6G產(chǎn)業(yè)前瞻：下一代移動(dòng)通信技術(shù)，核心環(huán)節(jié)深度梳理
2023年3月1日，中國(guó)工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)金壯龍?jiān)趪?guó)務(wù)院新聞辦新聞發(fā)布會(huì)上表示，將加快布局人形機(jī)器人、元宇宙、量子科技等前沿領(lǐng)域，全面推進(jìn)6G技術(shù)研發(fā)。2022年是5G三年規(guī)模建網(wǎng)期的最后一年，截至2022年年末，我國(guó)的5G基站總數(shù)達(dá)210.2萬(wàn)。隨著5G的不斷普及，通信面向未來(lái)的需求更加明確。各類新興領(lǐng)域、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、 人工智能等新技術(shù)與通信技術(shù)在不斷融合，這些迫切需要結(jié)合最新變化和發(fā)展趨勢(shì)推動(dòng)6G的發(fā)展。按照移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)“使用一代，建設(shè)一代，研發(fā)一代”的發(fā)展節(jié)奏，全球業(yè)界已開啟對(duì)下一代移動(dòng)通信（6G）的探索研究。《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》白皮書指出，未來(lái) 6G 業(yè)務(wù)形成沉浸式云 XR、全域覆蓋等八大業(yè)務(wù)應(yīng)用。其中，全域覆蓋業(yè)務(wù)借助 6G 所構(gòu)建的全球無(wú)縫覆蓋的空天地一體化網(wǎng)絡(luò)，使得地球上再無(wú)任何移動(dòng)通信覆蓋盲點(diǎn)。當(dāng)前6G正處于起步階段，作為未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“超級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施”值得關(guān)注和期待。
01
6G行業(yè)概覽
5G時(shí)代開啟了一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的新時(shí)代，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物的全面互聯(lián)，滲透各行各業(yè)。5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)圖：6G，即第六代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，也被稱為第六代移動(dòng)通信技術(shù)。6G網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)地面無(wú)線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界，通過(guò)將衛(wèi)星通信整合到6G 移動(dòng)通信，實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋、世界互聯(lián)，萬(wàn)物智聯(lián)，并在 5G 基礎(chǔ)上全面支持整個(gè)世界的數(shù)字化。根據(jù)《6G 典型場(chǎng)景和關(guān)鍵能力》白皮書，從6G 關(guān)鍵能力看，6G 的主要無(wú)線性能指標(biāo)將在原有 5G 的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)十至百倍提升， 引入智能服務(wù)效率、感知精度、全域覆蓋能力等全新性能指標(biāo)，融合通信、計(jì)算、 感知等能力支持各類智能化服務(wù)。6G的服務(wù)對(duì)象將從人類、機(jī)器、物體擴(kuò)展至虛擬世界，實(shí)現(xiàn)物理世界和虛擬世界的連接與協(xié)作。《中國(guó)移動(dòng) 6G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)白皮書》從空間視圖、分層視圖與功能 視圖三個(gè)視角呈現(xiàn)跨域、跨層、多維立體的 6G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)全視圖。其中“三體”為網(wǎng)絡(luò)本體、管理編排體、數(shù)字孿生體，“四層”為資源與算力層、路由與連接層、服務(wù) 化功能層、開放使能層，“五面”為控制面、用戶面、數(shù)據(jù)面、智能面、安全面。《中國(guó)移動(dòng) 6G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)白皮書》指出，瞄準(zhǔn) 2030 年左右實(shí)現(xiàn) 6G 商用，未來(lái) 3-5 年將進(jìn)入6G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的戰(zhàn)略窗口期。02
6G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)
分布式、新型協(xié)議、算網(wǎng)一體、至簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字孿生、空天地一體等相關(guān)支撐技術(shù)需要業(yè)界持續(xù)投入，加快技術(shù)創(chuàng)新，奠定 6G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。算網(wǎng)一體
未來(lái)算力網(wǎng)絡(luò)將成為6G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)6G智慧內(nèi)生的必要條件，是6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的核心驅(qū)動(dòng)性技術(shù)之一。“算網(wǎng)一體”指網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算深度融合，實(shí)現(xiàn)云、邊、網(wǎng)、算的高效協(xié)同，是未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈主要為服務(wù)輸出、網(wǎng)絡(luò)與平臺(tái)、軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施。
算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈：按照全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系布局，8個(gè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)將作為我國(guó)算力網(wǎng)絡(luò)的骨干連接點(diǎn)，發(fā)展數(shù)據(jù)中心集群，開展數(shù)據(jù)中心與網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)之間的協(xié)同建設(shè)，并作為國(guó)家“東數(shù)西算”工程的戰(zhàn)略支點(diǎn)，推動(dòng)算力資源有序向西轉(zhuǎn)移，促進(jìn)解決東西部算力供需失衡問(wèn)題。
數(shù)字孿生
6G將在5G基礎(chǔ)上全面支持整個(gè)世界的數(shù)字化，推動(dòng)社會(huì)走向虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的“數(shù)字孿生”世界。數(shù)字孿生是指以數(shù)字化形式為物理實(shí)體創(chuàng)建虛擬模型，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及綜合運(yùn)用感知、計(jì)算、建模等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體全生命周期的模擬、控制和預(yù)測(cè)。基于數(shù)字孿生技術(shù)和人工智能技術(shù)，6G網(wǎng)絡(luò)將是具備自優(yōu)化、 自演進(jìn)和自生長(zhǎng)能力的自治網(wǎng)絡(luò)。由于數(shù)字孿生大量應(yīng)用于公共設(shè)施領(lǐng)域，因此更加強(qiáng)調(diào)底層技術(shù)的自主可控，以避免國(guó)外技術(shù)的“卡脖子風(fēng)險(xiǎn)”。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2025年全球數(shù)字孿生市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的52.2億美元增長(zhǎng)到264.6億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)38.35%。中國(guó)信通院根據(jù)數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)框架，結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)和企業(yè)綜合實(shí)力評(píng)估，選取了核心產(chǎn)業(yè)、關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)和輻射產(chǎn)業(yè)等各領(lǐng)域業(yè)務(wù)代表性較強(qiáng)的企業(yè)（機(jī)構(gòu)），形成了數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)圖譜。數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)圖譜及代表廠商：
空天體一地
空天地一體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是6G的核心方向之一。6G的空天地一體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將以地面蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以空間網(wǎng)絡(luò)為延伸，覆蓋太空、天空、陸地、海洋等自然空間，為天基（衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)）、空基（飛機(jī)、熱氣球、無(wú)人機(jī)等通信網(wǎng)絡(luò)）、陸基（地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)）、海基（海洋水下無(wú)線通信及近海沿岸無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）等各類用戶的活動(dòng)提供信息保障的基礎(chǔ)設(shè)施。空天地一體化網(wǎng)絡(luò)主要包括不同軌道衛(wèi)星構(gòu)成的天基、各種空中飛行器構(gòu)成的空基以及衛(wèi)星地面站和傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的地基三部分，具有覆蓋范圍廣、可靈活部署、超低功耗、超高精度和不易受地面災(zāi)害影響等特點(diǎn)。2020 年 2 月，ITU 正式啟動(dòng)面向 2030 及 6G 的研究工作，2030 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)焦點(diǎn)組提出 6G 網(wǎng)絡(luò)三大目標(biāo)，明確 6G 將包含衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。面向6G的空天地一體化將衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)作為地面通信網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充和延伸，并將兩者深度融合，顯著提高用戶空口接入能力和立體覆蓋能力。從衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展先后順序來(lái)看，上游衛(wèi)星制造率先受益。類似5G產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展順序，產(chǎn)業(yè)受益性從制造端逐步發(fā)展到運(yùn)營(yíng)端。因此，隨著“星網(wǎng)”等國(guó)內(nèi)低軌衛(wèi)星星座逐漸拉開建設(shè)帷幕，衛(wèi)星制造將率先受益。遠(yuǎn)期來(lái)看，隨著后續(xù)星座建設(shè)逐步完善，產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值重心將逐漸向終端及運(yùn)營(yíng)服務(wù)轉(zhuǎn)移。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈及各環(huán)節(jié)代表廠商： 資料來(lái)源：SIA《2019年衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)狀況報(bào)告》、Euroconsult，華西證券分布式超大規(guī)模MIMO
分布式超大規(guī)模MIMO將傳統(tǒng)的集中部署方式拓展至分布式部署，在多個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)之間引入智能協(xié)作，實(shí)現(xiàn)資源的聯(lián)合調(diào)度和數(shù)據(jù)的聯(lián) 合發(fā)送。通過(guò)分布式部署以及智能協(xié)作，一方面有效消除干擾，增強(qiáng)信號(hào)接收質(zhì)量；另一方面有效增強(qiáng)覆蓋，為用戶帶來(lái)無(wú)邊界性能體驗(yàn)。在未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)，尤其是更高頻段、密集部署場(chǎng)景中將呈現(xiàn)出極大應(yīng)用潛力。
03
6G進(jìn)程前瞻
根據(jù)3GPP國(guó)際通信組織的時(shí)間表來(lái)看，3GPP將于2023年開啟對(duì)于6G的研究，并將在2025年下半年開始對(duì)6G技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（完成6G標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間點(diǎn)在2028年上半年），預(yù)計(jì)2028年下半年將會(huì)有6G設(shè)備產(chǎn)品面市。而中興通訊給出時(shí)間表要相對(duì)保守一些，從2021初到2025年中是研究基礎(chǔ)技術(shù)和提出愿景的階段，從2025年中到2027初是提出KPI的階段，從2027年初到2029年底是提出技術(shù)提案的階段，從2030年初開始才制定標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備生產(chǎn)預(yù)計(jì)在2031年前后。中興通訊提出的6G標(biāo)準(zhǔn)化工作時(shí)間表：全球主要國(guó)家布局主面來(lái)看，日本準(zhǔn)備在2030年之前商用6G網(wǎng)絡(luò)，日韓在6G通信的軌道角動(dòng)量技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、高空平臺(tái)通信等關(guān)鍵技術(shù)方面具有一定優(yōu)勢(shì)。韓國(guó)計(jì)劃2026年進(jìn)行6G試點(diǎn)，2028年至2030年之間實(shí)現(xiàn)商用；德國(guó)則是2025年前主要進(jìn)行6G研究。從 6G 市場(chǎng)趨勢(shì)看，面向 2030 年商用的 6G 網(wǎng)絡(luò)中將涌現(xiàn)出智能體交互、通信感知、普惠智能等新業(yè)務(wù)新服務(wù)。預(yù)計(jì)到 2040 年，物聯(lián)網(wǎng)終端將呈現(xiàn)千億級(jí)爆發(fā)式增長(zhǎng)、 連接數(shù)占比超過(guò) 90%，基于 XR 設(shè)備、全息設(shè)備等新型終端設(shè)備的沉浸式業(yè)務(wù)有望貢 獻(xiàn)超過(guò)一半的月均流量，最終為 6G 帶來(lái)“千億級(jí)終端連接數(shù)，萬(wàn)億級(jí) GB 月均流量” 的廣闊市場(chǎng)。
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