2023年6G白皮书-6G：未来可期-紫光展锐_80页_14mb

6G技术发展趋势与核心需求分析

1. 6G趋势与应用场景

6G不仅是通信技术的演进，更是信息、通信、数据、感知、人工智能（AI）等多领域融合的产物，目标是构建“移动多维信息网络”。ITU定义了六大应用场景，扩展自5G的三大场景，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。

• 沉浸式通信：要求高数据速率（Gbps级）、低时延、多感官交互（如XR）。
• 极可靠低时延通信：适用于工业控制、自动驾驶，需亚毫秒级时延。
• 大规模通信：支持智慧城市、数字孪生，要求高连接密度与全局覆盖。
• 泛在连接：目标偏远地区和物联网覆盖，由卫星与地面网络协同实现。
• AI与感知一体化：边缘AI与通信融合，提升定位精度、干扰管理能力。

6G在用户密度、连接密度、吞吐量、覆盖范围、智能化等方面面临挑战，需重点解决空天地一体化系统架构、非正交接入、高频谱效率等关键技术问题。

2. 半导体技术需求

6G对半导体技术提出更高要求，核心方向包括：

• 新工艺与材料：推进3nm以下制程，探索GAAFET、2D材料等。
• 高频段支持：硅基GaN、InP、III/V化合物半导体用于毫米波及太赫兹频段。
• 存内计算与存储：解决AI计算延迟问题，提升能效。
• MEMS器件：实现微型化、低能耗感知设备。

太赫兹通信、存内计算、量子感知是未来热点，但需克服分子吸收、波形设计、基带处理等技术瓶颈。

3. 6G网络架构设计

6G网络采用“服务化”与“用户为中心”的设计理念，具备六大特征：

• 天地一体化网络：卫星与地面网络融合，实现全球无缝覆盖。
• 用户为中心网络：“cell-free”分布式架构，提升用户服务质量。
• 服务化网络：模块化架构支持灵活资源调配。
• 算力网络：算网协同，统一控制算力与通信资源。
• 通感融合网络：通信与感知功能集成，提升资源利用率。
• 安全可信网络：引入区块链、零信任架构，实现在生安全。

超大规模MIMO、全双工、通感一体化是重点研究方向，需突破复杂干扰管理、波束追踪、资源复用等问题。

4. 核心技术创新

6G核心技术涵盖增强型与革命性技术：

• 增强MIMO：支持超高速率、超低时延、三维感知。
• 全双工技术：提升频谱效率，但需解决自干扰抑制。
• OTFS调制：适用于高速移动场景，支持时间和多普勒域联合处理。
• 非正交接入：满足大连接需求，降低终端复杂度。
• 太赫兹通信：在光纤替代、空间通信、微观传感等领域潜力巨大，但需解决传输距离和波形设计问题。
• AI辅助通信：在信道预测、波束管理、资源调度等方面发挥重要作用，提升效率。

5. 发展挑战与未来展望

5G成功依赖频谱选择（如2.6GHz与3.5GHz），6G需确定主导频段，并平衡演进与革命技术路线。参考5G部署经验，严格控制标准版本升级节奏，避免重复演进。

此外，6G需关注：

• 商业宣传策略：强调实际用户体验指标（如速率、时延），避免误导。
• 产业融合：促进通信与IT、大数据、卫星、感知技术协同发展。
• 安全与能耗：通过物理层加密、绿色通信技术提升可信度。

总结

6G将从通信走向信息网络，融合传感、AI与算力，支持天地一体化全场景服务。然而，技术实现、频谱竞争、标准制定、商业化路径等仍是关键挑战。未来需在技术创新、产业协作、标准化建设上协同推进，以实现“万物智联”的愿景。