6G愿景及應(yīng)用場景展望

彭健 孫美玉 滕學(xué)強(qiáng)

6G愿景將構(gòu)建跨地域、跨空域、跨海域的空-天-海-地一體化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球無縫覆蓋，服務(wù)對象將從物理世界的人、機(jī)、物拓展至虛擬世界的“境”，通過物理世界和虛擬世界的連接，實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-物-境的協(xié)作，滿足人類精神和物質(zhì)的全方位需求。

隨著通信需求的提升，移動通信從1G逐步發(fā)展至現(xiàn)在的5G，并且5G已經(jīng)在全球范圍內(nèi)開始大規(guī)模部署。5G與4G相比，能夠提供新功能并實(shí)現(xiàn)更好的服務(wù)質(zhì)量（QoS）。盡管如此，以數(shù)據(jù)為中心的智能化系統(tǒng)快速增長對5G無線系統(tǒng)的能力提出了巨大挑戰(zhàn)。例如要保證虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）設(shè)備良好的用戶體驗(yàn)，至少需要10 Gbps的數(shù)據(jù)速率，這已經(jīng)是超越5G（B5G）后才能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。為了克服5G應(yīng)對新挑戰(zhàn)的性能限制，需要開發(fā)具有新功能特性的6G無線系統(tǒng)。一方面，6G要實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)所有功能的融合，例如支持網(wǎng)絡(luò)致密化、高吞吐量、高可靠性、低能耗以及大規(guī)模連接。另一方面，6G將運(yùn)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)和業(yè)務(wù)的拓展，包括AI、智能可穿戴設(shè)備、自動駕駛汽車、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）和3D投影等。

從5G走向6G：打通虛實(shí)空間泛在智聯(lián)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)

自上世紀(jì) 80 年代以來，移動通信基本上以10年為周期出現(xiàn)新一代革命性技術(shù)（如圖1所示），持續(xù)加快信息產(chǎn)業(yè)的迭代升級，不斷推動經(jīng)濟(jì)社會的繁榮發(fā)展，如今已成為連接人類社會不可或缺的基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)。從應(yīng)用和業(yè)務(wù)層面來看，4G 之前的移動通信主要聚焦于以人為中心的個人消費(fèi)市場，5G 則以更快的傳輸速度、超低的時延、更低功耗及海量連接實(shí)現(xiàn)了革命性的技術(shù)突破，消費(fèi)主體將從個體消費(fèi)者向垂直行業(yè)和細(xì)分領(lǐng)域全面輻射。特別是在5G與人工智能、大數(shù)據(jù)、邊緣計算等新一代信息技術(shù)融合創(chuàng)新后，能夠進(jìn)一步賦能工業(yè)、醫(yī)療、交通、傳媒等垂直行業(yè)，更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)的海量需求以及各行業(yè)間深度融合的要求，從而實(shí)現(xiàn)從萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)的飛躍。

5G 的目標(biāo)是在滿足個人用戶信息消費(fèi)需求的同時，向社會各行業(yè)和領(lǐng)域廣泛滲透，實(shí)現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)從消費(fèi)型應(yīng)用向產(chǎn)業(yè)型應(yīng)用的升級。盡管當(dāng)前5G尚未大規(guī)模應(yīng)用和深入滲透，但從5G標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范來看，仍然在信息交互方面存在空間范圍受限和性能指標(biāo)難以滿足某些垂直行業(yè)應(yīng)用的不足。例如，從通信網(wǎng)絡(luò)空間覆蓋范圍看，5G仍然是以基站為中心的發(fā)散覆蓋，在基站所未覆蓋的沙漠、無人區(qū)、海洋等區(qū)域內(nèi)將形成通信盲區(qū)，預(yù)計5G 時代仍將有 80%以上的陸地區(qū)域和95%以上的海洋區(qū)域無移動網(wǎng)絡(luò)信號。此外，5G的通信對象集中在陸地地表10km以內(nèi)高度的有限空間范圍，無法實(shí)現(xiàn)“空天海地”無縫覆蓋的通信愿景。從行業(yè)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)性能需求看，更大的連接數(shù)密度、更大的傳輸帶寬、更低的端到端時延、更高的可靠性和確定性以及更智能化的網(wǎng)絡(luò)特性，是移動通信網(wǎng)絡(luò)與垂直行業(yè)融合應(yīng)用得以快速推廣和長遠(yuǎn)發(fā)展的必然需要。例如，對于智能工廠，6G能夠?qū)r延縮減至亞秒（<1ms）級甚至是微秒（μs）級，從而能夠逐步取代工廠內(nèi)機(jī)器間的有線傳輸，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)更高層級的無線化和彈性化。另外，目前5G的連接數(shù)密度約為每平方米1個連接設(shè)備，隨著傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，在很多應(yīng)用場景下每平方米連接的設(shè)備數(shù)量將超過1個，5G網(wǎng)絡(luò)將無法承擔(dān)更大連接設(shè)備的接入，必須依賴下一代6G網(wǎng)絡(luò)超大連接數(shù)性能的支撐。

基于上述分析，我們認(rèn)為6G 總體愿景是基于 5G 愿景的進(jìn)一步擴(kuò)展和升級。從網(wǎng)絡(luò)接入方式看，6G將包含多樣化的接入網(wǎng)，如移動蜂窩、衛(wèi)星通信、無人機(jī)通信、水聲通信、可見光通信等多種接入方式。從網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍看，6G愿景下將構(gòu)建跨地域、跨空域、跨海域的空—天—海—地一體化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球無縫覆蓋。從網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)看，6G無論是傳輸速率、端到端時延、可靠性、連接數(shù)密度、頻譜效率、網(wǎng)絡(luò)能效等方面都會有大的提升，從而滿足各種垂直行業(yè)多樣化的網(wǎng)絡(luò)需求。從網(wǎng)絡(luò)智能化程度看，6G愿景下網(wǎng)絡(luò)和用戶將作為統(tǒng)一整體，AI在賦能6G網(wǎng)絡(luò)的同時，更重要的是深入挖掘用戶的智能需求，每個用戶都將通過 AI 助理（AIA，AI assistant）提升用戶體驗(yàn)。從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的邊界看，6G的服務(wù)對象將從物理世界的人、機(jī)、物拓展至虛擬世界的“境”，通過物理世界和虛擬世界的連接，實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-物-境的協(xié)作，滿足人類精神和物質(zhì)的全方位需求。

6G應(yīng)用場景展望

6G未來將以5G提出的三大應(yīng)用場景（大帶寬，海量連接，超低延遲）為基礎(chǔ)，不斷通過技術(shù)創(chuàng)新來提升性能和優(yōu)化體驗(yàn)，并且進(jìn)一步將服務(wù)的邊界從物理世界延拓至虛擬世界，在人—機(jī)—物—境完美協(xié)作的基礎(chǔ)上，探索新的應(yīng)用場景、新的業(yè)務(wù)形態(tài)和新的商業(yè)模式。

人體數(shù)字孿生

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)條件下，數(shù)字技術(shù)對人體健康的監(jiān)測主要應(yīng)用于宏觀身體指標(biāo)監(jiān)測和顯性疾病預(yù)防等方面，實(shí)時性和精準(zhǔn)性有待進(jìn)一步提高。隨著6G技術(shù)的到來，以及生物科學(xué)、材料科學(xué)、生物電子醫(yī)學(xué)等交叉學(xué)科的進(jìn)一步成熟，未來有望實(shí)現(xiàn)完整的“人體數(shù)字孿生”，即通過大量智能傳感器（>100個/人）在人體的廣泛應(yīng)用，對重要器官、神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、肌肉骨骼、情緒狀態(tài)等進(jìn)行精確實(shí)時的“鏡像映射”，形成一個完整人體的虛擬世界的精確復(fù)制品，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人體個性化健康數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測。此外，結(jié)合核磁、CT、彩超、血常規(guī)、尿生化等專業(yè)的影像和生化檢查結(jié)果，利用AI技術(shù)可對個體提供健康狀況精準(zhǔn)評估和及時干預(yù)，并且能夠?yàn)閷I(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)下一步精準(zhǔn)診斷和制定個性化的手術(shù)方案提供重要參考。

空中高速上網(wǎng)

為了給乘客提供飛機(jī)上的空中上網(wǎng)服務(wù)，4G/5G時代通信界為此做過大量的努力，但總體而言，目前飛機(jī)上的空中上網(wǎng)服務(wù)仍然有很大的提升空間。當(dāng)前空中上網(wǎng)服務(wù)主要有兩種模式——地面基站模式和衛(wèi)星模式。如采用地面基站模式，由于飛機(jī)具備移動速度快、跨界幅度大等特點(diǎn)，空中上網(wǎng)服務(wù)將面臨高機(jī)動性、多普勒頻移、頻繁切換以及基站覆蓋范圍不夠廣等挑戰(zhàn)。如采用衛(wèi)星通信模式，空中上網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量可以相對得到保障，但是成本太高。為了解決這一難題，6G將采用全新的通信技術(shù)以及超越“蜂窩”的新穎網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在降低網(wǎng)絡(luò)使用成本的同時保證在飛機(jī)上為用戶提供高質(zhì)量的空中高速上網(wǎng)服務(wù) 。

基于全息通信的XR

虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR/VR）被業(yè)界認(rèn)為是 5G 最重要的需求之一。影響AR/VR 技術(shù)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的一大因素是用戶使用的移動性和自由度，即不受所處位置的限制，而5G網(wǎng)絡(luò)能夠提升這一性能。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，可以預(yù)期10年以后（2030年～），信息交互形式將進(jìn)一步由AR/VR逐步演進(jìn)至高保真擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）交互為主，甚至是基于全息通信的信息交互，最終將全面實(shí)現(xiàn)無線全息通信。用戶可隨時隨地享受全息通信和全息顯示帶來的體驗(yàn)升級——視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺乃至情感將通過高保真XR充分被調(diào)動，用戶將不再受到時間和地點(diǎn)的限制，以“我”為中心享受虛擬教育、虛擬旅游、虛擬運(yùn)動、虛擬繪畫、虛擬演唱會等完全沉浸式的全息體驗(yàn)。

新型智慧城市群

隨著數(shù)字時代的不斷演進(jìn)，通信網(wǎng)絡(luò)成為智慧城市群不可或缺的公共基礎(chǔ)設(shè)施。對城市管理部門而言，城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)是重要職責(zé)。目前，由于不同的基礎(chǔ)設(shè)施由不同的部門分別建設(shè)和管理，絕大部分城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的信息感知、傳輸、分析、控制仍處于各自為政現(xiàn)狀，缺乏統(tǒng)一的平臺。作為城市群的基礎(chǔ)設(shè)施之一，6G 將采用統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，引入新業(yè)務(wù)場景，構(gòu)建更高效更完備的網(wǎng)絡(luò)。未來6G網(wǎng)絡(luò)可由多家運(yùn)營商投資共建，采用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)將物理網(wǎng)絡(luò)和邏輯網(wǎng)絡(luò)分離。人工智能（AI）深度融入 6G 系統(tǒng)，將在高效傳輸、無縫組網(wǎng)、內(nèi)生安全、大規(guī)模部署、自動維護(hù)等多個層面得到實(shí)際應(yīng)用。

全域應(yīng)急通信搶險

6G將由地基、?；?、空基和天基網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成分布式跨地域、跨空域、跨海域的空—天—?！匾惑w化網(wǎng)絡(luò)。到2030年以后，“泛在連接”將成為6G網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)之一，完成在沙漠、深海、高山等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)的部署，實(shí)現(xiàn)全域無縫覆蓋。依托其覆蓋范圍廣、靈活部署、超低功耗、超高精度和不易受地面災(zāi)害影響等特點(diǎn)，6G通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急通信搶險、“無人區(qū)”實(shí)時監(jiān)測等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。例如，在發(fā)生地震等自然災(zāi)害造成地面通信網(wǎng)絡(luò)毀壞時，可以整合天基網(wǎng)絡(luò)（衛(wèi)星）和空基網(wǎng)絡(luò)（無人機(jī)）等通信資源，實(shí)現(xiàn)廣域無縫覆蓋、隨時接入、資源集成支撐應(yīng)急現(xiàn)場遠(yuǎn)距離保障和扁平化的應(yīng)急指揮。此外，利用6G網(wǎng)絡(luò)還可以對沙漠、海洋、河流等容易發(fā)生自然災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)控，提供沙塵暴、臺風(fēng)、洪水等預(yù)警服務(wù)，將災(zāi)害損失降到最低。

智能工廠PLUS

利用 6G 網(wǎng)絡(luò)的超高帶寬、超低時延和超可靠等特性，可以對工廠內(nèi)車間、機(jī)床、零部件等運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集，利用邊緣計算和AI等技術(shù)，在終端側(cè)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，并且能夠?qū)崟r下達(dá)執(zhí)行命令。6G中引入了區(qū)塊鏈技術(shù)，智能工廠所有終端之間可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，而不需要經(jīng)過云中心，實(shí)現(xiàn)去中心化操作，提升生產(chǎn)效率。不僅限于工廠內(nèi)，6G可保障對整個產(chǎn)品生命周期的全連接?；谙冗M(jìn)的6G網(wǎng)絡(luò)，工廠內(nèi)任何需要聯(lián)網(wǎng)的智能設(shè)備/終端均可靈活組網(wǎng)，智能裝備的組合同樣可根據(jù)生產(chǎn)線的需求進(jìn)行靈活調(diào)整和快速部署，從而能夠主動適應(yīng)制造業(yè)個人化、定制化C2B的大趨勢。智能工廠PLUS將從需求端的客戶個性化需求、行業(yè)的市場空間，到工廠交付能力、不同工廠間的協(xié)作，再到物流、供應(yīng)鏈、產(chǎn)品及服務(wù)交付，形成端到端的閉環(huán)，而6G貫穿于閉關(guān)的全過程，扮演著重要角色。

網(wǎng)聯(lián)機(jī)器人和自治系統(tǒng)

目前，一些汽車技術(shù)研究人員正在研究智能網(wǎng)聯(lián)汽車。6G有助于網(wǎng)聯(lián)機(jī)器人和自主系統(tǒng)的部署，無人機(jī)快遞系統(tǒng)就是這樣的一個案例?；?G無線通信的自動車輛可以極大地改變我們的日常生活方式。6G系統(tǒng)將促進(jìn)自動駕駛汽車或無人駕駛汽車的規(guī)模部署和應(yīng)用。自動駕駛汽車通過各種傳感器來感知周圍環(huán)境，如光探測和測距（LiDAR）、雷達(dá)、GPS、聲納、里程計和慣性測量裝置。6G系統(tǒng)將支持可靠的車與萬物相連（V2X）以及車與服務(wù)器之間的連接（vehicle to server）。對于無人機(jī)（UAV），6G將支持無人機(jī)與地面控制器之間的通信。無人機(jī)在軍事、商業(yè)、科學(xué)、農(nóng)業(yè)、娛樂、城市治理、物流、監(jiān)視、航拍、搶險救災(zāi)等許多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用空間。此外，當(dāng)蜂窩基站不存在或者不工作時，無人機(jī)可以作為高空平臺站（HAPS）為該區(qū)域的用戶提供廣播和高速上網(wǎng)服務(wù)。

6G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)及潛在關(guān)鍵技術(shù)

性能指標(biāo)

6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)甚大容量與極小距離通信（VLC&TIC）、超越盡力而為與高精度通信（BBE&HPC）和融合多類通信（ManyNet），相較于5G，6G的峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、時延、流量密度、連接數(shù)密度、移動性、頻譜效率、定位能力、頻譜支持能力和網(wǎng)絡(luò)能效等關(guān)鍵指標(biāo)都有了明顯的提升，具體指標(biāo)對比如表1所示。

潛在關(guān)鍵技術(shù)

1. 下一代信道編碼及調(diào)制技術(shù)

針對各國及相關(guān)產(chǎn)業(yè)界愿景設(shè)想，6G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)100Gbps的數(shù)據(jù)速率，使用高于275GHz頻段的太赫茲（THz）頻段，信道帶寬也是以GHz為單位。同時面臨毫米波、空間、海洋等更為復(fù)雜的業(yè)務(wù)傳輸場景，對底層的信道編碼及調(diào)制相關(guān)技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。

新一代信道編碼技術(shù)：作為無線網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)技術(shù)，新一代信道編碼技術(shù)應(yīng)提前對6G網(wǎng)絡(luò)的Tb/s 的吞吐量、GHz為單位的大信道帶寬、太赫茲（THz）信道特性、空天海地網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下基于復(fù)雜場景干擾的傳輸模型特征進(jìn)行研究和優(yōu)化，對信道編碼算法和硬件芯片實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證和評估。目前業(yè)界已經(jīng)開始了一些預(yù)先研究，包括結(jié)合現(xiàn)有Turbo、LDPC、Polar 等編碼機(jī)制，開展未來通信場景應(yīng)用的編碼機(jī)制和芯片方案;針對AI技術(shù)與編碼理論的互補(bǔ)研究，開展突破糾錯碼技術(shù)的全新信道編碼機(jī)制研究等。與此同時，針對6G網(wǎng)絡(luò)多用戶/多復(fù)雜場景信息傳輸特性，綜合考慮干擾的復(fù)雜性，對現(xiàn)有的多用戶信道編碼機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化。

極化多址接入系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化：當(dāng)前業(yè)界普遍觀點(diǎn)是非正交多址接入（NOMA，non-orthogonal multiple access ）將成為當(dāng)前5G和下一代6G 移動通信的代表性多址接入技術(shù)，將當(dāng)前極化編碼技術(shù)引入上述系統(tǒng)，依據(jù)廣義極化的總體原則，優(yōu)化信道極化分解方案是5G/6G發(fā)展中不可或缺的一環(huán)。由此可見，6G網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步賦能極化多址接入系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化，可以結(jié)合6G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)場景的需求，對NOMA 總體架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究和升級，構(gòu)建基于多用戶（智能化、泛在化“物物”連接）原則的極化編碼通信機(jī)制，對相應(yīng)的算法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化處理。

基于深度學(xué)習(xí)的信號處理技術(shù)：結(jié)合6G無線通信關(guān)鍵參數(shù)，需要對基于深度學(xué)習(xí)的信號處理技術(shù)進(jìn)行深入研究和優(yōu)化，業(yè)界目前從基于深度學(xué)習(xí)的信道估計技術(shù)和基于深度學(xué)習(xí)的干擾檢測與抵消技術(shù)開展相關(guān)工作?；谏疃葘W(xué)習(xí)的信道估計技術(shù)可以通過空—時—頻三維信道估計算法建模，對用戶信道、傳輸環(huán)境等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對6G通信系統(tǒng)信道進(jìn)行預(yù)測，主要涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、長短期記憶網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)?；谏疃葘W(xué)習(xí)的干擾檢測與抵消技術(shù)主要針對6G 網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多小區(qū)場景的干擾進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和預(yù)測，優(yōu)化干擾檢測與抵消機(jī)制，主要基于CNN、LSTM 等經(jīng)典神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

2. 新一代天線與射頻技術(shù)

6G系統(tǒng)頻段可達(dá)太赫茲（THz），天線體積小型化，業(yè)界稱6G系統(tǒng)天線將是“納米天線”，給傳統(tǒng)天線及射頻、集成電子和新材料等領(lǐng)域帶來顛覆性變革，賦能超大規(guī)模天線技術(shù)、一體化射頻前端系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)等。

超大規(guī)模天線技術(shù)（Very Large Scale Antenna）：超大規(guī)模天線技術(shù)（Very Large Scale Antenna）是更好發(fā)揮天線增益，提升通信系統(tǒng)頻譜效率的重要手段。當(dāng)前6G太赫茲頻譜特性研究還處于初級階段，超大規(guī)模天線在理論和工程設(shè)計上面臨大范圍跨頻段、空天海地全域覆蓋理論與技術(shù)設(shè)計、射頻電路的高功耗和多干擾等問題，需要從以上問題出發(fā)，建立新型大規(guī)模陣列天線設(shè)計理論與技術(shù)、高集成度射頻電路優(yōu)化設(shè)計理論與實(shí)現(xiàn)方法、以及高性能大規(guī)模模擬波束成型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計技術(shù)、新型電子材料及器件研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)等機(jī)制，研制實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，支撐系統(tǒng)性能驗(yàn)證。

一體化射頻前端系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)：針對6G移動通信高集成、大容量等技術(shù)特性，應(yīng)對6G網(wǎng)絡(luò)可用頻段范圍內(nèi)大規(guī)模天線和射頻前端技術(shù)進(jìn)行研究。針對核心頻段技術(shù)要求和電路建模理論，優(yōu)化天線架構(gòu)和系統(tǒng)集成技術(shù)。探索高效率易集成收發(fā)前端關(guān)鍵元部件以及輻射、散熱等關(guān)鍵技術(shù)問題，突破超大規(guī)模MIMO 前端系統(tǒng)技術(shù)等。同時研究新型器件設(shè)計方法，探索基于第三代化合物半導(dǎo)體芯片的集成與封裝技術(shù)。研究從封裝方面提升電路性能的方法，實(shí)現(xiàn)毫米波芯片、封裝與天線一體化，優(yōu)化前端系統(tǒng)的整體射頻性能。

3. 太赫茲無線通信技術(shù)與系統(tǒng)

太赫茲技術(shù)被業(yè)界評為“改變未來世界的十大技術(shù)” 之一，6G的一個顯著特點(diǎn)就是邁向太赫茲時代。當(dāng)前，太赫茲通信關(guān)鍵技術(shù)研究還不夠成熟，很多關(guān)鍵器件還沒有研制成功，需要持續(xù)突破。結(jié)合6G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)需求，太赫茲領(lǐng)域主要研究內(nèi)容包括：太赫茲空間和地面通信和信道傳輸理論，包括信道測量、建模和算法等;太赫茲信號編碼調(diào)制技術(shù)，包括高速高精度的捕獲和跟蹤機(jī)制、波形&信道編碼、太赫茲直接調(diào)制、太赫茲混頻調(diào)制和太赫茲光電調(diào)制等;太赫茲天線和射頻系統(tǒng)技術(shù)，包括新材料研發(fā)、新器件研制、太赫茲通信基帶、天線關(guān)鍵技術(shù)、高速基帶信號處理技術(shù)和集成電路設(shè)計方法等;太赫茲通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、太赫茲硬件及設(shè)備研制等。

4. 空天海地一體化通信技術(shù)

業(yè)界有觀點(diǎn)認(rèn)為，6G網(wǎng)絡(luò)是5G網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)及深海遠(yuǎn)洋網(wǎng)絡(luò)的有效集成，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)涵蓋通信、導(dǎo)航、遙感遙測等各個領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)空天海地一體化的全球連接?？仗斓睾Ｒ惑w化網(wǎng)絡(luò)將優(yōu)化陸（現(xiàn)有陸地蜂窩、非蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等）、海（海上及海下通信設(shè)備、海洋島嶼網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等）、空（各類飛行器及設(shè)備等）、天（各類衛(wèi)星、地球站、空間飛行器等）基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)太空、空中、陸地、海洋等全要素覆蓋。當(dāng)前，衛(wèi)星通信納入6G網(wǎng)絡(luò)作為其中一個重要子系統(tǒng)得到普遍認(rèn)可，需要對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、星間鏈路方案選擇、天基信息處理、衛(wèi)星系統(tǒng)之間互聯(lián)互通等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。針對深海遠(yuǎn)洋通信網(wǎng)絡(luò)納入6G網(wǎng)絡(luò)還處于初步論證、爭議較大的環(huán)節(jié)。

5. 軟件與開源網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

6G網(wǎng)絡(luò)軟件和開源的特性將更為明顯，以便于軟硬件換代升級更加便利和高效。6G網(wǎng)絡(luò)的硬件將更為集成化、模塊化和白盒化，軟件將更為本地化、個性柔性化和開源化，未來網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和優(yōu)化升級將主要依托云存儲資源和軟件升級，充分挖掘各類軟件與系統(tǒng)對6G網(wǎng)絡(luò)控制作用?；谏鲜霭l(fā)展趨勢，現(xiàn)有軟件與開源網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)將得到持續(xù)發(fā)展，包括大數(shù)據(jù)挖掘及處理、人工智能、軟件無線電（SDR）、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）、數(shù)據(jù)云化、開源分布式網(wǎng)絡(luò)軟件及系統(tǒng)、開源網(wǎng)絡(luò)安全、軟硬件系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)。

6. 基于 AI 的無線通信技術(shù)

6G網(wǎng)絡(luò)不可避免涉及高密度網(wǎng)絡(luò)、天線陣列和數(shù)據(jù)量等通用問題，但高度自主智能化的超靈活網(wǎng)絡(luò)是其最為明顯的特征之一。6G智能化應(yīng)該是貫穿于網(wǎng)絡(luò)端到端每一個環(huán)節(jié)的，人工智能將通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)等多維數(shù)據(jù)感知學(xué)習(xí)，高效實(shí)現(xiàn)地面、衛(wèi)星、機(jī)載等設(shè)備之間的無縫連接，并可進(jìn)行實(shí)時高速切換，網(wǎng)絡(luò)的自主管理和控制學(xué)習(xí)系統(tǒng)將持續(xù)得到優(yōu)化升級，最終實(shí)現(xiàn)“無人駕駛”一樣的自主自治網(wǎng)絡(luò)。關(guān)鍵技術(shù)包括智能核心網(wǎng)和智能邊緣網(wǎng)絡(luò)、自組織和深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的信道編譯碼技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的信號估計與檢測技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的無線資源分配技術(shù)等。

7. 區(qū)塊鏈技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商為了優(yōu)化服務(wù)，采用網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)控制和處理流量，開展用戶差異化質(zhì)量服務(wù)。6G網(wǎng)絡(luò)將持續(xù)完善用戶個性化定制服務(wù)，采取更為豐富的手段，針對流量管理、邊緣計算等進(jìn)行每個用戶的智能化柔性定制服務(wù)，整個網(wǎng)絡(luò)體系采用自動化分布架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)更加趨于扁平化，這就使得新興的區(qū)塊鏈技術(shù)備受期待。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)庫，可以利用其分布式信息處理技術(shù)，通過數(shù)據(jù)的去中心化傳輸和存儲保證用戶信息不被第三方竊取，穩(wěn)步提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)作效率，提高不同運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)能力，甚至改變未來使用無線頻譜資源的方式。

8. 動態(tài)頻譜共享技術(shù)

6G的太赫茲頻率特性使其網(wǎng)絡(luò)密度驟增，動態(tài)頻譜共享成為提高頻譜效率、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)部署的重要手段。動態(tài)頻譜共享采用智能化、分布式的頻譜共享接入機(jī)制，通過靈活擴(kuò)展頻譜可用范圍、優(yōu)化頻譜使用規(guī)則的方式，進(jìn)一步滿足未來 6G 系統(tǒng)頻譜資源使用需求。未來結(jié)合6G大帶寬、超高傳輸速率、空天海地多場景等需求，基于授權(quán)和非授權(quán)頻段持續(xù)優(yōu)化頻譜感知、認(rèn)知無線電、頻譜共享數(shù)據(jù)庫、高效頻譜監(jiān)管技術(shù)是必然趨勢。同時也可以推進(jìn)區(qū)塊鏈+動態(tài)頻譜共享、AI+動態(tài)頻譜共享等技術(shù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)6G時代網(wǎng)絡(luò)智能化頻譜共享和監(jiān)管。

推進(jìn)我國6G研發(fā)

加大6G候選頻段研究力度

結(jié)合我國5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和6G研究需求，統(tǒng)籌開展6G頻譜方案研究工作：一是考慮我國產(chǎn)業(yè)節(jié)奏和特點(diǎn)，積極推進(jìn)高頻毫米波、太赫茲等候選頻段用于現(xiàn)有5G和未來6G通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究，做好通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頻譜資源儲備。二是持續(xù)推進(jìn)目前低中頻頻譜高效利用技術(shù)的研究，結(jié)合6G復(fù)雜融合場景開展動態(tài)頻譜共享相關(guān)理論研究。三是鼓勵支持產(chǎn)業(yè)各界加大與候選頻譜相關(guān)的芯片、設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定、設(shè)備試驗(yàn)和研制工作，增加專項資本投入，加大研發(fā)力度，增強(qiáng)技術(shù)競爭力。

推進(jìn)6G國際化合作與發(fā)展

堅持6G全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的工作思路，積極開展國際合作。一是依托產(chǎn)業(yè)界力量，強(qiáng)化國內(nèi)外運(yùn)營商和設(shè)備商溝通協(xié)作，鼓勵產(chǎn)業(yè)界上下游企業(yè)積極參與國際組織針對6G研究的相關(guān)議題，爭取機(jī)會共同推動6G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，把握好全球產(chǎn)業(yè)趨勢，提升產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展和國際化能力。二是堅持自主創(chuàng)新與國際合作并行推進(jìn)，在國內(nèi)推動和建立產(chǎn)學(xué)研用一體化的6G研發(fā)及應(yīng)用體系，加強(qiáng)平臺中各參與者之間的互動，加快6G的研發(fā)進(jìn)度，力求掌握更多的知識產(chǎn)權(quán)，做好專利儲備工作，便于更好開展6G產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略部署。

突破6G潛在關(guān)鍵技術(shù)

集中產(chǎn)業(yè)界力量突破6G潛在關(guān)鍵技術(shù)，推動我國6G通信設(shè)備和終端形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在國際產(chǎn)業(yè)分工體系中占據(jù)有利地位。一是加大資金投入，設(shè)立多個細(xì)分領(lǐng)域?qū)ｍ椪n題組，鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)集中突破下一代信道編碼、新一代天線射頻、太赫茲通信、軟件無線電、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、動態(tài)頻譜共享等關(guān)鍵技術(shù)。二是積極推進(jìn)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)儲備，尤其是半導(dǎo)體材料等基礎(chǔ)領(lǐng)域和高頻器件等前沿領(lǐng)域，通過政策、資金傾斜鼓勵高頻段、大帶寬的射頻器件、測量儀器設(shè)備廠商開展專項技術(shù)突破。三是鼓勵企業(yè)進(jìn)行6G應(yīng)用場景的前瞻研究和應(yīng)用試驗(yàn)，積極引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)開展跨行業(yè)協(xié)作，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈各方協(xié)同發(fā)展形成合力，打造上下游生態(tài)環(huán)境。