可持续绿色智能简洁6G：愿景与技术趋势

6G 总体愿景

6G 网络的核心目标是“以低碳智简实现万物智联”，赋能无人驾驶、智能交通、智慧城市等千行百业垂直应用。6G 网络将具备超大容量（Tbps 级峰值速率）、超低时延（0.1ms）、超高可靠（99.99999%）、超高效能（频谱效率、能量效率等），支持海量信息的实时传输交互。同时，网络将实现感知、通信、计算与控制深度融合，并针对不同业务建立差异化的信息时效性模型和低时延高可靠指标体系。此外，6G 网络将深度融合大数据、人工智能等技术，设计智慧内生的新型网络架构，满足人工智能算法的数据采集、训练与推理决策的时效性需求。

6G 关键使能技术

低碳的网络架构

• 天地融合覆盖：解决“数字鸿沟”问题，应用于应急救灾、广域生产、智慧物流、海域通信等场景。主要挑战包括星地链路差异、环境复杂变化、用户确定性服务需求与网络动态性的矛盾。解决方案包括“结构化”设计（从基本结构入手）和“闭环化”设计（构建感-传-算-控闭环）。
• 多层柔性覆盖：通过控制覆盖与业务覆盖解耦的超蜂窝网络架构，实现网络的柔性覆盖，降低全网能耗。超蜂窝网络架构包含控制基站（CBS）和业务基站（TBS），可根据业务量大小进行业务基站动态休眠。联合优化业务基站休眠和频谱分配，典型场景下可节省 50% 的网络能耗。
• 自组织可重构：6G 网络将呈现自组织、自愈、无中心的新增特征，体现在覆盖、连接、网络管理、计算协同等方面。智能无线接入点可自主认知周边无线通信环境与通信能力，与其他智能无线接入点协作，构成无线多跳的自组织通信链接。核心网功能将分布式部署，下沉到若干网元节点，实现无中心化。
• 人智增强空口：未来的空中接口将围绕最终需要完成的信息任务，包含能量传递、环境感知、空中计算等多重可能。不同任务对空中接口的要求差异极大，需要现场可定义的动态空中接口。智能超表面将置于无线信道中间，实时改变入射电磁波信号的反射强度和相位，从而实现改变电磁波信号在信道中传播特性的目的。

跨层多域智能协同

• 高时效语义通信：语义通信联合优化通信-应用，能够只传输和应用有关语义信息，不再是只用于恢复数据的比特流，可以实现低时延传输，高噪声鲁棒性，和改善各类智能应用性能的可能性。语义通信系统可分为文字、语音、视频、多模态多用户传输四类。
• 感传控算协同：6G 网络将支持各功能模块之间的相互协作，提升整体性能。通信与感知相互融合使得移动网络具有低成本内生感知能力，可用于提升通信网络原生性能和构造数字孪生网络。通信与计算融合，打通云-边-端计算体系，实现计算资源的按需快速响应。感传算控协同体系将在泛在计算网络支持下实现感知能力、通信能力的互相促进，提升智能控制应用性能。
• 无线赋能人智：无线网络将引入大量算力与人工智能算法，从数据传输管道进化为集信息感知、传输、处理为一体的智慧网联通道。需要协调智能体异构的通信与计算资源，实现满足时效性需求的分布式学习与决策，并同时降低网络能耗。

新材料与新芯片

• 射频新材料：毫米波技术将成为 6G 无线通信的核心支撑技术，太赫兹也将作为 6G/B6G 的重要候选频段。高功率、高效率、高集成度的射频前端成为毫米波太赫兹无线通信的重要研究方向。异质异构集成是应对单一半导体局限的自然选择，将不同工艺和节点的高性能器件或芯片集成为单个电路系统，可显著增强系统设计灵活性和功能。
• 智能超表面：智能超表面能够实时改变入射电磁波信号的反射强度和相位，从而实现了改变电磁波信号在信道中传播特性的目的。智能超表面在传统通信业务和垂直行业应用中已展现出广阔的应用空间。
• 高能效芯片：通信芯片正朝着高性能、低功耗和智能化方向发展。高能效模拟数字转换芯片和通信智能芯片是其中两个重要发展方向。高能效模拟数字转换芯片包括射频直接采样技术、连续时间流水线 ADC、多通道交织 SAR 等。通信智能芯片包括高能效准静态频道的收发机芯片，以及融合高能效 AI 处理的智能通信芯片及系统。
• 光电新器件：微波光子学能够用于提升通信系统的信息计算速度和能量效率。光计算技术可以实现天然的信息并行化计算，通过极低的硬件复杂度和功耗获得极大的计算带宽。光计算系统在未来光通信系统场景下的优势主要包括低计算延时、高带宽和低功耗、集成化。