多视角点绘6G蓝图白皮书

由天下分享时间：2024/12/17 15:42:37 加入收藏我要投稿点赞

多视角点绘6G蓝图

5.4

新材料与新能源 ........................................................................................ 17 5.4.1 新材料应用技术.................................................................................. 18 5.4.2 新能源应用技术.................................................................................. 18 5.5 空间信息 .................................................................................................... 19 5.6 其他领域 .................................................................................................... 20 6.

结束语 ............................................................................................................... 20

参考文献 ..................................................................................................................... 21 词汇表 ......................................................................................................................... 21 致谢 22

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1. 引言

信息技术发展日新月异。物联网加速渗透、5G加速商用和人工智能（AI）加速成熟，正带动社会经济向数字化、网络化和智能化加速发展。人类社会开始从物理世界向虚拟世界延伸，智能体将大量出现，信息服务、信息产品和信息消费将升级成新格局，生活生产方式面临重构。未来社会经济发展的最大矛盾将是日益增长的信息处理需求与有限的处理能力之间的矛盾。因此，随着5G进入商用，全球迅速将目光转向6G。研究6G充分体现了人类一贯的对自身科技能力极限的好奇心，憧憬未来的想象力，以及科技竞争的压力。

2024年3月，全球首届6G大会在芬兰举行。10月，首份6G白皮书发布。11月，中国政府正式宣布启动6G研究。这些充分说明6G概念已得到全球认可，6G作为进一步提升人类信息处理能力的途径获得肯定。然而，对于6G内涵、技术趋势与特征的讨论，还处于百花齐放阶段，远没有达到基本共识。移动通信在十年一代的发展过程中，不断注入新概念，内涵不断扩大。当前，信息技术跨领域发展趋势越发显著，使得探讨6G内涵的维度和视角同样扩大，难以收敛。6G创新面临诸多问题，如经济学基础问题、关键科学问题、业务场景与能力愿景、核心技术特征、跨领域融合等，需要学界和业界协同探究。

为了更好的推进6G创新工作，本白皮书从基本概念出发，多视角探讨6G创新思路，尝试为读者梳理出6G技术体系、业务体系和生态体系。

2. 移动通信网络发展趋势

2.1 信息技术发展趋势

更加深刻理解和改造物理世界是信息技术发展的内在驱动力。5G、物联网、大数据、云计算等当前主流商用技术，正促进传统产业结构的全面升级，推动社会经济数字化和网络化进程。大量技术趋势分析尤其是Gartner公司近5年的技术成熟度曲线[2]表明，数字虚拟化和智能化成为新兴信息技术发展的主流趋势，正推动人类社会从物理世界向虚拟世界延伸，将催生大量的智能体和虚拟空间。

智能体是指具备感知、推理、决策和执行闭环能力的独立物理实体或虚拟系统，包括无人机、无人车、机器人、虚拟助理等等。智能体的出现，将极大扩展人类的体力和智力等基本能力，提升劳动效率，推动信息社会向智能社会的升级。

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未来，大量的智能体具有联网需求，形成智能体互联网络，本文称之为智联网。当前AI技术与物联网技术的融合，正形成智联网的初级形态。智联网设备具备闭环感知决策执行能力，可实现人与智能体，以及智能体之间的互联、交互和协作。

虚拟空间是通过多种信息处理手段对物理空间进行时空维度的镜像、模拟或重构获得的数字空间，可与物理空间融合互动，包括虚拟现实、混合现实、全息/立体显示、智能空间、数字孪生系统等等。虚拟空间的增加，将帮助人类摆脱物理空间的约束，极大扩展人类的精神空间，推动社会结构的多元化发展。

AI技术与虚拟空间技术的融合，带来了智能空间形态，包括智能办公空间、智能生活空间和智能公共空间。这种空间形态基于信息物理系统和人机接口技术，实现虚拟空间与物理空间的深度融合，将深刻改变人类的生活与生产方式。

表2.1 信息技术发展趋势（基于Gartner技术成熟度曲线）

技术分类数字化技术/愿景虚拟现实增强现实数字孪生物理信息系统立体显示智能空间商用无人机自动驾驶汽车L5 机器人虚拟助理增强分析深度学习智能微尘知识图谱飞行汽车区块链 5G 量子计算人体增强脑机接口神经形态硬件通用人工智能 4D打印萌芽期 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 技术成熟度发展期预计成熟期 √ 2024 √ 2025 √ 2025 √ 2025 2030 √ 2025 √ 2024 √ 2030 √ 2025 √ 2024 √ 2024 √ 2024 2030 2025 2030 √ 2025 √ 2024 2025 2030 2030 2025 2030 2030 智能化基础类 2

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2.2 移动通信网络发展趋势

通信是通过某种方法和媒介进行信息传递的行为，通信网络则是由若干网络节点依据一定网络结构联结构成的具有通信功能的系统。移动通信网络的发展，就是不断扩展媒介（新频谱资源和光纤资源）、更新升级传输和接入方法、重构网络结构和节点功能，提升移动环境下通信能力的过程。网络结构（网络拓扑）表征网络节点间相互连接关系，网络节点是指具有独立功能的实体单元，如接入功能、转发功能、传输功能、控制功能和计算功能等等。

移动通信网络的发展呈现代际跃迁的显著特征。如图2.1所示，从2G到5G，每代移动通信都可以从技术体系和业务体系两个维度进行界定。首先，技术体系从通信技术（CT）领域内部演进，转向信息通信技术（ICT）融合领域发展，技术范畴不断扩大。5G设计充分展现了ICT融合的技术特征。文献[2]全面讨论了6G技术趋势与关键技术。其次，业务体系基本是从语音/短信、多媒体业务、移动互联网业务到物联网业务的演进，业务领域不断延伸扩展。5G新的业务能力便是支持垂直业务，为传统产业结构性升级提供了新动能。

业务体系语音/短信 2G 技术体系 CT 多媒体 3G CT 移动互联网 4G CT 物联网 5G ICT 智联网 6G ICDT TDMA/电路交换 CDMA/分组交换 OFDM/MIMO mMIMO/SDN/NFV/切片图2.1 移动通信网络演进趋势

5G已经进入商用部署阶段，但面临着高度复杂的异构业务需求和网络运维环境，资源效率难以保证，需要进一步升级。更重要的是，信息技术的整体发展与革新，正推动着5G的进一步演进。从技术体系角度看，如图2.2所示，两种技术趋势正推动着5G进一步演进：一是ICT加速融合；二是AI加速渗透。这两种技术趋势进一步融合，向着通信计算一体化方向发展，形成了通信、计算、智能（大数据）和控制深度融合的新概念，即ICDT融合技术。ICDT技术融合了通信与AI技术，将成为6G技术体系的核心，使6G具备行为自学习、规模自适应和功能自演进能力，实现智能网络。从业务体系角度看，如2.1节趋势分析，6G业务体系将重点支持智能体互联与协作（智联网）业务、虚拟空间与物理空

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间的融合互动业务，从而增强人类的体能与智能水平，扩展人类的活动空间。

AI加速渗透 5G ICT加速融合 ICDT融合 ? 通信、计算、控制、数据一体化 6G

图2.2 5G向6G演进技术驱动力

综上，6G核心能力已由信息传递向端到端信息处理扩展，涉及信息获取、

处理、传输、存储、再现、安全和利用等，内涵扩大，因此可称为移动信息网络或移动网络。这是通信计算一体化的趋势和结果，使得6G成为一种通用技术和新一代信息基础设施的核心，催生更多信息服务，促进信息消费升级，为数字经济的发展提供更强大信息处理能力与设施保障。

3. 6G设计总体思路

3.1 5G设计思路回顾 3.1.1 5G设计理念

5G设计之初明确提出了“绿色、柔性、开放”的设计理念[3][4]： ?

绿色：5G设计了标准化的节能技术，支持基站集中化、虚拟化和云化部署，实现网络效率的优化； ?

柔性：5G引入了软件定义网络和网络功能虚拟化概念，结合云原生和微服务等IT概念，同时支持软件定义空口功能，实现网络资源的灵活管理与效率最大化； ?

开放：5G支持网络能力开放和接口开放，在产品形态上支持开源软件和开放硬件，实现网络部署的灵活升级与成本最小化。