6G，打造智慧社會的數字基石

近期，中國紫金山實驗室發佈全球首個6G廣域低空覆蓋的無蜂窩通智感融合外場試驗網，其覆蓋距離、接入容量和頻譜利用率較5G提升10—20倍。同時，該系統還可利用6G基站電磁回波，即時感知1公里範圍內無人機的運動軌跡及飛行狀態信息，為低空巡檢、低空物流、低空安防等低空經濟應用提供關鍵技術支撐。近年來，全球多國都在探索未來6G可能突破的新技術與潛在的應用場景，通過戰略規劃、資金投入、技術研發等方式積極佈局6G產業。

按照國際電信聯盟2023年6月審議通過的《IMT（國際移動通信）面向2030及未來發展的框架和總體目標建議書》規劃，從今年開始至2029年，將完成6G標準制定；2030年前後實現首次商用。屆時，全息通話、遠程醫療、智慧城市等創新應用有望從試點實驗走向大規模應用。我們相信，將通信網絡與人工智能、大數據等前沿技術深度融合的6G，帶來的不僅是網速的量變，更是信息服務模式的根本性變革，將為未來智慧社會奠定堅實的數字基石。

6G技術，新在哪裏？

根據國際電信聯盟的2030願景，6G有望在網絡峯值傳輸速率、通信時延、網絡終端鏈接密度等核心能力指標上實現量級突破。一般而言，5G有增強寬帶通信、超可靠低時延通信、海量終端連接通信三大典型應用場景，6G在這三大場景的支撐能力將進一步提升10—100倍，達到“極致通信”體驗。藉助6G，未來我們或許能實現傳輸速率達每秒近萬億比特（1Tbps）的全息通話，眨眼間就能下載500部高清電影，每平方公里可支持千萬數量級的設備連接，城市裏的每一盞路燈、每一個井蓋都能成為智能終端。

當前，6G技術突出表現為三個方面的優勢：

一是相較於移動網絡長期採用的“蜂窩式”組網，6G將引入全新的“無蜂窩式”組網技術。該技術旨在構建以終端用户為中心，分佈式基站動態協同的靈活覆蓋模式。它可以大幅提高基站功率效率，減少能源消耗；讓無線信號在地理空間上覆蓋更均勻，用户可以享受更穩定的網絡服務；使有效信號覆蓋範圍更遠，更好滿足廣闊水域、工業場景等特殊行業應用。

二是與5G扁平化網絡結構不同，6G將構建“核心網—邊緣網—末梢網”三級網絡架構體系。以智能工廠為例，其各種設備可以通過末梢網連接到邊緣網。邊緣網對設備產生的數據進行即時處理和分析，如設備狀態監測、生產流程優化等。當遇到複雜的數據處理任務時，邊緣網可以將數據傳輸到核心網，利用核心網的強大計算能力進行進一步處理。同時，核心網還可以根據全局的網絡狀態和業務需求，對邊緣網和末梢網進行動態配置和優化。這種機制可以大大提高無線網絡系統的資源利用效率。

三是衞星網絡將迎來革命性的“手機直連衞星”通信模式。在傳統衞星通信架構中，地面用户需要通過地面基站中轉才能連接到衞星。隨着用户規模擴大，地面基站會遭遇通信瓶頸。6G手機直連衞星通信，消除了地面基礎設施中轉環節，通過低軌衞星星座的協同組網，將無線信號覆蓋從地面二維平面擴展至空天地三維空間。美國SpaceX公司的最新測試顯示，6G星地直連通信技術可在單星通信容量、通信時延等關鍵指標上，較5G衞星系統提升數十倍。

有哪些突破性場景應用？

近年來，6G技術的一些突破和運用已初見端倪：2023年，日本都科摩公司基於現有商用網絡成功演示了2Gbps（每秒20億比特）全息視頻通話。隨着6G傳輸速率的大幅提高，未來在大規模會議中，所有人都能實現線上即時沉浸式交互，彷彿置身於同一空間。在美國聖地亞哥智能網聯汽車試驗基地，諾基亞、福特、美國電話電報公司和高通等公司聯合完成基於蜂窩車聯網技術實驗，驗證了車輛與路邊基站的即時互聯能力。未來6G技術將為L3及更高級別輔助駕駛技術賦能，實現車與車之間的直接通信，讓出行變得更加智能、便捷。德國電信和瑞典愛立信公司在德國亞琛工業大學互聯工業中心，開展了用於未來工廠的端到端專用網絡系統測試，實現了最低1毫秒的網絡時延。未來，6G技術有望將時延進一步壓縮至亞毫秒級，將讓生產更加高效和精準。

在醫療領域，6G將推動遠程手術實現革命性突破。例如，浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院的醫生曾藉助5G網絡為數千公里之外的新疆患者做了一台肝膽手術，未來6G可在確保手術機器人控制信號精準安全傳輸前提下，大幅降低傳輸時延，為複雜手術在數千乃至上萬公里的遠程精細操作提供有力保障。

在交通領域，6G有助於推進全域交通和智慧城市建設。例如浙江杭州西站樞紐通過部署6G超大規模天線技術，在10萬平方米的候車大廳內實現了釐米級精度的室內導航系統，實測數據顯示，該技術使旅客平均換乘時間縮短40%。

6G技術所帶來的應用突破將是廣泛的。通過將無線感知定位功能深度集成至基站，並內置人工智能技術，6G網絡將具備釐米級立體空間感知能力和毫秒級自主決策控制智慧。它將打破5G地面網絡限制，實現從“傳輸管道”到“智能中樞”的蜕變進化，開創通信與感知融合、通信與AI融合、空天地一體化通信三大新應用場景，引領通信網絡從“萬物互聯”邁向“萬物智聯”的新階段。

如何與產業協同創新？

2025全球6G技術與產業生態大會不久前在中國南京召開。作為6G標準化元年的標誌性活動，大會旨在凝聚全球共識，推動6G標準制定與產業協同。

移動通信是一項高度複雜的系統性工程。作為新一代通信技術的集大成者，6G需要大量的產業合作與協同創新。從基礎理論到硬件生態、標準制定，6G將由數以萬計的“技術模塊”精密耦合而成，最終構建起支撐數字社會的全新基礎設施。

當前，在基礎理論方面，紫金山實驗室創新性地解決了無線通信領域的“不可能三角”難題。在傳統通信系統中，無法同時優化時延、可靠性和數據速率三大指標，“魚與熊掌”不能兼得。紫金山實驗室提出的“空時二維信道編碼”理論，通過多天線陣列引入全新空間維度，形成空間維度與時間維度的二維資源交換快償能力，使得原本在時間維度不可能解決的問題，能夠在新的空間維度加持下得以解決。這為打破“不可能三角”難題提供了新思路，支撐6G超高可靠、超低時延通信。

在硬件生態方面，在3月舉行的2025年世界移動通信大會上，諾基亞宣佈將與全球合作伙伴共同研發深度嵌入人工智能的新型無線接入網絡，將人工智能與先進計算集成到共享的雲基礎設施中，推動6G網絡向多功能平台演進。中國多家領軍企業也在通力合作、聯合攻關，努力打造6G“硬件底座”。

在國際合作與全球標準化方面，中國IMT—2030推進組、美國Next G聯盟、歐盟Hexa—X—Ⅱ項目等主要技術項目，正通過集結產業聯盟成員，協同開展6G關鍵技術研發，共同推進全球統一標準的制定工作。國際電信聯盟、國際移動通信第三代合作伙伴計劃（3GPP）等國際組織也積極促進6G技術的標準制定和全球推廣。

通過產業協同創新，除了將5G通信性能推向“極致體驗”，6G還會形成對通感算智控融合、天地融合、數實融合的強有力支撐，也即“一極致三融合”，成為其區別於之前幾代移動網絡的獨特發展格局。這些融合技術將賦能包括工業/企業需求在內的垂直應用，將行業所需的關鍵指標能力作為移動通信技術創新的導向，提供集通信、感知、算力、數據和AI於一體的綜合信息服務，推動工業數字化轉型和產業鏈協同創新實現質的飛躍。

縱觀移動通信發展歷程，每一次代際躍遷都深刻重塑了人類社會的生產生活方式。當前，我們正站在一個獨特的歷史交匯點：人工智能技術的爆發式發展與6G關鍵技術的突破性創新形成“雙浪疊加”效應。面對這一重大歷史機遇，中國將主動擁抱技術變革浪潮，與世界各國攜手開創更加智能、互聯、普惠的數字文明新時代。

（作者尤肖虎、許威分別為中國科學院院士、紫金山實驗室主任兼首席科學家、東南大學教授；東南大學教授、紫金山實驗室課題負責人）