内容简介
《预见6G》是一部面向普通公众介绍未来通信技术的著作。《预见6G》首先介绍了当前的社会、经济、行业、技术、场景的发展趋势，分析了6G发展的必要性和潜在价值，并归纳了6G的关键技术需求与核心架构；随后回顾了移动通信技术从1G到5G的发展历程，为读者理解6G的技术背景奠定基础；接着集中讨论了6G的愿景与驱动力、应用场景与用例、总体架构与网络演进、社会影响与挑战、关键技术、典型行业应用等；最后聚焦全球主要国家和地区在6G领域的战略布局及竞争态势，并展望了未来通信技术的发展方向。
《预见6G》具备前瞻性、系统性、全面性的特点，揭示了通信技术未来的无限可能，既可作为科普读物，也可作为学术研究者、行业从业者及政策制定者的参考读本。
精彩书摘
第1章 概述
根据全球移动通信系统协会（GSMA）发布的《移动经济报告（2024）》，在2024年，全球有超过56亿的移动用户，移动通信产业对全球经济的贡献为5.7万亿美元，在全球国内生产总值（GDP）中的占比约为5.4%。到2029年，预计超过50%的移动连接将使用第五代移动通信系统（5G）技术。
在中国，5G的部署和发展如火如荼，惠及各行各业。根据中国信息通信研究院发布的《中国5G发展和经济社会影响白皮书》，截至2024年9月底，中国累计建成5G基站总数达391.7万个，约占全球5G基站总数594万个的66%。5G用户数超9.8亿，占全国移动通信用户数的50%以上。
回首过往，1987年中国进入第一代移动通信系统（1G）模拟蜂窝服务时代，经历了第二代移动通信系统（2G）的跟随、第三代移动通信系统（3G）的突破、第四代移动通信系统（4G）的同步发展，直到2019年，中国发放5G商用牌照，正式迈入5G时代，并开始引领行业发展。
5G的发展，跨越山海，连通着人们可以到达的每个地理空间。在繁华的都市，熙熙攘攘的小城，甚至是莽莽的北国雪原，辽阔的戈壁大漠，绵延的西南群山，碧波荡漾的东海……无处不在的移动网络，已经深刻地改变了人们的工作与生活。2020年，中国移动在珠峰海拔6500m的前进营建设了全球最高的5G基站。在新疆塔里木油田，中国第一口万米深井——“深地塔科1井”实现了5G信号全覆盖。2023年，中国电信首发手机直连卫星业务，用户可以不换手机卡即可接入天通卫星网络，5G服务插上了卫星通信的翅膀。
在消费领域，5G提供了更广的覆盖范围，更快的连接速度，短视频、直播、手机游戏等应用飞速普及。QuestMobile（北京贵士信息科技有限公司）发布的《2024年中国移动互联网半年报告》显示，截至2024年6月，短视频月活跃用户数达到9.89亿，移动互联网月活跃用户数达到12.35亿，均保持增长态势。
在工业生产领域，5G赋能产业数字化和智能化。在国民经济97个大类中，七成以上已用上了5G。在采矿、港口、电力、智能制造等领域，5G更是得到了广泛应用。
5G＋AI，也在迅速发展，助力产业创新。例如，搭载了5G网络和人工智能（AI）大模型的汽车，可以通过5G网络瞬间上传、下载云端数据，车辆AI助手可以更好地了解驾驶人员的需求和习惯，实现更智能的操控。
5G本身也在迅速演进的进程中。
5G－A（5G－Advanced，俗称5.5G）是5G的演进和增强，是介于5G和6G之间过渡阶段的移动通信技术，能够在容量、速率、时延、定位能力等方面实现大幅提升，将更好地匹配人联、物联、感知、高端制造等场景。
2024年3月，中国移动在杭州全球首发5G－A商用部署，公布首批100个5G－A网络商用城市名单，计划建成全球最大规模的5G－A商用网络。
每一次技术突破，每一次应用创新，都会为未来产业带来更多可能，让人们的智慧生活更加精彩。
……
目录
第1章 概述 1
1.1 发展趋势 3
1.1.1 社会趋势 4
1.1.2 经济趋势 4
1.1.3 行业趋势 5
1.1.4 技术趋势 6
1.1.5 场景趋势 8
1.2 为什么要发展6G 9
1.3 6G的核心用例和价值 11
1.4 6G的新架构 13
1.4.1 6G架构原则 14
1.4.2 6G端到端架构 16
1.4.3 6G分层参考架构 19
1.4.4 6G安全架构 21
1.5 需求与关键技术 24
1.5.1 超低时延与时延容忍 27
1.5.2 基于AI的网络优化 28
1.5.3 无线服务平台 30
1.5.4 间歇性连接和通信 30
1.5.5 雾计算 33
1.5.6 具有虚拟化层的共享基础设施 35
1.5.7 频谱共享 37
1.5.8 跨供应商和标准的Wi－Fi互联 39
1.5.9 开放接口 40
1.5.10 亚太赫兹频段 42
1.5.11 回程网络演进 44
1.5.12 非地面（卫星）网络 46
1.6 总结与展望 48
第2章 移动通信的历史与演进 50
2.1 1G：无线电话的诞生（20世纪80年代前后） 51
2.2 2G：数字无线的兴起（20世纪90年代） 51
2.3 2.5G和2.75G：3G的前传（20世纪90年代末） 52
2.4 3G：宽带无线时代（21世纪初） 53
2.5 3.5G和3.75G：4G的前传（2010年前后） 54
2.6 4G：高速无线时代（2010年前后） 55
2.7 5G：超高速无线时代（21世纪20年代前后） 55
2.8 5G－A：迈向6G的又一步 57
2.9 5G－A的新进展 59
2.9.1 高性能5G网络 59
2.9.2 新业务场景支持 60
2.9.3 网络节能 62
2.9 智能的网络自动化 63
第3章 6G的愿景与驱动力 66
3.1 用户和业务场景趋势 69
3.1.1 泛在智能 70
3.1.2 泛在计算 70
3.1.3 身临其境的多媒体和多感官互动 70
3.1.4 数字孪生和虚拟世界 71
3.1.5 智能工业应用 71
3.1.6 数字健康和福祉 71
3.1.7 泛在连接 72
3.1.8 传感和通信的集成 72
3.1.9 可持续性 73
3.2 技术驱动力 73
3.2.1 增强无线接口的技术 75
3.2.2 增强无线网络的技术 75
3.2.3 新的频谱范围 76
3.3 6G的能力和业务目标 77
3.3.1 6G的增强功能 79
3.3.2 6G的全新功能 81
第4章 6G应用场景与用例 83
4.1 沉浸式通信（eMBB＋） 86
4.1.1 沉浸式教育 88
4.1.2 沉浸式游戏 89
4.1.3 沉浸式内容创作 89
4.2 超大规模连接（mMTC＋） 90
4.2.1 极低能耗MTC 91
4.2.2 大规模MTC 92
4.2.3 任务关键型MTC 94
4.2.4 MTC的隐私与安全 96
4.3 超高可靠极低时延通信（HRLLC） 99
4.3.1 未来工厂 100
4.3.2 协作机器人 100
4.4 泛在连接 101
4.4.1 部署与KPI 103
4.4.2 地球监测与农业生产的应用 106
4.4.3 云终端的波浪式演进 106
4.5 通信AI一体化 108
4.5.16 G中的原生Al 109
4.5.2 网络辅助自动驾驶 111
4.5.3 医疗场景中的设备自主与协作 112
4.5.4 计算密集型业务跨网络卸载 113
4.5.5 数字孪生创建和预测 115
4.5.6 与未来智能体的交互 118
4.6 通信感知一体化 120
4.6.1 超高精度定位追踪 123
4.6.2 同步成像、地图构建和定位应用 124
4.6.3 人类感官增强， 125
4.6.4 手势和表情识别 126
第5章 6G总体架构与网络演进 127
第6章 6G的社会影响与挑战 153
第7章 6G关键技术 197
第8章 6G典型行业应用 218
第9章 6G全球发展与竞争态势 234
第10章 未来趋势和演进 256
试读
第1章 概述
根据全球移动通信系统协会（GSMA）发布的《移动经济报告（2024）》，在2024年，全球有超过56亿的移动用户，移动通信产业对全球经济的贡献为5.7万亿美元，在全球国内生产总值（GDP）中的占比约为5.4%。到2029年，预计超过50%的移动连接将使用第五代移动通信系统（5G）技术。
在中国，5G的部署和发展如火如荼，惠及各行各业。根据中国信息通信研究院发布的《中国5G发展和经济社会影响白皮书》，截至2024年9月底，中国累计建成5G基站总数达391.7万个，约占全球5G基站总数594万个的66%。5G用户数超9.8亿，占全国移动通信用户数的50%以上。
回首过往，1987年中国进入第一代移动通信系统（1G）模拟蜂窝服务时代，经历了第二代移动通信系统（2G）的跟随、第三代移动通信系统（3G）的突破、第四代移动通信系统（4G）的同步发展，直到2019年，中国发放5G商用牌照，正式迈入5G时代，并开始引领行业发展。
5G的发展，跨越山海，连通着人们可以到达的每个地理空间。在繁华的都市，熙熙攘攘的小城，甚至是莽莽的北国雪原，辽阔的戈壁大漠，绵延的西南群山，碧波荡漾的东海……无处不在的移动网络，已经深刻地改变了人们的工作与生活。2020年，中国移动在珠峰海拔6500m的前进营建设了全球最高的5G基站。在新疆塔里木油田，中国第一口万米深井——“深地塔科1井”实现了5G信号全覆盖。2023年，中国电信首发手机直连卫星业务，用户可以不换手机卡即可接入天通卫星网络，5G服务插上了卫星通信的翅膀。
在消费领域，5G提供了更广的覆盖范围，更快的连接速度，短视频、直播、手机游戏等应用飞速普及。QuestMobile（北京贵士信息科技有限公司）发布的《2024年中国移动互联网半年报告》显示，截至2024年6月，短视频月活跃用户数达到9.89亿，移动互联网月活跃用户数达到12.35亿，均保持增长态势。
在工业生产领域，5G赋能产业数字化和智能化。在国民经济97个大类中，七成以上已用上了5G。在采矿、港口、电力、智能制造等领域，5G更是得到了广泛应用。
5G＋AI，也在迅速发展，助力产业创新。例如，搭载了5G网络和人工智能（AI）大模型的汽车，可以通过5G网络瞬间上传、下载云端数据，车辆AI助手可以更好地了解驾驶人员的需求和习惯，实现更智能的操控。
5G本身也在迅速演进的进程中。
5G－A（5G－Advanced，俗称5.5G）是5G的演进和增强，是介于5G和6G之间过渡阶段的移动通信技术，能够在容量、速率、时延、定位能力等方面实现大幅提升，将更好地匹配人联、物联、感知、高端制造等场景。
2024年3月，中国移动在杭州全球首发5G－A商用部署，公布首批100个5G－A网络商用城市名单，计划建成全球最大规模的5G－A商用网络。
每一次技术突破，每一次应用创新，都会为未来产业带来更多可能，让人们的智慧生活更加精彩。
……
前言/序言
序
当人类文明从蒸汽机的轰鸣迈向量子计算的静默，从电报的嘀嗒声跨越至光速的信息洪流，通信技术始终是推动社会跃迁的核心动力。移动通信时代，从1G电磁波调制的语音律动，到5G网络编织的万物互联图谱，每一次代际跃迁都在重构人类认知世界的维度。今天，我们凝视地平线上初现的6G曙光，这束穿透太赫兹频段的全息之光，将勾勒出一个超越连接、超越智能、超越感知极限的崭新生态。
6G绝非简单的技术线性迭代，而是一场颠覆性的范式革命。它将探索香农定理划定的频谱效率边界，在量子通信与智能超表面的共振中重构空天地海一体化网络；它将消融数字世界与物理世界的“次元壁”，通过触觉互联网与全息通信构建多模态感知融合的沉浸式场域；更重要的是，6G将推动通信网络从“管道”向“神经中枢”的质变，借助内生智能架构与分布式认知引擎，使网络具备自动优化、自主演进的特征。这种由通信网络升维而成的大规模神经网络，将在环境感知、资源调度、服务供给等维度实现从“人适应网”到“网适配人”的根本转变。
本书以“人本智联”为核心脉络，系统解构6G技术体系。智能超表面赋能的无线环境智能重构电磁传播环境，使基站从信号发射者蜕变为空间电磁场的雕塑家；语义通信驱动的网络突破传统比特传输范式，构建起从数据符号到知识本体的认知跃迁通道；数字孪生的神经脉络则通过时空感知与实时计算，在数字世界镜像出物理世界的完整映射。这些维度的技术聚变，正在孕育着通信史上首个具备自组织能力、自主进化能力的有机网络体。
在行业革新层面，6G将引发产业链价值的范式重构。当通信时延进入亚毫秒时代，工业元宇宙的闭环控制精度将突破机械传动的物理极限；当通感算一体化网络覆盖深空深海，人类对地外天体与海洋深渊的探索将获得实时在线的感知延伸；当智能超表面将建筑外墙转化为分布式天线阵列，城市本身即成为泛在感知和交互的深度参与者。这些变革不仅重塑技术产业格局，更在重新定义人类文明的时空尺度。
本书的作者团队深耕移动通信和互联网领域十余载，既经历过2G移动通信的蓬勃发展，见证过3G标准制定的风云激荡，也主导过4G网络设备与解决方案的设计，参与过5G工业互联网的部署以及6G关键技术的原型验证。作者以严谨的学术态度拆解太赫兹通信、超维度MIMO、原生AI等核心技术，更以人文视角审视技术演进对社会伦理、生态可持续、数字平权的深远影响。
值此6G标准制定的关键窗口期，本书既是为研究者绘制的技术航海图，也是为产业界准备的思想催化剂。当我们讨论6G时，本质上也在探讨人类如何构建数字文明的下一代操作系统 这个系统既需要突破物理定律的创新勇气，也需要守护人文价值的伦理自觉。期待读者在本书中不仅能收获技术洞见，更能感受到科技向善的力量，共同勾勒出以人为本的6G蓝图。
加拿大工程院院士
欧洲科学院院士
IEEE会士
长江学者讲席教授
香港科技大学计算科学与工程系教授
郭嵩（郭嵩）
