈活配置、傳輸速率、時延等方面性能的提升將在未來數(shù)字化社會有廣泛需求，6G移動性、泛在接入等方面性能的提升將在交通等特定領(lǐng)域有典型需求。

將上述6G九大關(guān)鍵能力的典型應(yīng)用場景按照垂直行業(yè)進行分類，并分類統(tǒng)計各行業(yè)典型場景對6G關(guān)鍵能力的平均需求程度，如表2所示。未來數(shù)字生活、交通、工業(yè)、城市、農(nóng)業(yè)等行業(yè)對6G普遍具有較高的商業(yè)需求，建議將這些行業(yè)作為未來6G商用率先落地的潛在行業(yè)。根據(jù)各行業(yè)對6G能力的需求差異性，可形成6G典型產(chǎn)品，如面向交通、航空航天行業(yè)可形成超高速移動性寬帶產(chǎn)品與空天地海泛在接入服務(wù)，面向醫(yī)療、工業(yè)等行業(yè)可形成超低時延高可靠產(chǎn)品等。

3.3 6G垂直行業(yè)潛在價值空間評估

立足于破解成本與效益匹配不足的困境，本文構(gòu)建垂直行業(yè)的6G潛在價值評估模型，用于評估和選擇未來6G發(fā)展需要關(guān)注和重點進入的行業(yè)，有助于解決投入產(chǎn)出的效益問題。

3.3.1 垂直行業(yè)6G潛在價值空間評估的模型框架

在完成垂直行業(yè)對6G關(guān)鍵能力的平均需求程度評估基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有5G應(yīng)用項目集中程度和各行業(yè)數(shù)字化潛在價值數(shù)據(jù)，本文選擇四大指標(biāo)進行垂直行業(yè)6G價值空間評估建模，如圖6所示。

3.3.2 指標(biāo)取值及數(shù)據(jù)處理 指標(biāo)1：典型場景對6G各項關(guān)鍵能力的平均需求程度，按照表2中各垂直行業(yè)對6G九大關(guān)鍵能力的需求程度算數(shù)平均值進行賦值。

指標(biāo)2：典型場景較高需求的6G各項關(guān)鍵能力數(shù)量，按照表2中各垂直行業(yè)典型場景需要較高的6G關(guān)鍵能力項數(shù)統(tǒng)計進行賦值。

指標(biāo)3：采用外部機構(gòu)評估數(shù)據(jù)，參考華為報告《數(shù)字化轉(zhuǎn)型， 從戰(zhàn)略到執(zhí)行（國家-城市-行業(yè)-企業(yè)）》[23]中關(guān)于各行各業(yè)2025年的數(shù)字化潛在價值預(yù)測結(jié)果。

指標(biāo)4：垂直行業(yè)5G應(yīng)用項目集中程度，根據(jù)2022年第五屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽各行各業(yè)的5G項目數(shù)量[2]進行賦值。

對4項指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)一量綱，采用歸一化處理方法。歸一化處理方法采用0-1法，將原始數(shù)據(jù)映射到0～1范圍內(nèi)，即最大值按照1賦值，最小值按照0賦值，其他按照相對最大與最小值的相對位置進行線性內(nèi)插賦值。

對于4項指標(biāo)的模型權(quán)重采用層次分析法，通過對具有5年以上工作經(jīng)驗且對移動通信市場研判有實踐經(jīng)驗的專家進行調(diào)研及問卷收集，對4項指標(biāo)之間的相對重要性評估建立比較判斷矩陣，并采用特征根法，求解特征向量。對收集到的每份問卷計算一致性指標(biāo)CI（consistency index）和一致性比例CR（consistency ratio）。若CR<0.1，則說明調(diào)查個體的判斷一致性良好，通過一致性檢驗；反之，則認(rèn)為調(diào)查個體的判斷存在嚴(yán)重不一致性。在所有問卷經(jīng)過一致性檢驗后，求解每份問卷的權(quán)重特征向量，最終通過算術(shù)平均法得到4項指標(biāo)權(quán)重，如表3所示。

3.3.3 垂直行業(yè)6G潛在價值的模型評估結(jié)果 垂直行業(yè)6G價值空間綜合指數(shù)根據(jù)4項指標(biāo)加權(quán)平均計算，該指數(shù)取值范圍為（0，1），指數(shù)越大則代表該行業(yè)未來的6G價值空間相對越大。在6G價值空間綜合指數(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合垂直行業(yè)6G需求程度、數(shù)字化轉(zhuǎn)型潛在價值等指標(biāo)的綜合分析，能直觀地判斷各垂直行業(yè)相對的6G價值空間大小、對6G關(guān)鍵能力的需求程度以及整體數(shù)字化轉(zhuǎn)型的空間，可以為未來6G在不同行業(yè)的多波次落地推進策略提供判斷依據(jù)，如圖7所示。

首先，工業(yè)、交通、城市、數(shù)字生活、醫(yī)療等領(lǐng)域，建議作為未來6G行業(yè)應(yīng)用推進的第一波次，6G需求相對高且6G價值空間相對大。

其次，教育、能源等行業(yè)，將作為6G行業(yè)應(yīng)用推進的第二波次，6G需求程度和6G價值空間均相對較高。

最后，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域建議作為第三波次，雖然數(shù)字化水平相對滯后、6G需求程度相對較低，但是對6G九大關(guān)鍵能力的需求覆蓋范圍相對較廣。

4 未來6G發(fā)展建議

4.1 6G發(fā)展需以場景為引、按需部署，破解需求和效益的發(fā)展困境

5G時代面臨的“技術(shù)與需求不匹配”“成本與效益不匹配”兩大困境，在6G時代需要被重點審視并逐一解決，垂直行業(yè)企業(yè)才會有意愿和動力使用6G。6G技術(shù)的研發(fā)和未來部署必須堅持需求和效益導(dǎo)向，通過為行業(yè)解決方案注入更優(yōu)的移動性、時延、連接密度、泛在接入和通信感知能力，進而逐步彰顯6G巨大的商業(yè)價值。

在商業(yè)部署方面，為解決技術(shù)與商業(yè)需求的匹配問題，需要識別、篩選并評估6G在各行業(yè)應(yīng)用中具有共性需求、商業(yè)預(yù)期較好的場景，并將這些場景作為優(yōu)先關(guān)注的典型場景，優(yōu)先設(shè)計并開發(fā)基于此類場景具有行業(yè)特色的6G應(yīng)用解決方案。各行各業(yè)對6G關(guān)鍵能力、需求關(guān)注點、商業(yè)預(yù)期呈現(xiàn)顯著的行業(yè)差異性。因此，需要考慮結(jié)合各行各業(yè)未來數(shù)字化潛在空間和6G需求強度，有節(jié)奏、分批次地推進未來6G在不同行業(yè)的應(yīng)用落地，并優(yōu)先選擇在數(shù)字化空間較大、6G需求強度高的行業(yè)進行部署。未來，隨著技術(shù)的能力提升與不斷發(fā)展，還可能涌現(xiàn)新的需求場景，因此，對6G垂直行業(yè)應(yīng)用場景的識別、分析與研究將是一個長期的、持續(xù)推進的更新迭代過程。

在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，現(xiàn)有各代技術(shù)所采用的大規(guī)模超前建網(wǎng)的方式或?qū)⒉辉龠m用，需要探索成本效益更高、能夠較短周期實現(xiàn)6G商業(yè)價值變現(xiàn)的建網(wǎng)模式。未來6G需要由傳統(tǒng)的“超前建網(wǎng)模式”向“按需建網(wǎng)模式”轉(zhuǎn)變，并在此基礎(chǔ)上推動移動網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與建設(shè)由“網(wǎng)絡(luò)資源為中心”向“應(yīng)用服務(wù)為中心”轉(zhuǎn)變[24]。以往從3G、4G到5G的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)普遍采用先廣度覆蓋、后深度覆蓋的方式，先追求用戶規(guī)模的擴張，后追求用戶體驗的不斷提升?？紤]到未來6G網(wǎng)絡(luò)將是多頻段、多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，而且復(fù)雜度呈幾何級數(shù)上升，如果初期就追求大規(guī)模的廣域覆蓋，那么將不利于6G網(wǎng)絡(luò)的成本降低與快速回收。要破解成本和效益的困局，6G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要先綜合考慮重點場景和行業(yè)價值，按需進行熱點覆蓋，實現(xiàn)“以需促建、邊建邊用、以建促用”[25]的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)節(jié)奏。這種模式轉(zhuǎn)變將使垂直行業(yè)6G網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)價值變現(xiàn)周期大為縮短，有利于6G網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 盡早推動6G商業(yè)閉環(huán)頂層設(shè)計，提升技術(shù)與需求匹配度

業(yè)界在5G商用后才逐漸意識到，垂直行業(yè)商業(yè)閉環(huán)能否迅速建立，成為制約5G行業(yè)應(yīng)用能否快速規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵因素?；仡?G標(biāo)準(zhǔn)形成過程，其延續(xù)的是3G、4G時期完全由通信企業(yè)推動的傳統(tǒng)模式，在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中缺乏垂直行業(yè)的參與和不同行業(yè)的商業(yè)驗證。這導(dǎo)致了技術(shù)與需求匹配不足，5G行業(yè)應(yīng)用拓展在實際推進中相對緩慢。

從全球6G研究進程看，歐洲、日韓等國家地區(qū)已經(jīng)較早開始布局了6G垂直行業(yè)應(yīng)用的技術(shù)研究與商業(yè)驗證。歐盟在推進6G發(fā)展的過程中，已在2023年加大了6G垂直行業(yè)商業(yè)驗證的資源投入，將6G專項資金的20%用于垂直行業(yè)的技術(shù)試驗與商業(yè)驗證[26]。日本“Beyond 5G促進聯(lián)盟”設(shè)立了“2030年代社會研討會”[27]，以加強電信行業(yè)和垂直行業(yè)之間的聯(lián)系，并已經(jīng)在15個垂直行業(yè)細(xì)分應(yīng)用場景對6G技術(shù)指標(biāo)要求進行了細(xì)致研究。韓國于2020年發(fā)布了《引領(lǐng)6G時代的未來移動通信研發(fā)戰(zhàn)略》[28]，明確了5個6G重點垂直行業(yè)試點領(lǐng)域——數(shù)字醫(yī)療、沉浸式內(nèi)容、自動駕駛汽車、智慧城市和智慧工廠。較早布局垂直行業(yè)應(yīng)用的研究與商業(yè)驗證，是一些國家或地區(qū)6G研發(fā)的共同選擇，這將有助于提升6G的技術(shù)與需求的匹配度，為未來商用奠定基礎(chǔ)。

為使國內(nèi)6G發(fā)展未來能夠更好地滿足垂直行業(yè)需求，需在6G研究之初，對未來垂直行業(yè)應(yīng)用的場景需求、商業(yè)模式進行前期研究，并結(jié)合中國具體實際情況和5G應(yīng)用痛點進行積極探索。與此同時，廣泛吸納并聯(lián)合垂直行業(yè)企業(yè)，盡早開展垂直行業(yè)應(yīng)用的商業(yè)閉環(huán)推演與可行性驗證，遴選出經(jīng)濟效益與發(fā)展規(guī)模前景俱佳的6G行業(yè)應(yīng)用。因此，需投入專項資源，盡早對垂直行業(yè)的6G商業(yè)閉環(huán)進行頂層設(shè)計與測試驗證，從而實現(xiàn)未來6G在垂直行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的良性、快速發(fā)展。

4.3 統(tǒng)籌5G和6G發(fā)展加強產(chǎn)業(yè)培育，基于5G為6G挖掘需求并驗證

新一代技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的培育，往往需要借助上一代技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的土壤與基礎(chǔ)。6G產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展需要5G時代進行先期培育，結(jié)合相關(guān)場景，深入挖掘需求。

為使未來6G良性發(fā)展，需要堅持從垂直行業(yè)的實際需求出發(fā)，統(tǒng)籌5G和6G發(fā)展，并在當(dāng)前階段充分釋放5G潛能。未來6G發(fā)展不是單純追求技術(shù)性能的數(shù)量級提升帶來的資源供給能力升級，更需要重視行業(yè)需求、應(yīng)用場景的開發(fā)及生態(tài)培育，特別是一些應(yīng)用廣泛、在5G商用實踐中現(xiàn)有技術(shù)不能滿足行業(yè)需求的場景，可作為6G的重點儲備場景。

5G商用已3年，仍需要進一步挖掘需求場景、不斷培育和完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動5G在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的部署。5G垂直行業(yè)應(yīng)用的成功將為6G研究與成功商用提供必要基礎(chǔ)，6G技術(shù)需要從5G應(yīng)用中挖掘需求，并通過5G來進行初步驗證，因此，產(chǎn)業(yè)生態(tài)的培育將是貫穿5G、6G發(fā)展過程中的一項長期、艱巨且具有較強延續(xù)性的工作，需要在未來的發(fā)展中重點關(guān)注。

此外，6G的產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育還需要重視全球合作。一方面，需要盡可能地擴大國際盟友圈，拓寬合作渠道，進行技術(shù)交流，并使技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定過程中的中國主張，被更多的國際企業(yè)或相關(guān)方認(rèn)可。另一方面，6G研究面臨嚴(yán)峻的國際形勢，不同技術(shù)陣營的競爭導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)存在分裂的風(fēng)險，這更需要中國在6G研發(fā)過程中加強廣泛的全球化合作來維護標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，為6G爭取更大的發(fā)展空間。

5 結(jié)語

6G發(fā)展需要吸取5G經(jīng)驗，突破當(dāng)前5G發(fā)展面臨的諸多困境。

一方面，本文立足于破解技術(shù)與需求匹配不足的困境，聚焦6G九大關(guān)鍵能力綜合需求較高的典型應(yīng)用場景分析，構(gòu)建了6G在未來數(shù)字化社會中的典型行業(yè)應(yīng)用場景評估模型，研究未來6G發(fā)展需要考慮行業(yè)的差異化需求。根據(jù)此模型，發(fā)現(xiàn)未來數(shù)字生活、交通、工業(yè)、城市、農(nóng)業(yè)等行業(yè)場景對6G普遍具有較高的商業(yè)需求，建議將其作為未來6G商用率先落地的可選行業(yè)。根據(jù)各行業(yè)對6G能力的需求差異性，可形成6G典型產(chǎn)品與服務(wù)，如面向交通、航空航天行業(yè)可形成超高速移動性寬帶產(chǎn)品與空天地海泛在接入服務(wù)，面向醫(yī)療、工業(yè)等行業(yè)可形成超低時延高可靠產(chǎn)品等。

另一方面，本文立足于破解成本與效益匹配不足的困境，結(jié)合現(xiàn)有5G應(yīng)用項目集中程度和各行業(yè)數(shù)字化潛在價值數(shù)據(jù)，構(gòu)建了垂直行業(yè)的6G潛在價值評估模型。根據(jù)該模型，工業(yè)、交通、城市、數(shù)字生活、醫(yī)療等領(lǐng)域，6G需求高且6G價值空間大，建議將其作為未來6G行業(yè)應(yīng)用推進的第一波次。教育、能源等行業(yè)，6G需求程度和6G價值空間均相對較高，建議將其作為6G行業(yè)應(yīng)用推進的第二波次。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域雖然數(shù)字化水平相對滯后、6G需求程度相對較低，但對6G九大關(guān)鍵能力的需求覆蓋范圍相對較廣，建議作為第三波次。

本文重點對典型場景及垂直行業(yè)潛在的價值空間進行了建模評估，結(jié)合模型結(jié)果并提出了場景牽引按需部署，推動商業(yè)閉環(huán)頂層設(shè)計及商業(yè)驗證，統(tǒng)籌5G、6G發(fā)展加強全球合作等6G發(fā)展建議。本文對典型場景及垂直行業(yè)用到的5G、6G技術(shù)分析的全面性和細(xì)致性仍不足，如確定性網(wǎng)絡(luò)對5G、6G發(fā)展的促進及對行業(yè)價值的影響等，這需要在未來對6G的進一步探索中明確。本文更多地從戰(zhàn)略角度對5G向6G演進過程的關(guān)注問題進行探討，具體運營策略并未深入探討，未來仍需要對具體行業(yè)應(yīng)用商業(yè)閉環(huán)頂層設(shè)計、場景挖掘、商業(yè)驗證等方面進行持續(xù)研究。

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作者貢獻說明：

劉 樺：負(fù)責(zé)評估模型設(shè)計及統(tǒng)稿；

陳 昕：負(fù)責(zé)未來6G發(fā)展建議；

孟凡蓉：負(fù)責(zé)我國5G發(fā)展問題及困境分析；

李為民：負(fù)責(zé)我國5G困境分析及結(jié)語。

The Development Dilemmas in the Evolution from 5G to 6G and Suggestions for Future 6G Development

Liu Hua Chen Xin Meng Fanrong Li Weimin

China Telecom Research Institute， Beijing 102209

Abstract： [Purpose/Significance] 5G and next-generation mobile communication networks， as critical new infrastructure for realizing the goals of “national cyber development” and “digital China”， provide significant impetus for advancing the digital transformation of traditional industries. While the industry application of 5G in China has developed rapidly， it also faces numerous problems and dilemmas. These are crucial issues that cannot be bypassed in the future development of 6G. Drawing on experiences of 5G， this article aims to explore methods to improve the matching degree between 6G key capabilities and industry demands， and seek direction for 6G to overcome the challenges faced by 5G. [Method/Process] Through a comprehensive analysis of future digital scenarios and the key capabilities of 6G， this study addresses two major dilemmas in the development of 6G. It develops an evaluation model for assessing the demand of typical 6G scenarios and the potential value space in vertical industries. This model is based on data obtained from expert surveys， which measure the degree of demand for 6G key capabilities in future digital scenarios. On this basis， it is possible to identify typical scenarios with common characteristics， which should be prioritized or worth promoting in the development of 6G applications in various industries， thereby providing strategic basis for the phased advancement of 6G across different sectors. [Result/Conclusion] Based on the model output， this paper proposes several recommendations for the development of 6G. These include： “developing 6G based on scenarios and deploying according to demand to overcome the development challenges of demand and benefits，” “promoting the top-level design of 6G commercial closed-loop as early as possible to enhance the matching of technology and demand，” and “coordinating the development of 5G and 6G to strengthen industrial cultivation， exploring and validating 6G demand based on 5G.” These recommendations underscore a crucial research direction for the future sustainable development of 6G， emphasizing the importance of prioritizing the technological evolution focused on specific scenarios with high potential value， taking into account both demand and benefits.

Keywords： 5G challenges 6G key capabilities 6G demands 6G typical scenarios 6G potential value space assessment

收稿日期：2023-06-02 修回日期：2023-08-25