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2023年12月5日至6日，全球6G发展大会在重庆两江新区成功举行。会议汇集了中国两院院士和国内外权威专家，共同探讨了6G的发展愿景和技术产业路径。中国工程院院士张平提出，移动通信系统正处于一个重要的发展阶段，需要从容量、速率、服务和智能等多个维度上进行扩展。他强调，6G的发展应该着重于维度上和智能性上的提升。
张平院士指出，当前通信技术发展面临的挑战包括信息压缩的极限和数据吞吐量的过大，这些因素使得提升通信系统容量性能难以持续。因此，6G时代需要寻找可持续发展的路径，其中人工智能的融合被视为关键因素，有望实现通信技术和人工智能技术的共赢共生。
华为技术有限公司无线CTO童文在主题演讲中强调了人工智能在未来通信技术中的核心作用，预测在未来五年到十年内，大多数研发设计和文字工作将由AI取代。他认为，AI Agent将成为承载6G服务和应用的核心载体。
中国通信标准化协会理事长闻库则提出，6G的愿景不仅仅是提高网速，而是在此基础上实现手机性能比的提升、覆盖的提升和垂直行业的全面拓展。他强调，AI的引入为6G的发展提供了新的可能性，未来的通信将更加注重智能化的创新。
会议还讨论了6G距离落地的距离和后续关键行动，包括6G技术的梳理和验证、6G与5G的衔接、加强5G基础建设、推进5G-A迈向商用，以及加大技术创新力度和强化开放合作。
这次大会的讨论和发言反映了6G技术发展的最新动态和未来方向，展现了中国在6G技术研发方面的积极态度和领先地位。
对于我们从事网络，或者说从事IT行业的人来说，学习6G技术是迫在眉睫！本文瑞哥就带大家好好了解一下6G技术，相信看完本文，一定对您有所帮助！
让我们直接开始！
无线技术演进
无线通信技术的演进是一个持续的过程，每一代技术都在速度、容量、延迟和连接性方面带来了显著的改进。
1G无线网络
- 时间：20世纪80年代
- 特点：主要侧重于语音通信，网络速度缓慢。
2G无线网络
- 时间：1990/91年
- 特点：带来了一些无线数据服务，如WAP、MMS和SMS，但速度仍然很慢。2G的迭代版本2.5G和2.75G提高了数据速率。
3G无线网络
- 时间：2004/2005年
- 特点：增加了视频通话、移动电视、基于位置的服务，以及更快的数据传输速度（8-20Mbps）。随着需求的增加，出现了3.5G和3.75G，带来了移动电子邮件和个人对个人的游戏。
4G无线网络
- 时间：2009年
- 特点：能够更快地下载和上传文件，同时处理语音和数据呼叫。4G手机在信号充足的情况下可以快速下载文件。
5G无线网络
- 时间：2019年
- 特点：承诺更快的速度、更少的延迟和更多的连接，支持更多设备同时连接。5G网络使许多新产品和物联网传感器能够以极快的移动数据速度在全球范围内连接。
6G无线网络
- 预计时间：2030年左右
- 特点：预计将提升5G网络的功能，并提供增强的覆盖范围、改进的功能和超快的移动数据速度。支持全球数十亿个物联网设备，并使人们能够享受虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实（MR）等应用。
每一代无线技术的演进都是为了满足不断增长的数据需求和改善用户体验。从1G到6G，我们见证了无线通信技术的巨大变革，这些变革不仅影响了我们的通信方式，还推动了社会和经济的发展。
下面我们先着重介绍一下4G和5G技术的发展。
4G技术的发展
4G，作为第四代移动通信技术，标志着移动互联网时代的到来。它在速度、容量和连接性方面相比于3G技术有了显著的提升，为用户提供了更快的上网体验和更丰富的移动服务。
4G技术的核心是长期演进（LTE）标准，它提供了更高的数据传输速率和更低的网络延迟。LTE的引入使得移动宽带服务质量得到了显著提升，支持了更高清晰度的视频通话和更快速的数据下载。
MIMO技术通过使用多个天线同时发送和接收数据，显著提高了信号的质量和传输速度。这一技术的应用使得4G网络能够支持更多用户的同时连接，同时提高了网络的稳定性和覆盖范围。
MIMO：多输入多输出。
OFDM技术通过将信号分散到多个频道上，减少了干扰并提高了频谱效率。这一技术的使用使得4G网络能够更有效地利用有限的频谱资源，提供更高的数据传输速率。
OFDM：正交频分复用。
4G特点
- 高速数据传输：4G网络的数据速率通常在100Mbps到1Gbps之间，使得视频通话和在线游戏等应用变得流畅。这一速度的提升为移动互联网的普及和移动应用的发展提供了强大的动力。
- 改善的网络覆盖：4G技术通过更高效的频谱利用和网络优化，提供了更广泛的网络覆盖和更好的服务质量。这一改进使得用户即使在移动中也能享受到稳定的网络连接。
- 支持多种应用：4G网络支持了社交媒体、流媒体服务、云计算等多种新兴应用。这些应用的发展推动了移动互联网的创新和多样化，为用户提供了更丰富的选择和更便捷的服务。
5G技术的突破
5G，即第五代移动通信技术，是继4G之后的又一次重大技术革新。它不仅提供了更快的速度和更低的延迟，还开启了物联网和智能设备的新时代。
5G技术的一个重要特点是使用毫米波频段，这些频段通常在30GHz到300GHz之间。毫米波通信提供了更高的数据速率和更大的带宽，使得5G网络能够支持超高清视频流、虚拟现实和增强现实等带宽密集型应用。
5G网络采用了大规模多输入多输出（MIMO）技术，通过使用更多的天线，显著提高了网络容量和效率。这一技术的应用使得5G网络能够同时服务更多的用户，同时提高了信号的质量和覆盖范围。
5G技术引入了网络切片的概念，允许运营商为不同的服务和应用提供定制化的网络资源。这意味着网络可以根据应用的需求动态分配资源，从而提高效率和性能。
5G特点
- 极高速度：5G网络的峰值速率可达20Gbps，这是4G网络速率的数倍。这一速度的提升为各种新兴应用提供了强大的支持，包括自动驾驶汽车、远程医疗和智能城市等。
- 超低延迟：5G网络的延迟低至1毫秒，这对于需要即时响应的应用至关重要。例如，远程手术和工业自动化都需要极低的延迟来确保操作的准确性和安全性。
- 广泛的连接性：5G技术支持海量的设备连接，这对于物联网的发展至关重要。从智能家居到智能工厂，5G网络能够支持数以亿计的设备同时在线，实现高效的数据交换和控制。
下面进入我们的主角：6G。
从马可尼的无线电信号传输到5G的高速移动通信，每一代技术都在推动社会进步和经济发展。6G预计将是一个跨越性的技术，不仅仅是速度的提升，而是在智能化、感知能力和计算能力上的全面革新。
那么什么是6G呢？
6G
6G是指第六代移动通信技术，是5G的后继者。它被设计为一种更高级、更先进的无线通信技术，旨在提供比5G更快的速度、更低的延迟和更大的网络容量。
6G会是什么样子？
6G有望实现每秒1太比特的极高速度，相较于当前大多数家庭互联网网络可用的最快速度1 Gbps，以及5G的最高速度10 Gbps，有了显著的提升。
6G可能会利用太赫兹波或亚毫米波的频段，这能够提供更高的频谱，支持更大的带宽，进一步增强网络性能。这也可能解决5G中毫米波距离短、需要视线的问题。
6G将更加依赖人工智能，实现协同工作，特别是在自动驾驶汽车、工厂自动化等方面。边缘计算的应用将使网络更本地化，减少响应时间，提高协同效率。
6G有望支持更高级别的沉浸式技术，包括虚拟现实、细胞表面、植入物和无线脑机接口。这将为用户提供更身临其境的体验，推动智能可穿戴设备和植入物的发展。
6G可能会实现物理生活与网络空间的完全融合，通过可穿戴设备和植入在人体上的微型设备，实时支持人类的思想和行动。
6G工作原理（可能）
6G的一个关键特征可能是利用超高频率传输数据。这包括在数百千兆赫（GHz）或甚至太赫兹（THz）范围内进行通信。这将提供更大的带宽和更高的数据传输速度。
6G可能会采用先进的技术，以提高频谱的利用效率。通过使用复杂的数学方法，6G网络可以在同一频率上实现同时发送和接收，从而提高频谱的传输效率。
6G可能会采用网状网络架构，将设备连接到彼此，形成一个分布式的网络。这样的架构可以提供更好的覆盖范围和更高的可靠性，同时支持设备之间的直接通信。
6G可能会引入新的互联网协议（New IP），以提高网络的效率和性能。这可能包括一种新型的IP数据包，具有更多导航和优先级信息，以支持更智能、自适应的网络通信。
6G可能会根据材料的原子和分子对特定波长的吸收和发射频率进行选择性的波长利用。这样的技术可以优化信号传输，并考虑到不同材料对电磁辐射的特定响应。
6G频段的使用
预计6G网络的最新先锋频谱将主要位于中频段，即7 GHz到20 GHz之间。这个频段的使用将通过极端的多输入多输出（MIMO）技术提供更大的容量。中频段的特点是提供相对较高的数据传输速率，并在城市室外小区中发挥重要作用。
对于广泛的覆盖范围，6G将继续利用低频段，预计在460 MHz到694 MHz之间。低频段通常用于提供更广泛的覆盖范围和更好的穿透能力，尤其是在城市和 室内环境中。
6G计划利用次太赫兹频谱，这是一个非常高的频段。这将实现超过100 Gbps的峰值数据速度，为未来对高速数据传输需求极高的应用提供支持。
6G将广泛使用新的光谱范围，包括高达太赫兹的频段。这将推动本地化技术到新的水平，提高定位的精确度，并为各种应用场景带来新的可能性。
6G将通过使用广泛的频谱范围，特别是高频段，显着提高定位精度，达到厘米级的水平。这将对各种应用，包括导航、位置服务和物联网设备的定位，产生积极影响。
6G特点
- 超高数据速率： 6G的一个主要目标是实现前所未有的数据速率。这意味着网络将能够提供比当前标准更高的下载和上传速度，以支持高清内容的无缝传输，同时满足未来对更大带宽需求的应用，如虚拟现实（VR）和增强现实（AR）。
5G的峰值数据吞吐量通常被设计为在20 Gbps左右，而6G将迈向更令人惊叹的1 Tbps（太比特每秒）的峰值数据速率。这是对比5G速度的显著提升，为未来的高度数据密集型应用提供了更大的带宽。
5G旨在提供用户体验数据速率为100 Mbps，而6G将将这一速率提高到1 Gbps（千兆比特每秒）。这将使用户能够更快地下载和上传数据，以支持更高质量的多媒体服务和应用。
由于更高的频谱效率，6G将比5G提高近一倍以上的速度。这种效率的提升对于满足未来对大容量、高速度连接的需求至关重要，尤其是在处理大规模视频、虚拟现实、增强现实等数据密集型应用时。
- 超低延迟： 6G致力于实现超低延迟，即数据从一个网络点传输到另一个点所需的时间。这对于需要即时响应的实时应用非常关键，例如自动驾驶汽车、远程手术和工业自动化。预计延迟将减少到毫秒甚至微秒的水平。
5G的设计目标是将时延降至1毫秒。这对于许多实时应用程序，如增强现实、虚拟现实和自动驾驶汽车等来说，已经是一个显著的提升。然而，6G将进一步将用户体验到的延迟降低到0.1毫秒以下，实现更加极致的超低延迟。
由于延迟的大幅减少，许多实时应用程序将获得更好的性能和功能。这对于需要即时响应的应用场景，如在线游戏、实时视频通话和远程协作等，将带来明显的改进。
超低延迟将使网络能够实现更迅速的紧急响应。这对于紧急情况下的通信和救援操作非常重要，例如在自然灾害发生时，网络可以更快速、更有效地协调救援活动。
- 海量连接： 6G旨在支持物联网（IoT）中预计将连接数十亿台设备的海量连接。为实现这一目标，网络需要进一步发展，以应对大规模设备之间的通信、数据传输和管理。
6G将更加专注于支持机器对机器的连接，强调物联网（IoT）和各种设备之间的通信。这对于未来智能城市、智能工厂、智能交通系统等应用来说至关重要，其中大量设备需要相互协调和通信。
- 能源效率： 可持续性是当前和未来网络发展的一个重要考虑因素。6G的设计将更加注重能源效率，通过优化网络基础设施和采用智能电源管理技术，以减少能源消耗，同时保持高性能连接。
- 人工智能集成： 6G将与人工智能（AI）密切结合，通过利用AI算法和机器学习技术来实现智能网络管理、资源分配和优化。这种集成有望提高网络的整体性能和效率，使其更具自适应性和智能性。
6G的优势
- 更快、更可靠的数据速度： 6G将实现更高的数据传输速度，为企业和消费者提供更快速、更可靠的互联网连接。这将促使新的应用和服务，如实时的3D全息视频流、超高清虚拟现实等。
- 更低的延迟： 6G将具有更低的延迟，即数据传输的时间将进一步缩短。这对于需要实时通信的应用非常关键，例如远程手术、虚拟会议和自动驾驶汽车等。
- 更广泛的设备和应用： 6G将支持更广泛范围的设备和应用，包括物联网中的大量连接设备、智能城市中的各种传感器和控制系统，以及新兴的技术领域，如增强现实和虚拟现实。
- 提高安全性和性能： 6G将利用人工智能和机器学习来提高网络的安全性和性能。这将增强网络的自我学习和自适应性，使其更具抵御网络攻击的能力，同时确保网络能够处理未来6G预计增加的大规模数据流量。
- 推动新兴技术和应用： 6G的引入将推动各种新兴技术和应用的发展，包括智能交通、医疗创新、工业自动化和元宇宙等。这将为社会带来更多创新和便利。
6G的潜在应用
- 实时全息视频会议： 6G的超高速度和低延迟将使实时全息视频会议成为可能。用户可以感觉到与对方面对面交流，这对于企业协作、在线教育和虚拟团队合作具有重要意义。
- 超高清虚拟现实（VR）： 6G的高带宽和低延迟将推动超高清虚拟现实体验的发展。这将改善虚拟旅游、虚拟培训和虚拟游戏等领域的用户体验。
- 自动驾驶汽车： 6G的超低延迟对于自动驾驶汽车至关重要。实时通信将使汽车能够相互协作，共享实时交通和道路信息，提高自动驾驶汽车的安全性和效率。
- 远程手术： 6G的低延迟和高带宽将为远程手术提供支持。外科医生可以远程操控手术机器人进行手术，为无法到达医院的患者提供及时的医疗服务。
- 工业物联网（IIoT）： 6G的大容量和广泛连接性将促进工业物联网的发展。在工业领域，各种传感器和设备可以实时通信，实现智能制造和工业自动化。
- 智能城市： 6G将为智能城市提供支持，实现各种城市基础设施的智能化管理，包括交通系统、能源管理、环境监测等。
- 医疗创新： 6G有望推动医疗领域的创新，包括远程医疗服务、医疗数据实时传输和医疗设备的互联互通，提高医疗保健的效率和可及性。
6G发展面临哪些挑战？
- 新频谱的需求： 为了实现更高的数据速率和容量，6G需要利用新的频谱范围。然而，目前可用的射频频段有限，而且这些频段通常由政府监管机构进行分配。因此，确保有足够的频谱来支持6G是一个重要的挑战。
- 新技术的发展： 6G的实现将依赖于一系列新技术的发展，包括太赫兹通信、新的无线电接入技术以及人工智能和机器学习在网络管理中的应用。这些技术目前仍在研发阶段，需要时间来完善和商业化。
- 提高安全性： 随着网络的发展，安全性变得尤为关键。6G需要更高水平的安全性，以应对日益复杂和普及的网络攻击。确保用户数据的隐私和网络的稳定性是一个必须解决的挑战。
- 部署成本： 6G的部署成本预计将比5G更高。引入新的频段和技术，以及更新现有的基础设施，都需要巨大的资金投入。这可能涉及到国家和企业层面的资金支持，以确保6G网络的建设和推广。
- 国际合作和标准制定： 6G的发展需要国际合作，以确保全球范围内的一致性和互操作性。同时，制定一系列统一的国际标准也是一个关键挑战，以便不同厂商的设备和网络可以无缝地协同工作。
5G与6G频谱比较
- 最大频率：
- 5G：100 GHz
- 6G：10太赫兹
- 最大带宽：
- 5G：1 GHz
- 6G：100 GHz
- 峰值数据速率：
- 5G：10 Gbps（上传链路）至20 Gbps（下载链路）
- 6G：100 Gbps至1 Tbps
- 平均用户体验数据速率：
- 5G：100 Mbps
- 6G：1 Gbps
- 峰值频谱效率：
- 5G：30 b/s/Hz
- 6G：60 b/s/Hz
- 用户体验的平均频谱效率：
- 5G：0.03 b/s/Hz
- 6G：3 b/s/Hz
- 移动支持：
- 5G：最高500公里/小时
- 6G：最高1000公里/小时
- 密度：
- 5G：每平方米1台设备
- 6G：每平方米100个设备
- 端到端延迟：
- 5G：1至10毫秒
- 6G：少于1毫秒
- 单频全双工传输：
- 5G：没有
- 6G：有
- 全球覆盖：
- 5G：70多个国家已经推出5G，其中中国和美国在城市中处于领先地位
- 6G：中国申请的6G专利最多，其次是美国
6G的商业化时间表
- 标准制定：业内预计6G标准和规范的制定将从2025年开始¹。
- 部署时间：预计6G系统将在2028年左右开始部署。
- 商业化：预计6G的商业部署将在2030年左右实现³。
这些时间表是基于当前的技术发展和预测，可能会随着研究进展和行业动态而有所调整。6G技术的商业化还需要克服许多技术和政策上的挑战，包括频谱分配、网络架构设计、安全性和隐私保护等方面。
哪些公司正在领导6G技术研发?
全球有多家公司正在积极参与6G技术的研发，比如华为 (Huawei)、中兴通讯（ZTE）、中国移动、中国电信、中国联通、三星 (Samsung)、LG、NTT DOCOMO、高通 (Qualcomm)、AT&T、诺基亚 (Nokia)、爱立信 (Ericsson)等等。
中国针对6G做出的行动
中国政府在"第14次五年计划（2021-2025年）及2035年远景目标纲要"中明确提出了发展6G技术的目标²。
中国还成立了IMT-2030（6G）推进组，由主要通信运营商、基础设施供应商、IT公司和研究机构等约80家企业组成，致力于6G技术的研发和标准化工作。6G推进组已经发布了《6G网络架构展望》和《6G无线系统设计原则和典型特征》等技术方案，这些方案旨在为6G技术从万物互联向万物智联的转变提供技术路径。
中国工业和信息化部已宣布正在有序开展6G相关的技术试验，以推动6G创新发展。加快5G与XR、数字孪生、机器人等新产业新应用的融合发展，加速相关产业成熟，夯实6G应用基础。此外，推动信息通信企业与垂直行业企业密切沟通、协同合作，共同参与6G需求研究、技术研发、标准制定等全流程各环节，携手构建6G繁荣应用生态。
中国计划在2024年前完成6G相关主要技术的明确和概念机的测试验证，以提升技术能力。
预计到2026年，中国将开展典型应用场景和性能指标的确立，进行试制机的研发和基站功能性能的验证。
中国计划在2030年左右实现6G的商用化，而标准化制定的时间预计将在2025年。6G技术将引入新的应用场景，如通信与感知的结合、通信与人工智能的结合，以及泛在物联网等。这些技术不仅将连接人类，还将连接智能体，如机器人和元宇宙，进一步完善5G在行业中尚未解决的场景。
中国正在加强国际合作，与欧洲6G智慧网络和业务产业协会（6G-IA）、韩国6G论坛、印度通信标准开发协会（TSDSI）等签署合作备忘录，共同推进6G技术的发展。
此外，中国的通信巨头如华为和中国移动也在积极参与6G技术的研究和开发工作。华为是首家宣布开始研究6G的中国公司，随后与其他国内外企业和研究机构展开了多项合作。
据市场研究机构Market Research Future预计，到2040年，全球6G市场规模将超过3400亿美元，年复合增长率达58.1%。中国预计将成为全球最大的6G市场之一，全球近50%的6G专利申请来自中国。
总结
6G技术与5G相比，在速度上有显著的提升。根据研究和预测，6G的理论最高速度可达到1Tbps （即1000Gbps），这比5G的理论最高速度20Gbps快了50倍 。此外，有报道称在中国的实验室环境中已经实现了206.25Gbps的速度。
6G将使用比5G更高的频率波段，操作在30GHz到300GHz 的毫米波段，甚至可能达到300GHz到3000GHz的辐射波段。这些更高的频率波段将允许更快的数据传输速度和更大的带宽容量。
中国在6G技术的研发和创新方面正加速推进，预计在2030年左右实现商用。中国工业和信息化部已经指导成立了6G推进组，旨在为6G创新发展提供政策支持，并推动形成全球统一的6G标准。
6G技术不仅仅是速度的提升，它还将服务于社会管理和治理，以及智能体的应用。6G网络预计将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界，不仅比5G更快、更可靠，还将推动移动通信与人工智能、感知、计算等技术的跨领域融合发展。
中国已经开始进行6G技术试验，并陆续开展了关于6G系统架构和技术方案的研究。最近，中国6G推进组发布了相关技术方案，为6G从万物互联走向万物智联提供了技术路径。
6G时代的基站将不仅支持通信信号的发送和接收，还将支持通信和感知，利用无线电波感知周边环境、物体形状和运动等，这不仅能提升通信性能，还将催生新业务。例如，基站可以进行升级改造，以支持低空经济和空域管理，或者用于交通管理。
6G将促进沉浸感更强的全息视频，实现物理世界、虚拟世界、人的世界三个世界的联动。今年6月，国际电信联盟完成了6G愿景需求建议书，明确了6G典型产品和关键能力指标，其中中国提出的5类6G典型场景和14个关键能力指标全部被采纳。
这些进展表明，中国在6G技术的发展上正处于全球领先地位，积极推进技术研发和创新，为未来的通信技术和应用开辟新的可能性。
朋友们，让我们一起期待中国在6G领域继续"雄霸全球"吧！