《6G概念及愿景白皮书》.pdf

6G 概念及 愿景白皮 书 赛 迪智库 无线电 管理研 究所 2020 年 3 月 编写组彭健 孙美玉 滕学强 版权声明 本 白皮书 版权属于 中国电 子信息产 业发展 研究院， 并 受 法 律保护 。转载、 摘编或 利用其它 方式使 用本白皮 书文字 、 观 点和数 据的， 应 注明 “ 来源 中 国电子 信息产业 发展研 究 院 ” 。 违反上 述声明 者，本 院有权依 法追究 其法律责 任。 I 目 录 一 、前言 ......................................... 1 二 、从 5G 走向6G 打 通虚实 空间泛 在智联 的统一网 络 .. 2 三、6G 应用场 景展 望 ............................... 5 （ 一）人 体数字孪 生 ........................................................ 5 （ 二）空 中高速上 网 ........................................................ 5 （ 三）基 于全息通 信的 XR .............................................. 6 （ 四）新 型智慧城 市群 .................................................... 7 （ 五）全 域应急通 信抢险 ................................................ 7 （ 六）智 能工 厂 PLUS ...................................................... 8 （ 七）网 联机器人 和自治 系统 ........................................ 9 四、6G 网络性 能指 标及潜 在关键技 术 ................. 9 （ 一）性 能指标 ................................................................. 9 （ 二）潜 在关键技 术 ...................................................... 10 1 、下 一代信 道编码 及调制 技术 ..................... 10 2 、新 一代天 线与射 频技术 ............................. 12 3 、太 赫兹无 线通信 技术与 系统 ..................... 13 4 、空 天海地 一体化 通信技 术 ......................... 14 5 、软 件与开 源网络 关键技 术 ......................... 14 6 、基 于 AI 的 无线 通信技 术 ......................... 15 7 、区 块链技 术 ................................................. 15 II 8 、动 态频谱 共享技 术 ..................................... 16 五、ITU 面向2030 网 络及 6G 的 研究 ................. 16 （ 一）ITU-T 聚焦 2030 网络 的研究 ............................. 17 （ 二）ITU-R 正式启 动 6G 研究 .................................... 18 六 、世界 各国 6G 研 究进展 ......................... 19 （ 一）中 国 ....................................................................... 19 （ 二）美 国 ....................................................................... 20 （ 三）韩 国 ....................................................................... 21 （ 四）日 本 ....................................................................... 22 （ 五）英 国 ....................................................................... 23 （ 六）芬 兰 ....................................................................... 24 七 、我国 推进 6G 研 发的相 关建议 ................... 25 （ 一）加 大 6G 候 选频段 研究力度 ............................... 25 （ 二）推 进 6G 国 际化合 作与发展 ............................... 25 （ 三）突 破 6G 潜 在关键 技术 ....................................... 26 1 一 、前言 当前，全球新一轮科技革命和产业变革正在加速演进， 人工智能（AI）、 VR/AR 、三维（3D ）媒体和物联网等新 一 代 信息通 信技术的 广泛应 用产生了 巨大的 传输数据 。 资 料显 示， 2010 年全球 移动 数据流 量为 7.462 EB /月 ，而 到 2030 年， 这 一数字 将达 到 5016 EB / 月 ， 移动 数据流 量的快速 增长对 移 动 通信系 统的迭代 提出了 更高的要 求。 此外， 在制造、 交通、 教 育、 医 疗和商业 等社会 的各个领 域， 智 能化正成 为不可 逆 的 趋势。 为了实现 智慧城 市的愿景 ， 数百 万个传感 器将被 嵌 入 到城市 中的车辆 、 楼 房、 工 厂、 道 路、 家居和 其他 环境中 ， 需要具有可靠连接性的无线高速通信方式来支持这些应用。 随 着通信 需求的提 升， 移动通 信从 1G 逐步 发展至 现在的 5G ， 并且 5G 已经在全 球范围 内开始大 规模部 署。 5G 与 4G 相 比 ， 能 够提供 新功能并 实现更 好的服务 质量 （QoS） 。 尽 管如此， 以数据 为中心 的智能 化系统的 快速增 长 对 5G 无线系 统的 能力带 来了巨大 挑战。 例如要保 证虚拟 现 实（VR ） 设 备良好 的用户 体验， 至 少需 要 10 Gbps 的数 据速 率 ， 这已经 是超越 5G （B5G ） 后才 能实现 的目标。 为 了克服 5G 应 对新挑 战的性 能限制 ，需要开 发具有 新功能特 性的 6G 无线系统 。一方 面，6G 要实现 对传统蜂 窝网络 所有功能 的 融 合， 例如 支持网 络致密 化、 高吞 吐量、 高 可靠性、低能耗 以及大规 模连接 。另一方面，6G 将运用新 技术 实现服务 和 2 业 务的拓 展， 包括 AI 、 智 能可穿戴 设备 、 自动 驾驶 汽车 、 扩 展 现实（XR）和 3D 投影 等。 本 白皮书 将从 6G 愿 景、6G 应用场 景、6G 网 络性能 指 标、 6G 潜 在关键技 术、 国际组 织和 各国 6G 研究进 展等方 面 展 开讨论 ，并提出 加快我 国推 进 6G 研 发的 相关建议 。 二 、从 5G 走向 6G 打通 虚实空 间泛 在智联 的统一网 络 自 上世纪 80 年代 以来 ， 移动 通信 基本上 以十年为 周期 出 现新一 代革命性 技术（ 如图 1 所 示） ，持续 加快信 息产业 的 迭代升 级， 不断 推动经 济社会的 繁荣发 展， 如今 已成为 连 接 人类社 会不可或 缺的基 础信息网 络。 从应用 和业 务层面 来 看，4G 之前的 移动通信 主要聚 焦于以人 为中心 的个人消费 市场，5G 则 以 更快的传输速度、超低的 时延、 更低功耗 及 海 量连接 实现了革 命性的 技术突破 ， 消 费主体 将从 个体消 费 者 向垂直 行业和细 分领域 全面辐射 。特别 是在 5G 与人 工智 能 、 大数 据、 边缘 计算等 新一代信 息技术 融合创新 后， 能 够 进 一步赋 能工业、 医 疗、 交通、 传 媒等垂 直行业， 更 好地满 足 物联网 的海量需 求以及 各行业间 深度融 合的要求 ， 从 而实 现 从万物 互联到万 物智联 的飞跃。 3 图1 移动通信的演进历程（1G6G ） 5G 的目标是在满足个人用户 信 息消费需求的 同 时，向 社 会各行 业和领域 广泛渗 透， 实现 移动通 信网络从 消费型 应 用 向产业 型应用的 升级。 尽管当前 5G 尚未大 规模 应用和 深 入 渗透， 但从 5G 标 准的 规范来看 ，仍然 在信息交 互方面 存 在空间范围受限和性能指标难以满足某些垂直行业应用的 不足。例 如，从 通信网络空间覆盖范围看 ，5G 仍然是以 基 站 为中心 的发散覆 盖， 在 基站所未 覆盖的 沙漠、 无 人区、 海 洋 等区域 内将形成 通信盲 区 ， 预计 5G 时 代仍 将有 80 以上 的陆地区域 和 95 以上的海洋区域无移动网络信号。此外 ， 5G 的 通信 对象集中 在陆地 地表 10km 以内高度的 有 限空 间 范 围，无法实 现 “ 空 天海地”无缝覆 盖的通 信愿景。 从 行业应 用 的网络 性能需求 看， 更大 的连接 数密度、 更大的 传输带 宽、 更 低的端 到端时延 、 更 高的可 靠性 和确定 性以及更 智能化 的 网 络特性 ， 是 移动 通信网 络与垂直 行业融 合应用得 以快速 推 广和长远 发展的 必然需要。例如，对于智 能工厂 ，6G 能够 将 时延缩 减至亚秒 （100 个/人） 在人 体的广 泛应用， 对 重要器 官、 神经 系统、 呼 吸系统 、 泌尿系 统、 肌 肉骨骼、 情绪状 态等进行 精确实 时 的“镜像映射” ，形成一个完整人体的虚拟世界的精确复制 品 ， 进而 实现人体 个性化 健康数据 的实时 监测。 此 外， 结 合 核 磁、CT 、 彩超、 血常 规、 尿生化 等专业 的影像和 生化检 查 结 果，利 用 AI 技 术可对 个体提供 健康状 况精准评 估和及 时 干 预， 并且能 够为 专业医 疗机构下 一步精 准诊断和 制定个 性 化 的手术 方案提供 重要参 考。 （二）空中高速 上网 为 了给乘 客提供飞 机上的 空中上网 服务，4G/5G 时 代通 6 信 界为此 做过大量 的努力 ， 但总体 而言， 目前飞机 上的空 中 上 网服务 仍然有很 大的提 升空间。 当前 空中上 网服 务主要 有 两 种模式 地面 基站模 式和卫星 模式 。 如采 用地 面基站 模 式 ， 由于 飞机具备 移动速 度快、 跨 界幅度 大等特点 ， 空中 上 网 服务将 面临高机 动性、 多普勒频 移、 频 繁切换以 及基站 覆 盖 范围不 够广等带 来的挑 战。 如采 用卫星 通信模式 ， 空中 上 网 服务质 量可以相 对得到 保障， 但 是成本 太高。 为 了解决 这 一难题，6G 将 采用全新的通信 技术以及 超越“ 蜂窝”的 新 颖 网络架 构， 在降 低网络 使用成本 的同时 保证在飞 机上为 用 户 提供高 质量的空 中高速 上网服务 。 （三）基于全息 通信的 XR 虚 拟现实 与增强现 实 （AR/VR）被 业界认 为是 5G 最重 要 的需求 之一。影 响 AR/VR 技 术 、应用 和产业快 速发展 的 一 大因素 是用户使 用的移 动性和自 由度 ， 即不 受所 处位置 的 限 制 ，而 5G 网 络能 够提升 这一性能 。 随着 技术的 快速 发展， 可以预期 10 年以后（2030 ） ，信息交互形式将进一步又 AR/VR 逐 步演 进至 高保 真扩展 现实 （XR ）交互 为主 ，甚 至 是 基于全息 通信的 信息交 互， 最终 将全面 实现无线 全息通 信。 用户可随时随地享受全息通信和全息显示带来的体验升级 视觉、听觉、 触 觉、 嗅觉、 味 觉乃至 情感将通 过高保 真 XR 充分被 调 动， 用 户将不 再受到时 间和地 点的限制 ， 以 “ 我” 为 中心享 受虚拟教 育、 虚拟 旅游、 虚 拟运动、 虚拟 绘画、 虚 7 拟 演唱会 等完全沉 浸式的 全息体验 。 （四）新型智慧 城市群 随 着数字 时代的不 断演进 ， 通 信网 络成为 智慧城市 群不 可 或缺的 公共基础 设施。 对城市管 理部门 而言， 城 市公共 基 础 设施的 建设和维 护是重 要职责。 目前 ， 由于 不同 的基础 设 施 由不同 的部门分 别建设 和管理， 绝大 部分城 市公 共基础 设 施 的信息 感知、 传 输、 分析、 控制 仍处于 各自为政 现状， 缺 乏统一的 平台。 作为城市群的基础设施之 一，6G 将采用 统 一网络架构，引入新业务场景，构建更高效更完备的网络。 未来 6G 网络 可由 多家运 营商投资 共建， 采用网络 虚拟化 技 术 、 软 件定义 网络 和网络 切片等技 术将物 理网络和 逻辑网 络 分 离。人工 智能（AI ） 深度融入 6G 系 统， 将在高 效传输 、 无 缝组网 、 内生安 全、 大 规模部署 、 自动 维护等多 个层面 得 到 实际应 用。 （五 ）全域应急通信抢险 6G 将由地基、海基、空基和 天 基网络构建成 分 布式跨 地 域 、 跨空 域、 跨海 域的空 天海 地一 体化网络 。 到 2030 年 以后 ， “ 泛在连接 ” 将 成为 6G 网络 的主要 特点之一 ， 完 成 在 沙漠、 深海 、 高 山等现 有网络盲 区的部 署， 实现 全域无 缝 覆 盖。 依托 其覆盖 范围广、灵活部 署、 超低 功耗、 超 高精度 和不易受 地面灾 害影响等特点，6G 通信网络 在应 急通信 抢 险、 “无人区”实时监测等领域应用前景广阔。例如，在发 8 生 地震等 自然灾害 造成地 面通信网 络毁坏 时， 可以 整合天 基 网 络 （卫 星） 和空 基网络（无人机 ） 等通 信资源，实现广 域 无 缝覆盖 、 随时接 入、 资 源集成支 撑应急 现场远距 离保障和 扁 平化的 应急指挥 。此外 ，利用 6G 网 络还可 以对沙 漠、海 洋 、 河流 等容易发 生自然 灾害的区 域进行 实时动态 监控， 提 供 沙尘暴 、台风、 洪水等 预警服务 ，将 灾 害 损失 降 到最 低 。 （六）智能工厂 PLUS 利用 6G 网络的 超高带宽、超低 时延和超可 靠等 特性， 可 以对工 厂内车间、 机床、 零部件等 运行数 据进行实 时采集 ， 利 用边缘 计算和 AI 等 技 术，在 终端 侧直接 进行数据 监测， 并且能够 实时下 达执行命令。6G 中引入了 区块 链技术， 智 能 工厂所 有终端之 间可以 直接进行 数据交 互， 而不 需要经 过 云 中心， 实现去中 心化操 作， 提升 生产效 率。 不仅 限于工 厂 内，6G 可保障 对整个产品生命 周期的全 连接。 基于先 进的 6G 网络 ，工 厂内 任何需 要联网的 智能设 备/ 终端均 可灵活 组 网， 智 能装备 的组 合同样 可根据生 产线的 需求进行 灵活调 整 和 快速部 署，从 而 能够主 动适应制 造业个 人化 、 定 制化 C2B 的 大趋势 。智能工 厂 PLUS 将 从需 求端的 客户个性 化需求 、 行 业的市 场空间， 到工厂 交付能力 、 不同 工厂间的 协作， 再 到 物流、 供 应链、 产 品及服 务交付，形成端 到端的 闭环，而 6G 贯 穿于 闭关的全 过程， 扮演着重 要角色 。 9 （七）网联机器 人和自治系统 目前，一些汽车技术研究人员正在研究智能网联汽车。 6G 有助于网 联机器人和 自主系 统的部署 ，无人 机快递系统 就 是这样 的一个案 例。基 于 6G 无 线通信 的自动车 辆可以 极 大地改变 我们的 日常生活方式。6G 系统将促 进自 动驾驶 汽 车 或无人 驾驶汽车 的规模 部署和应 用。 自动驾 驶汽 车通过 各 种传感器来感知周围环境，如光探测和测距（LiDAR）、 雷 达、GPS、 声纳 、 里 程计和 惯性测量 装置 。6G 系 统将 支持可 靠的车与万物相连（V2X ）以及车与服务器之间的连接 （vehicle to server） 。对 于 无 人 机（U AV）， 6G 将 支持 无人机 与 地面控 制器之间 的通信。无人机 在军事、商业、 科 学、 农 业 、 娱乐 、 城市治 理、 物 流、 监视 、 航拍 、 抢险救 灾等许 多 领 域都有 广阔的应 用空间 。 此外， 当蜂窝 基站不存 在或者 不 工作时，无人机可以作为高空平台站（HAPS ）为该区域的 用 户提供 广播和高 速上网 服务。 四、6G 网 络性能指 标及潜 在关键技 术 （一）性能指标 6G 网 络将实 现甚大 容量与 极小距离 通信（VLCTIC）、 超越 尽力而为与高精 度通信（BBEHPC ） 和融合多类 通信 （ManyNet） ，相 较于 5G ，6G 的峰 值速率 、用户体 验速率 、 时 延、 流 量密度、连接数 密度、 移 动性、频谱效率 、 定位 能 力 、 频 谱支持 能力 和网络 能效等关 键指标 都有了明 显的提 升， 10 具 体指标 对比如表 1 所示 。 表1 6G 与 5G 关键性能指标对比 （二）潜在关键 技术 1 、下 一代信 道编码 及调制 技术 针对各国及相关产业界愿景设想，6G 网络将实现 100Gbps 的数 据速 率， 使用高 于 275GHz 频段 的太 赫兹 （THz ） 频 段， 信道带 宽也是 以 GHz 为 单位。 同时 面临毫 米波、 空间 、 海 洋等更 为复杂的 业务传 输场景， 对底 层的信 道编 码及调 制 相 关技术 提出新的 挑战。 （1 ） 新一代 信道编 码技术 作 为无线 网络通信 的基础 技术 ， 新 一代信 道编码技 术应 提 前对 6G 网 络的 Tb/s 的吞吐 量、 GHz 为 单位 的大信道 带宽 、 太 赫兹（THz ） 信 道特性 、空天海 地网络 架构下基 于复杂 场 景 干扰的 传输模型 特征进 行研究和 优化 ， 对信 道编 码算法 和 硬 件芯片 实现方案 进行验 证和评估 。 目 前业界 已经 开始了 一 11 些 预先研 究，包括 结合现有 Turbo、LDPC 、Polar 等 编码机 制，开展未来通信场景应用的编码机制和芯片方案；针对 AI 技 术 与编 码理论 的互补 研究 ， 开展 突破纠 错码技术 的全新 信 道编码 机制研究 等。 与 此同时， 针对 6G 网络多 用户/ 多复 杂 场景信 息传输特 性， 综 合考虑干 扰的复 杂性， 对 现有的 多 用 户信道 编码机制 进行优 化。 （2 ） 极化多 址接入 系统的 设计与优 化 当前业界普遍观点是非正交多址接入NOMA ， non-orthogonal multiple access 将成为 当前 5G 和下 一代 6G 移 动通信 的代表性 多址接 入技术， 将当 前极化 编码 技术引 入 上 述系统 ， 依据广 义极化 的总体原 则， 优 化信道极 化分解 方 案 是 5G/6G 发展中 不可或 缺的一环 。由此 可见，6G 网 络将 进一步赋 能极化 多址接入系统的设计与优 化，可 以结合 6G 网 络和业 务场景的 需求，对 NOMA 总体架构 和 关键 技 术进 行 深入研 究和升级，构建基 于多用 户 （智能 化、 泛 在化 “物 物” 连 接） 原则 的 极化编 码通信机 制， 对 相应的算 法进行 进 一 步优化 处理。 （3 ） 基于深 度学习 的信号 处理技术 结合 6G 无线 通信 关键参 数，需要 对基于 深度学习 的信 号 处理技 术进行深 入研究 和优化， 业界 目前从 基于 深度学 习 的信道估计技术 和 基于深度学习的干扰检测与抵消技术 开 展 相关工 作。 基于 深度学 习的信道 估计技 术可以通 过空 −时 − 12 频 三维信 道估计算 法建模 ， 对用户 信道、 传输环境 等关键 参 数 进行自 主学习， 对 6G 通信 系统 信道进 行预测， 主要涉 及 神 经网络 、 长短期 记忆网 络等关键 技术。 基于深度 学习的 干 扰 检测与 抵消技术 主要针 对 6G 网络 复杂 多小区场 景的干扰 进 行自主 学习和预 测， 优 化干扰检 测与抵 消机制， 主要基 于 CNN、LSTM 等 经 典神经 网络模型 。 2 、新 一代天 线与射 频技术 6G 系 统频段 可达 太赫兹 （THz ） ， 天线体 积小型化 ，业 界称 6G 系统天线 将是 “纳米 天线 ” ， 给传 统天线及 射频 、 集 成 电子和 新材料等 领域带 来颠覆性 变革 ， 赋能 超大 规模天 线 技术 、一 体化射频 前端系 统关键技 术| 等。 （1 ） 超大规 模天线 技术（V ery Large Scale Antenna ） 超 大规模 天线技术 （Very Large Scale Antenna） 是更好 发 挥天线增 益，提 升通信系统频谱效率的重 要手段 。当前 6G 太 赫兹频 谱特性研 究还处 于初级阶 段， 超大规 模天 线在理 论 和 工程设 计上面临 大范围 跨频段、 空天 海地全 域覆 盖理论 与 技 术设计 、 射频电 路的高 功耗和多 干扰等 问题， 需 要从以 上 问 题出发 ， 建立新 型大规 模阵列天 线设计 理论与技 术、 高 集 成 度射频 电路优化 设计理 论与实现 方法 、 以及 高性 能大规 模 模 拟波束 成型网络 设计技 术、 新型 电子材 料及器件 研发关 键 技 术等机 制，研制 实验样 机，支撑 系统性 能验证。 （2 ） 一体化 射频前 端系统 关键技术 13 针对 6G 移动通信 高集成 、 大 容量 等技术 特性 ， 应 对 6G 网络可用频段范围内大规模天线和射频前端技术进行研究。 针 对核心 频段技术 要求和 电路建模 理论 ， 优化 天线 架构和 系 统 集成技 术。 探索 高效率 易集成收 发前端 关键元部 件以及 辐 射、散热等 关键技术问题， 突破超大规 模 MIMO 前 端系统 技 术等。 同时研究 新型器 件设计方 法， 探 索基于第 三代化 合 物 半导体 芯片的集 成与封 装技术。 研究 从封装 方面 提升电 路 性 能的方 法， 实现 毫米波 芯片、 封 装与天 线一体化 ， 优化 前 端 系统的 整体射频 性能。 3 、太 赫兹无 线通信 技术与 系统 太 赫兹技 术被业界 评为 “改 变未来 世界的 十大技术” 之 一，6G 的一个 显著特点 就是迈 向太赫兹 时代。 当前，太赫 兹 通信关 键技术研 究还不 够成熟， 很多 关键器 件还 没有研 制 成 功，需 要持续突 破。结 合 6G 网 络和业 务需求， 太赫兹 领 域 主要研 究内容包 括 太赫兹 空间 和地面 通信和信 道传输 理 论 ， 包括 信道测量 、 建模 和算法等 ； 太赫 兹信号编 码调制 技 术 ，包括高 速高精 度的捕获 和跟踪 机制、波 形信 道编码 、 太 赫兹直 接调制、 太赫兹 混频调制 和太赫 兹光电调 制等； 太 赫兹天线和射频系统技术，包括新材料研发、新器件研制、 太 赫兹通 信基带、 天线关 键技术、 高速基 带信号处 理技术 和 集 成电路 设计方法 等； 太 赫兹通信 系统实 验、 太赫 兹硬件 及 设 备研制 等。 14 4 、空 天海地 一体化 通信技 术 业 界有观 点认为，6G 网络 是 5G 网 络、 卫星通 信网 络及 深海远洋网络的有效集成，卫星通信网络涵盖通信、导航、 遥 感遥测 等各个领 域， 实 现空天海 地一体 化的全球 连接。 空 天 地海一 体化网络 将优化 陆 （现有 陆地蜂 窝、 非蜂 窝网络 设 施等） 、海（海上及海下通信设备、海洋岛屿网络设施等） 、 空（各类飞行器及设备等） 、天（各类卫星、地球站、空间 飞 行器等 ） 基础设 施， 实 现太空、空中、 陆 地、 海 洋等全 要 素 覆盖。 当前，卫 星通信 纳入 6G 网 络作 为其中一 个重要 子 系统得到普遍认可，需要对网络架构、星间链路方案选择、 天 基信息 处理 、 卫 星系统 之间互联 互通等 关键技术 进行深 入 研 究。 针对 深海远 洋通信 网络纳入 6G 网 络还处于 初步论 证、 争 议较大 的环节。 5 、软 件与开 源网络 关键技 术 6G 网络软件和开源的特性将 更 为明显，以便 于 软硬件 换代升级 更加便 利和高效。6G 网络的硬 件将更 为集成化、 模 块化和 白盒化， 软 件将更 为本地 化、 个性 柔性化 和开源 化， 未来网络基础设施建设和优化升级将主要依托云存储资源 和 软件升 级， 充分 挖掘各 类软件与 系统 对 6G 网络 控制作 用。 基 于上述 发展趋势 ， 现 有软件 与开 源网络 关键技术 将得到 持 续 发展 ， 包 括大数 据挖掘 及处理、 人 工智 能 AI 、 软 件无线 电 （SDR ） 、软 件定义 网络 （SDN） 、数 据云 化、开源 分布 式网 15 络 软件及 系统、 开 源网络 安全、 软 硬件系 统集成等 关键技 术。 6 、基 于 AI 的 无线 通信技 术 6G 网络不可避免涉及高密度 网 络、天线阵列 和 数据量 等 通用问 题， 但高 度自主 智能化的 超灵活 网络是其 最为明 显 的特征之 一。6G 智能化应 该是 贯穿于网 络端到 端每一个环 节 的，人 工智能 AI 将 通 过网络 数据 、业务 数据、用 户数据 等 多维数 据感知学 习， 高 效实现地 面、 卫 星、 机载 等设备 之 间 的无缝 连接， 并 可进行 实时高速 切换， 网络的自 主管理 和 控制学习系统将持续得到优化升级，最终实现“无人驾驶” 一 样的自 主自治网 络。 关键技 术包 括智能 核心网和 智能边 缘 网 络、 自 组织和深 度学习 网络技术 、 基于 深度学习 的信道 编 译 码技术 、 基于深 度学习 的信号估 计与检 测技术、 基于深 度 学 习的无 线资源分 配技术 等。 7 、区 块链技 术 5G 网络运营商为了优化服务 ， 采用网络切片 等 技术控 制和处理 流量， 开展用户差异化质量服务 。6G 网络将持 续 完 善用户 个性化制 定服务 ， 采取更 为丰富 的手段， 针对流 量 管 理、 边 缘计算等 进行每 个用户的 智能化 柔性定制 服务， 整 个 网络体 系采用自 动化分 布架构， 网络更 加趋于扁 平化， 这 就 使得新 兴的区块 链技术 备受期待 。 区 块链是 分布 式数据 库， 可 以利用 其分布式 信息处 理技术， 通过 数据的 去中 心化传 输 和 存储保 证用户信 息不被 第三方窃 取， 稳步提 升网 络服务 节 16 点 之间的 协作效率 ， 提高 不同运营 商网络 协同服务 能力， 甚 至 改变未 来使用无 线频谱 资源的方 式。 8 、动 态频谱 共享技 术 6G 的太赫兹频率特性使其网 络 密度骤增，动 态 频谱共 享 成为提 高频谱效 率、 优 化网络部 署的重 要手段。 动态频 谱 共 享采用 智能化、 分布式 的频谱共 享接入 机制， 通 过灵活 扩 展 频谱可 用范围、 优化频 谱使用规 则的方 式， 进一 步满足 未 来 6G 系 统 频谱资 源使用 需求。未 来结 合 6G 大带 宽、超 高 传 输速率 、 空天海 地多场 景等需求 ， 基于 授权和非 授权频 段 持 续优化 频谱感知 、 认知 无线电、 频谱共 享数据库 、 高效 频 谱 监管 技术是必然 趋势 。同 时也可 以推进区 块链 动态频谱 共 享、 AI 动 态频谱 共享等 技术协同 ， 实 现 6G 时代网 络智能 化 频谱共 享和监管 。 五、ITU 面向 2030 网 络及 6G 的研究 虽然ITU 目 前尚未制 定 6G 标 准， 但根 据资料 显示，2019 年 5 月ITU 探 讨过IMT-2030 1 标准， 认为IMT-2030 旨 在提 供革 命性的新 用户体 验，每用户的连接速度在Tbits/s范围内， 并 且提供一系列全新的感官信息，例如触摸，味觉和嗅觉等。 IMT-2030 在 5G 网 络的基 础上，将 是一个 多种不同 网络构 成 的 混合网 络， 包括 固定、 移 动蜂窝、高空平 台、 卫 星和其 他 尚 待定义 的网络， 可认为IMT-2030 是 5G 的升 级。 1 参照 ITU-R 对于 5G 确定 的法定 名称 “IMT-2020”， 未 来 ITU-R 对于 6G 的法 定名称 很可 能为“IMT-2030”。 17 （一）ITU-T 聚焦 2030 网络的研究 2018 年 7 月 16 日至 27 日，ITU-T 第 13 研 究组在日 内 瓦举行的会议上成立了 2030 网络技术焦点组（FG NET-2030） ， 旨在探 索面 向 2030 年及 以后的 新兴 ICT 部门网 络 需求以及 IMT-2020（5G） 系统的 预期进 展， 包括 新的媒 体 数据传 输技术、 新的网 络服务和 应用及 其使能技 术、 新 的 网 络架构 及其演进 。该研 究统称为 “2030 网络 ” ， 从广泛 的 角 度探索 新的通信 机制 ， 不受 现有 的网络 范例概念 或任何 特 定 的现有 技术的限 制， 包括 完全向 后兼容 的新理念、 新架构 、 新 协议和 新的解决方案，以支持现有应用和未来的新应用。 2030 网 络焦点 组由 中国（ 华为 ） 、美 国（Verizon ）和 韩 国（ETRI ）联合提案发起 ，得到 来自中国 、美国 、俄罗斯 、 意 大利和 突尼斯等 众多国 家的支持 。 值得 一提的是 ， 该焦 点 组 的主席 由华为网 络技术 实验室首 席科学 家 Richard Li 担任。 此 外， 2030 网络焦 点组还 将与其他 标准制 定组织合 作， 包括 欧洲电信标准协会（ETSI ） 、计算机协会数据通信专业组 （ACM SIGCOMM ） 和电 气电子 工程 师学会 通信协会 （IEEE ComSoc）等 。FG NET-2030 作 为研究 和改进 国际联网 技术的 平 台，将 研究 2030 年 及以后 的未来 网络架 构、需求 、用例 和 网络功 能，研究 涉及  研究、审查和调查现有技术、平台和标准，以明确 2030 网 络的差 距和 挑战。 18  制定 2030 网 络的各 个方面 ， 包括愿 景、 需 求、 架 构、 应 用、评 估方法等 。  提 供标准 化路线图 的指南 。  与 其他 SDO 建 立联 系并建 立关系。  2030 网 络专注 于固 定数据 通信网络 。 ITU-T 2030 网络焦点组成立至今已经成功召开了多次 全 会， 来自 运营商、服务提 供商、 设 备商、 学术界 等多家 单 位 的代表 积极踊跃 出席会 议， 对该 焦点组 的工作及 面向 2030 年 的未来 网络进行 了广泛 的探讨。 目前焦 点组对 6G 网 络提 出 了三方 面的目标 ，具体 如图 2 所 示。 图2 ITU-T 2030 网 络焦点组对未来网络需求三方面的目标 （二）ITU-R 正 式启动 6G 研究 2020 年 2 月 19-26 日 ，在瑞 士日内 瓦召开 的 第 34 次国 19 际 电信联 盟无线电 通信部 门 5D 工 作 组（ ITU-R WP5D）会 议 上， 面向 2030 及 6G 的 研究工作 正式启 动。 本 次会议 初步形成 了 6G 研究 时间 表，包 括未来技 术趋 势 研究报 告、未来 技术展 望建议等 重要规 划节点。ITU 将着 手 编写 “ 未来技术 趋势报 告” ， 并定 于 2022 年 6 月完 成。 本 报 告描述 了 5G 之后 IMT 系 统的技 术演进 方向，包 括 IMT 演 进技术 、高频谱 效率技 术和部署 。 此 外，国 际电联还 计划于 2021 年 上半年 推出“未 来技 术展 望 建议 书” ， 并于 2023 年 6 月完 成。 该 建议书包 含了面 向 2030 年 及之后 IMT 系 统 的总体 目标， 如应用场 景、主 要 系 统能力 等。目前 ，ITU 尚 未确定 6G 标 准的制定 计划。 六 、世界 各国 6G 研究进 展 （一）中国 中 国已在 国家层面 正式启 动 6G 研 发。2019 年 11 月 3 日 ，中国 成立国家 6G 技术研 发推 进工作 组和总体 专家组 ， 标 志着中 国 6G 研 发正式 启动。目 前涉及 下一代宽 带通信 网 络的相关技术研究主要包括大规模无线通信物理层基础理 论 与技术 、 太赫兹 无线通 信技术与 系统、 面向基站 的大规 模 无 线通信 新型天线 与射频 技术、 兼容 C 波段的 毫米 波一体 化 射 频前端 系统关键 技术 、 基于 第三 代化合 物半导体 的射频 前 端 系统技 术等。 技 术研发 方面，中 国华为 公司已经 开始着 手研发 6G 技 20 术 ，它将 与 5G 技 术并行 推进。华 为在加 拿大渥太 华成立 了 6G 研发实验 室，目前正 处于研 发早期理 论交流 的阶段。 华 为提出，6G 将拥 有 更宽的频谱 和 更高的 速率，应 该 拓 展到 海 陆空甚 至水下空 间。在 硬件方面 ， 天线 将更为重 要。 在 软 件 方面， 人工智能 在 6G 通信 中将 扮演重 要角色。 在太赫 兹 通 信技术 领域， 中国 华讯 方舟、 四 创电子 、 亨通光 电等公 司 也 已开始 布局。2019 年 4 月 26 日， 毫米波 太赫兹产 业发展 联 盟在北京 成立。 运 营商方 面， 中国 电信、 中国移动 和中国 联通均已 启动 6G 研发工作。 中国移动和清华 大学建立 了战略 合作关系 ， 双 方将面 向 6G 通 信网络 和下一代 互联网 技术等重 点领域 进 行 科学研 究合作。 中国电 信正在研 究以毫 米波为主 频， 太 赫 兹 为次频 的 6G 技 术。 中 国联通 开展 了 6G 太赫兹通 信技术 研 究。 （二）美国 早在 2018 年， 美国联邦通信 委 员会（FCC）官 员就对 6G 系 统进 行了展望。2018 年 9 月 ，美 国 FCC 官员首 次在公 开 场合展 望 6G 技 术，提 出 6G 将 使用太 赫兹频段 ，6G 基站 容 量将可 达到 5G 基站的 1000 倍。 同时 指出 ， 美国 现有的 频 谱 分配机 制将难以 胜任 6G 时 代对 于频谱 资源高效 利用的 需 求 ，基于 区块链的 动态频 谱共享技 术将成 为发展趋 势。 2019 年 ， 美国 决定 开放部 分太赫兹 频段，推动 6G 技术 21 的 研发实 验。 2019 年 初， 美国总 统特 朗普公 开表示要 加快美 国 6G