【紫光展锐】2023年6G白皮书-6G：未来可期_80页_14mb

6G未来可期白皮书总结

核心内容

本白皮书由紫光展锐发布，围绕6G技术发展趋势、应用场景、性能需求、网络架构和核心技术展开深入分析，提出6G将是一个融合通信、信息、感知、计算和AI的多维网络体系，具有天地一体化、用户为中心、服务化、通算融合、通感融合和安全可信六大技术特征。

6G不仅是通信技术的演进，更是与信息技术、数据技术、感知技术及人工智能深度融合，形成一个具有广泛应用的智能化社会基础设施。未来，6G将支持更多跨领域场景，包括沉浸式通信、极可靠低时延通信、大规模通信、泛在连接、AI通信一体化和通信感知一体化，以满足未来多样化需求。

主要观点

1. 6G发展趋势

• 6G将实现地面与卫星网络的深度融合，构建全域无缝覆盖的移动多维信息网络。
• 通信技术将向更高频段（如太赫兹）扩展，同时结合AI、计算等技术提升网络智能化水平。
• 6G网络将具备更强的灵活性、高效性、安全性和可持续性。

2. 6G应用场景

• 沉浸式通信：如XR等，需要高传输速率、低时延和高同步精度。
• 极可靠低时延通信：如工业控制、自动驾驶，需高可靠性和低时延。
• 大规模通信：如智慧城市、数字孪生，要求高连接密度和灵活的资源管理。
• 泛在连接：覆盖农村、偏远地区，实现全球无缝宽带接入。
• AI通信一体化：支持分布式计算和AI驱动的智能应用，如自动驾驶。
• 通信感知一体化：提供环境感知能力，如位置、速度、方向、距离等，支持AI和ML优化通信性能。

3. 6G系统性能指标

• 峰值速率：预计可达100 Gbps下行，50 Gbps上行。
• 用户体验速率：沉浸式通信场景下，预计超过100 Mbps，特殊业务可达500 Mbps。
• 频谱效率：预计提升1.5~3倍，基于新型调制技术与组网方式。
• 区域业务容量：需提升3~5倍，以支持高密度连接。
• 连接密度：单位面积设备数可能达到5G的100倍。
• 移动性：支持500~1000 km/h的移动终端。
• 时延：从5G的毫秒级下降至亚毫秒级，且需控制时延抖动。
• 可靠性：支持99.999%~99.99999%的可靠性。
• 可持续性：能源效率预计提升2.5~5倍，减少环境影响。
• 互操作性：支持多通信技术的融合，实现无缝连接。
• 定位能力：支持厘米级定位，提升至10 cm以下精度，应用于自动驾驶、室内定位等。
• 感知能力：包括估计精度、分辨率、漏检率和虚警率等，需达到95%以上置信度。

关键技术需求与发展

1. 半导体技术需求

• 新工艺与新材料：如3nm~1nm制程、GAAFET、Forksheet FET、CFET等。
• 高频段器件：硅基GaN、InP等III/V族化合物半导体将用于太赫兹通信。
• 异构集成技术：如2.5D/3D封装、TSV、Chiplet等，提升集成度与性能。
• 新型天线技术：包括AoB、AoD、AiP、AoC等，支持终端小型化和高效率。
• 存储技术：新型存储器（如HBM、FRAM、PCM等）将提升带宽、容量与能效。
• MEMS器件：用于环境感知和低功耗通信，推动智能化设备发展。

2. 6G核心技术

• 增强MIMO技术：支持超大规模天线阵列，提升空间分辨率与频谱效率。
• 全双工技术：分四阶段演进，提升频谱利用率，但需解决自干扰抑制与干扰管理。
• 先进调制技术：包括OTFS和索引调制，提升高速移动场景下的性能与效率。
• 太赫兹通信技术：实现Tbps级传输速率，支持光纤替代与高速回传。
• 通感融合技术：通信与感知功能融合，提升网络资源效率与感知精度。
• AI辅助通信技术：提升网络智能化水平，支持分布式计算和AI驱动服务。
• 星地协同传输技术：实现天地一体化通信，提升网络覆盖与灵活性。
• 以用户为中心的接入技术：实现动态、按需服务，降低信令开销。

6G网络架构

6G网络架构以服务为中心，分为服务层、网络功能层和网络资源层。主要技术特征包括：

• 天地一体化网络：融合地面与卫星网络，支持全域覆盖和资源调度。
• 以用户为中心网络：支持灵活接入，实现“cell free”架构。
• 服务化网络：解耦网络功能，按需部署，提升网络灵活性。
• 算力网络：实现算网统一调度，提升计算与通信资源协同效率。
• 通感融合网络：通信与感知功能融合，提升业务与资源协同能力。
• 安全可信网络：引入区块链、零信任体系等，实现内生安全与数据可信。

6G发展思考

6G发展将面临多方面的挑战，包括：

• 技术验证与标准化的推进；
• 高频段与低功耗技术的突破；
• 多种通信技术（如卫星、无人机、AI、云）的融合；
• 复杂场景下的资源管理与干扰控制；
• 新型网络架构与技术的实现路径。

未来6G将推动万物互联、智能感知和AI驱动的深度融合，实现从通信网络向多维信息网络的演进，为各行各业带来新的发展机遇。