
10年前,國際電信聯盟(ITU)發布了5G技術標準的愿景,同時也明確了5G的三大應用場景:增強型移動寬帶(eMBB)、超可靠低時延通信(URLLC)和海量機器類通信(mMTC)。10年后的今天,中國已經實現了“縣縣通5G”,數據顯示,截至2024年12月,5G移動電話用戶,數達到9.27億,占全球5G用戶總數的近50%。
要說5G網絡給人最深刻的印象是什么,那必須是相比4G網絡成倍提升的網速。實際上,根據理論峰值下行速率,5G網絡相比4G網絡提升了20倍,但這距離大家日常的體驗還是有一定的差距。根據騰訊云的報告,全球5G網絡的平均室外下載速度為210.05Mbps,室內為182.46Mbps,在這個網速下,只要1分鐘多一點,就能下載一部高清電影。
即便如此,有時候大家仍然會覺得5G網絡“很慢”,尤其是在春運的火車站、擁擠的地鐵、熱鬧的展會上,別說看視頻,有時候連發一條文字微信都難。所以,在速率夠用的前提下,如何進一步優化網絡質量,就成為了未來通信技術的演進方向之一,而已經實現小范圍落地的5G-A網絡甚至未來的6G網絡,或許就能解決該痛點。
6G網絡有多強?Tb級傳輸了解一下
提到6G技術,可能作為普通用戶最關心的還是“速率”,與現有的通信技術相比,6G網絡將會使用更高頻段,例如毫米波更高端和太赫茲(THz)頻段(100 GHz~3 THz),以獲取數量級更寬的可用頻譜資源。超高頻率帶來的更大帶寬將有望支撐起Tb級的數據率傳輸。
不止是頻段的變化,6G網絡還將采用的大規模天線陣列(mMIMO)和智能波束成形技術,并可能引入全雙工通信等手段來提升頻譜利用率和吞吐量,其最終的效果可以做到單用戶峰值速率達到100Gbps,理論上比5G提升數十倍以上。

要是轉化成大家更熟悉的計量單位,100Gbps的帶寬就等于12.5GB/s,也就是說,現階段的高清電影,6G網絡1秒鐘能下四五部。目前普遍的智能手機存儲容量也就在256GB左右,即便按照最大的1TB容量來算,一分多鐘,容量就被裝滿了,足見其下行速度的恐怖。
不過,更高頻段也不是沒有缺點的,太赫茲波段信號衰減強、傳播距離短、對遮擋物敏感,這會對天線設計、功放功耗和中繼技術提出更大挑戰。其實這個問題很好理解,像是家里的WiFi,大家會發現5GHz甚至5.8GHz的速度更快、延遲也更低,但要論信號覆蓋能力,始終還是要靠2.4GHz來撐場面。
不僅是速度更快,6G還將大幅降低端到端通信時延,目標級別在0.1毫秒左右,比5G的時延水平縮短一個數量級。相信打游戲的玩家都知道時延的重要性,但以目前的主流游戲來說,時延控制在30ms以內,其帶來的感知差異已經很小,而在B端應用上,極低時延的用處可能會更大些,像是遠程操控、工業自動化等,都是對時延極其敏感的業務。
開篇提到的高密度場景下的網絡體驗,也是6G網絡會著手解決的問題,6G網絡預計每平方公里可連接的設備數量將從5G的百萬級提升到千萬級,是5G的10倍左右。別說是手機、平板、PC的連接,即使是無處不在的傳感器、可穿戴設備、車輛終端等都可以同時連入網絡,應該說,6G時代能夠真正實現“萬物互聯”向“萬物智聯”的升級。
在高速、低延遲的網絡加持下,很多目前無法實現的應用落地或者是體驗上存在短板的場景,都將得到補足,比如它將使得遠程全息呈現和沉浸式交互成為可能。所謂全息通信,即通過高速率、低時延網絡實時捕獲、傳輸和渲染逼真的三維影像,將身處不同地點的人或物以3D全息影像方式呈現到同一虛擬空間。
想象一下,在6G支持的全息視頻會議中,分處異地的與會者可看到彼此的立體投影,獲得如同面對面交流的真實臨場感。這種超高清全息通信對帶寬和時延要求都超過了目前的5G網絡甚至5G-A網絡,估計只有等到6G時代,才能體驗到這種“真人“在線會議了。
未來的通信網絡,自帶AI

聊完了6G與用戶體驗關聯度較高的速率和時延,是時候來簡單回顧一下6G技術的發展脈絡以及底層技術、場景應用了,早在2021年,華為就發布了《6G:無線通信新征程》一書,其中提到了華為自2017年開始對6G進行研究投資,預計6G將在2030年左右實現商用,并對6G網絡的關鍵技術、應用場景等進行了介紹和總結。
華為指出,在6G網絡時代,通過增強型移動寬帶(eMBB+),6G將使得虛擬現實(VR)、增強現實(AR)和混合現實(MR)等沉浸式體驗變得更加流暢和真實。而超高可靠性超低時延通信(URLLC+)將加速各行各業的數字化轉型,特別是在工業自動化、自動駕駛等領域。
在6G技術的加持下,物聯網的應用范圍也將會繼續擴大,通過海量機器通信(mMTC+)連接更多數量的設備,智慧城市、智慧醫療等新興領域的發展也會提速。
此外,6G將在通信能力以外,更加強調感知能力的融入,科學家可以借此實現利用無線電波來觀測物理世界甚至創建數字孿生,感知能力的加入,也將為全球移動通信系統(IMT)的研究帶來新的性能維度。
筆者注意到,這兩年持續火爆的AI技術,則會成為6G網絡的“原生基因”和“潛力場景”,從行業端應用來看,6G網絡能夠支持大規模分布式協作的機器學習,推動各行各業的智能化發展。而6G網絡本身通過融合原生AI能力將使得6G網絡實現自動化運維和優化。
在技術方面,除了AI能力的內置以外,華為還提到6G技術具備的網絡感知能力將提供高分辨率的感知和定位服務,極致通信將提供高性能的無線連接,星地融合將通過低軌衛星補充地面網絡覆蓋,內生可信將設計端到端可信架構以保護數據隱私和安全,而碳中和則將注重綠色可持續發展,提升能效,減少能耗。

到了2023年,國際電信聯盟(ITU)無線電通信部門(ITU-R)完成了IMT-2030(6G)的框架建議書,標志著全球6G發展的新階段正式開始ITU-R為6G網絡的標準制定提出了明確的時間表,筆者總結為三個主要階段:2023年6月前為第一階段,主要任務是在世界無線電通信大會(WRC-23)之前完成6G愿景的定義。
2026年會進入第二階段,這段時間主要用于確定6G的需求和評估方法,ITU-R認為2030年的第三階段,應該就可以輸出6G的技術規范,并且與華為此前的預估相同,6G技術預計將在2030年左右商用。

關于6G通信將會應用到的新技術,在IMT-2030(6G)中也有所提及,除了之前已經提到的原生AI、通信感知一體化、地面網絡與非地面網絡互連以外,還有亞太赫茲傳輸、可重構智能表面(RIS)、基于分布式賬本和量子技術的可信增強等。
從2024年開始,ITU-R WP 5D將投入三年的時間,研究具體的技術性能要求、評估準則和方法,為IMT-2030最后階段的技術提案評估做好準備。報告中,ITU-R還提到,5.5G/5G Advanced是向6G演進過程中必不可少的一環。
日前,高通先是宣布推出定位B2B領域的躍龍品牌,該品牌主要面向企業、行業端應用,主要業務涵蓋工業及嵌入式物聯網、網絡和蜂窩基礎設施解決方案。與此同時,筆者還注意到其關于6G技術的介紹網站也正式上線了。
高通認為6G將支持更高級的自動化、更豐富的沉浸式體驗、更智能的交通系統和更高效的能源管理等,6G將實現物理世界與數字世界的深度融合,為用戶帶來更加豐富和智能的體驗。(本文首發于 作者| 鄧劍云 編輯|鐘毅)





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