目 录
1 6G 愿景及应用场景 ........................................................................................................................ - 1 -
1.1
6G 愿景 ................................................................................................................................. - 1 -
1.2
6G 应用场景 ........................................................................................................................ - 2 -
1.2.1
智慧汽车 ..................................................................................................................... - 2 -
1.2.2
沉浸式游戏 ................................................................................................................. - 3 -
1.2.3
健康生活 ..................................................................................................................... - 3 -
1.2.4
智能工厂 ..................................................................................................................... - 4 -
1.2.5
数字家庭 ..................................................................................................................... - 4 -
1.2.6
全息社交 ..................................................................................................................... - 4 -
1.2.7
智能陪护 ..................................................................................................................... - 5 -
1.2.8
智慧云购 ..................................................................................................................... - 5 -
1.2.9
智慧社区 ..................................................................................................................... - 5 -
2
6G 关键性能指标 ....................................................................................................................... - 6 -
2.1
超高速率 .............................................................................................................................. - 6 -
2.2
高速移动 .............................................................................................................................. - 6 -
2.3
网络能效 .............................................................................................................................. - 7 -
2.4
高精度的感知定位 ............................................................................................................ - 7 -
2.5
极低时延、极高可靠性 ................................................................................................... - 7 -
3
使能 6G 的关键技术 ................................................................................................................. - 8 -
3.1
极致：超高速率、精准可控 .......................................................................................... - 8 -
3.1.1
太赫兹通信 ................................................................................................................. - 8 -
3.1.2
可见光通信 ................................................................................................................. - 9 -
3.1.3
轨道角动量 ............................................................................................................... - 10 -
3.1.4
智能超表面 ............................................................................................................... - 11 -
3.1.5
超大规模天线阵列 ................................................................................................. - 12 -
3.1.6
确定性网络 ............................................................................................................... - 14 -
3.1.7
至简网络 ................................................................................................................... - 15 -
3.2
泛在：无所不在、触手可及 ........................................................................................ - 16 -
3.2.1
通信感知一体化 ...................................................................................................... - 16 -
3.2.2
空天地海一体化 ...................................................................................................... - 17 -
3.3
智慧：智慧内生、智慧无界 ........................................................................................ - 17 -
3.3.1
基于 AI/ML 的无线通信 ........................................................................................ - 18 -
3.3.2
智能内生网络 .......................................................................................................... - 21 -
3.4
随心：按需分配、随心所欲 ........................................................................................ - 22 -
4
结束语 ......................................................................................................................................... - 22 -
参考文献 .............................................................................................................................................. - 24 -
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1 6G 愿景及应用场景
1.1 6G 愿景
从 1G 到 5G ，蜂窝通信系统获得了长足的发展，可以支持广泛的业务，
包 括移动互联网、物联网等应用。然而 5G 网络仍然存在很多不足，如覆盖范
围受 限、业务场景受限，高速移动、密集热点场景下用户体验较差等等，这
些都驱 动着 6G 的发展。
随着通信理论的发展、材料科学的进步、人工智能 / 机器学习（ Artificial
Intelligence/Machine Learning ， AI/ML ）等学科的重大突破， 6G 必将注入新的
元 素。通信理论的发展将进一步提升频谱使用的能力和效率。天线材料、导
热散 热材料、高频覆铜板基础材料、电磁屏蔽材料等材料科学的发展，推动
理论转 化为应用。在 6G 中引入 AI/ML ，系统能够正确解读数据，学习和利
用数据，并 完成特定的目标和任务。相较于 5G 系统，智慧内生、内生安全等
原生的技术特 征将成为 6G 的主旋律。
6G 将构建空天地一体化的网络，通过星地融合，为用户提供全面、统一的
业务接入，让用户能够随时随地无感知地接入网络，大幅度提高用户的业务体
验，满足面向未来的多模交互、立体覆盖、全面智能、需求个性化和高度安全
等需求。
随着数字化的加深， 6G 的应用场景会更加多样化，业务类型也会更加丰富。
6G 将具有更加广泛的包容性和延展性， 6G 业务将不只是传统运营商所提供的 业
务，还有望在传统运营商之外产生新的生态系统。比如，针对垂直市场的本 地网
络将越来越普遍，这些本地网络将由不同的利益相关者部署，从而驱动 “本地
运营商”模式的发展，繁衍出新的生态模式。
6G 有望成为推动智能社会全面升级的重要驱动力，将人类的活动范围从物
理空间拓展到虚拟空间。 6G 将全面、灵活、高效地支撑物理世界的数字化，融
合大数据、云 计算 、 AI/ML 、 区块链 等新技术，在广泛的 领域做 到 万 物智联，
实现 “ 极致 泛在、智慧随 心 ”的 美好 未来。
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1.2 6G 应用场景
第五代 （ 5G ）移动通信系统 已经 进入了商用部署 阶段 。 5G 所支持的 增强 型
移动 宽带 （ eMBB ）、大 规 模机器通信（ mMTC ） 与超 高可 靠 、 超低 时延通信
（ uRLLC ），使 5G 系统具 备 了 实现万 物互联的能力。随着 AI/ML 技术的发展，
6G 不 仅 要满足互联互通，更要 实现 智联智通，并 最终实现万 物智联。
6G 将以人为中 心 ，为用户提供“ 极致 泛在、智慧随 心 ”的 服 务。从个人到
家庭 ， 再 到社会， 6G 将从物理世界 走 向数字世界， 彻底改变 人类的生活 方 式，
影响 人类生活的 方方 面面。
6G 不 仅 能够提供全 域 覆盖， 实现 随时随地无 障碍 的接入 服 务，还将 实现 感
知和智慧的融合，从而构建通信感知和泛在智慧的一体化网络。 6G 将提供更加
便捷 、可 靠 、高效、智慧的 极致服 务，满足 各 类场景的业务需求，并 最终实现
“ 极致 泛在、智慧随 心 ”的 6G 愿 景。本 节 将重点 介绍 6G 的 典 型应用场景。
图 1 6G 应用场景
1.2.1 智慧汽车
人 与 交通工具，以 及 交通工具之间的信 息 交互，在未来将发生 巨 大的 变 化。
具 备 完全 自 动 驾驶功 能的智慧 汽车 将成为重要的交通工具。智慧 汽车 将 环境 感
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知、智能 决策 、智慧 驾驶 等 功 能融为一体，为用户提供 极致 的智慧出 行服 务。
智能 座舱 系统为用户提供 舒适 的出 行 体验， 自 动 驾驶 系统为用户提供随 叫 随到 的
智慧出 行 。
借助 于 6G 的高 精 度定 位 能力、泛在感知能力、内生智能的能力以 及极致 的
通信能力，有望 实现汽车 的全面智能，从而 给 用户的交通出 行带 来全新的体验。
1.2.2 沉浸式游戏
虚拟 现实设备被 广泛应用于 游戏领域 。 游戏玩家 都 想把自己置身 于更加 真
实 的 游戏 世界中，“ 亲身 ” 经历唯美 、 惊险 的 旅程 ，体验 紧张 、 刺激 的 游戏 场
面。在 6G 时 代 ， 沉浸 式 游戏 是全 息 技术以 及 XR 等高科技 手段 的融合，将 拥 有
宏 大的场景和 超 大 规 模的 非玩家角色 （ Non-Player Character ， NPC ）。在 6G 时
代 ， 借助 于 6G 的泛在通信感知能力，可以 实现 多感体验。比如，通过 增 加 嗅觉
和 触觉 感知， 玩家 可以 身临其境 地体会到 清风拂 面、 花草飘香 的 游戏氛 围 ； 通
过 增 加多感体验的 功 能， 玩家 也可以 真实 地体验到 枪林弹雨 的 刺激 ， 亦假亦真 、
亦实亦幻 。
1.2.3 健康生活
目 前 ， 医疗 市场的需求 远 大于 医疗资源 的供 给 ，无 法保证医疗 、 保健资源
的 按 需 分配 。 借助 于 6G 超 高可 靠 、 超低 时延的 极致连 接，未来有望 实现实 时
的 健康检测与看护 ， 乃至实现即 时的 远程医疗 。人 们 通过可 穿戴设备 ，可以
长 期 监测 个人的 身 体 状况 ，获得运动 与健康 的建 议 。如 果身 体的 某 些 指 标发
生了 变 化，可 穿戴设备 会 给 出 警示 ， 除 了 监测身 体 状况 外，可 穿戴设备 还可
以个性化 地提供 膳食 、 睡眠 、运动的建 议 ， 甚至自 动地 实施健康 理 疗 ，从而
实现 “ 治 未 病 ”， 防 范于未然， 仿佛每 个人都 拥 有一个不知 疲倦 的 家庭医
生。 此 外，可 穿 戴设备 还可以 兼 具安全 报警 的 功 能， 当行 人 与车辆 相 距太近
时，会 自 动 示警 ， 从而 减少 交通 事故 的发生， 保障行 人的安全。
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1.2.4 智能工厂
6G 网络将具有 超 大 带宽 、 超低 时延、泛在覆盖和 超 高可 靠 等特点，可以利
用 AI/ML 和移动 边缘计算 （ Mobile Edge Computing ， MEC ）技术 检测 、 管 理
和 控制 工 厂 内的数字化 设备 ，针对不同的目标下 达 相应的 指令 。 6G 有望为智
能工 厂 引入智能联 邦 学习和 区块链 技术，智能工 厂 的 设备 之间可以通过 边缘
节 点直 接进 行 数据交互， 实现去 中 心 化 操作 ，从而 降低 能 耗 和传 输 时延。 与
此 同时， 借助 6G 通信技术，工 厂 内任 何 联网的智能 设备均 可 实现 灵活部署和
快 速 调整 ， 从而提高工业 制造 的“ 自适 应”能力。智能工 厂 从个性化的需求
到产 品 交 付 ， 实现 不同 环节 的高效 协 同，从而 实现 “人 财 物，供产 销 ”的 优
化 调 度 与 智慧 流 通。
1.2.5 数字家庭
数字 家庭 将以 住宅 为 载 体，融合物联网、 AI/ML 、通信感知、多模态等技
术， 实现家居设备 的互联互通以 及 智慧 管 理。 借助 于 6G 提供的 极致 泛在的智
慧 连 接，数字 家庭 以用户为中 心 ，由 MEC 控制 系统进 行协 同 管 理，使 家居 、
电器 设备实现 智联智通，从而使用户获得随 心 随 意 的体验。 例 如 ：家庭影院
设备 提 供多感融合的 沉浸 式体验 ；家庭 安 防 系统提供 居住 安全和个人数据安
全的全面 防护； 智慧 管家 提供定 制 化 私 人 助 理 服 务。基于 此 ， 家居 、 家 电 实
现 全面的数 字化，用户可以随时随地对 家 中的任 何 智能 设备实现远程控制 。
1.2.6 全息社交
在 6G 时 代 ，社交将 打 破时空的 约束 ，基于 6G 超 大 带宽 、 超低 时延的数据
传 输 能力，用户可 实 时获 取远端 数据，得到全 息 态 势 信 息 。 6G 网络的 极低 时延，
将会使 端 到 端 的数据传 输质量显著 提高，使 显示 更加生动。用户可以通过 裸眼
全 息 的 方 式获得 真 正的 沉浸 式体验，高 质量 人 像 互动将 带 来全新的 沟 通 方 式和
体验，让交 流跨 越时间和空间， 真 正 实现 “ 境 随 心 生、 身临其境 ”。
6G 时 代 的全 息 社交有望 彻底改变 人类的社交 方 式， 带 来生活、 娱乐 和工 作
方 式的 革命 性 变 化。全 息 通信的广泛应用将会 彻底打 破时空对人类的限 制 ，使
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人 与 人之间的交 流 活动更加丰富多 彩 。
1.2.7 智能陪护
随着机 械 和 AI/ML 技术的发展，类人机器获得了长足的发展。在未来，
人 机交互将更加 情 景化、个性化，特 别 是在智能 陪 护方 面。 陪 护 机器人不 仅
能够 随时 监测 用户的 身 体 健康情况 ，进 行护 理，更能在 精 神上 给 予慰藉 。 它
将 拥 有 智能化的 情 绪 管 理系统，通过可 穿戴设备 或脑 机接 口 进 行情 感 监测 ，
实 时感应 用户的 情 绪 变 化， 及 时进 行情 感 疏 导，向用户传 递积 极 的 情 绪 和 思
想 ， 缓 解 负 面 情 绪 对人体的不 良 影响 ，使用户获得个性化的人 文 关 怀 。
借助 于智慧泛在的 6G 网络，智能 陪 护 机器人将 被 赋予 更多的 功 能。为不
同 的用户提供个性化的 服 务，使人 们 的生活 质量 得到 极 大的提升。
1.2.8 智慧云购
5G 推动了移动互联网的 快 速发展，线 上购 物成为 潮 流 ，而 6G 将更加深入
地 变革 人 们 的 购 物 方 式。目 前 的线 上购 物主要以 图 片 、 短视 频的 形 式进 行 呈 现 ，
用户在 选购 时无 法 获得 真实 的体验，大大 影响 了人 们 的 购 物满 意 度，产生了部 分
退货 行 为。这 种购 物 方 式 既 影响 了用户体验， 又浪费 社会 资源 。 借助 于 6G 极 致
泛在的 连 接能力，未来有望 实现 智慧云 购 。通过 XR 、全 息 、通感技术，用户 在
购买 物 品 之 前 就 可以获得物 品 的 试 用体验。 例 如，用户 想 购买 一 台冰箱 ，可 以通
过全 息 投 影 将 冰箱投 影 在 家 中 预留 的 位置 ，并 选择 与家 具、 装修匹 配 的 冰 箱尺
寸 、 款 式、 颜 色 。
1.2.9 智慧社区
智慧将是 6G 网络的关 键 特征，智慧化的网络可以为用户提供多 种 智能化
的 服 务。 借助 于 6G 能力，可以 整 合社 区 中的 各 类 资源 ，为社 区 群众 提供 娱
乐 、 教 育 、 医护 等多 种 便捷 的 服 务。
智慧社 区 将提供 远超 传统社 区 的 服 务，通过物业 管 理 与服 务系统的数字化、
智能化升级，如 门禁 系统、电 梯 管 理、 远程 抄表 、 自 动 喷淋 、 停 车管 理、 视 频
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监控 、 快 递寄 存等， 实现 更加高效和智能的物业 管 理 与 社 区服 务。同时，智慧
社 区 将以建 筑 与 社 区 为 平台 ，利用通信、 AI/ML 、 自 动化等技术 实现 智慧社 区 ，
并无 缝 地接入智慧 城 市，为社 区居 民 提供高效、 舒适 、 便 利、安全的 居住环境 。
此 外，智慧社 区 也将为 居 民 提供定 制 化的 服 务，对于 家 中有 老 人的 居 民 ，可以
通过将智慧 家居连 接到智慧社 区 ， 实 时 监测 老 人的 健康状况 ，以 便及 时地 处 理
各 种 意 外 情况 。
智慧社 区 的 实现 需要 依托 高速率、 低 时延 且 智慧化的网络。 6G 网络在具 备
超 高速率、 超低 时延的同时，将 实现 通信、 AI/ML 、 算 力的深度融合，为智慧
社 区 提供有力的支撑 。
2
6G 关键性能指标
为了满足新业务、新场景多样化的需求， 6G 的无线接入技术和网络 架 构都 需
要引入新技术， 借助 于这些新的使能技术， 6G 的关 键 能力将有大幅度的提升。 下
面将 简 要 介绍 6G 的关 键 性能 指 标。
2.1 超高速率
6G 将为 沉浸 式 游戏 、全 息 社交等提供 流量保障 ，使用户获得虚 实 融合的 沉
浸 式体验。虚拟世界的构建需要进 行 海 量 数据的 收 集、 分 析 、 计算 和传 输 ，同
时对网络传 输 速率提出了 极 高的要求，用户体验速率将从 5G 的 100Mbps 提
高 到 10Gbps ， 峰值 速率将从 10Gbps 提高到 Tbps 。
2.2 高速移动
6G 将 保障 高速移动用户的通信 质量 。移动性 作 为无线通信关 键 性能 指 标之
一， 5G 已经 可以支持 500km/h 的移动速度， 但 仍然无 法 为 飞 机、无人机等场景
的用户提供 宽带 接入 服 务。而对于高 铁 、动 车 等高速移动场景的覆盖和 服 务， 用
户体验也较差。 6G 将 实现 全 域 覆盖并进一步支持 800~1000km/h 的移动速度， 随
时随地为用户提供 服 务。
