6G：從基礎研究到泛在應用

2026年3月，“十五五”規劃綱要明確指出了第六代移動通信等成為新的經濟增長點，推進第六代移動通信（6G）技術創新。目前，6G研究蓬勃發展，受到了來自政府部門、產業界和學術界的共同關注，其應用探索也逐漸拉開帷幕。

習近平總書記指出：“基礎研究是整個科學體系的源頭，是所有技術問題的總機關。”移動通信的發展歷程，突出地體現了基礎研究的這一特征。從1G到6G，移動通信經歷了數字化、寬帶化、智能化的變革。在這一歷程中，信息論作為通信的數學理論，起到了揭示理論極限、啟示逼近方法、闡明體系構架的重要作用。在面向6G的演進中，信息論與人工智能、運籌優化、物理與材料等基礎理論進行著深度交叉融合，為移動通信業態的各項深刻變革做好源頭性的理論准備。6G的各項新型商業應用，都展現出以基礎研究為源頭、瞄准應用場景開花結果的特征，產學研用耦合緊密。

服務人工智能、人工智能賦能，是6G演進繞不開的趨勢。通信網絡經過半個多世紀的發展應用，促進了承載人類知識的大量多模態語料的數字化，為人工智能奇點時刻的到來，完成了海量數據積累。近年來，大語言模型、具身智能等代表性人工智能技術蓬勃發展、廣受重視，在許多領域都取得了成功的應用。可以預見，到6G網絡大規模商用之時，其大量業務將服務於人工智能的訓練、推理任務。人與智能體，智能體相互之間的信息交互將佔用大量的帶寬。因此，6G網絡將在傳統的文字、語音、視頻傳輸業務之外，開辟語義通信新業務，以智能體為服務對象，進行語義的理解、壓縮和傳輸。6G服務於人工智能，也受益於人工智能。終端智能化，無疑將會越用越聰明、越用越貼心，讓6G更聰明、更准確地響應用戶需求。

6G讓通信為垂直行業開展“量身定制”。在機器人遙控操作、工廠自動化、電網控制、無人駕駛等垂直行業應用中，要求信息必須傳得及時、傳得准確，6G的超可靠低延時通信就瞄准此類應用，基於信息論、運動學和控制論的交叉融合，可為垂直行業廣泛去除龐雜的線纜束縛，降本增效。在智能抄表、環境及安防監測等領域，則要求基站“眼觀六路，耳聽八方”。為此，6G在多用戶信息論與分布式協同理論融合的基礎上，衍生出大規模通信技術，從而支持成千上萬個節點的有效接入。在6G時代，無線通信正在經歷著從“廣種薄收”向“精耕細作”的模式轉變，根據不同行業的具體需求裁剪通信指標的設置，讓面向行業差異化的定制為無線通信帶來更廣闊的市場天地。

6G有效為地面基站難以服務的區域提供空天地海廣域覆蓋，實現泛在連接。低空經濟的興起，催生了用通信基礎設施覆蓋低空空域的需求﹔野外勘探、救援以及極地考察等，需要為地面的稀疏目標提供按需覆蓋﹔走向深藍、海洋經濟，則期望能顯著地提升對海上船隻、漂浮設施的服務帶寬和質量。6G通過廣泛的星間、星地協同，可針對上述需求提供一攬子泛在連接解決方案，有機融合移動通信和衛星通信。6G泛在連接，不僅為我國商業航天提供了巨大市場，還有助於衛星軌道資源的佔領。與此同時，6G上星與太空算力的發展相輔相成，強大的星地傳輸能力能夠有效釋放太空算力的潛能，將6G泛在連接進一步轉化為泛在智能。

6G 讓終端形態“千變萬化”，用最符合人因學的方式架起高效人機交互的橋梁。隨著觸摸屏方式的發展應用，人機交互的方式得以顯著改善，從而釋放了廣大用戶對於移動互聯網帶寬的巨大需求，讓手機銀行、短視頻、購物等新型移動應用如雨后春筍般涌現。借助3D信息顯示、新材料和人工智能識別技術的發展，6G將支持沉浸式通信交互。以新能源汽車為例，6G賦能促進了座艙智能化、駕駛網聯化。由於座艙中的各種顯示屏幕面積遠大於手機，因此所消耗的通信帶寬成倍增長，讓6G提供的巨大帶寬在支持更安全、舒適的駕乘體驗方面“物盡其用”。此外，智能眼鏡等可穿戴設備，也提升了單用戶配備的終端數量，確保6G 高帶寬的有效消納。

6G 讓電磁波“一專多能”。6G將開啟電磁波在商用領域“一鴨多吃”的時代。電磁波天然具有探測優勢，雷達就是一種典型應用。移動通信產生的電磁波已覆蓋人類活動的大量區域，日益增長的基站天線規模更帶來了良好的空間分辨率。因此，人們自然想到從原本用於通信的電磁波中提取環境信息，實現低成本、廣覆蓋且無需額外輻射源的物體感知。典型應用包括：低空經濟中對無人機軌跡的探測等。此外，6G網絡不僅關注“造車”，還重視“修路”，基於人工設計的電磁功能材料，構造和部署智能超表面，從而改善6G的電磁波傳播環境，用較低的成本提升網絡服務質量。

從1901年馬可尼首次實現越洋通信，到1948年香農提出信息論，隨后促成了近半個世紀移動通信的不斷演進，基礎研究與廣泛的商業應用在這一領域得到了充分的良性互動，實現了古人千裡眼、順風耳、天涯若比鄰的夢想。從1G到6G，我國通信產業也完成了從跟跑、並跑到領跑的跨越式發展，締造了一批在國際上享有話語權的龍頭企業。我國通信行業在奮斗發展中，主動融入全球創新網絡，展示了在通信研發應用上的獨特優勢。

（作者系清華大學長聘教授、中國通信學會會士）