21 6g愿景2 6g发展的驱动力 3个6g候选用例4 候选6g技术5 6g发展缩略语的思考参考文献主要贡献者p1 p3 p7 p16 p30 p33 p35 p36imt-2030（6g）推进组由中国工业和信息化部（miit）于2019年6月成立。组织架构以原imt-2020（5g）推进组为基础。成员包括主要的中国运营商、供应商、大学和研究机构。推广组是聚集中国产学研力量、推动中国第六代移动通信技术研究、开展国际意见交流与合作的主要平台。 16g愿景随着5g网络规模商用，全球业界已开始研究和探索下一代移动通信技术——6g。 2030年及以后，社会将进入智能时代。均衡优质的社会服务，科学精准的社会治理，绿色节能的社会发展将成为未来社会发展的趋势。从移动互联网，到万物互联，再到万物智能连接，6g将实现从服务人、人、物到支持智能代理高效连接的转变。通过人、机、物的智能互联、协同融合，满足满足经济社会高质量发展需要，服务智慧生产生活，推动建设包容、智慧的人类社会。在数学、物理、材料、生物技术等领域突破的推动下，6g将与先进计算、大数据、人工智能（ai）、区块链等信息技术融合。这种融合将进一步加速通信与传感、计算、控制的融合，巩固6g作为我们日常生活、工业生产和绿色发展的基础。 6g还将最大限度发挥低、中、高频段频谱潜力，实现全球无缝覆盖，满足需求图1 6g总体愿景1 随时随地实现人、机、物之间无限安全可靠的连接。6g将提供完全沉浸式的交互场景，支持精准的空间交互，满足多感官、多感觉、多心灵交流的需求。传感和包容智能的通信不仅会改善通信，而且会加速物理对象的数字化和智能化，大大提高信息和通信服务的质量。6g将构建人、机、物之间无处不在的连接和智能代理的高效互联的创新网络。上在大幅提升网络能力的基础上， 6g将融入大量新能力，包括原生智能、传感通信、数字孪生和原生安全。 6g将使人与人与物、物与物理世界的高效智能互联，构建实时、可靠、融合、泛在的虚拟世界，实时准确反映和预测物理世界的真实状态，助力人类迈向人、机、物全连接、虚实深度融合的新时代。这对于最终实现“万物智能连接，数字孪生”社会的愿景至关重要。2 26g发展的动力到 2030年实现普惠、个性化、优质的社会服务和精准治理，需要 6g实现泛在覆盖，将物理世界与虚拟世界融合。技术突破和生产变革需要 6g赋能跨行业协同和先进智能，成为经济增长的新引擎。可持续发展和应急响应还需要 6g 来构建覆盖所有地面和空中空间的网络，将连接从人口稠密地区扩展到世界各地的完全地理区域。2.1 社会结构的变化需要数字技术来提高不平衡收入水平的包容性。如今，贫富差距不断扩大，经济社会风险巨大。国际电信联盟（itu）提出利用信息通信技术帮助实现联合国可持续发展目标。大数据、人工智能、全息传感等技术将促进教育、医疗和金融领域的普惠扶贫。它们是帮助缩小全球收入水平差距、促进各方面协调发展的有力工具。群，全面改善民生。到 2030 年，全球中产阶级人数将从 2009 年的近 18 亿增加到 50 亿[1]。中产阶级的扩大将加速高质量智能服务的采用。全息视频、3d视频、感官互联等应用缓解了我们日常生活中时间和地点的限制，将显着提升人们的自主智能生活和沉浸式全息体验。新一代数字技术将充分满足人们生活中个性化、高端化的需求。人口失衡需要数字技术来提高人力资本和分配效率。目前，全球老龄化人口正在增加。受益于人口红利的新兴经济体也深陷人口缓慢增长与经济稳定增长之间的失衡。据联合国统计，过去70年，世界 65岁及以上人口比例从 5.1%上升到9.1%，世界总和生育率从5.05%下降到2.45%。预计到 2030 年全球人口将达到 85 亿，其中 10 亿将超过 65 岁[2]，直接导致劳动力供应减少。3 在新的工业和技术革命的推动下，经济发展将更多地依赖人力资本而不是劳动力数量。智能工具和技术将是工业弥补劳动力短缺和提高生产效率，同时促进无人生产线、工厂和其他应用的理想选择。 6g对于教育、医疗和娱乐等领域的创新至关重要，可以满足不同群体的差异化需求，同时提高全球人力资本。社会治理结构的变化需要现代治理。未来，社会治理的主体将进一步多元化。随着社会治理的逐步创新，企业和个人将通过开放的数据资源和生态系统参与进来。政府将不再是社会治理的唯一领导者和执行者，社会治理能力显着提高。此外，治理结构和治理过程将更加扁平化，社会治理体系将与信息化融合和适应，社会管理服务体系将向全要素网格化发展。这将把原来的信息传输从单中心转移到多中心。社会治理场景的动态性、复杂性和不可预测性也将得到显着改善。在更加多元化、扁平化的治理结构下，精准、科学的治理需求，将使数字孪生打破社会阶层之间的壁垒。因此，将发展出一种通过虚拟镜像还原物理世界，通过人工智能等技术模拟复杂社会事件和动态变化，做出准确、科学决策并响应实时事件的新型治理模式。2.2 高质量的经济增长新技术带来的推动力推动了可持续的经济增长。 2008年全球金融危机导致主要经济体全要素生产率增速连续几年下降，全球经济增长放缓。在此背景下，迫切需要通过发展新技术产业为全球经济注入新动力，推动经济可持续发展。打破当前经济增长模式，拥抱高质量、智能化的生产方式，是确保全球经济高质量增长的必由之路。到 2030 年，人、机器和事物将协同工作，突出跨领域协同的重要性。在各种软硬件上准确、可靠、准实时的无缝传输，将打破传统办公室的时间和空间限制。4 新的生产模式将进一步涉及能够感知人类情绪、思想和精神状态的机器和事物，以实现跨空间劳动协作。无人生产或人机物协同生产，结合大数据、云计算、数字孪生等技术，将推动行业全智能化转型，进一步提升生产创新能力。服务的全球化要求全方位的信息通信成本更低。全球化促进经济发展，基于分工的全球协作降低了成本，提高了效率。工业革命以来，制造、运输、物流的效率大大提高，国际分工从最终产品的生产转向生产的中间环节。中间产品贸易和大型跨国公司出现在世界各地。近年来，随着下一代信息技术的快速发展，信息和知识传播的成本不断降低。数据通信领域获得了大量的物质、技术、资金和人才。此外，通信平台已成为资源池和促进协作、提高效率和构建生态系统的重要工具。国际分工从物理世界到数字世界。未来，数字孪生、全息感知、沉浸式交互等下一代数字技术的快速发展，将进一步降低人与人与机器、人与物之间的通信成本。全球贸易也将从实物产品转向数字服务。这将使国际分工更加协调有效，产业布局更加合理，生产效率更高。2.3环境可持续性降低碳排放和碳中和要求提高能源效率和绿色发展。对绿色节能的 6g网络提出了新的发展要求。 2020年 9月，中国宣布 2030年前二氧化碳排放达峰， 2060年实现碳中和。目前已有120多个国家和地区制定了碳中和目标，对未来能源效率提出了很高的要求。 6g移动通信设施，推动行业节能环保改造。 6g需要提供更精准高效的数字化管理能力，帮助耗能行业减少碳排放。例如，在5 电力行业、智能电网中的态势监测和应急响应需要6g提供更安全、可靠、高效的感知和分析能力，以实现更高的效率。在建筑行业，装配式建筑的工厂以及智能制造中的质量控制和安全监管需要更完整的数字化设计系统和人机交互。此外，由于6g的优势在于高速、海量连接，可以实现整个工业生产过程的动态优化和精准决策，从而在工业领域实现节能减排。极端天气条件和全球紧急情况需要更广泛的感知和更密切的智能协作。频繁发生的极端气候事件需要实时准确的环境监测系统和高度智能的协作系统。根据在 wmo 发布的 2020 年全球气候状况报告中，2020 年是有记录以来最热的三个年份之一。洪水、飓风和火灾给受灾国家造成了数百亿美元的损失。为了全面保护全球生态系统和环境，网络必须扩大与广泛分布于海洋、山脉、雨林和草原的传感器的连接，实现监测、保护、预防和救援的闭环管理。应对全球突发事件和提高资源利用率，需要更强大的 6g 区域合作和更好的资源配置。然而，如果没有强大的无处不在的 6g 通信在陆地、海洋、天空和太空，这些目标都无法实现。此外，通过更包容、更智能、更高效的跨区域协作，紧密合作、灵活调配资源，促进广域集约化动员。6 36g的候选用例面向2030年及以后，6g网络将实现现实物理世界与虚拟数字世界的深度融合，构建万物互联、数字孪生的新世界。沉浸式云xr、全息通信、感知互联、智能交互、感知通信、智能泛滥、数字孪生、全球无缝覆盖人们生活、社会生产、公共服务等领域的广泛深入应用，将更好地支撑社会需求。经济高质量发展，进一步实现社会治理精准化、公共服务高效化、人民生活多元化。新的服务新应用将推动以人为本的发展理念在更高水平上践行，全方位满足人民群众的精神和物质需求。人，不断提高人们的获得感、幸福感和安全感。3.1 沉浸式云xr——广阔的虚拟空间扩展现实 (xr) 是一个总称，包括虚拟现实 (vr)、增强现实 (ar) 和混合现实 (mr)。在基于云的 xr 中，内容将被存储，所有渲染和计算操作都将在云上实现。这将大大降低 xr 设备的计算负载和能耗，同时让用户摆脱线缆的束缚。因此，轻量级 xr 设备将成为主流，以保证更加身临其境的智能体验，促进商业应用。2030年及以后，网络和xr终端的巨大改进图 2 沉浸式云 xr—广阔的虚拟空间7 将推动 xr 技术进入全沉浸时代。基于云的xr将与网络、云计算、大数据、人工智能相结合，使能商贸、工业生产、文化娱乐、教育培训、医疗健康等各个领域的数字化转型。基于云的 xr 将使用户能够通过使用音频和动作（包括眼睛、头部和手部动作）与环境进行交互。只有在相对明确的环境中提供超低延迟和超高带宽，才能提供这种优质体验。目前，cloud vr 支持的运动到光子 (mtp1) 时延小于 20 ms，端到端时延高达 70 ms。到 2030 年及以后，云 xr 的总延迟将进一步降低到 10 毫秒以下。根据虚拟现实推进委员会，完全沉浸式 vr 体验需要高达 60 像素每度 (ppd) 的角分辨率、至少 120 hz 的帧率和至少 130° 的视野 (fov)，从而导致每个像素有 12 位。为了减少晕动病，在压缩比为 100:1 的情况下，所需的吞吐量将接近 3.8 gbps。3.2全息通讯—极度身临其境的体验随着无线网络、高分辨率渲染、终端显示的不断发展，全息技术将通过自然逼真的视觉还原，实现人、物、周边环境的 3 d动态交互，极大赋能面向未来的通信。图 3 全息通信—身临其境的优质体验1 运动到光子 (mtp) 延迟表示运动发生和生成的图像对用户可见之间的持续时间。8 全息通信将广泛应用于文化娱乐、医疗、教育、生产等领域，为用户带来完全沉浸式的体验，不受时间、空间、现实与虚拟世界界限的限制。但是，如果未来的通信网络不能满足实时 3d 显示和全息图像快速传输的要求，这将是不可能的。要使用 24 位 rgb 和每秒 60 帧 (fps) 的刷新率发送 1920 x 1080 x 50 3d 目标数据 [3]，网络必须支持大约 149.3 gbps 的峰值吞吐量，或者给定的平均吞吐量为 1.5 gbps压缩比为 100:1。由于沉浸式多维交互将涉及数千个并发数据流，因此网络必须能够提供 tbps 级别的感知吞吐量。对于全息目标治疗和远程显微手术，信息丢失会导致重传，进而无法满足可靠性和延迟的要求。这将进一步提高网络在传输安全性和可靠性方面的标准。3.3 感官互联—所有感官的融合视觉和听觉以及触觉、嗅觉和味觉对于我们了解我们的世界至关重要。 2030 年及以后，不仅听觉和视觉，还有其他主要感官（触觉、嗅觉和味觉）的信号传输将成为通信的主要部分，并很快应用于各个领域，从医疗保健到教育、娱乐、交通控制、生产和社会互动。未来人们将能感受到家人拥抱的温暖图 4 感官互连—所有感官的融合9 住得很远时，会员只需使用移动设备。即使在自己的家中，用户也可以享受到美丽的风景，甚