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第六代移动通信的技术演进与产业发展

当今时代,数字技术、数字经济是世界科技革命和产业变革的先机,是新一轮国际竞争重点领域,我们一定要抓住先机、抢占未来发展制高点。

——习近平总书记在主持十九届中共中央政治局第三十四次集体学习时的重要讲话(2021年10月18日 )

【摘要】作为下一代移动通信主导技术,第六代移动通信(6G),将以通信、感知、计算与智能的深度融合为重要特征,推动移动通信从“增强连接”向“智能协同”演进,实现从三大典型场景向多维融合场景体系的能力跃进。随着人工智能、卫星互联网等前沿技术的加速发展,通信网络的连接对象、架构形态与治理模式正经历深刻变革,对培育新质生产力、布局未来产业体系、推进国家治理现代化,具有重要牵引作用。

【关键词】6G  通信技术  产业发展  未来产业    【中图分类号】F62    【文献标识码】A

自人类步入无线通信时代,移动通信技术便持续引领信息社会的发展方向。从模拟信号到数字蜂窝,从移动互联到万物智联,每一代技术跨越都深刻重塑生产形态与社会治理模式。面向未来,性能更卓越、支撑更广泛的第六代移动通信(6G),正成为全球科技竞争与战略布局的新焦点。我国高度重视6G技术研发与前瞻布局,将其视为建设网络强国和数字中国的关键支撑。党的二十届四中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出,推动“第六代移动通信等成为新的经济增长点”。①随着新质生产力加速发展,智能制造、沉浸式文旅、低空经济、远程医疗等产业蓬勃兴起,对通信网络提出全域覆盖、多模态交互与原生智能的更高要求。在此背景下,6G已不再局限于连接能力的增强,而是通过沉浸式交互、通感算智融合与空天地海一体化覆盖等创新场景,深刻重塑信息获取、价值创造与协同治理的模式。

6G的技术演进和延伸方向

从1G到5G:通信技术的阶段式演进。自20世纪80年代移动通信诞生以来,其技术演进始终遵循“传输速率提升—应用场景扩展—智能服务增强”这一主线,呈现出从单一语音通信向多场景、广覆盖、高智能的信息网络体系逐步演进的内在规律。②

从典型特征与应用属性演化上看,通信技术的迭代持续推动社会互动方式与数字经济形态的变革。1G奠定移动通信的基础,实现模拟语音通话;2G完成语音数字化,并开创短信服务;3G显著提升数据业务能力,推动移动互联网的兴起;4G凭借大带宽与低时延,支撑高清视频、移动支付等规模化应用;5G则以增强移动宽带、大规模机器通信与高可靠低时延通信为支柱,开启万物互联的新阶段。这一演进历程表明,通信技术已从支撑“基础通信”逐步转向支撑“业务创新与产业升级”。从关键性能指标上看,通信技术的演进呈现出指数级跃升态势。数据速率从1G时代的Kbps量级跨越至5G的Gbps量级,系统时延从百毫秒级大幅压缩至毫秒级以下,连接密度则从支持“人与人通信”扩展到支撑“人—物—物协同”的百万级规模。与此同时,频谱效率、能源效率与传输可靠性不断提升,为高精度定位、实时感知等新型应用提供强有力的支撑。

使能技术的持续突破,是推动通信标准代际演进的核心动力。③1G到3G阶段主要基于模拟向数字转换、多址接入与码分技术;4G时代依靠OFDM、多天线技术和协同调度,实现资源的高效利用;而5G则系统化引入毫米波通信、网络切片、移动边缘计算和超密集组网等关键技术,显著提升网络服务能力与架构灵活性,为向更高级别的智能化网络演进奠定坚实的技术基础。

迈向6G:从三大典型场景到多维融合场景体系的跃迁。作为移动通信的下一代技术体系,6G不仅是5G的性能升级,而且是理念、架构与功能的系统性演进。从当前国际标准组织及主要研究机构的布局来看,6G的发展目标总体指向“泛在智能、天地一体、绿色安全”,其技术路径呈现出多维融合、多域协同的鲜明特征。④与5G主要聚焦于增强移动宽带(eMBB)、海量物联网通信(mMTC)和超可靠低时延通信(uRLLC)三大场景相比,6G进一步拓展了能力边界与应用维度,向沉浸式交互、通信—感知—计算—智能融合,以及全域覆盖等新业务形态延伸,赋予未来业务体系更强的空间韧性与智能化特征。

从“人—物”互联向“智能体”泛在连接演进。在连接对象上,6G实现从以人为中心的移动通信网络,向以智能体为核心的智能融合网络的转变,其连接范围不再局限于人与人、人与物之间的通信,而是进一步拓展至人、机、物、环境等全要素的智能感知与协同决策。通过引入语义通信、感知通信、智能通信等能力,网络可实现对信息意图的理解、环境状态的感知和多方协同的行动,从而催生出多智能体协作、具身智能交互、数字化身共存等新型应用场景。这些发展为沉浸式工业协同、虚实融合社交等深度互动业务奠定底层基础。

在系统架构层面,由数据驱动向智能驱动演进。6G通过引入原生智能网络架构,使通信系统具备在线学习、自适应优化与弹性自治能力,实现从链路层到业务层的全栈协同智能。基于此,网络将支撑泛在智能控制、实时数字孪生运维和自主网络管理等新兴业务场景,推动工业生产、能源调度和灾害应急等领域,从“静态指挥”向“动态预判”模式升级,为智能工厂、智慧电网、智能物流等高时效性应用,提供精准、高可靠的系统支撑。

从物理空间通信向“通信—感知—计算—智能”一体化融合演进。6G强调在网络体系内实现通信、感知、计算与智能能力的协同编排与动态调度,通过可重构智能超表面、近地卫星组网、空天地海一体化架构等关键技术,赋予网络环境重构与全域覆盖能力。在此基础上,可拓展出太赫兹沉浸交互、低空经济运行管理、极端环境通信探测等新场景,从而为远程精准医疗、智能文旅、海洋开发和极地科研等领域提供全维度、高可靠的服务支撑。

当前6G的全球发展状况和竞争态势

中国:从5G反超到6G体系化引领。中国在6G领域的布局立足于5G时代积累的先发优势,在推进6G过程中,中国重点实施技术前移、资源前置与体系整合三大策略。首先,推动技术攻关前移。2018年启动6G预研,2019年成立IMT-2030(6G)推进组,构建“政产学研用”一体化创新体系,系统统筹科研资源与技术路线。其次,实行战略资源前置规划。通过修订频谱划分规定,提前布局6GHz等关键中频资源,为未来网络演进与空天地一体化组网做好频谱储备。再次,强化全链条自主可控能力。依托新型举国体制,在核心器件、光通信与系统部署等环节,逐步构建起相对完整的自主产业生态。

美国:以“联盟化+安全化”巩固体系主导权。美国的战略布局,呈现出联盟化运作、前沿技术引领与安全议题深度嵌入的复合特征。首先,以前沿技术探索强化源头创新能力。美国在太赫兹通信、低轨卫星通信及实验频谱开放等方面进行前瞻部署,力争在基础研究阶段确立领先优势。其次,构建具有排他性的竞合联盟体系。美国电信行业解决方案联盟(ATIS)牵头成立Next G联盟(Next G Alliance),联合本土科技巨头及部分国际设备商。再次,借助国家安全话语重塑全球价值链。通过强化设备准入审查与供应链安全评估,美国试图推动建立符合其利益的数字贸易与安全标准体系。

欧盟:以规范性权力和合作网络巩固在未来标准体系中的影响力。欧盟将战略重心置于标准架构塑造与制度影响力输出上。首先,依托旗舰项目构建系统性技术愿景。通过主导“Hexa-X”等旗舰研发计划,强化在6G关键能力框架层面的议程设置权,推动形成以欧洲为中心的技术演进路径。其次,以制度输出放大监管与规则优势。借助其在隐私保护、网络可信与安全认证等方面的成熟体系,推动相关标准国际化,从而影响全球6G治理的价值取向与规则框架。再次,通过跨区域合作弥补自身结构性短板。积极与日本、韩国、东盟等国家和地区开展联合研发与合作。

日本和韩国:以差异化技术突破与商用先行争取区域性话语权。日本将太赫兹通信、低轨卫星及关键电子材料等领域确定为国家战略重点,提出在2025年前后完成太赫兹通信技术的商业化验证,并计划于2030年前后实现6G网络的正式部署。凭借在高端电子材料、射频器件与精密制造方面的长期积累,日本在太赫兹芯片等细分领域形成显著的技术优势。韩国则更注重以“商用先行”策略来塑造其品牌影响力与标准话语权。韩国计划于2026年推出6G原型系统,并力争在2028至2030年间在全球率先实现6G商业化。

6G对产业发展的促进作用

作为通信、感知、计算与智能深度融合的底层技术体系,6G正全面拓展未来信息基础设施的能力边界。⑤6G的产业潜力,不只体现在传统信息服务业规模的扩大,更在于其能系统性改变感知模式、生产形态与治理逻辑,在智慧生活、智能生产与社会治理三大方向上,开辟新的增长空间。6G将推动一系列未来产业加速形成。

推动以沉浸式内容与具身智能终端为核心的新型感知经济产业集群加速形成。历史上每一代移动通信的演进,都伴随着人类感知边界的拓展与新型内容产业的兴起。凭借其极致带宽、超低时延与多模态交互能力,6G将交互体验从“视听消费”扩展至“多感官沉浸”,推动终端设备从智能手机向XR头显、具身机器人、体感交互设备等形态演进,催生出沉浸式文旅、虚拟体育、数字化身运营等新业态。在不远的将来,用户的行为、感知与身份均可能实现资产化,体验质量将取代使用时长成为主要计价依据,感知经济有望成长为继移动互联网之后下一代主导型消费与传媒产业体系,成为未来居民数字消费升级的主导方向。

驱动以数字孪生工业系统、工业软件与自主制造装备为核心的智能制造产业迭代升级。尽管5G大力推动了制造业的数字化进程,但在实时协同、精准控制与自主决策等方面仍存在局限。6G通过融合超可靠低时延通信、全域精准定位与原生智能能力,实现对物理生产系统的全局映射与实时演化,推动制造范式从“人机协同”迈向“多智能体自主协同”。在此过程中,工业操作系统、数字孪生平台、高端工业软件和智能制造装备等产业将迎来快速发展,成为发展新质生产力的重要突破口,提升我国在全球制造业分工中的地位。

引领以低空经济、韧性城市基础设施和精准公共服务为代表的未来空间治理与公共服务产业成长。面向低空交通、海洋开发、极地保障等拓展性场景,6G的空天地海一体化覆盖能力,将构建全域智能协同体系,推动治理模式从被动响应转向主动预测。基于此能力融入基础设施与应急系统,将催生智慧城市、智慧港口、智慧矿山、智能交通和精准医疗等多样化产业集群,同时带动海洋智能装备、应急机器人、时空智能服务等新兴细分产业发展,形成治理效能提升与产业价值创造相互促进的良性循环。

我国6G产业发展面临的挑战

引领性基础理论仍显薄弱,制约未来技术范式创新。移动通信的代际演进正快速超越传统“增强连接”范式,迈向通信、感知、计算与智能深度融合的全新体系。然而,我国在太赫兹传输、智能超表面、AI原生网络架构等基础领域,仍相对缺乏能够支撑长期引领的原创性理论体系,同时,技术路线竞争加剧给标准演进带来显著不确定性。若无法在前瞻性源头创新上取得突破,未来我国在国际标准与知识产权竞争中可能再次陷入“高端受制”的被动局面。

关键支撑环节存在短板,产业链的稳定性与价值链的攀升能力亟待加强。芯片制造、操作系统、工业软件及高端射频器件等领域的瓶颈尚未根本解决,供应链安全风险依然较突出。随着网络架构向空天地海一体化演进,对高可靠、低能耗与柔性部署能力的要求成倍提升,产业链配套能力不足的问题将进一步凸显。因此,6G时代的产业竞争已不再是单一环节的突破,而是对全链条自主创新能力的系统性考验。

“杀手级”应用牵引不足,垂直行业融合尚未跨越规模化临界点。尽管6G具备强大的跨场景渗透潜力,但目前大多数应用仍停留在试验或示范阶段,尚未形成可复制、可持续的商业模式。在工业互联网、智慧交通、远程医疗等具有刚性需求的领域,缺乏具有引爆效应的典型场景来带动产业链整体发展,可能导致未来投资动力不足,引发“技术空转”与“场景空心化”的双重风险。

开放生态尚未成熟,潜在的安全挑战可能演化为新的发展堵点。6G网络架构将呈现更高程度的开放性与智能自主性,网络空间安全威胁随之从局部风险转向系统性挑战。一方面,开源组件、异构接入和智能控制扩大了攻击面;另一方面,全球规则博弈加剧了技术制裁与供应链“脱钩”风险。因此,在生态能力尚未健全的情况下过早推进开放,可能引发数据主权、算法操控等高敏感问题,甚至危及关键基础设施安全。

促进我国6G产业快速健康发展的对策建议

强化原始创新与基础研究,提升技术供给能力。理论创新是掌握6G竞争主动权的根本。需在空天地一体化通信、智能超表面、太赫兹器件、语义通信等重点方向加强前沿探索,构建具有全球影响力的原创理论体系。同时,充分发挥新型举国体制优势,推动国家实验室、重点高校与龙头企业建立联合攻关机制,围绕高端芯片、工业软件等产业化关键瓶颈开展协同突破。此外,可设立未来网络引导基金,缓解研发前期市场回报不足的问题,支持多技术路线并行探索,从源头筑牢技术自主可控的根基。

努力掌握国际标准主导权,构建制度性竞争优势。加快推进“6G+AI智联架构”等关键标准体系建设,持续提升在国际电信联盟(ITU)、第三代合作伙伴计划(3GPP)等国际组织中的提案贡献与架构话语权。依托“一带一路”科技合作机制,推动在新兴市场率先开展示范部署与规模化应用,实现以标准输出带动产业生态拓展。通过“技术创新—标准主导—市场拓展”的良性循环,推动我国从通信标准的参与者,转变为未来网络协议体系的规则塑造者。

构建自主韧性的产业链生态,提升产业安全与可持续发展能力。当前全球产业链竞争正从产品竞争转向生态竞争。面对部分国家在高端芯片、核心材料等领域的技术遏制,我国需加快关键环节的自主替代与多元化布局,建立健全供应链风险识别与备份机制。同时,通过产业联盟等形式推动上下游协同集聚,打造覆盖基础器件、智能终端、软硬件平台与行业应用的完整6G产业生态。以全链条创新与安全韧性建设,增强我国在未来竞争中的战略稳定性。

推动试验网先行与场景牵引,探索产业化发展新范式。鉴于6G研发周期长、商业模式尚不清晰,可采取“试验先行、场景驱动”的路径,加快建设跨地域、跨行业的试验验证体系,促进技术研发、工程应用与商业落地的良性互动。重点面向智能制造、智慧医疗、智能交通等领域,开展沉浸交互、数字孪生、精准控制等高价值场景创新,以应用突破带动设备迭代、网络部署与生态构建。同时,推动6G与卫星互联网、人工智能等未来产业深度融合,形成“6G+智能制造”“6G+智慧治理”等多层次、多样化的融合应用体系,实现数字经济与实体经济的双向赋能。 

【注:本文系中国工程院学部重点项目“‘十五五’时期数字经济发展战略研究”(项目编号:2025-XZ-18)和2025年度通信软科学研究项目面上项目“6G通智融合内生演进路径与应用场景研究”(项目编号:2025-R-15)阶级性成果】

【注释】

①《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》,新华社,2025年10月28日。

②张越、余江:《新一代信息技术产业发展模式转变的演进机理——以中国蜂窝移动通信产业为例》,《科学学研究》,2016年第12期。

③张平、牛凯、田辉等:《6G移动通信技术展望》,《通信学报》,2019年第1期。

④赵亚军、郁光辉、徐汉青:《6G移动通信网络:愿景、挑战与关键技术》,《中国科学:信息科学》,2019年第8期。

⑤张平、陈岩、吴超楠:《6G:新一代移动通信技术发展态势及展望》,《中国工程科学》,2023年第6期。

责编/于洪清    美编/李祥峰

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[责任编辑:靳佳]