赛迪智库-6G概念及愿景白皮书-2020.3-30页_930kb

报告摘要

6G 概念及愿景白皮书总结

核心内容概述

本白皮书由赛迪智库无线电管理研究所发布，旨在阐述6G技术的概念、愿景、应用场景、性能指标、关键技术以及国际发展动态，同时提出加快我国6G研发的建议。白皮书指出，6G将实现从“万物互联”向“万物智联”的跃迁，构建覆盖空、天、海、地的统一网络，支持更广泛、更智能、更高效的通信服务。

主要观点

6G 是对 5G 的继承与升级，将在传输速率、时延、连接密度、频谱效率、定位能力等方面实现大幅提升。
6G 将支持新型应用场景，包括人体数字孪生、空中高速上网、全息通信、新型智慧城市群、全域应急通信、智能工厂PLUS、网联机器人等。
6G 网络将实现空天海地一体化覆盖，构建全球无缝连接的通信体系。
6G 将深度融入人工智能、区块链、动态频谱共享等前沿技术，实现网络智能化和去中心化。
6G 网络将推动通信产业从“硬件驱动”向“软件定义”和“开源化”转变。

关键信息

一、6G 应用场景展望

人体数字孪生
- 利用智能传感器（>100个/人）对健康数据进行实时监测，实现虚拟世界的精准复制品。
- 结合AI技术进行健康评估与干预，提升医疗服务质量。
空中高速上网
- 6G 将解决飞机高速移动带来的通信挑战，提供高质量、低时延的空中网络服务。
- 采用全新通信技术与网络架构，实现低成本、高覆盖的空中连接。
基于全息通信的XR
- 6G 将推动XR技术从VR/AR向全息通信发展，实现更沉浸式的交互体验。
- 用户可享受全息通信、全息显示，体验视觉、听觉、触觉等多感官交互。
新型智慧城市群
- 6G 将构建统一网络架构，实现城市基础设施的智能化管理与高效协同。
- 通过网络切片、软件定义网络等技术，支持城市各领域的数据融合与智能应用。
全域应急通信抢险
- 6G 将实现对沙漠、深海、高山等通信盲区的覆盖，提升应急通信能力。
- 通过整合卫星、无人机等资源，实现远距离、高精度、低功耗的应急通信保障。
智能工厂PLUS
- 6G 将支持智能工厂的实时数据采集与控制，实现生产过程的无线化与弹性化。
- 通过引入区块链技术，实现去中心化数据交互，提升生产效率与协同能力。
网联机器人和自治系统
- 6G 将推动无人机、自动驾驶汽车等智能设备的广泛部署。
- 实现多场景下的智能通信与协同控制，拓展机器人在物流、农业、城市治理等领域的应用。

二、6G 网络性能指标及关键技术

指标	6G	5G	提升效果
速率	峰值速率：100Gbps-1Tbps，用户体验速率：Gbps	峰值速率：10-20Gbps，用户体验速率：0.1-1Gbps	10-100倍
时延	0.1ms，接近实时处理	1ms	10倍
流量密度	100-10000Tbps/平方公里	10Tbps/平方公里	10-1000倍
连接数密度	最大1亿个连接/平方公里	100万个/平方公里	100倍
移动性	>1000km/h	500km/h	2倍
频谱效率	200-300bps/Hz	100bps/Hz	2-3倍
定位能力	室外1米，室内10厘米	室外十米，室内几米甚至1米以下	10倍
网络能效	200bits/J	100bits/J	2倍

潜在关键技术：

下一代信道编码及调制技术
- 需要支持太赫兹频段、GHz级信道带宽，优化多用户场景下的信道处理能力。
极化多址接入系统
- 结合NOMA与极化编码技术，提升多用户接入效率与通信质量。
基于深度学习的信号处理技术
- 用于信道估计、干扰检测与抵消，提升通信系统智能化水平。
新一代天线与射频技术
- 推动“纳米天线”和一体化射频前端系统发展，实现高频段高效通信。
太赫兹无线通信技术与系统
- 太赫兹频段是6G的重要支撑，需突破信号传输、编码、天线等关键技术。
空天海地一体化通信技术
- 整合卫星、无人机、水声通信等，实现全球无缝覆盖。
软件与开源网络关键技术
- 推动网络架构向软件定义、开源化发展，提升系统灵活性与可扩展性。
基于AI的无线通信技术
- 实现网络端到端智能化，支持实时切换、自主管理、优化资源分配等。
区块链技术
- 支持去中心化网络架构，提升数据安全性与运营商协同能力。
动态频谱共享技术
- 通过智能频谱管理提升网络效率，支持授权与非授权频段的灵活共享。

三、国际组织与各国研究进展

ITU 面向2030网络及6G研究
- ITU-T 成立了“2030网络”焦点组，研究未来网络架构、需求及标准化路线图。
- ITU-R 启动6G研究，初步制定技术趋势与展望建议，但尚未明确标准制定计划。
各国研究进展
- 中国：已启动6G研发，成立国家工作组和专家组，华为、中兴等企业布局太赫兹、毫米波等技术，运营商积极合作。
- 美国：FCC开放太赫兹频段，推动6G实验，卫星互联网领先，纽约大学、加州大学等开展太赫兹通信研究。
- 韩国：计划2028年实现6G商用，设立6G研究中心，与企业合作推动技术与商业模式创新。
- 日本：通过官民合作制定6G战略，东芝、NTT等公司领先于太赫兹通信芯片研发。
- 英国：预计6G将在2025年商用，推进“无线光纤”与纳米天线等技术。
- 芬兰：发布全球首份6G白皮书，提出6G网络愿景，开展多项6G旗舰研究项目。