万物智联 数字孪生：6G塑造可持续未来

移动通信的代际跃迁不仅深刻变革了人们的生活方式，更将成为社会经济数字化和信息化水平加速提升的新引擎。

继5G规模商用之后，世界主要国家和地区均已启动6G研发布局，抢夺下一代移动通信发展主导权。

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中国6G专利申请量继续位居全球第一

继5G技术应用全面铺展之后，全球主要经济体纷纷出台了雄心勃勃的6G研发规划，世界范围内的6G技术、标准和产业的竞争也日趋激烈。

近日研究机构Market Research Future（MRFR）发布最新《6G市场研究分析报告》，其中显示目前全球有近50%的6G专利申请来自中国，位居第一。美国持有的6G专利技术仅次于我国，占比达到35.2%，全球第二；其次，日本的排名相对靠前，6G专利技术占比达9.9%。

我国从2018年开始布局6G研究，2022年6月21日，中国移动对外发布了《6G网络架构技术白皮书》，成为业界首次系统化发布6G网络的架构设计。报告也提及，中国是世界上最大的6G市场之一，许多移动供应商正在各个领域进行合作和投资。

总体规模方面，MRFR预计到2040年底，全球6G市场将价值3400亿美元。区块链和物联网等技术对6G通信的需求不断提高，将有力推动预测期内（2031年至2040年）的6G市场增长。MRFR还进一步预测，6G市场将在2030年到2040年之间以超过58%的年复合增长率蓬勃发展。

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6G的5个典型场景

6G不仅将提供以人为中心的沉浸式交互体验和高效可靠的物联网场景，服务范围也将扩展至全球立体覆盖。此外，6G还将超越传统通信的能力边界，扩展感知服务和智能化服务的新场景。面向2030年及以后，6G的典型场景描述如下：

图：从5G到6G的典型场景演进

1超级无线宽带

超级无线宽带将是5G增强型移动宽带（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）的演进和扩展，不仅将极大提升以人为中心的沉浸式通信体验，也将在全球任意地点实现无缝覆盖。超级无线宽带场景将广泛应用于生活、生产、工作、教育、娱乐等多个领域，提升人们的生活质量和社会效率。

以人为中心的通信（如沉浸式XR、通感互连、全息通信和远程操控）以及以机器为中心的通信（如视频监测控制和工业机器人触觉反馈等）在热点部署的场景下将对峰值速率、用户体验速率、系统容量提出更高的要求。同时，还需要时延的降低和稳定性的提升以获得更好的用户体验。全域覆盖意味着全时全地域的宽带接入能力，在空天地一体化三维立体网络中提供无缝切换、高移动性和高质量用户体验。此外，超级移动宽带也需要提供更高的频谱效率，在移动高清视频直播、飞机、轮船或高铁等高移动性场景下保证高质量的用户体验。

2极其可靠通信

极其可靠通信将在5G低时延高可靠通信（Ultra-Reliable and Low Latency Communications，URLLC）的基础上进一步增强能力。典型应用包括智能化工业领域的机器人协作、无人机群和各种人机实时交互操作，智能交通系统中的全功能自动驾驶，精准医疗中的个性化“数字人”及远程医疗手术，以及智慧能源、智能家居领域的应用等。

除了要求更低的时延和更高的可靠性之外，也将新增抖动等确定性要求。此外，某些情景下还需要同时具备高速数据传输和超高精度定位的能力。

3超大规模连接

超大规模连接将在5G大规模机器类型通信的基础上，拓展新的应用领域和能力边界。超大规模连接的对象将包括智慧城市、智慧生活、智慧交通、智慧农业和智能制造中部署的各类设备。典型应用有远程抄表、环境监测、智能灯杆互连等。此外，未来数字孪生世界将通过部署大量传感器实现，通过日常生活中的各类设备采集并传送丰富信息，数字孪生城市将广泛具备海量数据采集、高精度图像构建、高清视频监控的应用。

超大规模连接的场景特点是连网设备数量巨大，但多数可能仅产生零星散发的流量。与5G中仅支持大规模设备的低速率传输相比，6G超大规模连接设备的传输速率可能从低到高不等。数据包的传递频次根据具体应用也存在较大差异，从一天一次到几毫秒一次。不同采集能力的传感器，其寿命也会存在较大差异。同时，这一场景在某些用例下也需要支持高精度定位、高可靠性和低时延能力。

4普惠智能服务

普惠智能服务是6G的新增典型场景，通过网络为需要进行高效分布式AI学习或推理的智能化服务提供集成化的通信和AI计算能力。它不仅将服务于特定应用，还将服务于未来整个通信系统，以提高网络整体的性能和效率。在这个典型场景中，网络中的大量智能体将联合执行复杂的AI训练和推理任务，从而充分利用移动边缘（包括设备中）的智能算力，使社会各个角落享受到快捷和灵活的智能服务。此场景的典型应用包括数字孪生数据训练和推理过程中的图像识别、生成和预测，执行复杂任务的机器人协作，以及智能交互中人类和机器之间知识传递和技能模式积累。

普惠智能服务以提供AI学习和推理为目标，除了通信方面的大容量和低时延要求外，此场景还需要一组与AI计算性能直接相关的能力指标，如收敛时间、联合通信和计算的能效、训练效率和准确性、推理效率和准确性等。此外，实现原生可信的网络安全和数据隐私保护也是此场景的重要条件。

5通信感知融合

通信感知融合是6G新增典型场景。感知和通信的集成将提供成像、制图和定位等超越传统通信的能力，极大促进超高分辨率和精度的应用需求，如超高精度定位、高分辨率实时无线地图构建、基于设备甚至无设备的被动目标定位、环境重建和监控、手势和动作识别、产品缺陷监控、访客识别等。此外，通信感知融合也将有助于提高通信的性能和效率，例如，通过考虑用户移动轨迹和环境变化来优化无线资源利用率。通信感知融合可以广泛应用于很多领域，为车联网、智能工厂等提供更好的服务。

这一场景增加了新的性能维度要求，如（范围、速度、角度）的感知分辨率和感知精度、检测概率、高精度定位等，其要求因应用而异。对于定位和重建功能，需要超高精度和分辨率；对于成像功能，超高分辨率是关键；对于手势和活动识别，检测概率是首要因素。综上所述，未来6G的5个典型场景及其特征性业务如图所示。

图：6G五大典型场景

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开启万物智联新世界

如果说4G是链接人与人，5G是赋能垂直产业，那么6G则是链接物理世界和虚拟世界的纽带，支撑起“万物智联”的基石，更是实现“数字孪生”世界的底层技术。

2021爆发的元宇宙将加速6G的落地和普及，因为元宇宙的宏大世界，既需要XR等智能设备，还需要区块链、NFT加密协议，而所有这一切都要以6G作为基础架构。

相比5G，6G的技术指标堪称跃进式升级：运行速度可以达到TB级别，延迟率仅是微秒（百万分之一秒）级，不仅增加了通信安全性，覆盖范围更是天地空全融合。

数据来源：国海证券

巨大的应用场景催生更加庞大的市场规模，据中国移动预测，到2025年，5G将拉动国内近10万亿元的市场规模，而6G商用后将引爆更大的想象空间。

为满足面向2030年未来6G网络性能需求，需要传统无线空口技术的持续演进以及新技术维度的突破。从2022年6月ITU完成的未来技术趋势研究来看，目前业界重点关注的6G潜在使能技术主要包括人工智能与无线通信的融合、感知通信融合、新维度无线通信（智能超表面等）、太赫兹通信、无线网络架构，以及传统的无线空口技术的持续增强。

目前来看，6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界，主要促进的就是互联网的发展。并且在全球卫星定位系统、电信卫星系统、地球图像卫星系统和6G地面网络的联动支持下，地空全覆盖网络还能帮助人类预测天气、快速应对自然灾害等。

专家表示：“6G的愿景和潜在技术很多，现在一年的流量在6G时代将是每天的流量。”对于未来的应用场景，业内专家认为，6G的应用将远超通信范畴。6G将在峰值速率、时延、移动性、定位能力等方面全面提升，远优于5G。从速度来看，6G网络的速度将比5G快100倍，几乎能达每秒1TB，这意味着我们可以瞬时间下载一部电影，无人驾驶等操作都将非常自如，将感觉不到任何时延。

除了把增强宽带、高可靠低时延通信和海量机器互联的5G三大场景进一步推向成熟，6G还将新增人工智能和感知两大应用场景。并且，6G还将为环保做出贡献，助力全球各行业实现双碳目标的达成。

此外，6G有望演变为一个万物智联平台。通过这个平台，移动网络可以连接海量智能设备，实现真实物理世界与虚拟数字世界的深度融合，神奇的“元宇宙”也将进一步成为可能，打造一个联接、感知万物的全新世界。

责编：岳青植
监制：李红梅

参考来源：

1.《6G愿景及潜在关键技术分析》信息通信技术与政策

2.《6G要来了！预计2030年左右实现商用》科技日报

3.《布局6G！全球近50%的6G专利申请来自中国》通信世界

4.《6G从愿景阐释走向商用价值探索》光明网

5.《站在5G时代展望6G未来》中国发展网

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