6G，打造智慧社会的数字基石（科技前沿）

尤肖虎  许  威

图①：2024年7月，观众在北京科博会展台参观“面向6G的通感一体化原型样机”。 杜建坡摄(人民视觉) 图②：2025年3月，世界移动通信大会在西班牙巴塞罗那举行，全球移动通信公司展示6G网络。 安吉尔·加西娅摄(影像中国) 图③：2024年在上海举办的第七届进博会上，爱立信展台展示直通6G实验室。 施 华摄(影像中国)

近期，中国紫金山实验室发布全球首个6G广域低空覆盖的无蜂窝通智感融合外场试验网，其覆盖距离、接入容量和频谱利用率较5G提升10—20倍。同时，该系统还可利用6G基站电磁回波，实时感知1公里范围内无人机的运动轨迹及飞行状态信息，为低空巡检、低空物流、低空安防等低空经济应用提供关键技术支撑。近年来，全球多国都在探索未来6G可能突破的新技术与潜在的应用场景，通过战略规划、资金投入、技术研发等方式积极布局6G产业。

按照国际电信联盟2023年6月审议通过的《IMT(国际移动通信)面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》规划，从今年开始至2029年，将完成6G标准制定；2030年前后实现首次商用。届时，全息通话、远程医疗、智慧城市等创新应用有望从试点实验走向大规模应用。我们相信，将通信网络与人工智能、大数据等前沿技术深度融合的6G，带来的不仅是网速的量变，更是信息服务模式的根本性变革，将为未来智慧社会奠定坚实的数字基石。

6G技术，新在哪里？

根据国际电信联盟的2030愿景，6G有望在网络峰值传输速率、通信时延、网络终端链接密度等核心能力指标上实现量级突破。一般而言，5G有增强宽带通信、超可靠低时延通信、海量终端连接通信三大典型应用场景，6G在这三大场景的支撑能力将进一步提升10—100倍，达到“极致通信”体验。借助6G，未来我们或许能实现传输速率达每秒近万亿比特(1Tbps)的全息通话，眨眼间就能下载500部高清电影，每平方公里可支持千万数量级的设备连接，城市里的每一盏路灯、每一个井盖都能成为智能终端。

当前，6G技术突出表现为三个方面的优势：

一是相较于移动网络长期采用的“蜂窝式”组网，6G将引入全新的“无蜂窝式”组网技术。该技术旨在构建以终端用户为中心，分布式基站动态协同的灵活覆盖模式。它可以大幅提高基站功率效率，减少能源消耗；让无线信号在地理空间上覆盖更均匀，用户可以享受更稳定的网络服务；使有效信号覆盖范围更远，更好满足广阔水域、工业场景等特殊行业应用。

二是与5G扁平化网络结构不同，6G将构建“核心网—边缘网—末梢网”三级网络架构体系。以智能工厂为例，其各种设备可以通过末梢网连接到边缘网。边缘网对设备产生的数据进行实时处理和分析，如设备状态监测、生产流程优化等。当遇到复杂的数据处理任务时，边缘网可以将数据传输到核心网，利用核心网的强大计算能力进行进一步处理。同时，核心网还可以根据全局的网络状态和业务需求，对边缘网和末梢网进行动态配置和优化。这种机制可以大大提高无线网络系统的资源利用效率。

三是卫星网络将迎来革命性的“手机直连卫星”通信模式。在传统卫星通信架构中，地面用户需要通过地面基站中转才能连接到卫星。随着用户规模扩大，地面基站会遭遇通信瓶颈。6G手机直连卫星通信，消除了地面基础设施中转环节，通过低轨卫星星座的协同组网，将无线信号覆盖从地面二维平面扩展至空天地三维空间。美国SpaceX公司的最新测试显示，6G星地直连通信技术可在单星通信容量、通信时延等关键指标上，较5G卫星系统提升数十倍。

有哪些突破性场景应用？

近年来，6G技术的一些突破和运用已初见端倪：2023年，日本都科摩公司基于现有商用网络成功演示了2Gbps(每秒20亿比特)全息视频通话。随着6G传输速率的大幅提高，未来在大规模会议中，所有人都能实现线上实时沉浸式交互，仿佛置身于同一空间。在美国圣地亚哥智能网联汽车试验基地，诺基亚、福特、美国电话电报公司和高通等公司联合完成基于蜂窝车联网技术实验，验证了车辆与路边基站的实时互联能力。未来6G技术将为L3及更高级别辅助驾驶技术赋能，实现车与车之间的直接通信，让出行变得更加智能、便捷。德国电信和瑞典爱立信公司在德国亚琛工业大学互联工业中心，开展了用于未来工厂的端到端专用网络系统测试，实现了最低1毫秒的网络时延。未来，6G技术有望将时延进一步压缩至亚毫秒级，将让生产更加高效和精准。

在医疗领域，6G将推动远程手术实现革命性突破。例如，浙江大学医学院附属邵逸夫医院的医生曾借助5G网络为数千公里之外的新疆患者做了一台肝胆手术，未来6G可在确保手术机器人控制信号精准安全传输前提下，大幅降低传输时延，为复杂手术在数千乃至上万公里的远程精细操作提供有力保障。

在交通领域，6G有助于推进全域交通和智慧城市建设。例如浙江杭州西站枢纽通过部署6G超大规模天线技术，在10万平方米的候车大厅内实现了厘米级精度的室内导航系统，实测数据显示，该技术使旅客平均换乘时间缩短40%。

6G技术所带来的应用突破将是广泛的。通过将无线感知定位功能深度集成至基站，并内置人工智能技术，6G网络将具备厘米级立体空间感知能力和毫秒级自主决策控制智慧。它将打破5G地面网络限制，实现从“传输管道”到“智能中枢”的蜕变进化，开创通信与感知融合、通信与AI融合、空天地一体化通信三大新应用场景，引领通信网络从“万物互联”迈向“万物智联”的新阶段。

如何与产业协同创新？

2025全球6G技术与产业生态大会不久前在中国南京召开。作为6G标准化元年的标志性活动，大会旨在凝聚全球共识，推动6G标准制定与产业协同。

移动通信是一项高度复杂的系统性工程。作为新一代通信技术的集大成者，6G需要大量的产业合作与协同创新。从基础理论到硬件生态、标准制定，6G将由数以万计的“技术模块”精密耦合而成，最终构建起支撑数字社会的全新基础设施。

当前，在基础理论方面，紫金山实验室创新性地解决了无线通信领域的“不可能三角”难题。在传统通信系统中，无法同时优化时延、可靠性和数据速率三大指标，“鱼与熊掌”不能兼得。紫金山实验室提出的“空时二维信道编码”理论，通过多天线阵列引入全新空间维度，形成空间维度与时间维度的二维资源交换快偿能力，使得原本在时间维度不可能解决的问题，能够在新的空间维度加持下得以解决。这为打破“不可能三角”难题提供了新思路，支撑6G超高可靠、超低时延通信。

在硬件生态方面，在3月举行的2025年世界移动通信大会上，诺基亚宣布将与全球合作伙伴共同研发深度嵌入人工智能的新型无线接入网络，将人工智能与先进计算集成到共享的云基础设施中，推动6G网络向多功能平台演进。中国多家领军企业也在通力合作、联合攻关，努力打造6G“硬件底座”。

在国际合作与全球标准化方面，中国IMT—2030推进组、美国Next G联盟、欧盟Hexa—X—Ⅱ项目等主要技术项目，正通过集结产业联盟成员，协同开展6G关键技术研发，共同推进全球统一标准的制定工作。国际电信联盟、国际移动通信第三代合作伙伴计划(3GPP)等国际组织也积极促进6G技术的标准制定和全球推广。

通过产业协同创新，除了将5G通信性能推向“极致体验”，6G还会形成对通感算智控融合、天地融合、数实融合的强有力支撑，也即“一极致三融合”，成为其区别于之前几代移动网络的独特发展格局。这些融合技术将赋能包括工业/企业需求在内的垂直应用，将行业所需的关键指标能力作为移动通信技术创新的导向，提供集通信、感知、算力、数据和AI于一体的综合信息服务，推动工业数字化转型和产业链协同创新实现质的飞跃。

纵观移动通信发展历程，每一次代际跃迁都深刻重塑了人类社会的生产生活方式。当前，我们正站在一个独特的历史交汇点：人工智能技术的爆发式发展与6G关键技术的突破性创新形成“双浪叠加”效应。面对这一重大历史机遇，中国将主动拥抱技术变革浪潮，与世界各国携手开创更加智能、互联、普惠的数字文明新时代。

(作者分别为中国科学院院士、紫金山实验室主任兼首席科学家、东南大学教授；东南大学教授、紫金山实验室课题负责人)

《 人民日报 》( 2025年05月29日 17 版)