6G白皮书-紫光展锐-最终电子版
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现代移动通信系统真正融入普通大众的日常生活始于 1980 左右，发展过程中也被赋予 了“代际（Generation）”的概念。从第一代系统（1st Generation, 1G）的语音，2G 的语音与 数据，3G 的多媒体到 4G 的富媒体，移动通信系统以每代 10 年的更迭节奏伴随我们度过了 四十多年，不断拓宽的信息高速公路带来了人类社会前所未有的加速发展。
2.3. 6G 需求 ......................................................................................................15 2.3.1. 系统性能指标..................................................................................15 2.3.2. 6G 终端芯片技术需求....................................................................17
宏观与微观的联接
自人类诞生以来，人们对天空和远方的想象，留下了无数的神话，显微镜的发明又打开 了微观世界的大门。人们既可以借助科技的翅膀，实现“可上九天揽月”的梦想，又可以透 过科技的眼睛，验证“一花一世界”的哲思。6G 技术也在沿着这一思路在宏观和微观世界 分别展开探索。一方面，以地面移动通信和卫星通信为基础，构建空天地一体化通信系统， 实现从地面到天空的扩展。另一方面，以纳米级传感器、物联网等技术为基础，构建实时感 知和监控系统，实现高效精确的健康监测和病理研究。
2.2. 6G 应用场景 ................................................................................................9 2.2.1. 全息通信............................................................................................ 9 2.2.2. 沉浸式 XR .......................................................................................10 2.2.3. 数字孪生.......................................................................................... 11 2.2.4. 全域无缝覆盖..................................................................................13 2.2.5. 全自动驾驶...................................................................................... 14
2.1. 6G 趋势 ........................................................................................................3 2.1.1. 无界....................................................................................................3 2.1.2. 有 AI ..................................................................................................5
1. 前言
烽火、马拉松、驿站等信息传递方式伴随人类走过了几千年的历史。
19 世纪，麦克斯韦、赫兹、马克尼、波波夫等先辈完成了无线电从理论、实验证明到工 程化应用等一系列突破，人类首次打破空间束缚并实现了准实时的信息交流。
20 世纪四五十年代，贝尔实验室的科学家们奠定了现代信息系统发展的两大基石：香 农、Ring & Young 的信道容量公式及蜂窝概念至今仍在指引移动通信系统的发展；John Bardeen、William Shockley、Walter Brattain 发明的晶体管更是现代所有信息系统的工程实现 基础。
4.4. 增强 MIMO 技术.......................................................................................32 4.5. 先进调制编码技术 .................................................................................... 34 4.6. 非正交接入技术 ........................................................................................ 35 4.7. 星地协同传输技术 .................................................................................... 37 4.8. AI 辅助通信...............................................................................................37 5. 总结....................................................................................................................... 41 6. 参考文献...............................................................................................................43
站在 2020 年，回望过去十年，4G 的普及彻底改变了我们的社交、娱乐、购物、饮食等 生活方式；遥望下一个十年，5G，按其被赋予的使命，也将渗透到生产、交通、医疗、能源、 金融、教育等社会生产的各个角落，革命性地改变人类社会基本运行方式。
发展永无止境，5G 之后，6G 该如何被构画？用什么样的技术去打造？将如何进一步影 响人类社会发展？本白皮书将分享紫光展锐的部分观点。
虚拟与现实的融合
“庄周梦蝶”是虚拟与现实的交织，是对主观与客观认识的一种哲学思考。我们所认为 的现实，都是通过各种感觉器官获得的，模拟人类五种感官的不同感受是实现虚拟和现实融 合的关键。借助于虚拟现实（Virtual Reality, VR）、增强现实（Augmented Reality, AR）及 6G 网络技术，不仅视觉和听觉信息可以被数字化，触觉、味觉和嗅觉信息将来也可以在一端被 采集和数字化，通过网络传输，并在另一端完整复现，提供给用户完全沉浸式的体验，实现 虚拟与现实的完全融合。
语音/文字 多媒体业务
CDMA
00s
富媒体 移动支付 在线游戏 MIMO/OFDMA
10s
图1. 通信系统演进
12:00
~20Gbps
5G
万物互联 行业渗透
eMBB URLLC mMTC OFDMA
20s
6G
速率？ 技术？ 场景？ 社会影响？
时间
30s ?
1
2. 6G 趋势、应用场景与需求
在需求和技术的双重驱动下，6G 不再只是通信技术的增强演进，而是通过通信技术与 信息技术、数据技术及人工智能（Artificial Intelligence, AI）等技术的深度融合，由移动通信 网络发展为移动信息网络。
©紫光展锐 版权所有
6G 白皮书
紫光展锐中央研究院 2020 年 11 月 10 日
目录
1. 前言......................................................................................................................... 1 2. 6G 趋势、应用场景与需求...................................................................................3
4. 6G 核心技术.........................................................................................................27 4.1. 太赫兹通信技术 ........................................................................................ 27 4.2. 可见光通信技术 ........................................................................................ 29 4.3. 全双工技术 ................................................................................................ 31
4G 改变生活，5G 改变社会，6G 将重塑世界。
速率/业务类型
PHONE
123 456 789 PHONE
1G
模拟语音 FDMA
80s
PHONE
123 456 789
14.4Kbps
பைடு நூலகம்2G
数字语音/文字 FDMA/TDMA
90s
384Kbps~ 2Mbps
3G
12:00
100Mbps~ 1Gbps
4G
2.1. 6G 趋势
6G 移动信息网络将极大的打破传统信息交互的界限，突破信息触达的边界，智能无处 不在，构造一个“无界，有 AI”的未来世界。
2.1.1. 无界
技术的不断发展和信息化的不断普及将把 6G 技术应用到更多领域。一方面，通信产业 与其他行业领域的壁垒界限将逐步被打破直至消失；另一方面，通信能力本身也将突破原有 能力限制，随着应用范围的扩大而不断提升。6G 势必把各个产业带入继引入计算机信息化 之后的第二个春天。
3. 网络架构的演进...................................................................................................21 3.1. 以用户为中心的全空间网络架构 ............................................................ 22 3.1.1. 以用户为中心..................................................................................22 3.1.2. 空天地一体化..................................................................................23 3.2. 泛在算力网络 ............................................................................................ 24 3.3. 安全可信的网络架构 ................................................................................25
2.3. 6G 需求 ......................................................................................................15 2.3.1. 系统性能指标..................................................................................15 2.3.2. 6G 终端芯片技术需求....................................................................17
宏观与微观的联接
自人类诞生以来，人们对天空和远方的想象，留下了无数的神话，显微镜的发明又打开 了微观世界的大门。人们既可以借助科技的翅膀，实现“可上九天揽月”的梦想，又可以透 过科技的眼睛，验证“一花一世界”的哲思。6G 技术也在沿着这一思路在宏观和微观世界 分别展开探索。一方面，以地面移动通信和卫星通信为基础，构建空天地一体化通信系统， 实现从地面到天空的扩展。另一方面，以纳米级传感器、物联网等技术为基础，构建实时感 知和监控系统，实现高效精确的健康监测和病理研究。
2.2. 6G 应用场景 ................................................................................................9 2.2.1. 全息通信............................................................................................ 9 2.2.2. 沉浸式 XR .......................................................................................10 2.2.3. 数字孪生.......................................................................................... 11 2.2.4. 全域无缝覆盖..................................................................................13 2.2.5. 全自动驾驶...................................................................................... 14
2.1. 6G 趋势 ........................................................................................................3 2.1.1. 无界....................................................................................................3 2.1.2. 有 AI ..................................................................................................5
1. 前言
烽火、马拉松、驿站等信息传递方式伴随人类走过了几千年的历史。
19 世纪，麦克斯韦、赫兹、马克尼、波波夫等先辈完成了无线电从理论、实验证明到工 程化应用等一系列突破，人类首次打破空间束缚并实现了准实时的信息交流。
20 世纪四五十年代，贝尔实验室的科学家们奠定了现代信息系统发展的两大基石：香 农、Ring & Young 的信道容量公式及蜂窝概念至今仍在指引移动通信系统的发展；John Bardeen、William Shockley、Walter Brattain 发明的晶体管更是现代所有信息系统的工程实现 基础。
4.4. 增强 MIMO 技术.......................................................................................32 4.5. 先进调制编码技术 .................................................................................... 34 4.6. 非正交接入技术 ........................................................................................ 35 4.7. 星地协同传输技术 .................................................................................... 37 4.8. AI 辅助通信...............................................................................................37 5. 总结....................................................................................................................... 41 6. 参考文献...............................................................................................................43
站在 2020 年，回望过去十年，4G 的普及彻底改变了我们的社交、娱乐、购物、饮食等 生活方式；遥望下一个十年，5G，按其被赋予的使命，也将渗透到生产、交通、医疗、能源、 金融、教育等社会生产的各个角落，革命性地改变人类社会基本运行方式。
发展永无止境，5G 之后，6G 该如何被构画？用什么样的技术去打造？将如何进一步影 响人类社会发展？本白皮书将分享紫光展锐的部分观点。
虚拟与现实的融合
“庄周梦蝶”是虚拟与现实的交织，是对主观与客观认识的一种哲学思考。我们所认为 的现实，都是通过各种感觉器官获得的，模拟人类五种感官的不同感受是实现虚拟和现实融 合的关键。借助于虚拟现实（Virtual Reality, VR）、增强现实（Augmented Reality, AR）及 6G 网络技术，不仅视觉和听觉信息可以被数字化，触觉、味觉和嗅觉信息将来也可以在一端被 采集和数字化，通过网络传输，并在另一端完整复现，提供给用户完全沉浸式的体验，实现 虚拟与现实的完全融合。
语音/文字 多媒体业务
CDMA
00s
富媒体 移动支付 在线游戏 MIMO/OFDMA
10s
图1. 通信系统演进
12:00
~20Gbps
5G
万物互联 行业渗透
eMBB URLLC mMTC OFDMA
20s
6G
速率？ 技术？ 场景？ 社会影响？
时间
30s ?
1
2. 6G 趋势、应用场景与需求
在需求和技术的双重驱动下，6G 不再只是通信技术的增强演进，而是通过通信技术与 信息技术、数据技术及人工智能（Artificial Intelligence, AI）等技术的深度融合，由移动通信 网络发展为移动信息网络。
©紫光展锐 版权所有
6G 白皮书
紫光展锐中央研究院 2020 年 11 月 10 日
目录
1. 前言......................................................................................................................... 1 2. 6G 趋势、应用场景与需求...................................................................................3
4. 6G 核心技术.........................................................................................................27 4.1. 太赫兹通信技术 ........................................................................................ 27 4.2. 可见光通信技术 ........................................................................................ 29 4.3. 全双工技术 ................................................................................................ 31
4G 改变生活，5G 改变社会，6G 将重塑世界。
速率/业务类型
PHONE
123 456 789 PHONE
1G
模拟语音 FDMA
80s
PHONE
123 456 789
14.4Kbps
பைடு நூலகம்2G
数字语音/文字 FDMA/TDMA
90s
384Kbps~ 2Mbps
3G
12:00
100Mbps~ 1Gbps
4G
2.1. 6G 趋势
6G 移动信息网络将极大的打破传统信息交互的界限，突破信息触达的边界，智能无处 不在，构造一个“无界，有 AI”的未来世界。
2.1.1. 无界
技术的不断发展和信息化的不断普及将把 6G 技术应用到更多领域。一方面，通信产业 与其他行业领域的壁垒界限将逐步被打破直至消失；另一方面，通信能力本身也将突破原有 能力限制，随着应用范围的扩大而不断提升。6G 势必把各个产业带入继引入计算机信息化 之后的第二个春天。
3. 网络架构的演进...................................................................................................21 3.1. 以用户为中心的全空间网络架构 ............................................................ 22 3.1.1. 以用户为中心..................................................................................22 3.1.2. 空天地一体化..................................................................................23 3.2. 泛在算力网络 ............................................................................................ 24 3.3. 安全可信的网络架构 ................................................................................25