6G

6G，即第六代移動通信標準，一個概念性無線網絡移動通信技術，也被稱為第六代移動通信技術。可促進產業互聯網、物聯網的發展 ^{[1-2]  [33]}  。

6G網絡將是一個地面無線與衞星通信集成的全連接世界。通過將衞星通信整合到6G移動通信，實現全球無縫覆蓋，網絡信號能夠抵達任何一個偏遠的鄉村，讓深處山區的病人能接受遠程醫療，讓孩子們能接受遠程教育。此外，在全球衞星定位系統、電信衞星系統、地球圖像衞星系統和6G地面網絡的聯動支持下，地空全覆蓋網絡還能幫助人類預測天氣、快速應對自然災害等。這就是6G未來。6G通信技術不再是簡單的網絡容量和傳輸速率的突破，它更是為了縮小數字鴻溝，實現萬物互聯這個“終極目標”，這便是6G的意義。

6G的數據傳輸速率可能達到5G的50倍，時延縮短到5G的十分之一，在峯值速率、時延、流量密度、連接數密度、移動性、頻譜效率、定位能力等方面遠優於5G。 ^[4] 

2018年3月9日，工信部部長苗圩表示中國已經着手研究6G。 ^[5] 

2019年11月3日，科技部會同發展改革委、教育部、工業和信息化部、中科院、自然科學基金委在北京組織召開6G技術研發工作啓動會。會議宣佈成立了國家6G技術研發推進工作組、國家6G技術研發總體專家組。 ^[3] 

2019年11月20日，2019世界5G大會獲悉，中國聯通和中國電信已分別展開6G相關技術研究。 ^[6] 

2019年11月，2019年全球首份6G白皮書《6G無線智能無處不在的關鍵驅動與研究挑戰》發佈。白皮書中指出，6G的大多數性能指標相比5G將提升10到100倍。在6G時代，1秒下載10部同類型高清視頻成為可能 ^[7]  。

2019年以來，廣東省新一代通信與網絡創新研究院（粵通院）聯合清華大學、北京郵電大學、北京交通大學、中興通訊股份有限公司、中國科學院空天信息創新研究院共同開展了 6G 信道仿真、太赫茲通信、軌道角動量等 6G 熱點技術研究。 ^[8] 

2020年11月，北郵6G項目獲得2020年國家重點研發計劃“寬帶通信與新型網絡”重點專項資助。

2021年4月12日，華為輪值董事長徐直軍在華為全球分析師大會上表示，6G將在2030年左右推向市場，華為也將發佈6G白皮書，告訴各行各業6G是什麼 ^[12]  。

2021年9月17日，北京市政府新聞辦舉辦“兩區”建設一週年成效新聞發佈會中，北京將超前佈局6G未來網絡打造引領全球數字經濟高地。 ^[14] 

2021年11月16日，工信部發布《“十四五”信息通信行業發展規劃》（以下簡稱《規劃》），將開展6G基礎理論及關鍵技術研發列為移動通信核心技術演進和產業推進工程，提出構建6G願景、典型應用場景和關鍵能力指標體系，鼓勵企業深入開展6G潛在技術研究，形成一批6G核心研究成果。 ^[15] 

2022年1月4日，紫金山實驗室副主任、首席科學家尤肖虎教授發佈國際領先水平重大原創成果——360-430GHz太赫茲100/200Gbps實時無線傳輸通信實驗系統，創造出目前世界上公開報道的太赫茲實時無線通信的最高實時傳輸紀錄。 ^[16] 

截止2021年9月，根據《日經亞洲評論》的報道，從6G專利申請量上來看，中國以40.3％的佔比高居全球首位。 ^[19] 

2021年11月23日-25日，在南京舉行的第二屆“全球6G技術大會”因疫情延期，將於2022年3月22日-24日重啓。第二屆“全球6G技術大會”將在線上召開。大會包括1場大會報告、9場專題論壇、2場國際圓桌討論，將通過現場研討及全球多地遠程互動的方式，圍繞十多項6G關鍵技術場景展開交流，多部6G技術系列白皮書也將在會上發佈。 ^[18] 

2022年3月8日，工信部部長肖亞慶：2022年力爭5G基站超200萬座，提前謀劃部署6G發展，為下一代通信技術6G的發展提前謀劃，提前做好部署。 ^[17] 

2022年3月22日，由未來移動通信論壇和紫金山實驗室主辦的第二屆“全球6G技術大會”以線上全球多地遠程互動的方式召開。 ^[20] 

2022年5月，中國科學技術大學左成傑教授團隊在6G濾波器領域取得重要進展：在鈮酸鋰壓電薄膜上設計，並實現了高品質因數（Q值）超過100000的高頻微機電系統諧振器。 ^[21] 

2022年6月21日，在“2022科技周暨移動信息產業鏈創新大會”上中國移動發佈了“6G網絡架構技術白皮書”這是業界首次發佈6G網絡的系統化架構設計，體現了中國移動6G網絡架構團隊的最新成果。 ^[22] 

2022年6月，中興通訊已經啓動6G關鍵技術研究會，以開放的心態與全球夥伴在遵循國際通行規則的各組織中建設性地合作。 ^[24] 

2022年8月，阿聯酋電信公司與華為一起完成了其首次6GHz頻譜試驗，這在5G行業誕生以來有着很大的意義，5G技術主要依靠中頻頻譜來實現安全和長期性能，6GHz 將進一步提高效率。 ^[25] 

2023年1月11日，全國工業和信息化工作會議上，中國工業和信息化部提出2023年要抓好十三個方面重點任務，全面推進6G技術研發在內。 ^[28]  2月12日，從錢塘區召開的第二屆智能超表面技術論壇上知悉，一種6G相關技術已在杭州亞運場館裏測試。 ^[29] 

2023年3月1日，中國工業和信息化部部長金壯龍在國務院新聞辦新聞發佈會上説，將加快佈局人形機器人、元宇宙、量子科技等前沿領域，全面推進6G技術研發。 ^[30] 

2023年4月，二院25所在北京完成國內首次太赫茲軌道角動量的實時無線傳輸通信實驗，利用高精度螺旋相位板天線在110GHz頻段實現4種不同波束模態，通過4模態合成在10GHz的傳輸帶寬上完成100Gbps無線實時傳輸，最大限度提升了帶寬利用率，為中國6G通信技術發展提供重要保障和支撐。 ^[31] 

2023年6月4日，中國工信部部長金壯龍在第31屆中國國際信息通信展覽會上表示，將前瞻佈局下一代互聯網等前沿領域，全面推進6G技術研發。 ^[34] 

2023年6月27日，工信部發布新版《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》，將於7月1日起正式施行。工信部率先在全球將6425-7125MHz全部或部分頻段劃分用於IMT（國際移動通信，含5G/6G）系統。 ^[35] 

2023年9月，由中關村泛聯移動通信技術創新應用研究院與無線移動通信全國重點實驗室（中國信科）等機構聯合舉辦的6G協同創新研討會（2023）在北京舉行。6G網絡架構、超維度天線等6G創新成果在研討會上陸續發佈。 ^[36] 

2025年，6G將在中國進行標準化制定。 2030年左右，實現商用。 ^[39] 

2023年12月5日，中國6G推進組首次對外發布了6G核心方案，預計2030年左右實現商用。 ^[40] 

2024年1月，工業和信息化部等七部門發佈關於推動未來產業創新發展的實施意見。其中提出：前瞻佈局6G、衞星互聯網、手機直連衞星等關鍵技術研究，構建高速泛在、集成互聯、智能綠色、安全高效的新型數字基礎設施。引導重大科技基礎設施服務未來產業，深化設施、設備和數據共享，加速前沿技術轉化應用。推進新一代信息技術向交通、能源、水利等傳統基礎設施融合賦能，發展公路數字經濟，加快基礎設施數字化轉型。 ^[41]  2月3日，搭載中國移動星載基站和核心網設備的兩顆天地一體低軌試驗衞星成功發射入軌。其中，“中國移動01星”搭載支持5G天地一體演進技術的星載基站，是全球首顆可驗證5G天地一體演進技術的星上信號處理試驗衞星；“‘星核’驗證星”搭載業界首個採用6G理念設計，具備在軌業務能力的星載核心網系統，是全球首顆6G架構驗證星。 ^[42]  3月26日，市場監管總局會同中央網信辦、國家發展改革委等18部門聯合印發《貫徹實施〈國家標準化發展綱要〉行動計劃（2024—2025年）》（以下簡稱《行動計劃》），就2024年至2025年貫徹實施《國家標準化發展綱要》提出具體任務。開展6G、區塊鏈、分佈式數字身份分發等核心標準研究。 ^[44] 

2018年，芬蘭開始研究6G相關技術。

2019年3月15日，美國聯邦通訊委員會（FCC）一致投票通過開放“太赫茲波”頻譜的決定，以期其有朝一日被用於6G服務 ^[1]  。3月24日至26日，芬蘭拉普蘭舉行關於6G的的國際會議。

歐盟、俄羅斯等也正在緊鑼密鼓地開展相關工作。

三星電子公司和LG電子公司都在2019年設立6G研究中心，2020年7月14日三星電子發佈了《下一代超連接體驗》白皮書。

2020年4月8日，日本總務省發佈了2025年在國內確立6G主要技術的戰略目標，希望在2030年實現6G實用化。 ^[4]  同年，斯科爾科沃科學技術研究院的科學家們開發了一種技術，並研製出了用於開發俄羅斯第六代通信系統（6G）組件的設備。斯科爾科沃科學技術研究院研製的設備為開發6G系統組件開闢了新的前景，特別是太赫茲到光波段的信號轉換器。 第六代領域的研究是在“國家技術倡議”無線通訊技術與物聯網能力中心活動框架內進行的。該院在研發過程中依靠的是先進的科學和實驗室設施以及與俄羅斯領先公司的生產聯繫。新設備可允許模擬波長為1.5微米的光輻射，頻率為10GHz的電信號。 ^[9] 

2020年12月16日消息，日本正在瞄準6G目標，採取多項措施推進6G研發。日本追加預算中，更是撥款用於促進6G研發，試圖加大力度推進6G研發，在下一個賽道搶佔市場先機。

2021年8月，韓國LG電子於近期成功進行了6G太赫茲頻段的無線信號傳輸測試，測試的距離超過了100米。 ^[13] 

2022年7月，俄羅斯斯科爾科沃科學技術研究院(SKOLTECH)和無線電研究所(FSBI NIIR)準備聯合研發6G網絡技術，該項目將涉及從原型到量產型的開發以及網絡通信安全等。 ^[23] 

2022年10月12日，據報道日本名古屋大學等機構的研究團隊，利用鐵路沿線的信息，進行了都市內6G通信網的研究嘗試。 ^[26] 

2022年11月22日愛立信宣佈，未來10年內將在英國投資數千萬英鎊用於6G網絡研究，研究領域將包括網絡彈性和安全、人工智能、認知網絡和能源效率。 ^[27] 

2023年11月，韓國宣佈將投入4404億韓元研發6G通信技術，韓國科學和信息通信技術部這4407億韓元的資金將用於研發包括無線通信、移動核心網絡、6G無線網絡、6G系統及6G標準化相關的技術。 ^[37] 

2023年12月3日，馬克・古爾曼在X平台發佈推文稱，蘋果公司對6G的研究正在升温。在開發5G調制解調器的同時，蘋果也在聘請更多工程師來研究6G。 ^[38] 

2024年2月26日，2024年世界移動通信大會（MWC）期間，美國、澳大利亞、加拿大、捷克共和國、芬蘭、法國、日本、韓國、瑞典和英國政府就6G無線通信系統研發的共同原則達成一致。 ^[45] 

2024年4月23日，3GPP項目協調小組（PCG）在其第52次會議上正式批准了6G LOGO。 ^[46] 

2024年3月23日據韓國《中央日報》報道，韓國政府日前準備通過加大對SK電訊、韓國電信（KT）和LG U+等三大移動通信公司的投資以迎接“6G時代”。“多國邁向‘夢想技術’的步伐正在加速。不僅韓國，美、歐、日和中都加入了6G技術的競賽。”報道説，在上個月舉行的世界移動通信大會上，美國、英國、澳大利亞、加拿大、韓國和瑞典等十國發表聯合聲明，稱就6G無線通信系統的研究和發展達成“共同原則”。 ^[43] 

自2021年以來，DOCOMO、NTT公司、NEC公司和富士通一直在開發高速6G無線設備。 ^[47] 

2024年5月，日本多家電信公司聯合宣佈開發出世界上首個高速6G無線設備。其數據傳輸速度高達每秒100Gbps，是5G峯值速度的10倍，是普通5G智能手機目前下載速度的500倍以上。 ^[47] 

6G將使用太赫茲（THz）頻段，且6G網絡的“緻密化”程度也將達到前所未有的水平，屆時，我們的周圍將充滿小基站。太赫茲頻段是指100GHz-10THz，是一個頻率比5G高出許多的頻段。從通信1G（0.9GHz）到4G（1.8GHZ以上），我們使用的無線電磁波的頻率在不斷升高。因為頻率越高，允許分配的帶寬範圍越大，單位時間內所能傳遞的數據量就越大，也就是我們通常説的“網速變快了”。不過，頻段向高處發展的另一個主要原因在於，低頻段的資源有限。就像一條公路，即便再寬闊，所容納車量也是有限的。當路不夠用時，車輛就會阻塞無法暢行，此時就需要考慮開發另一條路。頻譜資源也是如此，隨着用户數和智能設備數量的增加，有限的頻譜帶寬就需要服務更多的終端，這會導致每個終端的服務質量嚴重下降。而解決這一問題的可行的方法便是開發新的通信頻段，拓展通信帶寬。中國三大運營商的4G主力頻段位於1.8GHz-2.7GHz之間的一部分頻段，而國際電信標準組織定義的5G的主流頻段是3GHz-6GHz，屬於毫米波頻段。到了6G，將邁入頻率更高的太赫茲頻段，這個時候也將進入亞毫米波的頻段。中國科學院國家天文台研究員苟利軍告訴《互聯網週刊》説：“太赫茲在天文中被稱為亞毫米，這類天文台的站點一般很高而且很乾燥 ，比如南極，還有智利的acatama沙漠。”那麼，為什麼説到了6G時代網絡“緻密化”，我們的周圍會充滿小基站？這就涉及到了基站的覆蓋範圍問題，也就是基站信號的傳輸距離問題。一般而言，影響基站覆蓋範圍的因素比較多，比如信號的頻率、基站的發射功率、基站的高度、移動端的高度等。就信號的頻率而言，頻率越高則波長越短，所以信號的繞射能力（也稱衍射，在電磁波傳播過程中遇到障礙物，這個障礙物的尺寸與電磁波的波長接近時，電磁波可以從該物體的邊緣繞射過去。繞射可以幫助進行陰繞射可以幫助進行陰影區域的覆蓋）就越差，損耗也就越大。並且這種損耗會隨着傳輸距離的增加而增加，基站所能覆蓋到的範圍會隨之降低。6G信號的頻率已經在太赫茲級別，而這個頻率已經接近分子轉動能級的光譜了，很容易被空氣中的被水分子吸收掉，所以在空間中傳播的距離不像5G信號那麼遠，因此6G需要更多的基站“接力”。5G使用的頻段要高於4G，在不考慮其他因素的情況下，5G基站的覆蓋範圍自然要比4G的小。到了頻段更高的6G，基站的覆蓋範圍會更小。因此，5G的基站密度要比4G高很多，而在6G時代，基站密集度將無以復加。

相關進展：2020年9月1日新聞報道稱，太赫茲光子學組件研究獲重大突破，有助造出廉價緊湊型量子級聯激光器，實現6G電信連接。 ^[10] 

6G將使用“空間複用技術”，6G基站將可同時接入數百個甚至數千個無線連接，其容量將可達到5G基站的1000倍。前面説到6G將要使用的是太赫茲頻段，雖然這種高頻段頻率資源豐富，系統容量大。但是使用高頻率載波的移動通信系統要面臨改善覆蓋和減少干擾的嚴峻挑戰。

當信號的頻率超過10GHz時，其主要的傳播方式就不再是衍射。對於非視距傳播鏈路來説，反射和散射才是主要的信號傳播方式。同時，頻率越高，傳播損耗越大，覆蓋距離越近，繞射能力越弱。這些因素都會大大增加信號覆蓋的難度。不止是6G，處於毫米波段的5G也是如此。而5G則是通過Massive MIMO和波束賦形這兩個關鍵技術來解決此類問題的。我們的手機信號連接的是運營商基站，更準確一點，是基站上的天線。Massive MIMO技術説起來挺簡單，它其實就是通過增加發射天線和接收天線的數量，即設計一個多天線陣列，來補償高頻路徑上的損耗。在MIMO多副天線的配置下可以提高傳輸數據數量，而這用到的便是空間複用技術。在發射端，高速率的數據流被分割為多個較低速率的子數據流，不同的子數據流在不同的發射天線上在相同頻段上發射出去。由於發射端與接收端的天線陣列之間的空域子信道足夠不同，接收機能夠區分出這些並行的子數據流，而不需付出額外的頻率或者時間資源。這種技術的好處就是，它能夠在不佔用額外帶寬、消耗額外發射功率的情況下增加信道容量，提高頻譜利用率。不過，MIMO的多天線陣列會使大部分發射能量聚集在一個非常窄的區域。也就是説，天線數量越多，波束寬度越窄。這一點的好處在於，不同的波束之間、不同的用户之間的干擾會比較少，因為不同的波束都有各自的聚焦區域，這些區域都非常小，彼此之間不怎麼有交集。但是它也帶來了另外一個問題：基站發出的窄波束不是360度全方向的，該如何保證波束能覆蓋到基站周圍任意一個方向上的用户？這時候，便是波束賦形技術大顯神通的時候了。簡單來説，波束賦形技術就是通過複雜的算法對波束進行管理和控制，使之變得像“聚光燈”一樣。這些“聚光燈”可以找到手機都聚集在哪裏，然後更為聚焦地對其進行信號覆蓋。5G採用的是MIMO技術提高頻譜利用率。而6G所處的頻段更高，MIMO未來的進一步發展很有可能為6G提供關鍵的技術支持 ^[11]  。

幾個衡量6G技術的關鍵指標 ：

1、峯值傳輸速度達到 100Gbps – 1Tbps，而5G僅為10Gbps；

2、室內定位精度達到10釐米，室外為1米，相比5G提高10倍；

3、通信時延0.1毫秒，是5G的十分一；

4、中斷機率小於百萬分之一，擁有超高可靠性；

5、連接設備密度達到每立方米過百個，擁有超高密度；

6、採用太赫茲（THz）頻段通信，網絡容量大幅提升。 ^[7] 

1、尚未成熟的太赫茲通信技術，這對集成電子、新材料等技術挑戰。 ^[7] 

2、數據從採集到消耗中的技術難題。 ^[7] 

5G和6G的開發是並行的，但6G規模化使用還很遠。對此，餘承東迴應稱：“6G在研發中，估計還需要10年時間，目前也在做技術研究、標準研究，還沒到商用階段。

“6G網絡的速度將比5G快100倍，幾乎能達每秒1TB，這意味着下載一部電影可在1秒內完成，無人駕駛、無人機的操控都將非常自如，用户甚至感覺不到任何時延。”南京航空航天大學電子信息工程學院常務副院長吳啓暉説。

“現在學界對6G的界定有不同的觀點，5G主要是為工業4.0做前期基礎建設，而6G的具體應用方向目前還處在探索階段。”中國電子學會通信分會主任委員、南京郵電大學物聯網學院院長朱洪波説，有專家認為，將來6G將會被用於空間通信、智能交互、觸覺互聯網、情感和觸覺交流、多感官混合現實、機器間協同、全自動交通等場景。

6G需要重點考慮的是，如何將兩條不同發展軌道的技術融為一體。最徹底的融合模式是全面融合，即從組網到空口，完全實現無感對接。簡單的形式是網絡各自獨立發展，通過多模終端完成多系統支持。 ^[15]