6G, stretching from the ground to the sky

移动通信技术以十年一代的节律迭代。<br> 面向2030年的第六代移动通信技术（6G），已经进入一个关键的窗口期——<br> 截至2026年，全球6G的关键技术在验证、标准在立项、原型样机在测试。这些都意味着，6G正走向工程现实。<br> 围绕6G的技术、标准、产业的全球竞赛，已经全面展开。<br> 作为《星船知造》“现代通信与智能网技术展望”系列栏目的第四辑，我们邀请通信行业教授级高级工程师钱鸿生博士为我们撰写了《6G从概念蓝图到工程试验跨越式演进的研究》。<br> 《上篇》我们主要讨论了“5G的边界在哪里；6G能解锁哪些5G做不到的事”——<br> 5G的10Gbps峰值、1ms时延、地面基站组网模式，在面对全息通信、远程精密操控、海洋沙漠盲区覆盖等未来场景时，显得力不从心：主要是不够快、不够广、不够聪明。<br> 6G不是5G的简单升级，而是全方位重构。其核心目标是：<br> 从“地面覆盖”到“空天地海全域覆盖”：它将突破地面的限制，把信号送上天空，送入深海，送入那些5G无法抵达的角落。<br> 从“单一通信”到“通感算智一体化”：它将不再是单纯的连接，而是连接与感知的融合——基站不仅能通信，还能“看见”环境；网络不仅能传输数据，还能计算智能。<br> 5G的使命，是“万物互联”。而6G的愿景，是“万物智联”。<br> 本文为下篇，我们主要聚焦以下问题：<br> 1，6G将深度重塑的场景及当前产业挑战<br> 2，从5G到6G,技术储备与专利布局<br> 01<br> 八大场景及产业化挑战<br> 6G的极致性能，支撑起一批覆盖消费、工业、交通、医疗、航空、能源、城市治理等领域的应用场景。部分已完成小规模示范应用，具备规模化落地基础。<br> 1. 低空经济与无人机自主调度<br> 空天地海一体化网络为大规模无人机群提供精准定位、实时调度，支撑协同作业、超视距飞行，推动无人机在物流、巡检、救援、植保等领域规模化应用，激活低空产业价值。<br> 2. 工业数字孪生与无人制造：从“机器换人”到“工厂有脑”<br> 6G的亚毫秒时延、厘米级感知、原生AI能力，将推动工业数字孪生从概念走向现实。实时数据采集、远程精准操控、预测性维护、柔性生产将成为标配。<br> 3. 智能网联汽车：L4级以上自动驾驶的“最后一块拼图”<br> 当前L4级自动驾驶难以商用的核心瓶颈之一，是通信时延与可靠性。6G的亚毫秒时延、厘米级定位、车路云一体化能力，将真正实现车与车、车与路、车与云的实时交互。<br> 4. 全息通信：消费端的“杀手级体验”<br> 6G的超高速率、低时延与原生AI能力，让全息三维内容实时传输成为可能。跨城市全息会议、远程全息教学、沉浸式娱乐成为现实。打破物理空间的连接壁垒。<br> 5. 智慧能源：源网荷储的“智能调度中枢”<br> 风电、光伏的波动性，需要电网具备实时感知、智能调度能力。6G支撑能源互联网实时监测、智能调度、故障预警，实现风电、光伏、电网的源网荷储智能交互，提升能源利用效率，推动能源体系向清洁化、智能化、高效化转型。<br> 6. 远程医疗：打破壁垒的“手术刀”<br> 超高清、低时延、高可靠的6G网络，支撑远程精密手术、跨区域医疗协同，顶级专家可实时指导基层手术，有效缩小医疗资源区域差距，实现优质医疗资源共享。<br> 7. 城市级数字孪生与智慧城市<br> 通过全维度感知城市物理实体，构建与物理城市同步的数字孪生城市，实现交通信号智能调控、安防事件自动预警、市政设施预测性运维，推动城市治理精细化、智能化升级。<br> 8. 空天地海应急通信：极端场景的“生命线”<br> 在地震、洪水、台风等极端场景下，快速构建全域应急通信网络，实现灾区无死角覆盖，保障指挥调度、救援信息稳定传输，大幅提升应急救援效率，为生命安全保驾护航。<br> 但要真正走到规模化商用，6G还需跨越技术难题、产业链成熟度不均衡及安全与合规等一系列挑战。<br> 6G网络性能参数估计目标值<br> 6G的极致性能与全新架构带来的一系列技术难题，是商用落地的首要障碍。<br> 一是高频段覆盖能力弱，太赫兹、毫米波信号易受遮挡、传输损耗大，广域覆盖难度大、成本高；<br> 二是核心器件性能不达标，太赫兹芯片、高性能功放在功率、效率、功耗上仍有差距，制约工程化应用，难以满足商用要求。<br> 三是系统复杂度指数级上升，空天地海一体化、通感算智融合带来网络架构、调度算法的高复杂度，协同优化难度大；<br> 四是星地融合同步与干扰难题，高动态卫星链路易出现信号中断、干扰加剧，精准同步与切换技术仍需突破；<br> 五是能耗压力巨大，6G网络节点更多、功能更强，如何在实现极致性能的同时控制能耗，实现绿色低碳通信，仍是关键难题。<br> source：giphy<br> 从产业链成熟度分析，6G产业链分为芯片器件、网络设备、终端模组、软件平台、行业应用五层。各环节协同发展，共同支撑6G产业化落地。<br> 截至2026年，网络设备进展最快，宏基站、小基站、核心网设备等已完成多代原型样机开发，性能指标满足试验要求。芯片与器件逐步突破，太赫兹、射频、基带等核心芯片完成流片，国产化水平持续提升。<br> 同时终端模组、卫星终端、车载终端等同步推进，适配6G网络能力；软件平台聚焦AI网络管理、通感算智调度、安全管控等方向，技术体系日趋完善；行业应用率先在低空经济、工业互联网、应急通信等领域开展示范，需求明确、场景清晰——整体呈现“网络侧快于终端侧、系统侧快于器件侧、行业应用快于消费应用”的特征。<br> 预计2028年全链条基本成熟，核心器件、设备、终端实现规模化量产，成本大幅下降；2030年具备大规模商用条件，形成完善的产业生态与商业模式。<br> 当前产业层面面临的问题主要是产业链成熟度不均衡，呈现“网络侧快于终端侧、系统侧快于器件侧”特征。芯片、材料等底层环节相对薄弱，国产化替代仍需时间——如核心器件中部分高端射频器件、精密传感器仍需进口，芯片制造工艺与国际先进水平有差距。<br> 高端测试仪表（如矢量网络分析仪、信号分析仪）也是目前产业链中易被忽视但至关重要的环节👇<br> 测试仪表可以看作是整个产业链的“尺子”和“眼睛”——测不出来，就造不出来；测不准，就做不精。高端测试仪表的国产化程度，直接决定了6G产业的自主可控深度。<br> 在6G迈向太赫兹频段、超大带宽的背景下，对矢量网络分析仪、信号发生器、频谱分析仪等设备的频率、精度和稳定性提出了极高要求。这一领域长期被是德科技（Keysight）、罗德与施瓦茨（Rohde & Schwarz）等国外厂商主导，在高端产品线上基本形成垄断。<br> 国产厂商（如思仪科技、创远信科、星河亮点等）已有关键突破，逐步将测试能力牢牢掌握在自己手中。但在高端产品线的性能余量、测量精度，尤其是软件生态的完整度上，与国外龙头企业仍有系统性的代差。这段差距，也正是6G产业链实现真正自主可控必须攻克的关键一役。<br> source：unsplash<br> 其他产业挑战还包括：<br> 部署成本远超5G——空天地海一体化网络需要大量基站、卫星、高空平台站，运营商投资压力巨大；<br> 商业模式有待清晰——消费端全息通信、元宇宙等场景仍在培育，行业端尚未形成可复制的合作模式，投资回报周期长；<br> 跨行业生态尚未形成——通信企业与工业、交通等行业存在技术标准不统一、需求对接不畅等问题，难以实现协同创新；<br> 频谱资源规划亟须统筹——全球高频段频谱分配未达成共识，各国规划存在差异，频谱供给不足，且空天地海频谱资源统筹难度大。<br> 从安全与合规挑战看——<br> 6G时代网络连接范围更广、终端数量更多，叠加AI、量子计算技术发展，带来全新的安全威胁，合规难度大幅提升。<br> 一是新型网络攻击更隐蔽。随着AI技术的快速发展，AI驱动的钓鱼、DDoS攻击能规避传统检测，量子计算对传统加密算法形成挑战，数据安全风险加剧；<br> 二是跨境数据与卫星通信合规难，各国数据主权、隐私保护、跨境传输规则不统一，卫星通信频率、轨道资源协调复杂，制约全球互联互通；<br> 三是海量终端监管困难，6G连接密度达1000万台/平方公里，大量低成本物联网终端缺乏安全防护，易成为网络攻击突破口；<br> 四是全球安全标准不统一，各国在网络安全、数据保护方面的合规要求差异大，增加企业研发运营成本，影响全球6G生态协同发展。<br> source：giphy<br> 综上，破解“卡脖子”困局是首要命题。测试仪表是当前产业链薄弱的环节。6G高频段、大带宽、新波形对测试仪表提出全新要求。目前部分高端矢量网络分析仪、信号分析仪等仍依赖进口（Keysight、Rohde & Schwarz等）。<br> 核心芯片、高频器件、基带算法与材料工艺，这些最上游的硬骨头必须集中力量啃下。设立国家级专项攻关项目，推动产学研用协同创新，从实验室的原型到生产线的良率，每一步都需自主可控。唯有如此，才能在未来的全球竞争中不被“断供”锁死咽喉。<br> 标准则是话语权的制高点。我们将继续深度参与国际电信联盟（ITU）和第三代合作伙伴计划（3GPP）等组织的标准制定，主动提交技术提案，在框架、接口、测试、安全等核心领域争取主导或共同主导的地位。让中国的技术方案成为世界方案的一部分，而不是被动接受他人划定的跑道。<br> 场景牵引是技术落地的加速器。我国在低空经济、工业互联网、通感算智一体化、太赫兹通信、可见光与超宽带、新型多址与无蜂窝大规模MIMO、网络内生安全等领域的工程试验已积累成功案例。将这些标杆示范场景打磨成可复制的样板，以真实的需求拉动技术迭代，就能在国际标准博弈中占据有利地形，让产业转化水到渠成。<br> 政策与法规是制度保障。加快频谱资源规划、卫星互联网布局、低空通信管理以及数据安全等领域的规则出台，完善跨行业融合的制度环境。<br> 6G的全球生态不可能由任何单一国家封闭完成。在标准制定、技术研发、频谱协调、产业落地等领域开展广泛协同，既竞争又合作，才能构建开放共赢的全球6G生态。孤举者难起，众行者易趋。<br> 最后，运营商的角色将发生根本转变——向“算力与平台运营者、生态构建者”进化。6G的通感算智融合能力，让运营商有机会切入垂直行业的核心生产环节——不只是连接万物，而是感知万物、计算万物、智能调度万物。打开这扇门，运营商才可能升级为价值共创者，才能分享到产业链更高处的利润。<br> 02<br> 从5G到6G,<br> 技术储备与专利布局<br> 要看到中国在6G时代的优势，不妨也回望5G的全球专利版图。一定程度上，这既是过往十年技术竞赛的成绩单，也是通往下一代通信的基石。<br> source：unsplash<br> 标准必要专利（SEP）是企业技术实力的硬指标。根据中国信息通信研究院2026年4月发布的《全球5G标准必要专利及标准提案研究报告（2026 年）》（以下简称《报告》）——<br> 截至2026年2月28日，全球声明的5G标准必要专利已超过15.9万件，有效专利族超过11.06万项。<br> 在有效专利族排名中，华为以11.70%的占比位居第一，其后依次是高通（8.05%）、三星（7.36%）、LG（7.25%）、中兴（6.82%）、诺基亚（6.69%）、爱立信（6.09%）、小米（4.84%）、OPPO（4.52%）和NTT DOCOMO（3.72%）。前十名企业的有效专利族合计占全球总量的67.03%，呈现出高度集中的头部效应。<br> 有效专利族是指该族内至少有一件专利或专利申请尚未失效，包括授权专利族和公开专利族两种状态。<br> 在更为严苛的授权专利族（授权专利族是指有效专利族中至少具有一件授权专利）统计中，华为的份额进一步扩大至13.14%，高通、LG、三星紧随其后，中兴、爱立信、诺基亚等也稳居前列。<br> 值得注意的是，中美欧三方专利族（同时在中国国家知识产权局、美国专利商标局、欧洲专利局获得授权的专利族）被视为高价值专利的重要标尺。其中华为占比17.12%，高通13.98%，三星6.94%，爱立信6.74%，诺基亚5.85%，中兴5.84%，OPPO5.41%——这一排名能体现企业在全球核心市场的技术控制力。<br> 工信部发布的《2025年通信业统计公报》显示，在核心专利层面，我国全球5G标准必要专利声明量占比高达42%，位居世界第一。<br> 当然，6G不是5G的简单升级，而是一场通信范式的根本重构：从“万物互联”走向“通感算智一体化”，从地面覆盖走向空天地海全域融合。中国凭借提前布局、专利优势和相对完整的产业链，已在这场重构中占据先发位置。<br> 在技术储备与原型样机开发方面，我国已完成了6G宏基站、小基站、有源天线单元、核心网设备、卫星终端、车载模组、行业终端等全系列原型样机的研发，形成了完整的系统设备与终端产品体系。<br> 更关键的是核心芯片领域的突破。太赫兹芯片、相控阵芯片、基带芯片、射频芯片、AI算力芯片均实现关键跨越，国产芯片覆盖率已达85%以上，部分芯片性能达到国际领先水平。<br> 高端测试仪表的国产化也在加速，为6G的自主研发提供了“中国尺子”。<br> 知识产权层面，截至2026年，全球6G核心专利数量排名中，我国以35%的占比位居第一。华为、中兴、大唐等企业的专利布局已覆盖3GPP标准中的关键接口、核心算法、系统架构等核心环节，在通感算智一体化、空天地融合、智能网络、高频通信、内生安全等方向形成了密集的技术壁垒。掌握了标准制定的核心话语权，能够有效保障我国产业利益。<br> 中国信通院专家认为：“十五五”期间，我国将重点开展6G标准的研制与产业协同研发，预计到2030年启动商业应用，到2035年实现商用部署，有望形成万亿元级的6G产业及应用市场。<br> 尾声<br> 从1G到5G，中国移动通信技术实现了从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的精彩跨越，5G时代我国实现技术、标准、产业全面领先。<br> 而在6G的全新赛道上，我国早已提前布局、主动出击，凭借完善的产学研用协同创新体系、强大的产业链配套能力、显著的技术与专利优势，占据了全球6G研发的先发地位。<br> 但我们也清醒地认识到，6G的发展从来不是单一企业、单一行业的“独角戏”，而是需要政府、科研机构、设备厂商、运营商、行业企业多方协同发力的系统工程，更是需要全球各国开展技术合作、标准协调的“全球大合唱”。<br> 2026年是6G标准研究全面启动，关键技术从概念到现实的关键一年。多方协同发力下，6G必将如期而至，成为支撑未来数字经济发展、推动人类社会迈向智能时代的核心基石，而中国也将继续在全球移动通信技术发展中保持领先，为全球6G发展贡献中国技术、中国方案、中国力量，与世界各国一起，共同开启智能互联的全新时代。