第一代移动通信技术（1G）发展到第二代移动通信技术（2G），实现了从模拟电路到数字电路的变迁；2G发展到第三代移动通信技术（3G）实现了从语音通信到数据通信的飞跃；第四代移动通信技术（4G）将互联网等技术用于移动通信，大大提高了带宽的使用率；4G发展到第五代移动通信技术（5G）实现了有线互联网和移动互联网的融合。移动通信的演进历程如图1所示，其中R99、R7、R8、R14、R15、R17指不同技术对应的第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）协议版本号，移动通信技术从1G到5G不断发展，多址方式逐渐多样，调制方式逐步先进，信道带宽不断增长，采用的技术“百花齐放”，主要应用丰富多彩，网络融合不断发展，期待第六代移动通信技术（6G）的到来。 

图1 移动通信的演进历程

未来网络的需求

多样化的通信场景对未来网络提出了更多的需求，例如通信带宽、通信子载 波个数、通信资源块分配方案等将需要满足不断发展的业务需求。未来网络演进需考虑如图2所示的未来网络需求。

图2 未来网络需求

覆盖范围更广。全面振兴乡村事业、加快农业农村现代化的发展，推进了区域发展的现代化进程。因此未来网络应该覆盖全球、普惠全域，能利用卫星通信、无人机通信、地面通信和海上通信等，实现一体化全域网络覆盖。

连接数量更多。对人与人、人与物、物与物的连接数量的需求不断增加，在多种应用场景下，需要未来网络能承担更多连接设备的接入。

“双碳”实践。气候变化是跨越国界的全球性挑战，碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，达到相对“零排放”。碳达峰指在某一个时间点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，后继逐步回落。碳达峰与碳中和一起简称为“双碳”。实现“双碳”目标具有紧迫性和艰巨性，重点举措之一是推进产业优化升级，推动互联网、大数据、人工智能、5G 等新兴技术与绿色低碳产业深度融合。

算力更强。算力是通过对数据进行处理，实现目标结果输出的计算能力。新的连接数量、新的需求需要强大的算力，需要重新定义软件和硬件，重新设计全新的网络标准接口，实现全网的算力无所不在，为各类业务以及高度智能化系统提 供所需的基础设施。例如考虑资源的分配、卸载、缓存等对系统性能的影响。

关注用户隐私保护。由于大数据、物联网等的应用，需要充分考虑隐私保护与系统性能之间的矛盾，探索大规模无线网络架构下的新型隐私保护方案。

需求丰富多样。由于应用场景增加、用户种类增多、服务需求增多、用户对网络质量要求提高，因此未来网络需要实现以数字化变革为基础的云化、虚拟化、智能化、开放化，来满足新服务的新需求。

人工智能与多项技术、行业应用不断融合。智能对象能够利用算网一体技术实现智能响应，即智能原生。智能原生从赋予网络基础架构智能化，到产品、解决方案全面嵌入智能，再到助力用户智能迭代，助力行业进入全面智能时代。

元宇宙等虚拟技术丰富。以元宇宙为代表的虚拟技术不断发展，立足现有知识，借助新技术、构建新模型、进行高性能计算以探索虚拟世界成为通信行业演进的方向之一。

世界6G主要发展举措

世界各国各地区政府

2019年6月， 中国IMT-2030（6G）推进组成立。同年11月，国家6G研发推进工作组和国家6G技术研发总体专家组成立。2021年6月，IMT-2030（6G）推进组正式发布《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》，提到了预计3GPP国际标准组织将于 2025年后启动6G国际技术标准研制，大约在2030年实现6G商用。2022年1月，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，提到了前瞻布局6G技术储备，加大6G研发支持力度，积极参与推动6G国际标准化工作。2022年8月，在华体官方网页版和信息化部指导下，IMT-2030(6G)推进组启动6G技术试验。2023年12月，中国6G推进组组长、中国信息通信研究院副院长王志勤公开表示，6G商用时间基本在2030年左右，标准化制定时间为2025年。

2019年3月，美国联邦通信委员会宣布开放95GHz~3THz频段作为试验频谱，未来可能用于6G服务。2020年，美国政府正式批准6G实验后，美国电信行业解决方案联盟于同年10月成立了专门管理北美6G发展的贸易组织的 NextG 联盟（NextG Alliance，NGA），联盟的战略任务主要包含创建6G战略路线图、推动制定6G相关政策、6G服务的全球推广等。2021年10月，NGA向国际电信联盟无线电通信组（ITU-Radio Communications Sector，ITU-R）提交了关于IMT-2030愿景的6G路线图建议，2021年末，NGA宣布与韩国5G论坛签署谅解备忘录。同期，三星美国研究中心（SRA）向FCC申请6G试验频率使用许可并获通过。2022年1月，NGA发布了《6G路线图：构建北美6G领导力基础》，提出了信任、安全性和弹性，优化数字世界体验，分布式云和通信系统等6G的愿景。

欧洲的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研究探讨，例如2019年3月，奥卢大学组织邀请世界各国通信专家召开了全球首届6G峰会。2021年1月，诺基亚等产业界与奥卢大学 等学术界多个机构共同发起6G研究项目Hexa-X，旨在研究6G系统赋能架构。2021年6月，欧洲5G基础设施协会（5G IA）发布报告，提出欧洲6G时间表、6G目标、6G架构、6G关键技术等。美国国家科学基金会和“地平线欧洲”共同资助6G-XCEL（6G跨大陆边缘学习）项目，将于2024年1月启动，旨在研发嵌入人工智能以增强6G网络的功能。

日本于2020年12月设立了Beyond 5G推进联盟，2022年，日本名古屋大学等研究团队进行了都市内6G通信网的研究尝试。

2022年， 韩国三星公司发布了《6G频谱愿景白皮书》，将重点研究92~114.25GHz和130~174.8GHz 作为6G潜在候选频段。2023年11月，韩国科学和信息通信部公布了4404亿韩元的6G网络服务研发计划。 

从全球来看，多数国家/地区于2019年正式启动6G研究，2020年为加快推动6G研究，各国家/地区加大政策支持和资金投入力度，6G研究的讨论聚焦在6G业务需求、应用愿景与底层无线技术等方向。高应用潜力和高价值关键赋能技术的核心专利预先布局、生态系统构建也是目前6G研究的工作重点。

标准组织

通信标准指设备要实现通信需要遵守的一套大家都认可的信息编码规范，通信标准中对信息的发送和接收的描述、对信息编码的方式的规范是重要的两部分。

2018年7月，国际电信联盟电信标准化部门（ITU Telecommunication Standardization Sector，ITU-T）第13研究组成立了Network2030焦点组（FG NET-2030），旨在探索面向2030年及以后的新兴信息通信技术的网络需求，以及IMT-2020（5G）系统的预期进展。

2020年2月，ITU-R WP5D的第34次会议上，面向2030及6G的研究工作正式启动。2023年6月，ITU-R WP5D完成了《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》（以下简称《建议书》）。该建议书定义了6G的峰值速率、用户体验速率、频谱效率等15个能力指标。

6G发力方向

移动通信网络不断演进，在新的网络特征、用户和业务需求基础上，业界需要挖掘和完善网络关键性能指标的衡量维度，以进一步细化6G发展的主要目标和方向。2023年6月，《建议书》定义的IMT-2030（6G）的15项能力指标见表1，这些能力指标是基于业务需求的6G网络能力指标体系的理想预期分析，业界正在讨论和考虑使能满足上述需求的关键技术，这也决定了6G发展的发力方向，最终网络能力指标体系受限于相关关键技术的突破和发展。

表1 IMT-2030关键能力指标

速率。速率分为每个设备的峰值数据速率、用户体验数据速率等，峰值数据速率和用户体验数据速率的研究目标将高于IMT-2020。ITU-R M.2083-0 IMT Vision中提出2020年及以后推荐的峰值数据速率为20Gbit/s，推荐的用户体验数据速率为100Mbit/s。

空口时延。空口时延指无线网络中，数据包从发送端发出到接收端正确接收的时间差。预测6G网络时延可以达到0.1~1ms，较5G网络时延明显降低。

区域通信容量。6G通过在更高频段支持更大的系统带宽，6G网络容量将急剧提升，区域通信容量的研究目标将高于IMT-2020。连接数密度。连接数密度指单位面积上支持的各类在线设备总和。6G无线网络将实现空天地海全域的无缝连接，需要6G网络进一步提升连接密度，因此预测6G的最大连接密度可达1亿个连接/km²。

移动性。移动性是移动通信系统基本的性能指标，指特定移动场景下，满足一定服务质量需求并实现不同层和/或无线接入技术之间无缝切换的最大移动速度。预测6G网络支持的用户移动速度在500~1000km/h。频谱效率。频谱效率衡量指标包括小区级上行/下行峰值频谱效率、平均频谱效率以及用户级体验频谱效率。频谱效率的研究目标将高于IMT-2020。

定位精度。传统的全球定位系统和蜂窝多点定位系统难以实现室内场景的精准定位，6G网络可以实现对物联网设备的高精度定位，《建议书》给出了6G的定位精度为1~10cm。

可靠性。可靠性指在预定时间内以给定功率成功传输定义数据量的能力。《建议书》给出了可靠性目标是差错率，即可靠性达99.999%~99.99999%。

可持续性。可持续性是指网络和设备在其整个生命周期中最大限度地减少温室气体排放和其他环境影响的能力，例如通过提高能源效率。能源效率是指每消耗单位能量可以传输的数据量，在城市环境中，用每焦耳传递的信息位（bit/J）来衡量；6G网络能效需要支持有负载场景下的高效的数据传输和无负载场景下的低能耗运行，6G网络在支持系统休眠的基础上，支持更灵活的休眠态与激活态调整，因此6G网络需要更低的状态转换时延，因此6G的网络能效较5G的更高。

智能化能力。6G网络将在系统架构和协议栈设计时考虑AI相关需求并对其进行标准化，为了在设计相关技术标准和协议时可以定量化对比某些技术的智能化程度，还需要具备各项智能内生能力的量化对比功能。6G将与人工智能、机器学习等技术深度融合，有望实现智能传感、智能定位、智能资源分配、智能接口切换等，最大限度实现智能化。

覆盖能力。覆盖能力是指在所需服务区 项目资助：国资委攻坚工程278项目域内为用户提供通信服务访问的能力。6G采用毫米波、太赫兹等频段，能借助卫星互联网通信等技术，真正实现空天地一体化的全球无缝覆盖。

传感相关能力。无线电接口提供感知的能力，包括目标检测、定位等功能，这些功能可以从准确性、分辨率、检测率等方面进行衡量。6G将与人工智能、机器学习等技术深度融合，还有望实现智能传感。

互操作性。未来网络系统将使用透明的、兼容的、标准化的互操作接口，确保来自相同或不同设备厂商的网络不同的组成部分，可以组建功能完备的网络系统，来实现协同工作。

安全、隐私和韧性。安全、隐私和韧性包括维护信息的机密性、完整性和可用性，对个人信息的保护，以及网络和系统在自然或人为干扰期间和之后持续正常运行的能力。

从安全信任的能力来看，6G网络将需要包含网络态势感知的多维度性能指标以及对网络风险进行分析评估的系列指标，使网络可以具体量化地感知网络态势和评估网络风险，及时更新安全防护策略。另外，还需要对用户和业务的安全需求进行具体划分、定级，将其映射至具体量化的维度和指标，来保证网络安全可信。

本文对未来网络的需求进行了分析，对世界各国各地区政府及组织的6G主要发展举措进行了总结，提出了6G发展的发力方向。2025年6G预计标准化制定，2024年需要加大6G研发投入，通信行业将面临一场新的变革，也期待更多科研工作者投身于6G技术发展洪流中，为中国6G发展进程作出贡献。

作者单位：中国联合网络通信有限公司研究院

中国联合网络通信集团有限公司