6G还有多远？

高超

正当运营商加速5G商用，推动5G行业应用落地的时候，产业界对6G的研究和布局也已经开始。

据悉，11月20日，北京市经济和信息化局发布的《北京市“十四五”时期智慧城市发展行动纲要（公众征集意见稿）》提出，超前布局6G、量子通信、脑科学等前沿技术。北京也因此成为国内第一座将6G研究写进产业发展政策的城市。

事实上，6G研究工作已在产业界早已展开。日前，在2020世界5G大会期间，清华大学教授崔保国表示，清华大学2019年年底已开始6G试验。

在此之前，中国移动、紫光展锐、vivo、赛迪智库等发布了6G系列白皮书，中国电信、中国联通、华为、中兴通讯、大唐电信等也都提前布局6G研究。而广东也于日前宣布将启动6G预研工作。

当前，正是5G建设关键时期，虽然5G网络覆盖水平、5G套餐用户呈现快速上涨势头，但是5G行业应用还在探索阶段，尚未完全落地，5G能力并没有完全释放。

那么，产业界在此时开始6G研究是否为时尚早？ITU、3GPP等国际组织如何继续引导6G技术的发展？通信产业链何时介入6G研发？6G何时商用？这些问题得到了产业界的广泛关注。

6G研究已经启动

在5G已经步入商用部署的快车道背景下，按照移动通信产业“使用一代、建设一代、研发一代”的发展节奏，目前业界面向6G，已经开始了愿景需求制定、关键技术研究，及概念验证等研究。

作为主管全球信息通信技術事务的国际组织——国际电信联盟（ITU）已在今年2月召开的第34次国际电信联盟无线电通信部门5D工作组（ITU-R WP5D）会议上，启动了面向2030及未来（6G）的研究工作。并且，ITU已于6月向各成员国、外部标准化组织等征求未来IMT研究计划及技术观点的输入。

在中国，2019年11月3日，科技部会同国家发展改革委、教育部、工业和信息化部、中科院、自然科学基金委组织召开6G技术研发工作启动会。会议宣布成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组，系统开展6G技术研发方案的制定工作，开展6G技术预研，探索可能的技术方向。

运营商、设备商、终端厂商和研究机构也都同步开启了6G技术研究。其中，中国移动发布了《2030+愿景与需求报告》《2030+技术趋势白皮书》等四本白皮书。中国联通和中国电信也已经分别展开了太赫兹和毫米波等6G相关技术的研究。

设备商方面，华为已经在参与6G相关预研工作，目前处于场景挖掘和技术寻找阶段。而中兴通讯与中国联通签署6G联合战略合作协议，针对中国联通网络和业务情况，共同探讨6G目标愿景和技术趋势，开展6G系统潜在关键技术研究，开展技术创新及标准合作，实现战略协同发展。

此外，紫光展锐发布了《6G：无界，有AI》白皮书，vivo通信研究院发布了《数字生活2030+》和《6G愿景需求与挑战》系列白皮书，从终端侧展开6G相关技术预研和愿景展望。

赛迪智库于今年3月发布了《6G概念及愿景白皮书》，从6G愿景、6G应用场景、6G网络性能指标、6G潜在关键技术、国际组织和各国6G研究进展等方面展开讨论，并提出加快中国推进6G研发的相关建议。

芬兰、日本、韩国、美国等全球多个国家也展开了6G研究。其中，芬兰连续举办了两届全球6G峰会，并发布了全球首份6G白皮书，对于6G愿景和应用进行了展望。

日本制定了2030年实现“后5G”（6G）的综合战略，并在今年投入2200亿日元，主要用于启动6G研发。

韩国计划从2021年开始的5年内投资2000亿韩元研发6G技术，专注于6G国际标准并加强产业生态系统，从而确保韩国继5G之后成为全球首个6G商用国家。

美国也已决定开放95GHz-3THz太赫兹频段作为试验频谱，正式启动6G技术研发。同时，美国政府成立了美国国际开发金融公司用于支持6G技术的发展。

6G研究已在全球正式启动，但是从目前的进展来看，还处于频谱、愿景、关键技术趋势研究阶段。

6G需求在哪里？

根据国内外多家机构发表的6G白皮书来看，6G应在5G基础上全面支持整个世界的数字化，并结合人工智能等技术的发展，实现智慧的泛在可取、全面赋能万事万物。

其中，中国移动在《2030+愿景与需求白皮书（第二版）》指出，在未来2030年及以后的时代，整个世界将基于物理世界生成一个数字化的孪生虚拟世界，物理世界的人和人、人和物、物和物之间可通过数字化世界来传递信息与智能。孪生虚拟世界则是物理世界的模拟和预测，帮助人类更进一步地解放自我，提升生命和生活质量，提升整个社会生产和治理的效率。

届时，6G将实现全应用场景覆盖，除了对5G原有的应用场景继续增强和演进，还将催生出全新的应用场景，提升生产效率，提高生活品质。

紫光展锐在《6G：无界，有AI》中提到了6G的五个典型应用场景：全息通信、沉浸式XR、数字孪生、全域无缝覆盖、全自动驾驶。

中国移动则将6G典型应用场景细分为10个方面：全息交互、通感互联、数字孪生人、智能交互、孪生工业、孪生农业、超能交通、精准医疗、无人区探测、虚拟旅游。

上述应用场景对网络、终端等都提出了较高的技术指标需求。

在网络侧，峰值速率需达到太比特级，用户体验速率达10—100吉比特，控制面和用户面时延要分别低于1ms和0.1ms，可靠性要高于99.99999%，流量密度达0.1—10Gbps/m3，连接数密度达10—100个/m3，移动速度超过1000km/h，频谱效率较5G提升2—3倍，新能力指标方面则要支持亚米级超高精度定位、超低时延抖动、超高安全性。

在终端侧，芯片制程工艺将向着1nm甚至更低的节点迈进;6G终端将会面临高集成度、高复杂度、小型化、低功耗，以及芯片器件异构等需求;6G时代终端信号带宽有望展宽至数千兆赫兹，载波频率覆盖到太赫兹甚至可见光频段，天线向多频段、传输射频一体化、小型化发展。

产业链描绘了一个美好的6G愿景，但是以当前的技术实力尚不能满足上述性能指标和场景需求，毕竟5G方面的部分能力没有得到完全释放，因此需要产业各方通力合作，共同推动5G乃至6G的技术发展。

6G路线图尚待进一步明确

鉴于6G研究尚处于早期阶段，ITU、3GPP等国际组织暂时没有确定详细的6G发展时间表，但是产业界普遍认为6G将在2030年实现商用。

国际组织方面，ITU已于今年2月启动“未来技术趋势报告”的撰写，计划于2022年6月完成。该报告描述5G之后IMT系统的技术演进方向，包括IMT演进技术、高谱效技术及部署等。

此外，ITU计划于2021年上半年启动“未来技术愿景建议书”，到2023年6月完成。该建议书包含面向2030及未来的IMT系统整体目标，如应用场景、主要系统能力等。

目前，ITU尚未确定6G标准的制定计划。

3GPP目前正在着手制定5G R17版本标准，预计从2026年开始启动R21版本标准的制定，这将是首个版本的6G标准。此后到2030年年中，3GPP预计将冻结R23版本。

而中国已经启动了6G技术研究，预计到2023年均处于频谱、愿景、技术趋势研究阶段，未来将随着ITU、3GPP等国际组织的6G研究进程进一步明确6G研究路线。

尽管全球6G研发处于早期阶段，但是已经有部分研发实力雄厚的大型通信厂商和科研机构参与了6G技术研究，积累了一定的研究成果。

而且值得注意的是，目前全球正在形成多个不同的6G联盟，这对未来6G标准化工作开展或产生影响。希望在ITU、3GPP等国际标准组织框架下，各国加强沟通，增强互信，推动建立统一、开放、平等的6G联盟，共同促进6G技术的研究和标准化落地。

关于6G阶段汇总

6G概念

6G，即第六代移动通信标准，也被称为第六代移动通信技术。主要促进的就是物联网的发展。目前，6G仍在开发阶段。6G的传输能力可能比5G提升100倍，网络延迟也可能从毫秒降到微秒级。

6G趋势

6G移动信息网络将极大地打破传统信息交互的界限，突破信息触达的边界，智能无处不在，构造一个“无界，有 AI”的未来世界。

6G应用场景

6G将实现全应用场景覆盖，除了对5G原有的应用场景继续增强和演进，还将催生出全新的应用场景，提升生产效率，提高生活品质。

1.全息通信;2.沉浸式 XR;3.數字孪生;4.全域无缝覆盖;5.全自动驾驶。

6G潜在核心技术

1.下一代信道编码及调制技术;

2.新一代天线与射频技术;

3.太赫兹无线通信技术与系统;

4.空天海地一体化通信技术;

5.软件与开源网络关键技术;

6.基于 AI 的无线通信技术;

7.区块链技术;

8.动态频谱共享技术。

2030+6G愿景

在未来2030年及以后的时代，整个世界将基于物理世界生成一个数字化的孪生虚拟世界，物理世界的人何人、人和物、物和物之间可通过数字化世界来传递信息与智能。6G将促使世界走向“数字孪生、智慧泛在”，实现“6G重塑世界”的宏伟目标。

当前业界主要6G研究成果

1.赛迪智库：《6G概念及愿景白皮书》

2.中国移动研究院：《2030+愿景与需求白皮书（第二版）》

3.中国移动研究院：《2030+网络架构展望白皮书》

4.中国移动研究院：《2030+愿景与需求白皮书（第二版）》

5.紫光展锐：《6G：无界 有AI》

6.vivo通信研究院：《6G愿景需求与挑战》

7.vivo通信研究院：《数字生活2030+》

6G性能指标

1.速率指标：峰值速率：100Gbps—1Tbps;用户体验

速率：Gbps。

2.时延指标：0，1ms，接近实时处理海量数据时延。

3.流量密度：100—10000Tbps/平方公里。

4.连接数密度：最大连接密度可达1亿个连接/平方公里。

5.移动性：大于1000km/h。

6.频谱效率：200—300bps/Hz。

7.定位能力：室外1米，室内10厘米。

8.频谱支持能力：常用载波宽带可达到20Ghz，多载

波聚合可能实现100Ghz。

9.网络效能：可达到200bits/J。

6G网络需求

1.6G需要嵌入信任模型;

2.6G采用身份与位置分离的方案，主要依靠设备的私有地址;

3.6G的隐私保护将是一个关键推动因素;

4.6G需要进行网络模式升级;

5.人工智能和区块链可能在6G网络中扮演重要角色。

6G给终端提出的挑战

1.超大连接需求：例如，对人的数字化需要手机和大量可穿戴终端，对特定区域环境精准监控可能需要1平米范围超过10个以上的终端节点。

2.丰富的终端型态：大千世界泛在连接，既需要先进的智能手机和AR/VR终端，也需要汽车、机器人、生产工厂大型设备中的终端模组，更需要大量能够安装到人体、衣物、建筑物、树木甚至是昆虫体内的微型终端。

3.成本体积功耗的持续优化：持续的对终端的成本、体积和功耗进行优化，是提高终端在物理世界渗透能力的基础。在类似嵌入建筑物或者昆虫体内等极端场景下，“0”功耗极简终端是实现物理世界数字化的关键。

4.泛在覆盖能力：覆盖的可达性既包括网络下行的无线电波的覆盖能力，也需要保障终端上行信号在网络侧的可达性。一方面要求对终端持续的成本体积功耗的优化，另一方面又要求上行覆盖能力提升，这一矛盾将是未来网络“万物互联”的最大挑战。