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毕奇，朱剑驰，夏旭，刘胜楠，尹航 （中国电信股份有限公司研究院，北京 102209）
0 引言
根据国际电信联盟（ITU）的愿景框架，国际标准组织第三代合作伙伴计划（3GPP）计划于2025年6月启动6G技术标准的研究工作，预计2027年完成技术研究，2029年完成第一个版本标准规范。
2025年3月10日至11日，国际标准组织3GPP的首个6G技术研讨会在韩国仁川召开。本次会议征集了全球6G的重要技术方案，标志着6G国际标准工作在2025年全面启动。本次研讨会上，全球共有600多位专家莅临现场参与讨论，共提交243篇文稿。会议围绕6G总体愿景、无线接入网和核心网技术方案开展讨论。按照3GPP的时间规划，2025年6月将正式通过6G核心网系统架构研究立项和6G无线网技术研究立项。为此，2025年被业界视为6G标准化元年。本文基于本次研讨会的技术提案，总结了5G在标准制定、网络部署与运营方面的经验，并分析了6G无线接入网与核心网的关键技术演进趋势。洞察及总结本次6G国际标准技术研讨会的内容，为6G技术路线选择与国际标准制定提供了参考，对于推动6G的发展具有促进意义。
1 6G愿景
2023年6月，国际电信联盟（ITU）完成《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》，标志着业界关于6G需求与愿景已达成基本共识[1]。如图1所示，面向6G，ITU定义了6大典型场景和15个性能指标。6G在5G的三大场景基础上演进升级，并新增感知、AI、泛在连接场景，对网络性能提出了更加多元化、多要素的性能要求，多域融合成为6G技术发展新范式。6G将实现多要素融合，拓展业务形态，提供泛在、智能和感知的能力，探索与新产业、新功能、新能力的融合发展，助力实现万物智联的美好愿景。
目前ITU和3GPP组织正在开展6G技术性能指标制定，虽尚未达成最终共识，但根据主流参与者的提案及讨论，业界初步预测认为[2]：
（1）6G峰值速率可达50～200 Gbps，是5G的2.5～10倍； （2）6G平均频谱效率可达5G的1.5～3倍； （3）用户体验速率可达200～500 Mbit/s，是5G的2～5倍； （4）6G最低时延预计可达0.5 ms。
从以上预测可以看到，6G的速率增长与前几代相比并没有增长10倍，而是有所回落。这与移动通信领域技术的成熟及市场对速率增长的需求下降有关。值得关注的是，6G不仅是速率、频谱、时延等传统通信指标的演进升级，还包括多维度新型指标，例如新增AI、通感、联合指标等。其中AI可考虑AI服务需求、AI服务准确性、AI服务时延等量化指标，通感可考虑误检率/虚警率、定位/速度/角度准确度、定位/速度/角度分辨率等量化指标，联合指标可考虑面向沉浸式通信场景的速率、频谱效率、时延、能耗等关键指标的联合需求。
2 5G经验及亟需改善的方向
运营商普遍认为，在6G设计初期应充分吸取5G在标准制定、网络部署与运营方面的经验及教训，以促使6G具备更强的实用性和商用价值。相关经验教训包括以下几个方面：
（1）5G标准功能冗余：5G标准包含大量可选功能，导致标准碎片化、部署延迟及运维成本增加，特别是5G-A阶段引入的较多功能，商用推动缓慢[3]。此外，灵活分散的5G能力导致不同厂商之间设备的互操作性测试困难，使得运营商统一的网络部署难度增加。6G标准应减少非必要选项，聚焦核心功能，避免重复设计造成的系统功能冗余。
（2）5G组网架构选项过多：5G组网架构支持独立组网SA（Standalone）和非独立组网NSA（Non-Standalone）。NSA架构需对4G网络进行升级，并无法支持5G新特性[3-9]；其次，相较于SA架构，NSA引入额外信令开销，影响5G性能优化；另外，基于NSA的网络部署存在网络设备与制造商绑定的风险。因此，6G网络架构重点应放在SA上。
（3）网络拓扑复杂：5G网络拓扑复杂度高，网元协作困难，导致新功能上线速度慢。其次，一旦网络出现故障，很难快速定位到故障点，导致故障恢复时间长[10]。因此，6G网络拓扑在设计之初即应实现至简设计，尽量减少网元数量，解耦网元互联，简化6G网络架构，提升数据交互效率。
（4）5G覆盖与能效有待提升：覆盖是运营商最为关心的关键技术指标。5G覆盖性能受限于上行，设计之初未充分考虑上行覆盖优化问题，后期通过补丁提升覆盖[3,5,11-17]。另一方面，天线和带宽的增加导致5G能耗高[5,8,9,11,12,14,15,18]。覆盖和能耗的双重挑战，使得5G网络运营成本较高。6G在设计之初，即应重视覆盖增强技术；同时考虑更加灵活的初始接入机制和参考信号设计，平衡网络能耗与效率。
（5）5G垂直行业支持不足：5G对垂直行业业务的复杂性和需求预判不足，成功案例相对有限[4,14]。6G设计之初即应对垂直行业业务进行更深入的了解，设计可以兼容多种终端需求的网络[3,9]，以扩大垂直行业发展，推动6G网络广泛应用。
3 6G网络演进
6G网络演进涉及诸多关键领域。本文基于本次研讨会的提案，分析影响6G发展的核心方向，并总结6G核心技术演进趋势。
（1）频谱：频谱是无线通信的核心资源。从5G毫米波部署的经验来看，中低频频段仍是6G覆盖底座，包括sub-6 GHz的已有频谱资源。新中频厘米波频段（7—24 GHz）也将是6G重要的候选频谱。此外，6G将继续探索毫米波频段的应用场景。
Sub-6 GHz单载波最大带宽在5G可支持100 MHz，毫米波频段最大带宽为400 MHz。6G单载波最大带宽有望继续增加，例如sub-6 GHz最大带宽可能增加至200 MHz，厘米波最大带宽可能为400 MHz，毫米波最大带宽可能增加到800 MHz [5,11-13,19-21]。运营商普遍认为，基站高能耗是网络运营面临的一大难题。由此，6G的发射功率能否像历代一样按带宽的增加而成比例增加，目前仍处于不确定状态。如果6G发射功率不能与带宽成比例增加，其对可达到的平均速率将造成成比例的影响，从而放缓6G速率增长的节奏。
此外，如何高效利用高中低频谱方面是6G面临的一个重要挑战。传统的载波聚合技术将继续演进增强[3,5,6,18,22-24]，并有望采用新型频谱融合技术：
（1）单小区多载波技术[4,8,11,12,14,16,19-22]通过在一个小区配置管理多个载波，实现载波间共享同步广播等信息，降低公共信令开销；同时可利用单小区内的载波切换替代传统的小区间切换，无需辅小区的添加/释放，优化移动性性能；并且各载波资源能够灵活快速利用，无需辅小区激活/去激活时延。
（2）灵活上下行载波组合技术[4-7,13,14,16,22,25]可从上、下行频谱资源池中灵活选择数目相同或不同的上下行载波自由搭配组合，从而实现灵活适配上下行不同业务负载。
（3）5G支持具有两套发射机的终端在3或4个频段之间动态切换，6G将支持更强能力的终端和使用更多的频段，终端可支持两套或三套发射机在多个频段之间动态切换[7,16,26]，从而实现频谱融合技术和MIMO技术的有机结合。
3.1 网络架构 鉴于5G网络部署经验，减少6G组网选项已经成为业界共识，6G SA组网方案受到全球运营商、设备商和终端厂商的普遍青睐，有望在6G占据主导地位[27]。受当前全球5GC部署差异化的影响，如图2所示，6G SA独立组网分为以下两个选项：
（1）基于5GC演进的SA独立组网； （2）基于全新6GC的SA独立组网。
两种选项的本质区别在于6G核心网是否基于5GC演进还是引入全新6GC。其中，支持选项1的公司主张基于5GC架构平滑演进[28-37]，可通过新增NF和升级现有NF支持6G功能，将虚拟化网元扩展为可编程模块，采用轻量化容器实现6G功能按需加载；增强NWDAF以支持AI模型管理，满足6G智能化需求；在接口协议上延续5GC架构并扩展，兼容6G新空口及业务需求。支持选项2的公司主张重构6G核心网架构，重新定义网元功能、接口及服务，采用可扩展、可定制的设计以支持5G/6G接入[38-43]。通过设计分布式自主组网架构，对网络进行简化，融合非必要解耦的NF；引入AI Agent替代传统控制面网元（如AMF/SMF），实现功能解耦与资源动态编排；扩展6G应用场景，在网络功能、接口、协议栈、空口等方面创新，端到端支持空天地一体和通感算融合等新业务。
表1总结了以上两种6G核心网演进路线的方案特点和关键举措。 除6G组网架构外，6G还需考虑无线网的分离架构。如图3所示，5G引入CU-DU分离架构，根据分离位置的不同，研究了两种分离方案：（1）高层分离方案（HLS, Higher Layer Split）；（2）低层分离方案（LLS, Lower Layer Split）。
最终，5G采纳了高层分离方案，即PDCP层及以上的无线协议功能由CU实现，PDCP以下的无线协议功能由DU实现。在此架构下，5G基站基带部分拆分为CU和DU两个逻辑网元，而射频单元以及部分基带物理层底层功能与天线构成AAU[44]。
欧美运营商和设备商建议在6G支持低层分离（LLS）方案[13,45]，通过对前传接口的开放，构建多厂商共享的开放基础设施平台，提升无线网的开放性与互操作水平。
值得关注的是，O-RAN联盟正持续推进前传接口开放化进程，并已发布系列标准化协议。在此背景下，如何协调3GPP与其他标准开发组织（SDO, Standards Development Organization）的工作，增强不同SDO间的协作，是6G研究初期需解决的关键问题。
3.2 波形、编码与调制 波形、编码及调制技术趋于成熟，预计在6G不会有较大的改变。
（1）编码与调制技术：虽然有个别公司提出新的调制和编码方式，不过6G很大可能将延续5G的LDPC和Polar码作为基础编码方案[5,11,12]，并需进一步优化以支持更高数据速率和更低复杂度。为进一步提升网络吞吐量，6G可能会采用1024QAM甚至更高阶的调制方式，因此信道编码技术也需要考虑支持1024QAM或更高阶调制，同时优化并行编译码机制来提升LDPC码的频谱效率和吞吐量；Polar码可以考虑支持灵活的完整性校验，减少误检率。需简化编码实现，避免过度增加硬件复杂度。在传统的编码方式基础上，也可考虑较为成熟的AI辅助编码优化算法。
（2）波形技术：目前来看，6G估计仍会沿用5G的波形框架，以CP-OFDM和DFT-s-OFDM为基线[11]，同时探索新波形的可能。具体地，波形设计上，估计会考虑如下改进和优化：
1）覆盖增强：通过低PAPR波形提升上行覆盖[12,14]； 2）频谱效率：支持更宽的载波带宽（如200/400 MHz）和更大FFT尺寸（8k/16k），适配高频段的网络[13]； 3）兼容性与共存：面向多接入频谱共享MRSS（Multi-RAT Spectrum Share）等场景，考虑与5G频谱共享时的波形兼容性[4]； 4）通信感知融合：6G引入通信感知融合，需要设计合适的波形，力求同时满足通信和感知的性能需求[4]。
（3）多天线技术（MIMO）：多天线MIMO技术仍然是6G的核心技术，6G网络中MIMO技术将呈现如下特点：
1）超大规模MIMO：天线规模的提升是提高MIMO性能最直接的技术手段，5G支持32/64通道、192/512甚至更高的天线振子数量，支持的最大CSI-RS端口数量可达128。6G网络天线将向着超大规模MIMO继续演进，特别是随着兼具覆盖与容量优势的U6GHz频段，基站的CSI端口数量将达到256以上，天线振子数可能达到2 048以上。但是天线规模增大也会带来CSI-RS等参考信号开销的增大，在超大规模MIMO中如何优化参考信号，降低实现复杂度也是6G需要解决的新问题[4,5,8,9,12-14,16-18]。
2）注重上行MIMO技术增强：4G/5G重点关注MIMO技术在下行的应用[3,4,12-18]，随着电子集成技术的演进，折叠屏手机、IOT终端等新型终端具备了部署更多天线数量的可能性。因此，在6G网络中，可以将4G/5G中的下行MIMO技术作为出发点，对上行MIMO技术进行增强，以满足至少4T8R配置下的终端天线需求。
3）支持MIMO分布式架构：传统的MIMO架构以集中式为主。分布式MIMO技术，通过多个天线节点（如射频拉远单元或接入点）的分散部署，拉进了终端和天线的距离，有效提升系统容量和覆盖。6G可支持灵活的分布式MIMO架构[4,13,14,16,18]，同时，分布式MIMO将是集中式MIMO的补充。
4）提升能量效率与频谱效率：MIMO规模的增大必然导致能耗的提升，增加网络运行成本，给网络的规模商用造成阻碍。6G的网络设计需要充分考虑实际部署中的MIMO配置，避免过度假设；设计更加灵活的动态天线端口关闭架构，并结合和AI辅助能耗管理，实现网络节能[7-9,11,14]。
3.3 物联网（IoT） 随着通信技术的快速发展和新兴垂直行业的崛起，物联网终端呈现快速增长，越来越多的行业应用丰富消费者的生产和生活。据ABI Research预测，到2026年，物联网蜂窝连接数量将超过30亿[46]。Massive IoT成为6G重要的场景之一，设备连接数从5G时代的106个拓展到6G预期的108个，实现千亿级海量多样化终端设备连接，并预期6G从5G的万物互联实现全域智联。
研讨会与会者普遍认为，6G IoT需要统一的架构设计[27]，实现灵活裁剪以及可扩展的物理层协议设计。6G第一版本需支持不同类型的终端，通过带宽、速率、天线数、功耗等进行终端分类[27]，根据需求确定6G终端必选和可选能力，涵盖高能力终端到低能力终端[9]，例如普通eMBB终端、特定的物联网终端等，避免过于复杂的系统设计，带来系统碎片化和兼容性问题。6G应实现统一的同步信号设计，从而支持不同类型终端的接入，例如带宽为5 MHz、20 MHz、100 MHz等不同类型的终端；支持简化的BWP设计[3]，为不同带宽能力的终端配置灵活的BWP，更好地实现BWP切换，提升系统性能和鲁棒性。此外，业界达成初步共识，认为Ambient-IoT与6G IoT是独立的演进路线[9,13]，现有5G Ambient-IoT框架可以复用，没有必要为6G空口单独设计，同时需要考虑5G Ambient-IoT和6G的共存问题，以及潜在的兼容性[16]。
4 6G多域融合
6G的核心特征在于网络与人工智能、通信与感知、地面与非地面网络的深度融合，通过多域融合重构传统通信系统，推动6G向智能化、全域化、多功能化方向演进。
（1）人工智能（AI, Artificial Intelligence）：网络和AI融合的技术研究从5G阶段开始，5G网络的AI应用主要表现为“外挂式”部署。尽管当前产业界对“内生AI”的具体实现路径仍存在技术理解差异，但6G第一版标准有望深度集成AI功能[27]。6G网络和AI的深度融合分为以下两个维度：
1）AI for 6G：6G设计之初应综合商用需求、实际性能增益和网络/终端复杂度等筛选高优先级用例并在第一版标准中予以支持。表2给出了无线侧5G-A研究的用例以及6G潜在新用例，其中，5G-A研究用例可以作为6G研究的重要参考，同时6G需持续挖掘高价值AI应用场景。值得关注的是，尽管6G与AI的深度融合是大势所趋，但仍需以传统方案为基础，网络应具备回退至传统方案的能力[18]，从而保障网络运行稳定可靠。
基于5G-A阶段AI生命周期管理（AI Lifecycle Management）机制的研究成果，构建统一的AI框架（Unified AI Framework）管理体系对于6G至关重要[4]。该框架需系统性地涵盖数据收集、模型训练与优化、推理执行及性能监控等核心环节。需要特别指出的是，6G AI功能架构必须设计完善的前向兼容机制，以确保其能够灵活支持6G中后期演进过程中不断涌现的AI新用例。6G需解决的另一个关键问题是如何建立科学的AI性能评估指标，统筹考虑AI引入后产生的系统能耗增加与复杂度提升等综合影响，构建兼顾效能、能耗与复杂度的多维评估体系。
2）6G for AI：随着以ChatGPT、DeepSeek为代表的大模型技术快速发展，人工智能已进入规模化服务应用阶段。这一演进显著推升了网络流量需求，对移动通信系统提出了新的挑战。在此背景下，6G网络不仅需要满足持续激增的数据传输体量需求，还需满足AI应用在时延和服务质量（QoS, Quality of Service）等方面的差异化需求。为此，6G网络需充分考虑业务流量增长趋势，针对性优化网络传输机制[7]，为AI应用提供高效的传输保障。
除此之外，6G将构建由AI Agent组成的互联网络，实现“内生智能”与“普惠智能”。3GPP SA1给出了AI Agent的定义：能够与环境交互、获取上下文信息、推理、自学习、决策、执行任务（通过自主或与其他AI Agent协作的方式）以实现特定目标的自动化智能实体[48]。AI Agent作为能感知环境、自主推理和协作决策的智能实体，通过6G网络整合连接、计算、数据与模型资源，形成分布式AI服务体系。这种架构将网络从“连接导向”升级为“服务导向”，用户可直接调用内嵌的AI能力，在保障低碳高效的同时重构边缘云生态，催生新商业模式，这一演进也将使6G网络从通信基础设施升级为智能社会的核心支撑平台。
（2）非地面网络（NTN, Non-Terrestrial Network）：5G将网络覆盖扩展至非地面场景，在地面网络协议的基础上对卫星通信特有的广覆盖、大时延、高移动特点进行适应性改动[49]，实现了星地间的初步融合。6G在设计之初就需考虑卫星节点的相关特性，实现地面网络（TN, Terrestrial Network）和非地面网络的统一设计，通过地面和非地面网络深度融合打造全球无缝覆盖的立体网络[50]。
业界普遍认为6G NTN需要在多轨道协同设计、TN/NTN频谱共享、GNSS-less定位等核心技术进行重点突破[51-52]。在多轨道协同设计方面，高轨卫星具有覆盖面积广、移动性管理简单的优势；低轨卫星服务链路的传播距离更短，可以实现较低通信时延以及高速率数据服务。通过多轨道协同设计，能够实现高低轨卫星的优势互补，全面提升天地一体网络在覆盖和容量方面的性能。在TN/NTN频谱共享方面，TN和NTN频谱不再独立划分而是形成共享资源池，TN和NTN互相协调并进行干扰规避，从而能够有效提升频谱效率。在GNSS-less定位方面，主要研究的是在GNSS精度不够时利用无线接入网信号来实现精准定位，能够摆脱NTN设备对GNSS模块的依赖。
考虑到全球无缝覆盖立体组网的需求，6G网络能够将多种类型网元部署在地面、低轨和高轨卫星等多个空间维度[53]。如图4所示，面向6G的天地一体柔性网络架构中，一方面，针对卫星体积与算力限制，需设计云边协同星载核心网架构，卫星节点按需灵活部署核心网的网元（例如AMF、SMF、UPF等），结合分布式服务注册与发现（RDF，Registration Discovery Function）功能，就近访问数据存储功能（DSF，Data Storage Function），减少多跳传输以降低时延，以此节省星载资源消耗；另一方面可以将基站、CU/DU等接入网网元分布在高低轨卫星并进行协同，支持多场景空口能力匹配，推动星地功能从“松散协同”向“紧耦合”演进。
（3）通感一体（ISAC, Integrated Sensing And Communication）： 3GPP正在开展ISAC的信道模型与应用场景的研究，计划今年6月完成。值得关注的是，低空感知作为ISAC技术的关键应用场景，已获得产业界广泛共识。为加快推进低空感知技术的商业化进程，部分国内外运营商联合倡议，在5G-A阶段应优先开展基于基站的低空无人机感知标准研究[54]，涵盖无线架构和信令流程设计等核心技术方案，并基于研究需求进行必要的性能评估，从而为低空经济等战略性新兴产业的创新发展提供标准化支撑。
6G全面开展通感一体技术研究工作已基本达成共识 [27]，包含6种感知模式（如图5）[25]，潜在应用场景包括自动驾驶、环境重构、入侵检测和船只检测等 [45]。
业界普遍认为6G通感研究应聚焦参考信号、波形、帧结构、资源管理、干扰管理与数据管理等重点内容和关键技术[14]。在通感参考信号和新波形设计方面，目前业界存在两种技术路线：一种是联合设计，采用统一的参考信号和波形实现通信和感知功能；另一种是独立设计，为感知功能单独设计参考信号和低复杂度、低功耗的专用波形。当前，潜在的候选波形技术包括OFDM-LFM、DFT-S-OFDM和脉冲波形等[4]，具体选择需权衡频谱效率、感知精度及实现复杂度等因素。在通感帧结构设计与资源管理方面，6G需要进一步研究通信与感知资源的分配与管理机制[5]，以提高系统的频谱效率与能量效率。在通信和感知业务干扰协调方面，业界普遍认为6G需建立完善的干扰管理机制以协调通信与感知功能，并设计灵活的感知架构及信令流程，以全面支持6种感知模式。在通感数据管理方面，6G可以研究长期CSI获取、目标点云数据采集技术，以及海量感知数据的高效压缩与传输机制[14]。
在通感一体网络架构设计方面，业界普遍认为6G网络架构需引入新的感知功能以支持6种感知模式下的感知流程控制和感知结果计算，并通过感知、通信和计算功能的集成来满足数据传输和处理的低时延需求[55]，同时结合AI技术来提升感知网络的性能。感知网络架构可按需灵活部署，例如，可以在网络边缘部署感知和计算功能，对实时数据进行局部处理和分析，以减少敏感数据的传输和存储，提高数据的安全性和隐私保护水平[39]。
5 结束语
随着3GPP首个6G国际标准技术研讨会的召开，6G正式迈入标准制定阶段。业界主流公司认为：
（1）6G设计之初即应充分吸取5G在标准制定、网络部署与运营方面的经验。 （2）频谱是无线通信的核心资源，如何高效利用高中低频谱是6G面临的重要挑战，载波聚合技术将继续演进增强，同时需考虑新型频谱融合技术。 （3）6G网络架构应重点考虑独立组网方案，减少过多组网选项，避免产业分化。 （4）6G独立组网包含基于5GC平滑演进和基于全新6G Core两种方案。 （5）6G很大可能将延续5G的LDPC和Polar码作为基础编码方案，并沿用5G的波形框架，以CP-OFDM和DFT-s-OFDM为基线，同时探索新波形的可能。 （6）超大规模MIMO技术是6G的核心技术之一，但需充分考虑天线规模增加带来的能耗问题。 （7）6G空口需要统一设计，以支持不同类型的终端。 （8）6G和AI将深度融合，构建由AI Agent组成的互联网络，实现“AI内生”，但仍需以传统方案为基础，网络应具备回退至传统方案的能力。 （9）6G将实现TN和NTN的统一设计，通过地面和非地面网络深度融合打造全球无缝覆盖的立体网络。 （10）在5G-A阶段应优先开展基站感知标准研究的基础上，6G全面开展通感一体技术研究工作已基本达成共识。
回顾5G的发展历程，大规模天线（Massive MIMO）是5G提升覆盖和容量最为关键的核心技术，服务化架构（SBA, Service Based Architecture）实现了5G核心网的高效化、软件化、开放化，低时延高可靠通信（URLLC, Ultra Reliable and Low Latency Communication）技术为垂直行业注入新动能，5G NTN技术打破天地通信壁垒，开启了星地融合之路。面向未来，6G试图实现通信与感知、通信与AI的深度融合，以及空天地一体的融合，构建多域融合的通感智算一体化新型信息服务网络，实现跨领域协同服务，开启万物智联新时代。
从当前技术发展态势来看，6G技术的演进节奏相较5G呈放缓趋势，这促使业界将更多的期待寄托于技术融合方面，特别是与AI的融合。值得关注的是，目前以大模型为代表的深度学习和机器学习，在自然语言处理和图像处理两个方面取得了令人鼓舞的突破。深入分析表明，在这两个方向的突破很大程度上得益于语言和图像数据所具有的极强的上下文关联特性。然而，这类条件下的技术突破能否直接迁移到移动通信网络演进中，以及6G技术能否借鉴语言大模型和视觉大模型的发展经验，结合移动通信网络特有的技术属性实现跨越式发展，从而突破当前的技术瓶颈，还有待进一步的实践验证和时间检验。
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发表于 2025-6-5 13:52:58