6G是指第六代移動(dòng)通信技術(shù)(6th Generation 無線電話 Communications),是5G的升級(jí)版本。6G在通信速率、延時(shí)能耗、覆蓋范圍、安全性和智能應(yīng)用等方面擁有更多的優(yōu)勢(shì)。6G通信主要技術(shù)包括太赫茲技術(shù)、地面通信技術(shù)、空間復(fù)用技術(shù)、可見光通信技術(shù)等各方面。
自20世紀(jì)80年代第一代模擬通信系統(tǒng)被推出后,基本每隔10年就會(huì)有新一代的通信系統(tǒng)被推出。2019年3月,全球首屆6G峰會(huì)起草了第1份6G白皮書,闡明6G發(fā)展的基本方向。2020年11月6日,全球首顆6G試驗(yàn)衛(wèi)星“電子科技大學(xué)號(hào)”成功升空,并順利進(jìn)入預(yù)定軌道。2024年2月26日,美澳日韓英等十國就6G無線通信系統(tǒng)研發(fā)的共同原則達(dá)成一致并發(fā)表聯(lián)合聲明。4月11日,日本多家電信公司聯(lián)合宣稱,他們創(chuàng)造了世界上第一個(gè)高速6G無線設(shè)備,其數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到了每秒100 Gbps。2024年7月,由北京郵電大學(xué)張平院士及其團(tuán)隊(duì)搭建的國際首個(gè)面向6G通信與智能融合的外場(chǎng)試驗(yàn)網(wǎng)正式對(duì)外發(fā)布。9月13日,由中國移動(dòng)通信集團(tuán)代表擔(dān)任主報(bào)告人的6G場(chǎng)景用例與需求研究項(xiàng)目,在墨爾本召開的第三代合作伙伴計(jì)劃業(yè)務(wù)與系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范組全會(huì)上獲得通過。這是3GPP的首個(gè)6G標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目,標(biāo)志著全球6G標(biāo)準(zhǔn)化工作正式進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段。2025年4月,中國公開全球首個(gè)6G通智感融合外場(chǎng)試驗(yàn)網(wǎng)。2025年11月8日,由中國網(wǎng)絡(luò)空間研究院牽頭編撰的《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告2025》正式發(fā)布。報(bào)告指出,中國6G專利申請(qǐng)量約占全球的40.3%,位居全球第一。截至2026年1月21日,中國6G研發(fā)已完成第一階段技術(shù)試驗(yàn),形成了超300項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備,第二階段6G技術(shù)試驗(yàn)已經(jīng)啟動(dòng)。2026年2月,中國科學(xué)家在光通信和6G領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,在國際上率先實(shí)現(xiàn)光纖通信和無線通信系統(tǒng)間的跨網(wǎng)絡(luò)融合。
6G未來的LiveApp價(jià)值主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的廣泛且規(guī)模化采集、交互的實(shí)時(shí)性、獲得的便捷性等,從而獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)字化模型、更加高價(jià)值的運(yùn)算結(jié)果、跨地域跨時(shí)間的體驗(yàn)、更加智能化的反饋與服務(wù)。根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)預(yù)計(jì),6G技術(shù)將在2030年左右商用。
發(fā)展歷程
2018年3月,中國工業(yè)和信息化部部長苗圩在接受中國日?qǐng)?bào)網(wǎng)采訪時(shí)表示,中國已經(jīng)著手研究6G通信技術(shù)。同年10月,美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)的一位官員首次在公開場(chǎng)合展望6G。
2019年3月,全球首屆6G峰會(huì)在芬蘭舉辦,擬定了全球首份6G白皮書,明確6G發(fā)展的基本方向,并于10月公布了首份白皮書《6G無線智能無處不在的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)與研究挑戰(zhàn)》,會(huì)議還分析了6G是如何改變大眾生活、它的技術(shù)特征、以及仍然需解決哪些技術(shù)難點(diǎn)。
2019年6月,中國工信部成立了6G推進(jìn)組IMT-2030,同年8月華為公司成立6G研發(fā)實(shí)驗(yàn)室,并在同年11月宣布全面布局和推進(jìn)6G的研究工作,重點(diǎn)研究通信、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧教育等領(lǐng)域。
2019年11月3日,中國科技部聯(lián)合多個(gè)部門在北京組織召開6G技術(shù)研發(fā)工作啟動(dòng)會(huì),為促進(jìn)中國移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新,推動(dòng)6G技術(shù)研發(fā)工作, 會(huì)議宣布成立國家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組,通過這些布局,中國今后預(yù)計(jì)在基礎(chǔ)研究、核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等多方面將會(huì)獲得突破。
2020年3月4日,國際電信聯(lián)盟(ITU)在國際移動(dòng)通信工作組(WP5D)會(huì)議上,啟動(dòng)了面向2030年及未來6G的研究工作,標(biāo)志著6G被正式納入國際標(biāo)準(zhǔn)組織研究計(jì)劃。
2020年10月,電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟(ATIS) 啟動(dòng)“Next G Alliance”,聯(lián)盟確定的戰(zhàn)略任務(wù)主要包括建立6G戰(zhàn)略路線圖、推動(dòng)6G相關(guān)政策及預(yù)算、6G技術(shù)和服務(wù)的全球推廣等,希望在6G時(shí)代確立美國的領(lǐng)導(dǎo)地位。
2020年11月6日11時(shí)19分,全球首顆6G試驗(yàn)衛(wèi)星“電子科技大學(xué)號(hào)”(星時(shí)代-12/ 天雁05),搭載長征六號(hào)運(yùn)載火箭在中國太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空,并順利進(jìn)入預(yù)定軌道。
2021年11月16日,中國發(fā)布《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,將開展6G基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)列為移動(dòng)通信核心技術(shù)演進(jìn)和產(chǎn)業(yè)推進(jìn)工程,提出了要構(gòu)建6G的愿景、典型應(yīng)用場(chǎng)景和關(guān)鍵能力指標(biāo)體系,鼓勵(lì)企業(yè)深入開展6G潛在技術(shù)研究,形成一批 6G核心研究成果。
2022年1月,紫金山實(shí)驗(yàn)室在中國國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃6G專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持下,面向6G首次實(shí)現(xiàn)了單波長凈速率為103.125Gbps、雙波長凈速率為206.25Gbps的太赫茲實(shí)時(shí)無線傳輸,創(chuàng)造出當(dāng)時(shí)世界上公開報(bào)道的太赫茲實(shí)時(shí)無線通信的最高傳輸記錄。
2022年2月,中國研究人員表示,利用渦旋毫米波(一種自旋快速變化的超高頻無線電)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在一秒鐘內(nèi)將1TB數(shù)據(jù)傳輸1km以上的距離,這項(xiàng)技術(shù)可以幫助中國在全球下一代無線通信(6G)競(jìng)賽中領(lǐng)先。
2022年8月,三星電子在155GHz至175GHz頻率范圍內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)6G太赫茲數(shù)據(jù)的傳輸和接收,戶外距離達(dá)320米,是一年前的三倍。
2022年9月現(xiàn)代汽車汽車公司與韓國電信(KT)完成規(guī)模達(dá)7500億韓元的股權(quán)置換,以加強(qiáng)未來在移動(dòng)出行與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的合作,聚焦于開發(fā)適合無人駕駛的6G網(wǎng)絡(luò)。
預(yù)定于2025年舉辦的大阪關(guān)西世博會(huì)上,日本將展示“實(shí)現(xiàn)Beyond5G/6G的未來社會(huì)”。日本提前布局6G,意在加強(qiáng)其未來在6G領(lǐng)域的影響力。
2023年12月,中國6G推進(jìn)組負(fù)責(zé)人表示,6G技術(shù)商用時(shí)間在2030年左右。中國6G推進(jìn)組首次對(duì)外發(fā)布了《6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)展望》和《6G無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和典型特征》等技術(shù)方案。6G將成為連接物理世界和數(shù)字世界的橋梁,滿足從人的連接,到物的連接,再到智能體的隨時(shí)隨地按需接入網(wǎng)絡(luò)的需求。
2024年2月26日,美國、澳大利亞、加拿大、捷克、芬蘭、法國、日本、韓國、瑞典和英國就6G無線通信系統(tǒng)研發(fā)的共同原則發(fā)表聯(lián)合聲明。聲明稱,以上國家計(jì)劃在本國采取相關(guān)政策,鼓勵(lì)第三國采取此類措施,并推進(jìn)6G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)化,以實(shí)現(xiàn)諸多共同原則。這些原則包括:有助于保護(hù)國家安全的可信技術(shù);安全、強(qiáng)韌、可以保護(hù)個(gè)人隱私;全球行業(yè)主導(dǎo)的包容性標(biāo)準(zhǔn)制定和國際合作;合作實(shí)現(xiàn)開放和可互操作的創(chuàng)新;可負(fù)擔(dān)能力、可持續(xù)性和全球互聯(lián)性;擁有安全和強(qiáng)韌的供應(yīng)鏈;促進(jìn)ICT價(jià)值鏈上全球競(jìng)爭性市場(chǎng)。
2024年4月11日,日本多家電信公司聯(lián)合宣稱,他們創(chuàng)造了世界上第一個(gè)高速6G無線設(shè)備。截至2024年5月8日,該設(shè)備仍處于測(cè)試階段。這款6G設(shè)備已證明能夠在室內(nèi)(利用100 GHz 頻段)和室外(利用300 GHz 頻段)實(shí)現(xiàn)100 Gbps的傳輸速度,是5G峰值速度的10倍,比普通5G智能手機(jī)下載速度快500倍以上,能夠“在一秒鐘內(nèi)下載5部高清電影”。專家預(yù)計(jì),隨著技術(shù)進(jìn)步,設(shè)備尺寸和成本將持續(xù)降低。
2024年7月10日,中國通信學(xué)會(huì)在北京主辦“信息論:經(jīng)典與現(xiàn)代”學(xué)術(shù)研討會(huì)。會(huì)上對(duì)中國工程院院士張平團(tuán)隊(duì)在語義信息論方面的理論突破、語義通信的關(guān)鍵技術(shù)等內(nèi)容開展學(xué)術(shù)研討。同年7月,由北京郵電大學(xué)張平院士及其團(tuán)隊(duì)搭建的國際首個(gè)通信與智能融合的6G外場(chǎng)試驗(yàn)網(wǎng)正式對(duì)外發(fā)布。9月13日電,由中國移動(dòng)通信集團(tuán)代表擔(dān)任主報(bào)告人的6G場(chǎng)景用例與需求研究項(xiàng)目,在墨爾本召開的第三代合作伙伴計(jì)劃(英文縮寫3GPP,是制定全球通信國際標(biāo)準(zhǔn)的重要組織)業(yè)務(wù)與系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范組全會(huì)上獲得通過。這是3GPP的首個(gè)6G標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目,得到全球超過90家公司的支持,標(biāo)志著全球6G標(biāo)準(zhǔn)化工作正式進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段,也意味著6G網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)化的正式開啟。
2025年4月,紫金山實(shí)驗(yàn)室在江蘇南京舉辦的2025全球6G技術(shù)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì)上,首次公開了最新構(gòu)建的全球首個(gè)6G通智感融合外場(chǎng)試驗(yàn)網(wǎng)。4月18日,在國務(wù)院新聞辦新聞發(fā)布會(huì)上,中國工業(yè)和信息化部信息通信發(fā)展司司長謝存披露,中國已發(fā)布《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》等50余項(xiàng)研究成果,組織對(duì)通感一體化、無線AI等6G關(guān)鍵技術(shù)開展測(cè)試驗(yàn)證,加速技術(shù)成熟。下一步,工信部計(jì)劃加快推進(jìn)6G技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、中試驗(yàn)證和產(chǎn)業(yè)落實(shí),加強(qiáng)通信、感知、智能、計(jì)算等融合技術(shù)突破,前瞻布局和培育面向6G的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)生態(tài)。7月,中國首個(gè)地方6G產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)資金支持政策在北京北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)落地。據(jù)介紹,亦莊會(huì)通過10項(xiàng)舉措發(fā)力產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中,對(duì)承擔(dān)國家、北京市6G重大科技攻關(guān)任務(wù)的企業(yè),給予最高3000萬元資金支持。2025年8月,北京大學(xué)王興軍教授、舒浩文研究員及香港城市大學(xué)王騁教授組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì),歷經(jīng)4年,成功研制出超高頻光電融合芯片,該芯片是面向6G通信的超寬帶光電融合集成系統(tǒng),首次實(shí)現(xiàn)全頻段、靈活可調(diào)諧的高速無線通信,有望為6G無線通信提供保障。該成果8月27日晚在線發(fā)表于《自然》雜志。
2025年11月8日,由中國網(wǎng)絡(luò)空間研究院牽頭編撰的《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告2025》正式發(fā)布。報(bào)告指出,中國6G專利申請(qǐng)量約占全球的40.3%,位居全球第一。6G技術(shù)加速驗(yàn)證和產(chǎn)業(yè)化,成功研發(fā)并展示全球首個(gè)面向6G的內(nèi)生智能通信系統(tǒng)。腦機(jī)接口技術(shù)快速發(fā)展,2024年中國腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)32億元,年增長率為18.8%。截至2025年11月,中國已連續(xù)四年組織開展 6G 技術(shù)試驗(yàn),已完成第一階段6G技術(shù)試驗(yàn),形成超過300項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備。截至2026年1月21日,中國6G第二階段技術(shù)試驗(yàn)已經(jīng)啟動(dòng)。2026年2月,中國科學(xué)家在光通信和6G領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,在國際上率先實(shí)現(xiàn)光纖通信和無線通信系統(tǒng)間的跨網(wǎng)絡(luò)融合,自主研發(fā)的“光纖—無線一體化融合通信系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)傳輸速率刷新紀(jì)錄。該成果2月19日凌晨在線發(fā)表于《自然》。北京大學(xué)聯(lián)合鵬城實(shí)驗(yàn)室、上海科技大學(xué)、國家信息光電子創(chuàng)新中心等研發(fā)團(tuán)隊(duì),創(chuàng)出“光纖—無線一體化融合通信”概念,采用集成光學(xué)方案,成功研制出250GHz(千兆赫茲)以上超寬帶集成光子器件。在此基礎(chǔ)上開發(fā)出的新系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光纖通信單通道512Gbps(千兆比特每秒)信號(hào)傳輸、無線通信單通道400Gbps信號(hào)傳輸。科學(xué)團(tuán)隊(duì)模擬了6G大規(guī)模用戶接入場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)86個(gè)信道的多路實(shí)時(shí)8K視頻接入演示,傳輸帶寬較5G標(biāo)準(zhǔn)提升10倍以上。
性能指標(biāo)
6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)甚大容量與極小距離通信,超越盡力而為(BBE)與高精度通信、融合多類通信(Unified Communication)的目標(biāo),相比5G網(wǎng)絡(luò),其具有更高的網(wǎng)絡(luò)峰值速率、更高的用戶體驗(yàn)速率、更低的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、更高移動(dòng)速率、更高的網(wǎng)絡(luò)連接密度、更高的頻譜使用效率、更廣的全球覆蓋范圍、更安全、更低成本等優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)國際電信聯(lián)盟(International TelecommunicationUnion, ITU)的數(shù)據(jù),6G和5G的主要性能指標(biāo)對(duì)比表見下:
主要技術(shù)
6G太赫茲技術(shù)
6G太赫茲技術(shù)就是亞毫米波技術(shù)模式,隨著頻率的增高,傳輸波長會(huì)隨之變短,而對(duì)應(yīng)的帶寬范圍則會(huì)不斷擴(kuò)張,一定時(shí)間內(nèi)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量也會(huì)從少量變?yōu)槎嗔俊?/p>
6G通信需在5G基礎(chǔ)上拓展頻譜資源,使用前期未能應(yīng)用的太赫茲頻段。太赫茲波的頻譜介于微波與遠(yuǎn)紅外光頻譜之間,頻率為0.1THz~10THz,波長為30~3000μm。太赫茲通信是Tb/s 級(jí)寬帶無線接入技術(shù)的重要研究方向,具有傳輸速率高、頻譜資源豐富、抗感染能力強(qiáng)和易于實(shí)現(xiàn)通信探測(cè)一體化等優(yōu)勢(shì),可作為6G空口傳輸方式的重要補(bǔ)充,在全息通信、微小尺寸通信、超大容量數(shù)據(jù)回傳、短距超高速傳輸、高精度定位、高分辨率感知等業(yè)務(wù)場(chǎng)景具有更好的應(yīng)用價(jià)值。
2018年,美國通信聯(lián)盟聯(lián)邦委員會(huì)(FCC,F(xiàn)ederal Communication Commission)開放了95GHz到3THz頻段,準(zhǔn)備十年時(shí)間的研究測(cè)試。歐洲各國也啟動(dòng)了多個(gè)太赫茲研發(fā)項(xiàng)目,為了開展相關(guān)研究工作,中國的IMT_2030(6G)推進(jìn)組也成立了太赫茲通信任務(wù)組。
6G太赫茲技術(shù)今后將會(huì)在通信領(lǐng)域,例如高清全息視頻會(huì)議、車載THz網(wǎng)絡(luò)通信、衛(wèi)星通信等地方發(fā)揮作用。不過要實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用場(chǎng)景,仍然需要克服許多技術(shù),比如研制THz收發(fā)器和電路,基于光子學(xué)THz技術(shù)的單行載流子光電二極管(UTCPD,uni-traveling-carrier Photo-diode)、THz量子級(jí)聯(lián)激光器(QCL,Quantum Cascade Laser)、THz量子阱探測(cè)器(QwP,Quantum Well Photodetector)等等。
當(dāng)然,為滿足6G網(wǎng)絡(luò)和更多的業(yè)務(wù)需求,截止2022年6月,太赫茲通信關(guān)鍵技術(shù)研究還有待成熟,如信道傳輸理論、編碼調(diào)制技術(shù)、天線和射頻系統(tǒng)技術(shù)、通信設(shè)備研制等方面仍需持續(xù)深入研究。
6G網(wǎng)絡(luò)空間復(fù)用技術(shù)
空間復(fù)用技術(shù)是指在同樣的頻率資源下,利用不同的時(shí)、空、功率、編碼等技術(shù)實(shí)現(xiàn)多用戶共享通信資源的技術(shù)。在空間復(fù)用技術(shù)應(yīng)用的過程中,6G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)上千個(gè)無線外部連接的同時(shí)接入處理,并且實(shí)際接入的容量也將是5G移動(dòng)通信技術(shù)的1000倍。
空間復(fù)用技術(shù)可以接入上百個(gè)或者是上千個(gè)無線連接,并且以現(xiàn)在的5G 通信技術(shù)來推測(cè)未來的6G基站的建設(shè)數(shù)量,其6G基站的個(gè)數(shù)會(huì)是5g基站的1000倍,基站的數(shù)量上差距較大。另外,在發(fā)展的過程中,6G的通信技術(shù)中也可以采用一個(gè)多天線的陣列,來補(bǔ)償高頻路徑傳輸方面上的損耗,使其可能產(chǎn)生的損耗降到最低。
空間復(fù)用技術(shù)的引入有望推動(dòng)6G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,為面向之后的智能物聯(lián)網(wǎng)、5G車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用提供更為優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)支撐和服務(wù)。
地面無線和衛(wèi)星通信集成技術(shù)
5G的通信對(duì)象集中在陸地地表10km以內(nèi)高度的有限空間范圍,無法實(shí)現(xiàn)“空天海地”無縫覆蓋的通信愿景,因此,5G并不能真正實(shí)現(xiàn)“全球全域”和“萬物互聯(lián)”。
6G地面無線和衛(wèi)星通信集成技術(shù)可以將地面無線和衛(wèi)星通信進(jìn)行集成,以達(dá)到更高的網(wǎng)絡(luò)容量、更廣泛的覆蓋范圍和更好的通信服務(wù)質(zhì)量等目的。
建立融合技術(shù)體系能為信號(hào)的廣泛覆蓋提供更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持,并且在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)以及地面網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)技術(shù)支持體系內(nèi),地空全覆蓋應(yīng)用模式持續(xù)向著更加廣泛的路徑轉(zhuǎn)型,配合網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)支持體系,輔助人們開展相關(guān)工作。
可見光通信技術(shù)
可見光通信是一種利用可見光波譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術(shù),可以有效緩解當(dāng)前通信頻帶緊張的問題,為短距離無線通信提供一種新的選擇方式,可見光波長范圍為380nm至780nm,頻譜寬度大于420GHz,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無線電通信頻譜寬度。
可見光通信具有無須授權(quán)、高保密、綠色和無電磁輻射的特點(diǎn)其與可見光發(fā)光二極管技術(shù)結(jié)合,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)照明和高速數(shù)據(jù)通信,具有頻譜資源豐富、電磁干擾低、網(wǎng)絡(luò)安全性高等優(yōu)勢(shì)。可見光通信可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)場(chǎng)景,可作為室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的有效補(bǔ)充手段,同時(shí)可應(yīng)用于水下、空中、地下等特殊場(chǎng)景或醫(yī)院、加油站、實(shí)驗(yàn)室等電磁敏感場(chǎng)景。
然而,可見光通信仍有待成熟,雖然無線通信中的調(diào)制編碼方式、復(fù)用方式、信號(hào)處理技術(shù)等都可應(yīng)用于可見光通信來提升其系統(tǒng)性能,但在高帶寬的發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)器件和材料、光電/電光器件的相應(yīng)性能方面仍存在諸多挑戰(zhàn)。
空天地海一體化通信技術(shù)
6G無線網(wǎng)絡(luò)將覆蓋太空、陸地、海洋、空中等空間,陸地通信系統(tǒng)將與衛(wèi)星通信系統(tǒng)、海洋通信系統(tǒng)深度融合。
空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)以陸地通信系統(tǒng)為基礎(chǔ),為空基(飛機(jī)、無人機(jī)、熱氣球通信網(wǎng)絡(luò))、天基(衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò))、地基(陸地通信網(wǎng)絡(luò))、海基(海洋水下通信+近海通信網(wǎng)絡(luò)+遠(yuǎn)洋船只/島嶼通信網(wǎng)絡(luò))用戶活動(dòng)提供信息保障。通過空天、空地、星間、星地鏈路將陸海空域內(nèi)的各種用戶和飛行器密集聯(lián)合在一起。
截止到2022年6月,網(wǎng)絡(luò)融合處于論證階段,如鏈路方案選擇、互聯(lián)互通等方面仍有待進(jìn)一步研究。
人工智能(AI)技術(shù)
6G將利用AI、邊緣計(jì)算、端到端分布式安全和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),實(shí)現(xiàn)從互聯(lián)IoT設(shè)備到互聯(lián)智能IoT設(shè)備的轉(zhuǎn)變。通過AI和IoT的結(jié)合,形成一個(gè)高度可持續(xù)、安全和成本效益高的網(wǎng)絡(luò),使供應(yīng)商能夠?yàn)楦鞣N行業(yè)垂直市場(chǎng)提供智能服務(wù)。
6G網(wǎng)絡(luò)在高密度網(wǎng)絡(luò)、天線陣列和數(shù)據(jù)量等方面將有全面性的提高,AI技術(shù)可貫穿于6G網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)環(huán)節(jié),加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、用戶等多維數(shù)據(jù)的感知學(xué)習(xí),從而高效地實(shí)現(xiàn)地面、衛(wèi)星、終端等設(shè)備之間的無縫連接和實(shí)時(shí)高速切換,并最終實(shí)現(xiàn)自主自治網(wǎng)絡(luò)。
人工智能(AI)技術(shù),通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的大量數(shù)據(jù)(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)等)進(jìn)行分析與學(xué)習(xí),進(jìn)而對(duì)傳輸鏈路、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)或資源進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,持續(xù)優(yōu)化升級(jí)網(wǎng)絡(luò)自主進(jìn)化管理(可使用性、可修改性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性等),從而提升移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率,明顯改善用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)。在未來,AI 技術(shù)將全面應(yīng)用于智能核心網(wǎng)和智能邊緣網(wǎng)絡(luò)、信道編譯碼、信號(hào)估計(jì)與檢測(cè)、無線資源分配。
語義通信
語義通信不同于傳統(tǒng)通信。電話、電視或因特網(wǎng)等傳統(tǒng)通信,主要關(guān)注的是如何高效、準(zhǔn)確地傳輸信號(hào)或數(shù)據(jù),目標(biāo)是確保接收到的信號(hào)或數(shù)據(jù)與發(fā)送的原始信號(hào)或數(shù)據(jù)盡可能一致。語義通信是一種以任務(wù)為主體,強(qiáng)調(diào)“先理解,后傳輸”的通信新范式。語義通信的目的是讓對(duì)方了解自己的意思,它關(guān)注的是信息的“意義”或“語義”內(nèi)容的傳輸和理解,而不僅僅是數(shù)據(jù)本身。語義通信是6G及未來通信的“拐點(diǎn)技術(shù)”,語義通信可以大幅度提高通信系統(tǒng)的頻譜效率,從而可以賦能4G通信鏈路實(shí)現(xiàn)6G傳輸能力。
網(wǎng)絡(luò)安全
移動(dòng)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn),伴隨著2G/3G/4G/5G 移動(dòng)通信網(wǎng)安全機(jī)制的成長,在數(shù)字化技術(shù)(DT)與通信技術(shù)(CT)高度融合的發(fā)展趨勢(shì)下,6G網(wǎng)絡(luò)安全有望突破傳統(tǒng)通信安全內(nèi)涵與外延,具備內(nèi)生安全、彈性安全、情景感知安全、多維數(shù)據(jù)安全和可評(píng)估安全的能力。
6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景的萬物互聯(lián),實(shí)現(xiàn)虛擬世界與真實(shí)世界的深度融合,這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全能力提出了更高要求。對(duì)于6G網(wǎng)絡(luò),需在注重傳統(tǒng)信息安全的機(jī)密性、完整性、可用性和隱私保護(hù)基礎(chǔ)之上,還特別重視其廣義功能安全,以便能有效應(yīng)對(duì)高強(qiáng)度網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅。
6G的愿景具備泛在、無線、智能等特點(diǎn),能夠提供無縫覆蓋的泛在無線連接和情景感知的智能服務(wù)與應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面,6G將會(huì)突破地面網(wǎng)絡(luò)限制,實(shí)現(xiàn)地面、衛(wèi)星、機(jī)載網(wǎng)絡(luò)和海洋通信網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋,即空天地一體化的通信網(wǎng)絡(luò);在應(yīng)用場(chǎng)景方面,國際電信聯(lián)盟(ITU)最新技術(shù)報(bào)告給出了6G的七大代表用例:全息類通信、面向遠(yuǎn)程的操控網(wǎng)絡(luò)、智能操控網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算融合、數(shù)字孿生、空—地集成網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云化,并分析了網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵需求,其中安全需求包括隱私、可靠性、可信任度、彈性、可追溯性、合法攔截等。
應(yīng)用領(lǐng)域
高速通信環(huán)境
正是基于6G移動(dòng)通信的技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)在高速運(yùn)行環(huán)境下實(shí)現(xiàn)UHD視頻通話,滿足信息傳遞要求。
6G技術(shù)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和低延遲等特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度,可支持更多的用戶連接,更多的數(shù)據(jù)傳輸。有利于滿足企業(yè)和用戶對(duì)于高速寬帶服務(wù)的需求從而滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅绺咔逡曨l的傳輸、虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用。
生命科學(xué)
基于太赫茲技術(shù)要點(diǎn),將應(yīng)用在人體局部成像、疾病醫(yī)療診斷、實(shí)時(shí)性跟蹤人體特征等領(lǐng)域中,從而提高醫(yī)療發(fā)展水平。天文觀測(cè),基于技術(shù)要點(diǎn)實(shí)現(xiàn)以宇宙背景為核心的數(shù)據(jù)信息匯總管理。
無損檢測(cè)
6G移動(dòng)通信技術(shù)將圍繞集成技術(shù)轉(zhuǎn)型發(fā)展要求實(shí)現(xiàn)多元化應(yīng)用,包括油畫檢測(cè)、航天器檢測(cè)、半導(dǎo)體元器件檢測(cè)等。還可以應(yīng)用在云建模、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造等技術(shù)領(lǐng)域內(nèi),融合云端遠(yuǎn)程控制、虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)全息影像等技術(shù)建立更加快捷的信息傳遞模式。
孿生醫(yī)療
信息技術(shù)在醫(yī)療的應(yīng)用分為醫(yī)療數(shù)字化、智慧化發(fā)展可以分為管理數(shù)字化、醫(yī)療數(shù)字化、虛擬醫(yī)院、孿生醫(yī)療4個(gè)階段。
利用6G超廣連接、超大帶寬形成“體域網(wǎng)”,通過大量的智能傳感器(>100項(xiàng)傳感器/cm),可準(zhǔn)確地進(jìn)行重要器官、神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、肌肉骨骼、情緒狀態(tài)等的信息采集,對(duì)人體的健康情況進(jìn)行數(shù)字化映射形,實(shí)現(xiàn)對(duì)人體個(gè)性化健康數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,醫(yī)療健康從“治療”轉(zhuǎn)向“預(yù)防”。
孿生醫(yī)療的可應(yīng)用場(chǎng)景很多,并且隨著生物、醫(yī)學(xué)、電子、信息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用場(chǎng)景將會(huì)繼續(xù)豐富,目前可以預(yù)想到的有納米機(jī)器人、數(shù)字器官、病理研究、疾病預(yù)防等。
今后展望
基于全息通信的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)(XR)
未來的全息通信將打通虛擬與真實(shí)場(chǎng)景的界限,實(shí)現(xiàn)人、物及環(huán)境的3D動(dòng)態(tài)交互,通過自然逼真的視覺還原使用戶體現(xiàn)身臨其境的極致體驗(yàn)。交互式全息技術(shù)要求要有極高的傳輸能力和空間三維顯示能力。另外,全息通信也將給6G移動(dòng)通信系統(tǒng)帶來高吞吐量、高可靠性和低時(shí)延要求。6G時(shí)代全息通信將廣泛應(yīng)用于文化娛樂、教育醫(yī)療、社會(huì)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域。
互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人和自主系統(tǒng)
互聯(lián)機(jī)器人和自主系統(tǒng),包括無人機(jī)配送系統(tǒng)、無人駕駛汽車、無人機(jī)機(jī)群、自主機(jī)器人等,將成為6G時(shí)代最重要的應(yīng)用之一。2030年以后,世界上將有數(shù)以億計(jì)接入6G網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)駕駛車輛,每一輛車都將配備許多傳感器,包括攝像機(jī)、里程計(jì)、掃描儀和雷達(dá)等。6G網(wǎng)絡(luò)將有助于互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人和自主系統(tǒng)的部署,運(yùn)輸和物流都將變得更為高效。
智能工廠
利用6G超高速率、超可靠、超低時(shí)延和海量連接數(shù)等特性,可以對(duì)工廠車間內(nèi)的機(jī)械車床、原材料、半成品、產(chǎn)品等生產(chǎn)要素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集,利用AI和邊緣計(jì)算技術(shù),實(shí)時(shí)下達(dá)指令,提升制造的效率和精度,真正做到智能制造。
與此同時(shí),6G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系在技術(shù)支持下還將向著基站小型化趨勢(shì)發(fā)展,依據(jù)技術(shù)要求和控制標(biāo)準(zhǔn)打造規(guī)范化智能互聯(lián)運(yùn)行維護(hù)機(jī)制,滿足技術(shù)應(yīng)用控制標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)夯實(shí)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ),配合納米天線等尖端研究技術(shù),利用新型材料實(shí)現(xiàn)基站小型化和便利化轉(zhuǎn)型目標(biāo),為基站致密化布局發(fā)展提供保障。
主要廠商
中國企業(yè)
華為、中興通訊、中國移動(dòng)通信集團(tuán)、中國聯(lián)通、中國電信集團(tuán)等。中國移動(dòng)在6G技術(shù)的研發(fā)上也具有前瞻性,早在2018年就啟動(dòng)了6G研究項(xiàng)目,在2019年發(fā)布了關(guān)于6G的愿景與需求以及技術(shù)展望等多份白皮書,公開了他們?cè)?G領(lǐng)域的階段性成果和方向,并且為了進(jìn)一步推動(dòng)6G技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用,中國移動(dòng)在2021年成立了未來研究院,致力于加大應(yīng)用基礎(chǔ)和跨界的研究力度。他們與多所知名高校,如清華大學(xué)、北京郵電大學(xué)和東南大學(xué)等,共同成立了聯(lián)合創(chuàng)新載體,以共同推動(dòng)源頭創(chuàng)新的發(fā)展。中興通訊在2022年完成了6G關(guān)鍵技術(shù)概念樣機(jī)測(cè)試。其中在6G太赫茲關(guān)鍵技術(shù)概念樣機(jī)試驗(yàn)中,中興采用電子學(xué)太赫茲系統(tǒng)樣機(jī),最高支持2×2MIMO。在實(shí)時(shí)通信情況下,支持室外遠(yuǎn)距離傳輸,頻譜效率超過7bit/s/Hz。根據(jù)2023年6月14日的報(bào)道,華為參與了歐盟旗艦研究和創(chuàng)新計(jì)劃 Horizon Europe的一部分,該計(jì)劃共有11個(gè)項(xiàng)目,包括人工智能、6G、云計(jì)算、量子傳感、連接以及自動(dòng)駕駛框架等技術(shù)。據(jù)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道華為已經(jīng)獲得了約400萬歐元的資金。
美國企業(yè)
包括蘋果公司、高通、英特爾、思科、美國電話電報(bào)公司(AT&T)等,據(jù)TechWeb網(wǎng)2020年11月15日消息,電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟(ATIS)宣布,蘋果、谷歌、英特爾等11家公司已經(jīng)加入美國行業(yè)組織“6G聯(lián)盟”(Next G Alliance)。該聯(lián)盟致力于在未來10年內(nèi)推動(dòng)美國的移動(dòng)技術(shù)在6G及其后的行業(yè)領(lǐng)先地位,并同時(shí)促進(jìn)5G的長期進(jìn)化。除蘋果、谷歌和英特爾外,其他新加入的成員包括Charter、思科、惠普、Keysight Technologies、LG、Mavenir、MITRE和威睿。6G聯(lián)盟將在美東時(shí)間11月16日舉行首次成員會(huì)議,以確定該組織的總體方向和戰(zhàn)略。
韓國企業(yè)
包括三星電子、LG、韓國電信等,韓國三星電子2020年7月份發(fā)布《下一代超連接體驗(yàn)》6G白皮書,內(nèi)容涵蓋了三星技術(shù)研發(fā)、社會(huì)趨勢(shì)分析、新服務(wù)、候選技術(shù)及預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間表。白皮書系統(tǒng)闡述了三星6G時(shí)代的愿景,即“將‘下一代超連接體驗(yàn)’帶入生活的每一個(gè)角落”。2022年8月,三星在155GHz至175GHz 頻率范圍內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)6G太赫茲數(shù)據(jù)的傳輸和接收,戶外距離達(dá)320米,是一年前的三倍。
日本企業(yè)
包括索尼、NTT Docomo、日本電氣等,其中日本最大的移動(dòng)運(yùn)營商N(yùn)TT Docomo開始制定成為6G技術(shù)領(lǐng)軍者的戰(zhàn)略,著眼于到2030年實(shí)現(xiàn)商用。該運(yùn)營商2020年1月份發(fā)布了一份白皮書,概述了其對(duì)5G演進(jìn)和6G通信技術(shù)的看法,并指出移動(dòng)通信系統(tǒng)通常會(huì)在十年左右時(shí)間里發(fā)展到下一代。
2024年4月11日,日本多家電信公司聯(lián)合宣稱,他們創(chuàng)造了世界上第一個(gè)高速6G無線設(shè)備。截至2024年5月8日,該設(shè)備仍處于測(cè)試階段。這款6G設(shè)備已證明能夠在室內(nèi)(利用100 GHz 頻段)和室外(利用300 GHz 頻段)實(shí)現(xiàn)100 Gbps的傳輸速度,是5G峰值速度的10倍,比普通5G智能手機(jī)下載速度快500倍以上,能夠“在一秒鐘內(nèi)下載5部高清電影”。專家預(yù)計(jì),隨著技術(shù)進(jìn)步,設(shè)備尺寸和成本將持續(xù)降低。
歐洲企業(yè)
包括愛立信、諾基亞、德國電信、愛立信、諾基亞等,來自芬蘭的2020年12月8日?qǐng)?bào)道,歐盟委員會(huì)已委托諾基亞負(fù)責(zé)其旗艦計(jì)劃,以研究下一代無線網(wǎng)絡(luò)Hexa-X。該項(xiàng)目的最終目標(biāo)是為第六代無線網(wǎng)絡(luò)(6G)創(chuàng)建獨(dú)特的使用案例,開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù),并通過集成關(guān)鍵技術(shù)連接人、物和數(shù)字世界。諾基亞的工業(yè)研究部門諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開始研究有望構(gòu)成6G的基礎(chǔ)技術(shù),盡管5G領(lǐng)域仍需要?jiǎng)?chuàng)新。諾基亞目前預(yù)計(jì),無線網(wǎng)絡(luò)將在2030年發(fā)展到第六代,遵循典型的10年一代的周期。
參考資料 >
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2025互聯(lián)網(wǎng)藍(lán)皮書發(fā)布 我國6G專利申請(qǐng)量全球第一.中國青年報(bào).2025-11-09
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我國科學(xué)家在光通信及6G領(lǐng)域取得新進(jìn)展.今日頭條.2026-02-19
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中國正式啟動(dòng)第六代移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)工作.中國科學(xué)網(wǎng).2023-07-14
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美國成立Next G Alliance 意在推動(dòng)6G領(lǐng)導(dǎo)地位.鳳凰科技.2023-07-08
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紫金山實(shí)驗(yàn)室發(fā)布6G核心技術(shù)創(chuàng)新成果,通信速率提升數(shù)十倍_深圳新聞網(wǎng).深圳新聞網(wǎng).2023-06-15
6G的傳輸能力比5G提升100倍,網(wǎng)絡(luò)延遲從毫秒降到微秒級(jí).AET電子技術(shù)應(yīng)用.2023-06-15
6G通信的七個(gè)關(guān)鍵技術(shù)!日本近期6G研發(fā)設(shè)施與使用情況.搜狐.2023-06-25
中國6G核心方案公布.新浪微博.2023-12-06
日本宣布開發(fā)出世界首個(gè)6G設(shè)備.今日頭條.2024-05-09
6G語義通信技術(shù)獲得新突破!將助力人工智能發(fā)展.北京日?qǐng)?bào)客戶端-騰訊網(wǎng).2024-07-10
#我國成功搭建6G外場(chǎng)試驗(yàn)網(wǎng)#.weibo.2024-07-12
中國已發(fā)布50余項(xiàng)6G研究成果.今日頭條.2025-04-19
6G要來了!到底6在哪?|知識(shí)窗.騰訊網(wǎng).2025-07-29
我國科學(xué)家在6G無線通信領(lǐng)域取得新突破.騰訊網(wǎng).2025-08-28
“6G通信有了超寬高速公路”.百家號(hào).2026-01-27
兩院院士評(píng)選的2025年中國十大科技進(jìn)展新聞揭曉,北京大學(xué)兩項(xiàng)成果入選.北京大學(xué)新聞網(wǎng).2026-01-27
我國完成第一階段 6G 技術(shù)試驗(yàn),形成超過 300 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備.IT之家.2025-11-13
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通信企業(yè)爭奪專利百強(qiáng):華為領(lǐng)跑,五大手機(jī)公司奪下六成份額.中國知網(wǎng).2023-07-05
消息稱華為正參與歐盟多項(xiàng)先進(jìn)研發(fā)項(xiàng)目,涉及 AI、6G、云計(jì)算等.中國家電網(wǎng).2023-06-15
蘋果、谷歌、英特爾等公司加入美國“6G聯(lián)盟”.今日頭條.2023-06-15
三星電子發(fā)布6G愿景白皮書.人民郵電報(bào).2023-06-15
日本移動(dòng)運(yùn)營商N(yùn)TT Docomo計(jì)劃2030年推出6G.今日頭條.2023-06-15
諾基亞負(fù)責(zé)實(shí)施歐盟6G項(xiàng)目.中華人民共和國商務(wù)部.2023-06-15