文 |錢鴻生

編輯|星船知造

視覺設計：星船知造

6G網絡并不是在5G基礎之上的簡單升級，而是利用通過關鍵技術的突破，實現跨越式的全面技術提升。

6G移動通信的技術發展將會對半導體工業、電子設備制造、高端芯片研制、軟件開發、智能手機制造等上下游供應鏈和相關技術企業等帶來巨大的提升效應，助力各行業加快數字化轉型的步伐。

6G場景化應用又將催生出一大批數字經濟實體，對于我國數字經濟發展包括工業自動化控制、智能城市、無人駕駛、智慧醫療、智慧農業、全息通信、生活娛樂等，都將產生巨大影響。

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5G時代已經過半。從2019年5G啟航至今，中國扎實推進5G助力千行百業。目前屬于5G的時間還有至少5年。

中國數個萬億級產業的崛起都在5G技術的托舉下：從5G向6G邁進：芯片背后的持久戰

6G標準話語權的爭奪戰也已打響——今年美國、澳大利亞、加拿大、捷克、芬蘭、法國、日本、韓國、瑞典和英國10個國家發布聯合聲明，拉起“6G”聯盟，準備來個抱團式彎道超車。

一場6G關鍵技術的研究、測試工作已經全面拉開競爭序幕。

作為星船知造“現代通信與智能網技術展望”系列欄目的第三輯，我們邀請星船知造資深讀者、通信行業教授級高級工程師錢鴻生博士為我們撰寫了《第六代移動通信6G關鍵技術與發展前景的研究》。

報告正文共3.1萬字，從移動通信技術迭代發展的角度出發，分析第六代移動通信6G發展的內生驅動力，全面分析6G移動通信的愿景目標、系統架構、主要性能參數和關鍵新技術突破的內涵，分析未來6G移動通信網絡新的六大場景化應用領域，盤點我國科研人員近期在6G關鍵技術研究中的一些重大突破案例。

最后就我國部署商用6G移動通信網絡的時間、6G資本市場的發展前景以及建立風險管控機制作了簡要的分析與研判。

目錄可左右滑動

上篇《3萬字告訴你全球6G走到哪一步了》。

本篇我們節選了第一章中的“國際組織6G技術標準化推進情況”；第二章中“中國工信部定義6G愿景目標”、“第六代移動通信6G場景化應用展望”；第三章“我國6G移動通信發展前景研判”中的部分內容。

也歡迎您關注“星船知造”，于后臺領取完整版白皮書。

01 三個重要時間表

1，5G-Advanced標準演進計劃時間表

5G-Advanced 不是一個可有可無的技術過渡，而是移動通信升級迭代的必經之路，5G-Advanced的R18已經完成，業界將2024年視為5G-Advanced的商用元年。

后續的R19、R20 版本包含通過AI優化現有通信空口傳輸、網絡管理、網絡用戶策略、綠色網絡與節能、通感模型等一系列相關技術的全新解決方案，這些關鍵技術完全可能平滑過渡到6G移動通信系統中去。

因此，我們從現在起就要跟蹤5G-Advanced標準制定的過程，研究如何將我國規模巨大的5G網絡演進融合到未來6G網絡中去，充分發揮我們5G網絡建設的投資效益。

5G-Advanced的標準化工作將有R18、R19和R20三個版本，持續對原有5G的功能進行升級與完善，計劃到2025年完成5G-Advanced最后一個版本R20的制定工作，詳見下圖

根據 3GPP 官網公布的時間表來看，3GPP于2023 年就已經同時開啟了對于6G 的研究，啟動了首個6G 標準 R21 版本技術標準的制定，大約在2028年上半年到 2030 年將凍結 R23 版本。在此過程中，預計全球在2028年下半年將會有部分6G標準的移動通信商業化試驗網絡的出現。

2，中國6G實施時間表

中國IMT-2030（6G）推進組在2023年12月的全球6G發展大會上做了題為《IMT-2030（6G）推進組研究進展》的報告，代表中國政府提出了我國發展第六代移動通信的具體時間表，如下圖所示

上述時間表顯示，我國的6G標準制定與網絡部署分為三個階段

第一階段：2020年到2025年概念形成階段

形成6G愿景需求及概念，突破關鍵技術，為6G國際標準奠定技術基礎。

第二階段：2025年到2029年國際標準階段

開展國際標準研究，形成全球統一的6G國際標準。

第三階段：2026年到2030年產業研發階段

全面推進產業研發，構建完整產業生態，加快推進產業成熟，支持6G商用。

3，中國6G關鍵技術試驗三階段實施圖

2022年8月開始，在工信部的指導下，我國IMT-2030（6G）推進組正式啟動了6G關鍵技術試驗工作，該項工作分為三個階段，如下圖16所示

我國的6G關鍵技術試驗工作分為三個階段

第一階段：2022年到2025年關鍵技術試驗

第二階段：2024年到2026年技術方案試驗

第三階段：2027年到2030年系統組網試驗

其中，2023年已經或正在試驗的6G關鍵技術領域包括：太赫茲通信、通信感知一體化、智能超表面、移動算力網絡、無線人工智能、分布式自治網絡、數據服務等關鍵技術。

在我國廣大工程技術人員努力拼搏以及開展國際交流合作的基礎上，我國在相關6G標準建議和關鍵技術驗證中取得了突破性的進展，為我國的6G發展奠定了堅實的技術基礎。

02 全球最新6G專利申請排名喜憂參半

截至2023年底，根據全球6G技術專利局的研究報告，在全球貢獻的6G專利申請數量，正在以驚人的速度增長，其中中國加大對6G技術的標準化研究和關鍵技術研發力度，中國6G專利申請的內容主要涉及無線傳輸、通信技術、量子技術和人工智能等9個領域。

目前中國提交的6G專利申請量已經高達8074件，處于全球貢獻6G標準建議的領先地位，占比為6G申請專利總數的40.3%，排名第二的是美國6G專利申請占比為35.2%。

美國作為曾經的通信設備研發的重要力量，持續在6G技術研發和創新方面發力，自2019年以來，美國的6G專利申請數量持續增長，年均增長率達到13.8%。

美國6G專利申請的主體單位已經不是傳統的朗訊科技與貝爾實驗室等，而是來自有強大經濟實力和市場優勢的新型實業主體，如高通、蘋果、谷歌、英特爾等。

美國企業本身在研發資金、芯片制造、智能手機、算力算法、人工智能和數據處理等方面具有明顯技術與人才優勢，大有先發制人搶占6G標準與研發制高點的企圖，美國不愿意在6G領域被中國趕超，不但在國際上抹黑中國制造的通信產品，并試圖通過糾集部分國家組建6G聯盟，來抗衡中國在6G領域的技術優勢，因此6G標準化和研發領域的國際競爭不容小視。

中國科學院多名院士紛紛發出警告，對美國6G研發態勢和星鏈計劃推進，我國需保持高度警覺，不能放松我國在這些領域的布局和研發。

全球6G技術專利申請排名第三是虎視眈眈的日本，占比達到9.9%，日本6G專利申請數量持續快速增長，年均增長率達到12.4%。

長期以來日本在通信設備制造、電子設備生產、芯片制造等領域積累了豐富的經驗，餅在天線設計和信號處理方面具有獨特的技術優勢。

國際電信聯盟將在2024年召開專題會議，對各國提交的6G標準建議展開討論，希望中國在6G領域的領先優勢能在未來的6G標準化制定中發揮重要引領和主導作用。盡管中國政府已經目前表態，希望這次第六代移動通信6G能形成全球統一的技術標準，但是歐洲、美國、日本等在6G加大投入虎視眈眈，實現6G的全球統一的技術標準的競爭可能會發生激烈的對抗，道路會非常曲折。

03 第六代移動通信6G場景化應用展望

2023年6月，國際電聯發布了《IMT面向2030及未來發展的框架和總體目標建議書》（ITU-R M.2160-0），對6G的使用場景做了定義：

第六代移動通信6G將預計擴展支持各種用戶、應用和新技術發展趨勢，同時為可持續的數字化轉型提供前景。

6G的使用場景設想將在5G使用場景，即增強型移動寬帶（eMBB）、超可靠和低延遲通信（URLLC）和大規模機器類型通信（mMTC）的基礎之上，擴展到更廣泛的場景化應用。

6G設想啟用新的使用場景，包括沉浸式通信、超可靠和低延遲通信、超大規模通信、無處不在的泛在連接、普惠智能與通信、綜合傳感和通信六大應用場景。

2.5.1 沉浸式通信與虛實共存

沉浸式通信或沉浸式云XR通信是一種專門技術，它涵蓋了虛擬現實（VR）、增強現實（AR）和混合現實（MR）等多種技術，可以讓用戶在視覺、聽覺和直觀交互中具有身臨其境的體驗，構建出一個以假亂真、虛實共存的世界。

6G網絡傳輸速度和極低時延性能，使得極致沉浸式云XR通信實現，滿足用戶的極致體驗需求。通過6G沉浸式云化XR通信，特點是將消耗資源的計算機算力轉移到云或邊緣端，并通過6G超寬帶、低延遲網絡與輕量級客戶端交互。

好處是能極大降低終端的制造成本和性能要求，終端將更輕便、智能，有利于極致沉浸式云XR通信的場景化應用，實現物理世界中人與物的高效互聯，實時精確地反映物理世界的真實狀態。

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6G的沉浸式云XR通信將在娛樂、遠程教育、遠程醫療、元宇宙、工業互聯網、物聯網中有廣泛的應用前景，場景化應用潛力巨大，將助力數字經濟實體與虛擬數字世界的深度融合和各行業的數字化轉型。

2.5.2 超可靠和低延遲的通信

6G將依靠超可靠和低延遲通信（URLLC）的持續優化，涵蓋對可靠性和延遲有嚴格要求的特殊應用場景。適用于在工業環境中實現遠程自動化操作，在未來人工智能控制下對生產線和自動控制裝置實施遠程定位和操控。

這種使用場景將支持增強的可靠性和較低的延遲，將重新定義智慧交通與無人駕駛的內涵，在6G提供的通信感知和空天一體技術的支撐下，完成自動駕駛的精確定位和超強感知，實現動態路線規劃和全程安全自動駕駛，讓無人駕駛成為常態，甚至在安全操控性能方面遠超人類的認知水平。

2.5.3 超大規模連接助力萬物互聯

6G超大規模通信是在5G機器類型通信（mMTC）的基礎上進一步的能力拓展和增強。這個使用場景涉及連接大量的設備或傳感器的超大規模連接，對象將包括部署在工業互聯網中的各種終端設備、智慧城市、智慧交通、智慧生活、智慧農業等場景中海量設備的互聯。

6G超大規模連接的場景特點是聯網設備數量比5G有大幅度的增加，并支持處理各種不同速率的終端。

6G網絡將擁有萬億級以上的超大規模設備連接的能力，并滿足亞毫秒級的時延要求，使得數據處理的質量和安全性得到極大的提高。

6G超大規模連接將采用新的技術手段，如分布式自治與數字孿生技術、通信感知一體化技術、全域覆蓋空天一體技術和人工智能技術的綜合運用。實現虛實共存、萬物互聯，精確實時地精確感知物理世界的細微變化，通過數據模型和標準接口，輔以自動糾錯和恢復的能力，在超大規模的指定連接中，可以根據使用情況、對不同的數據速率、不同的終端功耗和移動性要求，進行動態的調整與優化，使得數據傳送的質量得到充分保障。

2.5.4 無處不在的泛在網絡連接

目前全球大多數人分布在農村和偏遠地區，由于地面通信網絡建設費用昂貴，國外私有企業在追逐利潤最大化的前提下，難以保障這些邊遠地區的通信。有些無人區、遠洋考察航行、空中設備都有移動通信的需求。

隨著6G網絡的部署，地面移動通信與包括中高軌道衛星網絡、高空轉接平臺、無人機在內的空間網絡相互融合，將構建起一個覆蓋全球化三維立體的6G通信網絡，為用戶提供無處不在的泛在網絡連接。

6G網絡無處不在的泛在網絡連接，也為廣域物聯網接入，應急保障通信、現代農業作物監控、無人區監控、海上應急行動、遠洋集裝箱服務等，提供高精度定位，高精度導航、高精度管控等服務。

6G網絡的這個使用場景將極大增強連接，彌合數字鴻溝，增進與其他系統廣泛的互聯互通性。

2.5.5普惠智能與通信融合交互

普惠智能與通信融合交叉是6G典型的應用場景之一，將依托6G網絡具有的高效分布式智能學習和邏輯推理的能力，提供人工智能與通信融合交互的通信和AI算力。可服務于特定應用場景之中，提高6G網絡整體的性能和先進性。6G的普惠智能與通信場景應包括數字孿生數據訓練、計算模型推理、圖像識別、多模態數據生成和預測。

典型的應用包括自動識別融合語音、人臉、手勢、物理信號等多種信息，實現智能邏輯判斷與智能反饋機制，利用超寬帶、低延遲、高可靠性的數據處理，實現智能體與人類的實時交互與反饋。

6G的普惠智能將滿足未來智能手機、智能終端、工業互聯網設備傳感器、無人駕駛車輛、智能機器人，無人機集群、腦機接口等新型終端支持高速數據傳輸，以及實現不同類型智能設備間的協作和融合交互。實現對物理世界運行提供數據分析和決策，支撐海量數據處理，智能感知邊緣接入，負載自動調整與協調。

2.5.6 綜合傳感和通信融合創新

未來的6G網絡不再是單純的數據傳輸，而是集傳感、計算、通信為一體的綜合傳感和通信系統。

現代通信系統對通信感知和計算能力提出極致需求，6G通信網絡將憑借實時無線傳感、先進信號處理技術以及算力支撐，為準確檢測、感知分辨率、感知精度、識別、定位成像，包括速度、距離、角度。充分利用毫米波或太赫茲等更高頻段頻譜資源，有助于獲取環境信息，進而提高無線系統的性能，為6G通信系統增加了新的場景化應用維度。

6G的綜合傳感和通信不是簡單的對物體的定位服務，而是通過無線信號的反射、試驗、多普勒角度譜信息，將云端多樣的算力通過網絡的方式連接與協同，可以進行三維立體的追蹤與定位，支持高精度定位和傳感相關的能力，包括被測對象的距離、速度、角度的感知和成像。并用超高清射頻圖像重建目標環境，實現厘米級或毫米級的定位。

隨著綜合傳感和通信以及人工智能技術的進步，將計算與網絡的深度融合及協同感知，以及網絡的智能化調度，并解決算力中多方協作，對象或過程被數字化復制。這個功能在未來工業互聯網、物聯網、環境監測、無人智能汽車、多機器人協同、航天控制領域等場景中有廣泛的應用。

結束語

當前是6G概念形成與關鍵技術儲備的關鍵窗口期。我國已經在6G相關技術的驗證和工作方面取得了一大批豐碩成果。未來6G網絡發展前景廣闊，但也充滿機遇和挑戰。要警惕全球6G標準可能發生多制式分裂的情況，進而削弱中國在6G標準和國際產業鏈方面的話語權。

對于投資者而言，6G發展中還存在許多不確定的因素，需要對6G技術發展有一個全面的認識，具備足夠的風險管控意識，同時需要關注行業動態和政策變化，以便及時調整投資策略和資產配置。

未來6G技術的發展與競爭中，我們應堅持自主創新與國際開放合作并行推進的策略，共同推進全球6G技術的發展和應用，中國應當為人類社會福祉和科學技術的進步做出積極的貢獻。

主要參考文獻：

[1] ITU-R."Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2030 and beyond". June 2023.

[2] ITU-R，Overview timeline for IMT towards the year 2030 andbeyond".2022.

[3] 作者錢鴻生、編輯唐曉園.《華為之外，1998-2023芯片背后的持久戰》[J].上海.《星船知造》.2022年9月12日.

[4] 科技部網站.《我國正式啟動第六代移動通信技術研發工作》.2019年11月7日.

[5] 中國IMT-2030（6）推進組官網.

[6] 中國電信研究院.《6G愿景與技術白皮書》.2022年12月.

[7] 中國移動集團公司.《中國移動6G網絡架構技術白皮書》.2022年12月.

[8] 中國移動集團公司.《2023年中國價值驅動6G發展白皮書》.2023年7月。

[9] 鄧彬、李韜 、湯斌等著《基于太赫茲雷達的聲致海面微動信號檢測》[J].雷達學報.2023年8月.第 1 2 卷 第 4 期.

[10] 國務院《十四五數字經濟發展規劃的通知》（國發〔2021〕29號）.2021年12月12日.

本文基于訪談及公開資料寫作，不構成任何投資建議

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白皮書領取：本文節選、編輯自星船知造白皮書《第六代移動通信6G關鍵技術與發展前景的研究》。白皮書全文共3.1萬字，由錢鴻生博士撰寫。

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