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6G:从基础研究到泛在应用
来源:学习时报     作者:陈巍     2026-06-05 09:25
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  2026年3月,“十五五”规划纲要明确指出了第六代移动通信等成为新的经济增长点,推进第六代移动通信(6G)技术创新。目前,6G研究蓬勃发展,受到了来自政府部门、产业界和学术界的共同关注,其应用探索也逐渐拉开帷幕。

  习近平总书记指出:“基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。”移动通信的发展历程,突出地体现了基础研究的这一特征。从1G到6G,移动通信经历了数字化、宽带化、智能化的变革。在这一历程中,信息论作为通信的数学理论,起到了揭示理论极限、启示逼近方法、阐明体系构架的重要作用。在面向6G的演进中,信息论与人工智能、运筹优化、物理与材料等基础理论进行着深度交叉融合,为移动通信业态的各项深刻变革做好源头性的理论准备。6G的各项新型商业应用,都展现出以基础研究为源头、瞄准应用场景开花结果的特征,产学研用耦合紧密。

  服务人工智能、人工智能赋能,是6G演进绕不开的趋势。通信网络经过半个多世纪的发展应用,促进了承载人类知识的大量多模态语料的数字化,为人工智能奇点时刻的到来,完成了海量数据积累。近年来,大语言模型、具身智能等代表性人工智能技术蓬勃发展、广受重视,在许多领域都取得了成功的应用。可以预见,到6G网络大规模商用之时,其大量业务将服务于人工智能的训练、推理任务。人与智能体,智能体相互之间的信息交互将占用大量的带宽。因此,6G网络将在传统的文字、语音、视频传输业务之外,开辟语义通信新业务,以智能体为服务对象,进行语义的理解、压缩和传输。6G服务于人工智能,也受益于人工智能。终端智能化,无疑将会越用越聪明、越用越贴心,让6G更聪明、更准确地响应用户需求。

  6G让通信为垂直行业开展“量身定制”。在机器人遥控操作、工厂自动化、电网控制、无人驾驶等垂直行业应用中,要求信息必须传得及时、传得准确,6G的超可靠低延时通信就瞄准此类应用,基于信息论、运动学和控制论的交叉融合,可为垂直行业广泛去除庞杂的线缆束缚,降本增效。在智能抄表、环境及安防监测等领域,则要求基站“眼观六路,耳听八方”。为此,6G在多用户信息论与分布式协同理论融合的基础上,衍生出大规模通信技术,从而支持成千上万个节点的有效接入。在6G时代,无线通信正在经历着从“广种薄收”向“精耕细作”的模式转变,根据不同行业的具体需求裁剪通信指标的设置,让面向行业差异化的定制为无线通信带来更广阔的市场天地。

  6G有效为地面基站难以服务的区域提供空天地海广域覆盖,实现泛在连接。低空经济的兴起,催生了用通信基础设施覆盖低空空域的需求;野外勘探、救援以及极地考察等,需要为地面的稀疏目标提供按需覆盖;走向深蓝、海洋经济,则期望能显著地提升对海上船只、漂浮设施的服务带宽和质量。6G通过广泛的星间、星地协同,可针对上述需求提供一揽子泛在连接解决方案,有机融合移动通信和卫星通信。6G泛在连接,不仅为我国商业航天提供了巨大市场,还有助于卫星轨道资源的占领。与此同时,6G上星与太空算力的发展相辅相成,强大的星地传输能力能够有效释放太空算力的潜能,将6G泛在连接进一步转化为泛在智能。

  6G 让终端形态“千变万化”,用最符合人因学的方式架起高效人机交互的桥梁。随着触摸屏方式的发展应用,人机交互的方式得以显著改善,从而释放了广大用户对于移动互联网带宽的巨大需求,让手机银行、短视频、购物等新型移动应用如雨后春笋般涌现。借助3D信息显示、新材料和人工智能识别技术的发展,6G将支持沉浸式通信交互。以新能源汽车为例,6G赋能促进了座舱智能化、驾驶网联化。由于座舱中的各种显示屏幕面积远大于手机,因此所消耗的通信带宽成倍增长,让6G提供的巨大带宽在支持更安全、舒适的驾乘体验方面“物尽其用”。此外,智能眼镜等可穿戴设备,也提升了单用户配备的终端数量,确保6G 高带宽的有效消纳。

  6G 让电磁波“一专多能”。6G将开启电磁波在商用领域“一鸭多吃”的时代。电磁波天然具有探测优势,雷达就是一种典型应用。移动通信产生的电磁波已覆盖人类活动的大量区域,日益增长的基站天线规模更带来了良好的空间分辨率。因此,人们自然想到从原本用于通信的电磁波中提取环境信息,实现低成本、广覆盖且无需额外辐射源的物体感知。典型应用包括:低空经济中对无人机轨迹的探测等。此外,6G网络不仅关注“造车”,还重视“修路”,基于人工设计的电磁功能材料,构造和部署智能超表面,从而改善6G的电磁波传播环境,用较低的成本提升网络服务质量。

  从1901年马可尼首次实现越洋通信,到1948年香农提出信息论,随后促成了近半个世纪移动通信的不断演进,基础研究与广泛的商业应用在这一领域得到了充分的良性互动,实现了古人千里眼、顺风耳、天涯若比邻的梦想。从1G到6G,我国通信产业也完成了从跟跑、并跑到领跑的跨越式发展,缔造了一批在国际上享有话语权的龙头企业。我国通信行业在奋斗发展中,主动融入全球创新网络,展示了在通信研发应用上的独特优势。

  (作者系清华大学长聘教授、中国通信学会会士)

  (责编:郑继民)
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