6G全球进展与发展展望白皮书.pdf

16G 全球进展与发展展望白皮书赛迪智库无线电管理研究所2021 年 4 月2目录一、前言.4二、强化顶层设计，国际组织持续加快面向 2030 及未来（6G）的研究和标准化工作.5（一）ITU：6G 早期研究计划正式启动.5（二）3GPP：6G 标准化时间节点逐渐清晰.6三、抢跑 6G 赛道，美欧韩日等国家和地区深入推进 6G研发战略计划.7（一）美国：建立联盟，加快关键核心技术研究.7（二）欧洲：统一战线，合力推进 6G 研发.9（三）韩国：重点聚焦，强化产业生态构建.11（四）日本：出台战略，启动多项 6G 试验.13四、聚焦核心业务，行业龙头企业全面开展 6G 前瞻性布局.14（一）苹果：以“太赫兹通信”为抓手增强 6G 研发能力.14（二）LG：以国内外技术创新合作为抓手引领全球6G 标准化.15（三）三星：以 6G 关键技术研发为重点部署 6G商用化.16（四）诺基亚：以欧盟竞争力提升为目标牵头 6G区域战略项目.183（五）爱立信：以认知网络及智能计算技术突破为手段助力欧洲 6G 全球领先.19（六）NTT：以芯片环节为重点提升本国 6G 标准国际主导权.19（七）紫光展锐：以终端领域为突破口强化 6G 技术研发及储备能力.21五、突破区域及行业壁垒，6G 关键技术及潜在应用研究取得新进展.22（一）6G 潜在关键技术研究逐步体系化.22（二）6G 细分领域潜在应用场景不断丰富.24六、推进政产学研一体化，我国 6G 研发具备先发优势.26（一）政府：总体部署，统筹推进.26（二）企业：立足实践，广泛探索.27（三）学研：依托专项，加速突破.29七、我国 6G 研发面临形势及相关建议.31（一）面临形势.31（二）相关建议.344一、前言自上世纪 80 年代以来，移动通信基本上以十年为周期出现一次迭代升级，随着全球 5G 网络规模化商用步入快车道，针对 6G 研发的战略性布局已全面拉开帷幕。目前，全球多个国家和地区、国际组织以及学术界、产业界均开展了6G 研究。业界虽然还尚未对 6G 的愿景、关键技术、标准等形成统一的共识，但对于 6G 商用演进时间节点看法较为一致，目前一般预期将在 2030 年左右开始商用。我们判断，未来 3-5 年将是 6G 研发的关键窗口期。总体而言，全球范围内 6G 的研究仍处于起步阶段，整体技术路线尚不明确，目前主要在 6G 愿景目标、应用场景、基本指标、潜在关键技术等方面的研究取得了一定进展。从目前的研究看，6G 总体愿景是基于 5G 愿景的进一步扩展和升级。针对 5G 在信息交互方面存在的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，6G 将具有更加泛在的连接、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。本白皮书从全球各国 6G 战略布局、行业龙头企业研究、潜在关键技术、应用场景的最新进展以及面临的形势及挑战等方面展开论述，并提出加快推进我国 6G 研发的相关建议。5二、强化顶层设计，国际组织持续加快面向 2030 及未来（6G）的研究和标准化工作（一）（一）ITU：6G 早期研究计划正式启动早期研究计划正式启动国际电信联盟是联合国负责信息通信技术（ICT）事务的专门机构，也是开展国际协调确立 5G、6G 等电信技术全球通用标准的重要组织。2020 年 2 月，在瑞士日内瓦召开的第 34 次国际电信联盟工作组会议上，面向 2030 年及未来（6G）的研究工作正式启动。此次会议明确了 2023 年底前国际电联 6G 早期研究的时间表，包含形成未来技术趋势研究报告、未来技术愿景建议书等重要报告的计划。部分潜在候选频谱已列入下一步议程。部分潜在候选频谱已列入下一步议程。6G 频谱需求预计将在 2023 年底的世界无线电通信大会（WRC）上正式讨论，2027 年底的 WRC 有可能完成 6G 频谱分配。目前潜在候选频段包括太赫兹频段、毫米波频段以及 6GHz 频段。太赫兹通信技术可能是未来 6G 通信技术发展的一个重要方向。2019 年召开的世界无线电通信大会（WRC-19）正式批准了 275 GHz-296 GHz、306GHz-313 GHz、318 GHz-333 GHz和 356 GHz-450 GHz 共 137GHz 带宽资源可无限制条件地用于固定和陆地移动业务应用，这些频段未来可能用于 6G 通信业务。同时，WRC-19 同意将 24.25 GHz-27.5 GHz、37 GHz-43.5 GHz、66 GHz-71 GHz 共 14.75GHz 带宽的频谱标识用于 5G 和未来国际移动通信系统，表明其中部分毫米波频段6或可用于 6G。WCR-19 大会还决定将 6GHz（6425-7125MHz）频段作为新增 IMT（5G 或 6G）频段列入 2023 年世界无线电通信大会（WRC-23）1.2 议题，对 6425-7025MHz 成为区域性（阿拉伯国家、非洲、欧洲、独联体国家）IMT 新频段和 7025-7125MHz 成为全球性 IMT 新频段进行立项研究。6GHz 频谱新增 IMT 使用划分的成功立项，意味着 6GHz 频段将成为 IMT（5G 或 6G）全球潜在新增频段，世界各国在建设5G系统及未来6G系统时将在很大程度上优先考虑该频段。（来源：ITU 官网，赛迪智库整理）图 2-1ITU 6G 早期研究计划（二）（二）3GPP：6G 标准化时间节点逐渐清晰标准化时间节点逐渐清晰2020 年 7 月 3GPP R16 标准冻结后，受全球疫情影响，原计划 2021 年底完成冻结的 R17，已计划推迟到 2022 年 6月。根据 3GPP 2019 年公布的时间表来看，将于 2023 年开启对于 6G 的研究，并将在 2025 年下半年开始对 6G 技术进行标准化（完成 6G 标准的时间点在 2028 年上半年），预计2028 年下半年将会有 6G 设备产品面市。3GPP 目前仍正在着手制定 5G R17 标准，行业内预计从 2026 年开始将启动首7个 6G 标准 R21 的制定，到 2030 年将冻结 R23 版本。（来源：3GPP 官网）图 2-2 3GPP 公布的最新时间表三、抢跑 6G 赛道，美欧韩日等国家和地区深入推进 6G研发战略计划（一）美国：建立联盟，加快关键核心技术研究主导建立（一）美国：建立联盟，加快关键核心技术研究主导建立 6G 联盟。联盟。2020 年 10 月，美国电信行业解决方案联盟（ATIS）牵头组建了 Next G 联盟（一个专门管理北美 6G 发展的贸易组织）。联盟确定的战略任务主要包括建立 6G 战略路线图、推动 6G 相关政策及预算、6G 技术和服务的全球推广等，希望在 6G 时代确立美国的领导地位。目前，全球已有高通、苹果、三星、诺基亚等 30 多家信息通信巨头加入。8（来源：Next G 联盟官网）图 3-1Next G 联盟创始成员率先开放率先开放 6G 实验频谱。实验频谱。美国联邦通信委员会（FCC）于 2019 年 3 月全球首先宣布开放 95GHz-3THz 太赫兹频段作为 6G 实验频谱，发放为期 10 年、可销售网络服务的实验频谱许可。FCC 太赫兹频谱研究主要内容包括 95-275 GHz频段政府与非政府共享使用问题、275 GHz-3 THz 电磁干扰问题、非许可频谱问题（包括 116-123 GHz、174.8-182 GHz、185-190 GHz、244-246 GHz，合计 21.2 GHz 带宽）。潜在关键技术储备雄厚。潜在关键技术储备雄厚。太赫兹技术研究方面美国开展较早，已经具有雄厚的技术积累。美国国家基金会、国家航空航天局、能源部和国家卫生学会等机构从 20 世纪 90 年代9中期开始就对太赫兹科技研究进行大规模的投入。目前，美国国内有数十所大学、国家实验室都在从事太赫兹技术的研究工作。研究成果包括航天飞机表面隔热材料太赫兹成像检测系统、太赫兹雷达、安检系统、环境监测设备等。2020 年9 月，由 30 多所美国大学合作组建并获得美国国防部资助的“太赫兹与感知融合技术研究中心”正式成立，这是美国开展6G 技术研发的关键项目之一。此外，美国太空探索公司（SpaceX）“星链”卫星互联网的成功探索使美国在 6G 空天地海一体化网络技术上遥遥领先。目前，“星链”卫星互联网的在轨卫星数量已经超过 1300 颗，SpaceX 计划 2021 年利用部署的 1584 颗卫星提供近乎覆盖全球的网络服务。空天地海一体化网络技术的领先优势使美国可能从“6G+卫星互联网”的战略角度超前部署全球下一代移动通信网络。此外，美国着力开展的未来 6G 核心技术研究方向还包括支持人工智能（AI）的高级网络和服务、多接入网络服务技术、智能医疗保健网络服务、多感测应用、触觉互联网和超高分辨率 3D 影像等。（二）欧洲：统一战线，合力推进（二）欧洲：统一战线，合力推进 6G 研发多国整体战略合作推进研发多国整体战略合作推进 6G 研发。研发。欧洲 6G 研究初期以各大学和研究机构为主体，积极组织全球各区域研究机构共同参与 6G 技术研究探讨。2020 年，欧盟委员会发布的全面工业战略的基础报告中提出对包括 6G 在内的新技术进10行大量投资。2021 年，欧盟的旗舰 6G 研究项目“Hexa-X”正式启动，项目团队汇集了 25 家企业和科研机构，包括法国运营商 Orange、Atos、B-COM 技术研究所、原子能和替代能源委员会（CEA），德国的西门子，意大利电信、比萨大学，西班牙电信，芬兰的诺基亚、奥卢大学，瑞典的爱立信，以及美国的英特尔等。Hexa-X 是将欧盟关键的行业利益相关者聚集到一起、共同推进 6G 的重要一步。项目目标包括创建独特的 6G 用例和场景、研发 6G 基础技术并为整合关键6G 技术使能因素的智能网络结构定义新的架构，愿景是通过 6G 技术搭建的网络连接人、物理和数字世界。此外，欧洲国家还积极与亚洲国家开展 6G 研究合作。例如，英国任命越南教授为英国皇家工程学院 6G 电信网络的研究主席。英国 GBK 国际集团组建了 6G 通讯技术科研小组，并与马来西亚科技网联合共建 6G 新媒体实验室。芬兰、瑞典也分别与韩国达成 6G 合作协议。11（来源：Hexa-X 官网）图 3-2Hexa-X 合作伙伴高校与企业联合开展关键技术研究和试验。高校与企业联合开展关键技术研究和试验。2019年3月，芬兰奥卢大学 6G 旗舰组织邀请 70 位来自各国的通信专家，召开了全球首届 6G 峰会，共同探讨下一代通信技术驱动因素、研究挑战和未来愿景，并发布了全球首份 6G 白皮书；2020 年 3 月召开的第 2 届 6G 峰会上，有 12 个与 6G 有关的议题，并围绕相关议题发布了多份白皮书。诺基亚公司、奥卢大学、芬兰国家技术研究中心等机构启动了多个 6G 研究项目。（三）韩国：重点聚焦，强化产业生态构建（三）韩国：重点聚焦，强化产业生态构建6G 顶层设计与战略合作走在全球前列。顶层设计与战略合作走在全球前列。2020 年 8 月，韩国发布引领 6G 时代的未来移动通信研发战略，提出重点布局 6G 国际标准并加强产业生态系统，目标是确保在125G 之后继续成为全球首个 6G 商用国家，并明确了五个试点领域：数字医疗、沉浸式内容、自动驾驶汽车、智慧城市和智慧工厂。韩国政府将在超高性能、超大带宽、超高精度、超空间、超智能和超信任六个关键领域推动 10 项战略任务。战略合作方面，2019 年 6 月韩国总统文在寅访问芬兰期间达成协议，两国将合作开展 6G 技术研发。重视国内外合作推动技术研发。重视国内外合作推动技术研发。韩国通信与信息科学研究院早在 2019 年 4 月就正式组建了 6G 研究小组。同年，三星电子、LG、SK 电信等韩国通信巨头均组建了企业 6G 研究中心或实验室，韩国 SK 电信还表示将与爱立信和诺基亚共同研发超可靠、低延迟无线网络和多输入多输出天线技术等 6G 技术。2021 年 3 月，韩国 LG 电子公司与韩国先进科学技术研究院（KAIST）以及是德科技公司签署了一项有关“共同开发下一代 6G 无线通信网络技术”的合作协议，重点是太赫兹无线通信技术。韩国信息和通信技术促进研究所（IITP）的 6G 研发计划还包括卫星通信、量子密码和通信等 6G 转换技术。韩国电信（KT）与首尔国立大学新媒体传播研究所（SNU）将开展合作，就 6G 通信和自主导航业务展开研究。此外，韩国科学与信息通信技术部把用于 6G 的100GHz以上超高频段无线器件研发列为14个战略课题中的“首要”课题，引导企业加大研发实验力度。13（四）日本：出台战略，启动多项（四）日本：出台战略，启动多项 6G 试验全球率先出台试验全球率先出台 6G 国家战略。国家战略。2020 年 4 月和 6 月，日本相继发布全球首个以6G作为国家发展目标和倡议的6G技术综合战略计划纲要和路线图，提出要在 2025 年实现 6G 关键技术突破、2030 年正式启用 6G 网络、日本掌握的 6G 技术专利份额要超过 10%等目标。战略明确了“公私部门实现战略合作的重要性”，由国立情报通信研究机构牵头组建产学研一体化的联合研发组织，提出政府将通过财政支持、税制优惠、放宽监管和资金支持等方式推动 6G 研发工作，促进关键技术尽早确立，争取未来在制定国际标准之时“相关的技术参数能够符合日本的国家利益”。日本将组建更多的产官学合作机构，与海外企业联手构建国际合作机制。开展多项技术研发试验。开展多项技术研发试验。日本将太赫兹技术列为“国家支柱技术十大重点战略目标”之首，目前日本电报电话公司（NTT）、日本国家信息通信技术研究所、广岛大学等企业和科研机构已开展多项太赫兹通信技术研发试验。例如，NTT的实验室已成功开发出使用 300GHz 太赫兹频段的 6G 超高速芯片。2019 年 10 月，日本 NTT、索尼和美国英特尔公司签署了联合研发 6G 技术的协议，三方将在 6G 通信标准领域加强合作，还提出了用光驱动的新半导体技术和充一次电可使用一年的智能手机两大技术突破目标。2021 年 3 月，日本通讯企业巨头软银和日本大型光学仪器制造商尼康宣布两14家公司合作研发的全球第一个应用于移动通信的光学无线电技术“跟踪光学无线通信技术”实验成功。此技术广泛融合了人工智能、图像处理和精密控制技术，来创建在双向通信设备上的新使用场景。此外，NTT、东芝公司等 ICT 巨头开展了低能耗光驱动芯片技术、量子暗号通信系统等相关技术的研发。四、聚焦核心业务，行业龙头企业全面开展 6G 前瞻性布局（一）苹果：以（一）苹果：以“太赫兹通信太赫兹通信”为抓手增强为抓手增强 6G 研发能力研发能力作为全球知名手机厂商，苹果也是 6G 联盟成员单位之一，后续将围绕 6G 技术研发，开展手机、可穿戴等核心产品创新，提升自身在通信领域的竞争力。前期苹果公司对英特尔调制解调器业务进行了收购，随后 2021 年 2 月开始针对无线研究系统（5G/6G）和“RAN1/RAN4 标准”等领域进行人才储备，致力于 6G 标准研究、无线接入网络的下一代（6G）无线通信系统设计、高频（GHz、THz）领域无线通信技术、智能手机及可穿戴设备的无线系统等方向，以全面提升公司在通信基带芯片、设备等领域的研发能力。当前，苹果针对 6G 研发的重点领域太赫兹通信技术提前开展了相关研究并提交了四份太赫兹传感器模块有关的专利申请，全面开启 6G 领域技术研发工作。15（二）（二）LG：以国内外技术创新合作为抓手引领全球：以国内外技术创新合作为抓手引领全球 6G标准化标准化在 6G 的研发方面，LG 是开展布局较早的企业之一，作为引领 4G LTE 网络商业化进程的重要成员1，2019 年 1 月便宣布启动 6G 研发计划，在韩国先进科学技术研究院（KAISTInstitute）内启用了一个 6G 研究中心，合作开展 5G/6G 研发，致力于引领 6G 全球的标准化工作。与此同时，LG 不断强化企业合作创新模式，推进 6G 相关技术的研发。2020 年 8 月，LG 与韩国标准科学研究院（KRISS）、KAIST 签署协议共同开发 6G 电信技术，并预计 6G 系统将在 2029 年实现商业化，该技术将基于人工智能技术，实现人、物、空间等要素的无缝连接，全面开启“万物环境互联网”时代。2021 年 3 月，LG 与美国 Keysight Technologies、KAIST 签署谅解备忘录，针对 6G 通信关键频谱（太赫兹相关领域）等开展合作研究，LG、KAIST 合作开展技术研发，美国 Keysight Technologies公司提供相关的设计和测试工作，该项目预计 2024 年完成，并计划在 2029 年实现 6G 的商用化。1根据相关数据统计，2012 年至 2016 年，LG 获得的 LTE 和 LTE-Advanced 演进技术专利数量最多。16（三）三星：以（三）三星：以 6G 关键技术研发为重点部署关键技术研发为重点部署 6G 商用化商用化作为全球屏幕面板、手机以及半导体领域龙头企业，三星把握 6G 关键窗口期，积极参与到 6G 全球竞赛当中，加快技术研发抢占竞争制高点。2020 年 7 月，三星发布下一代超连接体验白皮书，对 6G 技术发展的新趋势和新需求、网络性能指标、应用场景、潜在候选技术及预期的标准化推进时间进行了全面阐述。白皮书指出，三星 6G 时代的愿景是将“下一代超连接体验”带入生活的每一个角落，同时对满足愿景的 3 项关键 6G 服务沉浸式扩展现实（XR）、全息图和数字孪生进行了全面总结。此外，三星还对 6G 的标准化推进工作进行了梳理，预计在 2025 年启动 6G 标准化进程，2028 年完成标准的制定和早期的商用，规模化的商用普及还需要推迟到 2030 年左右，届时 6G 的峰值速率将达到1000Gbps，是 5G 的 50 倍，时延低至 100us，缩短到 5G 的十分之一。17（来源：下一代超连接体验白皮书，赛迪智库整理）图 4-1下一代超连接体验白皮书移动通信时间轴（来源：下一代超连接体验白皮书，赛迪智库整理）图 4-2下一代超连接体验白皮书 5G/6G 技术指标对比三星针对 6G 关键技术研发布局较早，2019 年 5 月成立了高级通信研究中心，下一代超连接体验白皮书中也指18出要对太赫兹频谱及通信、新型天线技术、先进双工技术、新型网络拓扑、动态频谱共享以及基于人工智能的无线通信等技术开展研究。（四）诺基亚：以欧盟竞争力提升为目标牵头（四）诺基亚：以欧盟竞争力提升为目标牵头 6G 区域战略项目区域战略项目诺基亚作为全球通信领域龙头，依托先天优势积极开展6G 领域技术研发并牵头一系列芬兰、欧盟重点支持项目。2018 年，诺基亚公司、奥卢大学与芬兰国家技术研究中心（VTT）合作开展了“6Genesis支持 6G 的无线智能社会与生态系统”项目，将在未来8年投入超过2.5亿欧元的资金。2019 年 6 月，诺基亚与韩国 SK 电信、瑞典爱立信共同签署研发合作谅解备忘录，针对超可靠/低延迟无线网络和多输入多输出天线技术、基于人工智能的 5G/6G 网络技术、6G 商业模式等领域开展创新合作。2020 年 7 月，诺基亚与联发科合作开展 5G、LTE-A、IMS 等最新无线通信技术研发、标准化及测试工作，持续扩展和优化全球合作伙伴生态。2020 年 12 月，诺基亚作为牵头单位开展欧洲 2020 远景规划科研项目“Hexa-X”，这是欧盟在通信领域首个6G 指引性项目。该项目总投资额达到 800 亿欧元（折合人民币 6310 亿元），致力于构建欧盟 6G 技术发展路线图，全面助力欧盟在全球 6G 研发竞争力的提升。19（五）爱立信：以（五）爱立信：以认知网络及智能计算技术突破为手段助力欧洲认知网络及智能计算技术突破为手段助力欧洲 6G 全球领先全球领先爱立信是欧洲最大的研发投资者之一，在 6G 领域积极参与欧盟重点资助项目，聚焦感知互联网、智能机器的联网、数字孪生、基于连接的可持续发展等四大类重要需求，突破认知网络以及网络计算等关键使能技术。2021 年 1 月，爱立信参与欧盟 REINDEER 项目，主要研究无蜂窝 MIMO 技术，并为系统开发由“分布式无线电、计算和存储架构”组成的新型无线接入基础设施，铺开规模智能表面和无蜂窝无线接入的理念，为下一代网络提供远超 5G 网络的能力。REINDEER 是欧洲 2020 远景规划战略计划的重要组成部分，项目自 2021 年 1 月 1 日起，将持续三年半时间，包括诺基亚、Telefonica、NXP 半导体在内的众多欧洲企业和科研院校参与了该项目，致力于将欧盟打造成为 6G 的开发、标准化和最终部署的中心。（六）（六）NTT：以芯片环节为重点提升本国：以芯片环节为重点提升本国 6G 标准国际主导权标准国际主导权作为日本最大电信运营商，NTT 2018 年左右便开始积极布局 6G 技术研发，尤其是在 150GHz 频段芯片及设备的开发领域提前部署，助力本国提升 6G 国际标准主导权。2019年 10 月，公司成功试生产出通过光运行的芯片，能耗只相当于传统芯片的百分之一，同时通过与索尼、英特尔合作加20速芯片量产进程。2019 年 11 月，NTT 宣布与微软等公司合作开发 6G 技术，主要针对低能耗光学半导体等领域，同时计划组建光学与无线网络联盟（IOWN），以共同开发未来的 6G（主要包括光子学研发、分布式计算等领域）技术。2020 年 1 月，公司研发出面向 6G 太赫兹无线通信的超高速芯片同时发布5G 演进及 6G 白皮书，对 6G 技术性能及愿景、商用化进程及重点研究领域进行了总结。2020 年 6 月公司与本国 NEC 开展 5G、6G 等技术研发和资本合作，推动5G 设备国产化，同时合作研发 6G 超高速无线通信、海底光缆等新技术。NTT 将 6G 看作 5G 的进化版，在传输速率、信息容量、网络覆盖等指标方面实现升级。5G 演进及 6G 白皮书预期在 2030 年实现 6G 技术的商用化，网络将采用全新的拓扑技术，与大规模的 MIMO、AI 等技术融合，提供高达 100Gbps以上的传输速度，低于 1ms 的延迟，连接能力达到 1000 万个设备/平方公里。（来源：5G 演进及 6G 白皮书，赛迪智库整理）21图 4-3 NTT5G 演进及 6G 白皮书技术演进图（七）紫光展锐：以终端领域为突破口强化（七）紫光展锐：以终端领域为突破口强化 6G 技术研发及储备能力技术研发及储备能力紫光展锐是全球领先的移动通信及物联网核心芯片供应商，积极关注并参与国际、国内 6G 研究及产业推进工作。2019 年 11 月，公司宣布启动 6G 研发，主要针对太赫兹通信、轨道角动量、甚大规模天线系统、甚高通量编解码、天地一体通信网等潜在 6G 关键技术进行预先研究。同时与国内高校合作开展 Tbps 级别的信道编解码研究、太赫兹与轨道角动量结合的传输方法的研究及系统开发。此后由紫光展锐撰写的初探 B5G/6G 终端（白皮书）正式发布，初步探索未来终端的泛在化、智能化、轻量化、共享化、融合化、云雾化等趋势，挖掘了部分场景需求，为业界进一步明晰定义未来 6G 终端具体形态打下良好基础。2020 年 11 月，公司发布6G：无界有 AI白皮书，对6G 愿景、核心技术需求及挑战等进行系统阐述。重点针对太赫兹通信、可见光通信、先进调制解码、星地协同传输等6G 核心技术的研究前景进行了分析。同时结合自身业务发展实际，对 6G 终端芯片和器件在带宽、频率、功耗、集成度、多模化、智能化等方面的技术创新和预研方向进行了预判。22（来源：紫光展锐，赛迪智库整理）图 4-4 紫光展锐 6G 愿景五、突破区域及行业壁垒，6G 关键技术及潜在应用研究取得新进展（一）（一）6G 潜在关键技术研究逐步体系化潜在关键技术研究逐步体系化当前产业界针对 6G 潜在关键技术的研究逐步完善，呈现一定的体系化和区域化态势。现阶段 6G 关键候选技术主要分为基于新频谱的通信技术研究及试验、下一代基础共性技术、新型特定通信技术、融合应用新技术等四大类，全球各国家和地区结合自身产业发展实际开展突破：基于新频谱的通信技术研究及试验基于新频谱的通信技术研究及试验主要包括太赫兹通信技术研究及芯片（设备）研发、可见光通信技术研究、动态频谱共享技术等，是美国、中国、日本、韩国等国家企业和机构着力突破的领域，相关研究单位有苹果、NTT、LG、紫光展锐、日本 Osaka 大学、中国物理工程研究院等等。23（来源：5G 演进及 6G 白皮书，赛迪智库整理）图 5-1 NTT 针对新频率和新覆盖需求对无线接入技术（RAT）的扩展下一代基础共性技术下一代基础共性技术主要包括下一代信道编码及调制技术、新一代天线与射频技术、轨道角动量技术等，这是各国家和地区需突破的底层技术。新型特定通信技术新型特定通信技术包括空天地一体化通信、无线触觉网络等，产业界对于卫星通信纳入 6G 网络作为其中一个重要子系统是普遍认可的，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。对于无线触觉网络的研究也是处于场景探索的初步阶段。融合应用新技术主融合应用新技术主要包括人工智能、区块链等与 6G 通信技术的融合，目前韩国 LG 及三星、芬兰诺基亚、瑞典爱立信、日本 NTT 等行业巨头企业均结合自身技术优势，开展该领域研究。24（来源：赛迪智库）图 5-2 部分 AI 应用场景技术指标需求（二）（二）6G 细分领域潜在应用场景不断丰富细分领域潜在应用场景不断丰富目前业界对于 6G 潜在应用场景的研究活跃，已经发布了不少展望和预测，一些细分领域新的场景不断出现，综合来看，6G 潜在应用场景主要分为全覆盖多样化智能连接、高保真扩展现实类应用、智能化行业类应用等三类场景。（来源：赛迪智库）图 5-36G 潜在应用场景25全覆盖多样化智能连接应用。全覆盖多样化智能连接应用。该类场景主要是借助地面移动蜂窝网络、卫星互联网、无人机等空中平台的灵活部署以及各种超低功耗、超高精度智能连接技术实现全球范围内空、天、地、海立体空间内近乎无死角的全球泛在连接。通过全覆盖的高速网络，不但满足常规环境下海量连接、超高传输速率的互联网和物联网各种深度覆盖需求，还能实现各种极端自然、灾害环境下的应急通信、特种通信的实时智能化连接，实现信息的高效精准传输。潜在的具体应用场景包括：空天地海一体化通信、水下通信、量子通信、分子通信、纳米物联网等。高保真扩展现实类应用高保真扩展现实类应用。6G 时代信息交互形式将进一步由 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，身临其境般地享受完全沉浸式的全息交互体验，以“我”为中心享受完全沉浸式的全息体验。潜在的具体应用场景包括：全息通信、通感互联网、虚拟教育、虚拟旅游、虚拟运动、虚拟网游、虚拟建筑、虚拟演唱会等。移动化智能化行业类应用移动化智能化行业类应用。智能化是 6G 系统提供的一项重要服务能力，也是支持各种多维度、深层次智慧应用的26基础。6G 将与农业、工业、交通、教育、医疗等各垂直行业深度融合并催生一些新业态、新服务。潜在的具体应用场景包括：智慧农业、智能工厂、智慧车联网、智能家居、智能机器人、新型智慧城市、数字孪生体、远程精准医疗、智慧旅游、无人探险等。六、推进政产学研一体化，我国 6G 研发具备先发优势我国 6G 研发工作的总体部署超前，正系统开展 6G 技术研发方案的制定工作，为 6G 技术预研打下基础，表明在全球范围内的 6G 研究工作中，我国承担着先行者的角色，这对增强我国在前沿技术研究领域的全球话语权将有深远的影响。（一）政府：总体部署，统筹推进（一）政府：总体部署，统筹推进2019 年，由工信部牵头，联合科技部和发改委成立了中国 IMT-2030 推进组，下设中国 6G 无线技术组，负责组织成员单位围绕 6G 技术所开展的一系列工作，目前已召开 4 次工作组会议。中国 IMT-2030 推进组对协调国内参与 6G 研究主要单位力量、聚焦 6G 无线技术关键创新点以及推动中国6G 技术研究发挥了重要作用。此外，由科技部牵头，联合发改委、教育部、工信部、中科院、自然科学基金委成立了国家 6G 技术研发推进工作组和总体专家组。6G 技术研发推进工作组由相关政府部门组成，职责是推动 6G 技术研发工作实施；总体专家组由来自高校、科研院所和企业的专家组27成，主要负责提出 6G 技术研究布局建议与技术论证，为重大决策提供咨询与建议。（来源：科技部网站）图 6-1我国启动 6G 技术研发工作工信部在全国“两会”上表示正在积极推动国际合作，在愿景需求、技术标准等方面寻求共识。有关6G方面的全国“两会”提案聚焦卫星互联网等核心技术攻关以及标准化工作。中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年（2021-2025 年）规划和 2035 年远景目标纲要在“加快建设新型基础设施”一节中提出要“前瞻布局 6G 网络技术储备”。（二）企业：立足实践，广泛探索（二）企业：立足实践，广泛探索中国移动成立了未来移动通信技术研究所，聚焦面向 6G的应用基础研究。中国移动研究院定期召开“畅想未来”6G 系列研讨会，汇聚产学研用各方力量，通过广泛交流和深入分享，为业界寻找 6G 研究方向提供了参考，并发布了运营商28首个2030+愿景与需求研究报告，提出了未来网络五大技术特征构想。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。之后，中国移动陆续发布了2030+愿景与需求白皮书（第二版）2030+网络架构展望白皮书2030+技术趋势白皮书等 6G 系列白皮书。中国联通也开展了 B5G 和 6G 通信技术的研究，并依托中国联通网络技术研究院实施太赫兹通信推进计划，将牵头成立毫米波太赫兹联合创新中心，推动太赫兹通信产业化快速发展。中国联通与中兴通讯已正式签署 6G 联合战略合作协议。双方充分发挥各自在 6G 领域的创新优势，围绕 6G技术创新及标准推动进行合作。中国联通近期发布了面向6G 的算力网络研究中国联通 6G 白皮书等白皮书，分析了 6G 移动通信网络技术的发展趋势。中国电信也表示了已启动 6G 相关技术研究，其研究重点方向是以毫米波为主频，太赫兹为次频的 6G 技术。华为于 2019 年 8 月公开其在加拿大渥太华成立的 6G 研发实验室，启动 6G 研究。之后，还在法国建设了 6G 研发中心。华为认为 6G 将拥有更宽的频谱和更高的速率，以毫米波段为主，应该拓展到海陆空甚至水下空间，目前处于场景挖掘和技术寻找阶段。华为预计在 2030 年的时候，会出现一些 6G 方面的使用情况。2020 年，华为携手联通、银河航29天达成了空天地一体化战略合作伙伴协议，将共同发力 6G领域。中兴通讯在第二届 6G 峰会上表示已成立专门团队，主攻 6G 网络结构与 6G 使能技术，并通过测试、试验验证其技术可行性。中兴通讯 6G 研究团队认为智能无线电、智能覆盖、智能演进，将是 6G 网络结构的基本技术特征，三维连接、智能 MIMO、按需拓扑、按需 AI 与新视野通信，是 6G网络基本的使能技术。中兴预计 6G 可能会在 2030 年前后登场，2020 至 2023 年将是 6G 网络需求、结构与使能技术的研究窗口。在 6G 使能技术之一的太赫兹通信技术领域，中国华讯方舟、四创电子、亨通光电、大恒科技等公司均已开始布局。目前，企业和科研机构依托毫米波太赫兹产业发展联盟聚焦6G 太赫兹通信技术领域。远方信息公司是 LED 和照明光电检测设备龙头之一，其曾透露拥有 6G 相关的太赫兹光谱仪技术。意华公司曾公告为通信龙头企业客户提供 6G 网络需求的 300/400G 连接器。奥士康公司为配合无线通信领域客户的需求，也在积极开发 5G、6G 无线通信基站用 PCB 产品。此外，中国信息通信科技集团有限公司、OPPO、VIVO 等公司也从不同角度开始了针对 6G 通信技术的研发。（三）学研：依托专项，加速突破（三）学研：依托专项，加速突破科技部发布的国家重点研发计划“宽带通信和新型网30络”重点专项项目申报指南建议提出“专项总体目标”之一是“开展新型网络与高效传输全技术链研发，使我国成为B5G/6G 无线移动通信技术和标准研发的全球引领者，在未来无线移动通信方面取得一批突破性成果”。其中，2019 年专项中至少有 6 个 6G 研究项目，2020 年专项中至少有 5 个6G 研究项。2021 年，科技部公布了年度拟启动的两个 6G研究项目，即 6G 通信-感知-计算融合网络架构及关键技术和6G 超低时延超高可靠大规模无线传输技术。立足国家重大专项指引，多个高校及科研院所加快进行 6G 关键核心技术研究。北京邮电大学网络智能研究中心的“6G 全场景按需服务关键技术”项目力求建立全场景按需服务管控技术体系，实现从概念理论与关键技术的研究，到标准体系建设与核心系统研发的原始创新，提出 6G“中国方案”。面向“网络 2030”发展愿景，网络通信与安全紫金山实验室将作为主力参与未来国家移动通信重大科技专项研究，计划举办未来网络与 6G 为主题国际顶级会议，抢抓发展机遇。筹备和开展重点项目包括“B5G/6G 移动通信系统与关键技术”、“面向服务的未来网络与系统”、“网络通信内生安全 2.0 研究”和“综合试验平台”重大任务以及“大规模量子密钥无线分发及组网关键技术研究”、“单光子极限通信与探测”和“智驱安全网络”等前沿交叉课题。31中科院牵头组织我国 6G 技术研发推进工作组，并启动多项 6G 研发项目。其中的商用卫星光电姿态敏感器通过敏感太阳矢量的方位，来获取航天器相对于太阳的方位信息，是卫星定位必不可少的一环。主要应用于光学仪器设备、商业卫星产品、航天器等领域。东南大学联合紫金山实验室和国内外多个高校、企业科研机构共同撰写了6G 研究白皮书。东南大学电磁空间科学与技术研究院、毫米波国家重点实验室、移动通信国家重点实验室在 6G 信息超材料领域取得新进展，利用时空编码数字超表面对电磁信息进行调控。由成都国星宇航科技有限公司、电子科技大学与北京微纳星空科技有限公司联合研制的电子科技大学号卫星是全球首颗 6G 通信试验卫星，用于开展太赫兹通信载荷的相关试验。之江实验室太赫兹通信项目团队拟采用光电混合的技术路线，并与轨道角动量 OAM 技术结合，以期实现高达1Tbit/s 的 6G 通信速率。团队率先在 300-500GHz 频段实现了一系列超高速太赫兹无线通信，目前已达到 600Gb/s。七、我国 6G 研发面临形势及相关建议（一）面临形势未来（一）面临形势未来 3-5 年是年是 6G 研发关键窗口期，全球研发关键窗口期，全球 6G 竞赛已全面拉开帷幕。竞赛已全面拉开帷幕。当前业界虽然还没有制定出 6G 统一标准，但已经就 6G 商用化进程达成了初步共识，6G 通信的愿景、场32景、基本指标、关键技术和应用场景等研究均有了新的进展，相关研究成果中也初步明确6G将会在2030年左右实现规模化商用，未来 3-5 年将是其技术研发的关键窗口期。为抢占6G 竞争制高点，全球 6G 竞赛已悄然拉开序幕。美国已全力备战 6G，并将确保 6G 技术全球领先作为指导目标，无线行业相关组织、企业等也都表明了此态度，美国电信行业解决方案联盟（ATIS）提出“ICT 行业龙头企业要在 6G 一系列核心原则和行动上保持一致，保证美国在未来十年处于技术开发和部署的最前沿”；美国电信行业协会