自120年前人類進入無線電時代以來，通信技術(shù)快速迭代。人們總是在一代通信技術(shù)進入大規(guī)模應(yīng)用之際，便馬不停蹄地啟動下一代通信技術(shù)研究。比如，2013年4G在我國開始商用，5G的技術(shù)支柱也是在那時基本就緒。業(yè)內(nèi)預(yù)測，2030年是6G通信商用元年。根據(jù)這個時間表，8年后，6G將來到你我身邊。

何為6G？隨著全球多份6G白皮書發(fā)布，這一先導(dǎo)性基礎(chǔ)技術(shù)的“面貌”逐步從科幻走向現(xiàn)實。6G將實現(xiàn)人、物理世界和數(shù)字世界的智慧聯(lián)接，實現(xiàn)多空間深度融合。同時，6G將加速垂直行業(yè)的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型。未來，自動化的柔性制造將提供精準定位和確定性通信能力，機器人之間能在復(fù)雜環(huán)境下實時交互。

一、放眼全球，6G競賽早已悄然拉開了帷幕

工信部的數(shù)據(jù)顯示，截至9月末，國內(nèi)5G基站總數(shù)為222萬個，占國內(nèi)移動基站總數(shù)的20.7%，5G移動電話用戶為5.1億戶，占國內(nèi)移動電話用戶總數(shù)的30.3%，我國在5G建設(shè)上，已經(jīng)是遙遙領(lǐng)先于其他國家，5G基站和用戶數(shù)均占全球的三分之二以上。

正當5G建設(shè)如火如荼之時，全球圍繞6G的研發(fā)工作早已緊鑼密鼓地展開了，在5G應(yīng)用方面，我們處于領(lǐng)跑的位置，取得了令全球矚目的成績，但通信技術(shù)的競賽永遠沒有終點和盡頭，而且移動通信技術(shù)和其他科技一樣，都是應(yīng)用一代、研發(fā)一代。

從上世紀80年代第一代移動通信技術(shù)誕生開始，從1G到5G，移動通信基本上是遵循每10年升級一代的規(guī)律，當一代移動通信技術(shù)開始商用之時，就是新一代移動通信技術(shù)研究啟動之際。

在5G的商業(yè)化應(yīng)用開始以后，我們?yōu)榇_保領(lǐng)先優(yōu)勢，繼續(xù)進行下一代通信技術(shù)的研究，從技術(shù)發(fā)展的角度來看，這也是一件順理成章、水到渠成的事，并且5G的成功商用也能為6G的順利發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

放眼全球，6G的爭奪戰(zhàn)早已經(jīng)悄然拉開了帷幕，成為世界各國科技與通信行業(yè)關(guān)注與研究的熱點領(lǐng)域，而各國在通信技術(shù)領(lǐng)域展開的競爭，本質(zhì)上也是要爭取在通信技術(shù)國際標準制定方面的話語權(quán)。

從1G到5G，每一次通信技術(shù)的進步都伴隨著技術(shù)標準之爭，專利申請量越多的國家，在最后制定行業(yè)標準時往往更有發(fā)言權(quán)，目前我國在6G技術(shù)的研究推進方面處于全球第一梯隊，MRFR的數(shù)據(jù)顯示，全球有50%以上的專利申請來自我國，其中有九成都屬于核心技術(shù)，這為未來我國參與6G行業(yè)標準的制定打下了很好的基礎(chǔ)。

今年11月初，浙江烏鎮(zhèn)舉辦了2022年世界互聯(lián)網(wǎng)大會烏鎮(zhèn)峰會，會上發(fā)布了15項年度國際領(lǐng)先科技成果，其中的EAGLE 6G技術(shù)，它可以為研發(fā)6G關(guān)鍵技術(shù)提供相匹配的測試與評估環(huán)境。

6G研發(fā)首先應(yīng)加快關(guān)鍵及基礎(chǔ)技術(shù)的儲備，圍繞算力、智能、感知等方向加強基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)技術(shù)的研究，其次是要加快跨行業(yè)跨領(lǐng)域的融合創(chuàng)新，盡量吸收各行各業(yè)的頭部企業(yè)參與6G的技術(shù)研發(fā)及標準制定，最后應(yīng)進一步加強國際合作，推動建立取長補短、互利共贏、開放合作的6G全球標準及相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

二、6G的需求與價值驅(qū)動力

為了支撐未來元宇宙時代，需要明晰6G的需求與價值驅(qū)動力。

分析下來，6G需求方面，有三大關(guān)鍵維度。

一是容量與吞吐量。預(yù)計6G時代將有20倍的業(yè)務(wù)增長，最大的峰值速率需要達到100 Gbps，并需要實現(xiàn)泛在1 Gbps的體驗速率。

二是可靠性與時延?？煽啃孕枰_到高達99.99999%的水平，時延0.1毫秒-1毫秒，此外要實現(xiàn)納秒級的同步精度。

三是規(guī)模與靈活性。6G要能實現(xiàn)全球覆蓋，每平方公里1000萬設(shè)備的連接密度，并需要實現(xiàn)平臺化與服務(wù)化。

當然，在未來具體的6G應(yīng)用場景中，上述所有需求未必需要同時滿足，極致的性能指標可能僅僅適用于專用的子網(wǎng)。

此外，與前幾代移動通信系統(tǒng)大不相同的是，除了上述的關(guān)鍵性能指標，6G系統(tǒng)還需要新增關(guān)鍵價值指標。

6G在技術(shù)的設(shè)計原則方面，應(yīng)該有三大方面的要求，也就是6G的價值驅(qū)動力所在。

一是可持續(xù)性。主要在于提升能源效率，最大限度地降低碳排放。比如從系統(tǒng)設(shè)計角度來看， 從芯片、器件的能源消耗方面，以及從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計、基帶算法設(shè)計方面，來降低能源消耗。還可利用基于人工智能的概念，根據(jù)不同的應(yīng)用場景，對硬件系統(tǒng)的能源消耗進行人為的干預(yù)（比如打開或關(guān)斷天線或其他系統(tǒng)），以達到能源使用優(yōu)化的目的。還可考慮使用清潔能源，比如說風(fēng)能，太陽能等等，達到降低碳排放的目的。

二是數(shù)字包容性。6G需要力保實現(xiàn)全覆蓋，使得全人類都能夠享受到未來6G技術(shù)帶來的數(shù)字紅利。這個目標僅依靠現(xiàn)有傳統(tǒng)的陸地通信系統(tǒng)是無法完成的，需要有機整合各個層面的通信系統(tǒng)，包括地面、空中、太空甚至水上通信系統(tǒng)，從而保證6G信號能夠覆蓋到地球的每一個角落，真正實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)為全人類服務(wù)的目的。

三是安全與隱私。展望未來的6G系統(tǒng)可以預(yù)見到，大量的設(shè)備接入、人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用、各種開放的接口等，都給潛在的數(shù)據(jù)攔截提供了機會；此外，各種混合云的存在、各種開源、各種來自很多廠商的設(shè)備等，都會帶來潛在的安全隱患。從而，確保安全與保障隱私對于6G系統(tǒng)來說顯得尤為重要。

三、創(chuàng)新6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵使能技術(shù)

明晰了6G的需求與價值驅(qū)動力，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵使能技術(shù)的方向就有了指導(dǎo)。

對于6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新，6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進的中心是“人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的結(jié)合”，以實現(xiàn)真正的認知網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)各種動態(tài)變化的場景，并且為6G網(wǎng)絡(luò)的自動化和優(yōu)化提供助力。同時將通過開放服務(wù)的接口，以便更加快捷、更加方便地集成來自不同供應(yīng)商的微服務(wù)和各種功能。

由此，需要把未來的6G系統(tǒng)打造成一個高度認知，自動化、專業(yè)和和定制化的網(wǎng)絡(luò)。那么如何實現(xiàn)？整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可從以下3層來考慮。

第一層是基礎(chǔ)設(shè)施層。對于6G，“在云平臺上實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)功能”這一理念將延續(xù)并且會得到加強。將從專門的電信云平臺發(fā)展到通用的公有云、私有云或混合云（這些云可以分布在任何地方），以滿足不同的需求。此外將利用諸如無服務(wù)器等先進技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)等等來實現(xiàn)對各種云的管理。預(yù)計“硬件加速”將是硬件平臺一個重要組成部分，其對支持人工智能和深度學(xué)習(xí)技術(shù)以及在各種云中實現(xiàn)無線接入網(wǎng)物理層功能至關(guān)重要。

第二層是網(wǎng)絡(luò)功能層。根據(jù)不同應(yīng)用場景的不同需求，提供不同的網(wǎng)絡(luò)能力，滿足各種應(yīng)用的關(guān)鍵性能指標需求（包括傳輸時延和可靠性等）。需要繼續(xù)推進無線網(wǎng)與核心網(wǎng)的融合以便進一步簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，消除冗余架構(gòu)/模塊，從而進一步降低成本，尤其是“子網(wǎng)”這種新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

那么何為“子網(wǎng)”？按照通常的認知，無線數(shù)據(jù)的傳輸需要經(jīng)過終端、基站、核心網(wǎng)、應(yīng)用層等眾多環(huán)節(jié)。但是存在很多的應(yīng)用場景比如人體檢測、車域網(wǎng)、工廠安全系統(tǒng)、飛機發(fā)動機檢測和控制系統(tǒng)等，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延與可靠性等有很高的要求，并且數(shù)據(jù)本身只會在周圍的設(shè)備之間進行交互，因此完全沒有必要走傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸路徑，而是由相關(guān)設(shè)備之間組成一個網(wǎng)絡(luò)，從而提升網(wǎng)絡(luò)處理實效性，降低數(shù)據(jù)傳輸時延，并且一定程度地提升能效。

第三層是應(yīng)用層。6G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層將會面向各種業(yè)務(wù)的需求，在管理與編排功能的安排下，基于網(wǎng)絡(luò)功能層和基礎(chǔ)設(shè)施層，來實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸和處理任務(wù)。此處的管理與編排功能，將可根據(jù)不同的應(yīng)用的關(guān)鍵性能指標需求，高效地管理和利用各項基礎(chǔ)設(shè)施以及各項網(wǎng)絡(luò)功能，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸。

此外，6G系統(tǒng)需要眾多關(guān)鍵使能技術(shù)予以支撐，通過6大關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新來解決6G面臨的挑戰(zhàn)，包括新頻譜技術(shù)、人工智能原生的空口技術(shù)、通感一體化技術(shù)、極致網(wǎng)絡(luò)以及保證網(wǎng)絡(luò)安全可靠的技術(shù)等。尤其是在7-20 GHz的“黃金”頻段，鼓勵業(yè)界在這個頻段上多做研究，努力挖掘其潛力，推動其在6G時代的潛在應(yīng)用。

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