中国联通6G业务白皮书

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中国联通研究院

<成果标题>（汉仪旗黑-

2023年6月

55简，初号）

中国联通5GNR2.1G

中国联通6G业务白皮书

前言

本白皮书重点阐述了6G的六大场景及其典型业务案例，并深入

剖析了典型业务的发展历程、应用场景、关键技术等方面的内容，以

期更加全面深入地展示6G的应用前景和潜力。通过发布《中国联通

6G业务白皮书》提出“3+6+X”6G未来全景视图，其中“3”代表

三类需求，“6”代表沉浸式通信、超大规模通信、极高可靠低时延

通信、人工智能与通信的融合、感知和通信的融合、泛在连接六大6G

场景，“X”代表六大6G场景下多元化的典型业务案例。讨论这些

场景是为了更好地理解它们的应用价值、技术挑战和商业机会，为未

来在场景中的实践提供指导和支持。

编写组成员（排名不分先后）：

李静、梁婷婷、马青阁、杨艳、李小双、张涛、张忠皓、李福昌、

魏进武

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一、引言

从1G发展到5G，每一代移动通信技术的发展都需要平衡向后

兼容、创新和实现全新应用的能力之间的关系，当前5G技术的标准

化和应用也需要时间来完善和推广，它仍然有很大的提升空间和发展

潜力。在5G的基础上，我们应该开始思考和讨论下一代移动通信技

术，即6G的业务和发展方向，在讨论6G的业务和技术的过程中，

我们可以更深入地了解和分析当前移动通信技术的局限和瓶颈，通过

对5G网络的实际应用和发展情况的认识，来推测未来通信技术的发

展方向和趋势，并探讨如何实现更高水平的通信技术和更广泛的应用

场景，这不仅可以为未来的通信技术发展提供思路和指导，也可以促

进移动通信技术的创新和进步。

2021年发布的《中国联通6G白皮书V1.0》中提出了6G联通

新生活，6G联通新生产，6G联通新世界三类需求，意在探讨6G时

代中通信技术的应用场景和方向。国际电联2023年6月完成的《IMT

面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》，ITU通过的建议

书明确6G的六大场景主要为：沉浸式通信、超大规模通信、极高可

靠低时延通信、人工智能与通信的融合、感知和通信的融合、泛在连

接，这标志着6G概念的初步确定，6G应用场景基本收敛，包括3

个5G增强场景和3个新增场景。基于此，我们将进一步探讨6G未

来应用场景，这将是运营商实现需求的具体实践，以期根据人、社会

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和产业的需求和技术的发展趋势进一步推进6G的发展和应用。具体

来说，本白皮书提出“3+6+X”6G未来业务全景视图，“3”代表三

类需求，“6”代表沉浸式通信、超大规模通信、极高可靠低时延通

信、人工智能与通信的融合、感知和通信的融合、泛在连接六大6G

场景，“X”代表六大6G场景下多元化的典型业务案例。

"3+6+X"体系将2021年发布《中国联通6G白皮书V1.0》以

来的研究成果与ITU最新提出的六大场景结合起来，形成了一个全面

而综合的视角。这种结合使得我们能够在探索6G时代中通信技术应

用场景和方向时，充分考虑人类、社会和产业的需求，并与国际标准

和趋势保持一致。

其次，"3+6+X"的设计使得6G的应用场景更加具体和明确。通

过将X多元化业务与三类需求、六大场景相匹配，我们能够更准确地

识别出在不同领域中6G技术的重点应用。这样的分类和匹配有助于

指导运营商和相关行业在推进6G发展和实践时的决策和规划。

最后，"X"代表了典型业务案例，它突出了对未来6G技术进一

步推进和发展的预期。"X"的存在使得"3+6+X"具有灵活性和适应性，

能够应对不断变化的需求和技术进展。它提供了一个开放的空间，可

以容纳新兴的业务和创新的应用，推动6G技术的持续演进和发展。

综上所述，"3+6+X"的重要性和意义在于将不同来源的6G应用

场景和需求进行整合和对接，为6G技术的实践和发展提供了一个全

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面、准确和灵活的框架。这将有助于推动6G技术的落地和应用，以

满足人类社会的多样化需求，并为未来的数字化转型和智能化发展开

辟新的可能性。

二、6G场景和典型业务

（一）沉浸式通信

面向2030及未来，社会发展将会逐步进入到数字智能化时代，

6G典型的沉浸式通信应用场景将在5GeMBB场景基础上不断的拓

展深化。沉浸式通信将通过真实与虚拟三维建模影像相互交融，给人

带来不一样的视觉和感官体验。此场景围绕以人为中心的发展理念，

高效能的融合通信、感知、计算等能力支持各类的智能化服务，提供

以人为中心的更及时、更精确的持续性体验服务[2]。

6G沉浸式通信开始走向体验和场景纵深化演进，深度的沉浸式

体验表现在真实场景的体验感、更清晰和流畅内容的显示、多通道交

互等方式，沉浸式通信场景具备虚实相应、时空跨越、情景重现、实

时传递、多重维度、智能体验、体感交互等特征。在沉浸式场景中人

与人的交流将跨越时间和空间，信息以高实时和多维度进行传播，这

些6G沉浸式通信应用场景需要超大的带宽、超高的数据速率和超低

的时延来保证用户在虚拟现实环境中的交互和沟通。

作为一种新兴的通信方式，沉浸式通信主要体现在沉浸式扩展现

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实XR、全息通信、远程多感官互联、远程移动机器人和社交互联网

等领域。为此，6G技术将在速率、容量、交互、算力、感知、安全

和时延等方面进行全面优化，为沉浸式体验提供更加稳定、低时延、

高效的通信环境，从而带来听视觉的逼真性、交互的流畅感和真实感

的升级。

本章节针对沉浸式通信场景下四个主要应用方向，探讨典型业务

的发展历程、应用场景、关键技术、6G能力映射等方面的内容。

1.沉浸式扩展现实(XR)

VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）等技术的

集合统称为XR。沉浸式扩展现实XR通过数字化手段来增强我们的

感官体验和实现人机交互，可通过有限的传感器连接实现从真实世界

到完全沉浸式的虚拟世界，利用多种交互技术的集成和融合，为用户

提供沉浸式体验和真实感受。总而言之，XR技术是连接元宇宙最好

的桥梁，也是实现元宇宙的主要技术之一，我们可以把它理解为是人

类进入元宇宙的入口。

目前，沉浸式扩展现实（XR）已被应用到各个垂直应用领域

中，业务应用被逐步扩展到智能工厂、智慧城市、医疗健康、数据

中心等领域。沉浸式扩展现实（XR）有效的改善了人们沟通、互动

和获取信息的方式，使用户能够享受更加身临其境和个性化的用户

体验，实现实物远程控制、实时虚拟现实等新应用，改变人们沟通

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协作的方式。例如，沉浸式扩展现实（XR）可以实现影视、广播、

直播娱乐制作，使虚拟演播和虚拟制作成为行业主流；实现虚拟会

议、互动营销、远程协作、虚拟报告会和产品发布会等模式，为用

户提供真实的环境和大规模的多人互动与沉浸式感官体验。

图2.1-1XR示意图

沉浸式扩展现实（XR）对于网络带宽、容量、高数据速率、精确

定位、算力和感知的空间映射、端到端低延迟和边缘云的处理提出了

更高的要求，例如XR远程全息会议与协作，要求体验速率达到Gbps

量级；云化XR网络传输时延为10ms以下。当前，5G网络仍是按

照传统网络建设，不具备为智能体之间的信息传递和交互，无法为网

络环境提供超大容量、超高数据速率、超低时延的数据与反馈信息的

可靠传输。6G将提供更快的数据传输速率、更低的延迟和更高的可

靠性，为高速的数据传输和实时数据采集提供了更加快速的数据响应

和更高质量的虚拟现实体验。6G将通过异构网络融合，宽带实时交

互、智能感知等新型通信技术，将不同类型、不同频段、不同覆盖范

围的网络资源组合起来，扩大网络覆盖能力，提高系统容量。

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未来，沉浸式扩展现实（XR）为了减轻UE视频压缩与解压，

与媒体渲染的算力需求，将借助6G高速稳定的承载网络，实现

云，边，端的三方协作，利用算力进行合理的分配，实现云化XR

业务的内容上云、渲染上云，实现了用户与环境的多重业务交互，

开启云应用、宽管道、智终端的全新模式，将原有的物理硬件迁移

至云端/边缘端，实现轻量级客户端转型。随着6G技术的成熟，沉

浸式扩展现实（XR）实现轻便化、智能化、低碳化的商业化新模式

[2]。

2.全息通信

随着无线网络通信性能、终端显示设备不断发展，全息通信通过

采集来自人、物和环境的数据信息，构建出用户可以通过全息方式，

实时深度参与人、物和环境交互的三维空间场景，实现了人与人、人

与物、物与物之间的远程交互和沟通，最终让用户获得完全沉浸式的

体验，构建出人、物和环境协同发展的新通信方式。全息通信的实现

通过全息技术与通信技术的融合，结合多维度信息影像投射技术，呈

现出真实影像复现的视觉盛宴。

全息通信作为新兴的通信业务，具有高度的交互性、感知性、安

全性和时延性等特点。这种业务的应用前景非常广泛，包括教育、医

疗、工业、文化娱乐等各个领域。例如：在文化娱乐方面，可以实现

全息影院、全息剧院等场景下的数字全息交互技术，从而给用户带来

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极致的沉浸感体验。在医疗、工业、教育等方面，具有快速计算的全

息通信服务能力，在远程手术、工业远程管控和远程教学等方面，可

以使用全息影像对工作情况进行精确的复制，进而实现远程操纵和精

准交互。

图2.1-2全息通信示意图

全息通信的高精度现实还原和实时交互场景，对全息通信的带宽、

时延、速率、算力、安全、可靠、定位精度等提出了很高的要求，仅

依靠5G现有的网络和技术是难以实现的，现有的5G业务应用层无

法精准、实时掌握网络性能，导致业务体验感差，网络无法自适应和

数据分析。随着6G技术的发展，全息通信会逐步从概念走向现实。

6G将以超高带宽、超高的数据速率、超高频谱效率、超可靠性和超

低时延，支持基于传感的物联网应用架构，支持各类终端设备的数据

采集和利用，以及多模态转发能力来提升全息通信服务体验。全息通

信将通过移动算力网络、云计算、智能感知、超高带宽频谱、优化网

络和传输协议等技术支持，在交互、算力、感知、安全和时延等方面

进行全面优化，以实现更加真实、生动、自然的远程交互和沟通。未

来，随着对6G技术的探索，在太赫兹通信和可见光通信等更高工作

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频段，全息通信将实现用户体验速率有望达到100Gbit/s，满足全息

通信高沉浸式、高交互性、高还原度和强参与度的特点。

3.远程多感官互联

远程多感官互联通过使用多感官交互技术，包括声音、图像、触

觉、味觉、嗅觉等，可以让远程交互更加真实、生动、自然。远程多

感官互联的诞生，让数实之间从“连接”升级为双向交互，利用人的

多感官即眼、鼻、口、手、脑进行输入，实现交互。在远程多器官互

联时，用户可以充分调动视觉、味觉、听觉、触觉等重要的感官信息，

实现感觉互通的体验型传输神经网络，从而实现体感信息智能交互。

远程多感官互联主要涉及的领域包括教育、健康医疗、工业制造、

文化娱乐等各个领域。无论在哪里，远程多感官互联都可以在休闲娱

乐、远程协作、健康医疗、智能驾驶等方面，获得真实环境的沉浸式

体验。例如，可以感受到真实、不消耗实物的美食、护肤、旅游、美

妆试用体验；可以获得精准操控平台硬件设施的云端协同办公体验；

智能感知设备可以实时获取用户的动作、姿态、心率、体温等信息，

从而更加准确地响应用户的需求；在智能驾驶领域，自动驾驶汽车采

用无数传感器来生成数据，通过雷达、激光雷达、摄像头和其他驾驶

员辅助设备等传感器，来实现多维“感觉”互通与情感交流。

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图2.1-3远程多感官互联示意

远程多感官互联最大的特点是交互性强，智能化操控对时延有着

较高的要求，对于目标物体之间实现频繁交互，需要触觉反馈交互并

同步反馈多重感官信息，这种多重感官交互行为需要大量的计算资源。

目前，对于触觉的研究与标准化属于起步阶段，触觉作为强交互的重

要输入部分，对其传输时延要求非常短，当前的交互时延不足以支持

实时控制。6G将提供更高的带宽、更低的时延、更强的可靠性，为

远程多感官互联应用提供了更加平滑、可靠、高效的连接，来实现沉

浸式的远程交互和沟通。远程多感官互联将通过端边协同、智能感知

技术、移动算力网络、加密技术、访问控制和云计算等技术支持，以

保障良好的用户体验。利用6G使能技术充分满足多种感官（如听觉、

视觉与触觉）之间的协同性，实现低延迟、高可靠性、高安全性、高

清晰度和高帧率的传输和处理，以便为用户提供更加个性化、实时化、

真实化的交互体验。

4.社交互联网

社交互联网是指利用互联网和网络技术来支持和促进人与人之

间的社交交流和信息共享的一种网络形式。它是基于互联网的社交平

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台和应用的总称，旨在通过虚拟的社交网络连接人们，使他们可以分

享信息、交流观点、建立关系和参与各种社交活动。6G的演进为社

交互联网带来了许多影响和效益，利用互联网连接亿级设备，提供灵

活的设备链接，使终端设备与网络高度协同，预测在未来6G社交互

联网可能出现以下一些场景：

真实的社交体验

6G网络将提供更高的数据传输速度和更大的网络容量，更低的

延迟，这些可以支持更高质量、更沉浸式的虚拟社交体验。例如，用

户可以进行高清视频通话、实时多人游戏、共享虚拟体验等，增强社

交互动的真实感和互动性；用户可以通过6G网络与其他人进行全息

通话、全息会议，创造全息通信和身临其境的感知体验。

图2.1-4社交互联网示意图

个性化智能社交体验

6G网络的智能化功能和更强大的数据处理能力将提供更精准的

个性化社交体验。基个于用户的兴趣、行为和社交关系，6G社交互

联网可以为用户推荐更合适的社交活动、社交圈子、内容和广告，提

供更个性化和定制化的社交体验。

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泛在社交互动

6G网络将支持大规模设备连接，使更多智能设备、传感器和物

联网设备能够无缝地接入社交互联网。这将促进智能家居、智能城市

和智能交通等领域的发展，提供更广泛的社交互动和信息共享场景。

同时，6G的演进使终端设备能够更加高度协同地与网络进行交互和

通信，这意味着设备之间可以更加无缝地共享信息和数据。

社交互联网需要更高的带宽，更低的延迟，更大的系统容量来支

持人与人之间的社交信息交流。6G网络的本身具有AI计算能力，可

提供更高的带宽、更低的延迟和更可靠的来连接来进一步增强边缘计

算服务。社交互联网将通过感知技术、高速数据传输技术、内生智能

通信技术技术、内生支持实时业务及通信等技术的支持，进一步优化

通信数据传输和网络性能指标，使人与人之间的通信方式向着多元化、

智能化和普适化等方向演进。

5.典型应用与6G能力映射分析

本节根据沉浸式通信场景下典型业务特点，分析6G沉浸式通信

场景的体验用例，重点分析该场景下典型业务的关键能力，根据不同

业务场景下的不同能力指标，充分挖掘6G在该未来业务领域的巨大

潜力，对于我们更好的理解6G典型应用及能力指标具有至关重要的

意义。

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表2.1-1典型业务的6G能力需求映射表

典型应用相关关键6G能力能力需求

沉浸式扩展用户体验速率Gbps量级

现实（XR）时延10ms以下

定位精度厘米级

全息通信峰值速率Tbps量级

用户体验速率几十Gbps

时延10ms以下

定位精度厘米级

感知相关能力多维度感知，如位置、速

度、定位、成像、映射等

传感应用

远程多感官用户体验速率100Mbps

互联时延20ms以下

可靠性99.999%

感知相关能力姿势识别

社交互联网用户体验速率500Mbit/s

区域流量容量30~50Mbit/s/m2

安全隐私弹性性能用户隐私和数据安全

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（二）极高可靠低时延通信

6G极高可靠低时延通信场景是从5G高可靠低时延场景演进而

来的，但是6G场景将会应用更加创新和高度复杂的技术体系，其超

低时延和超级可靠性的实现将会通过多种技术手段相互配合实现。在

6G中，低时延将会进一步提升，实现毫秒级别以下的延迟。为了实

现这一目标，6G将会采用更高频率的波段、更高的带宽、更高的传

输速率、更加智能的无线网络以及更加高效的信号传输和处理技术。

在6G中，高可靠性也将会进一步提升，主要通过强大的信号覆盖能

力、高效的差错控制和纠错能力、多元化的信号传输路径、快速响应

和自适应等能力来实现。

6G通信的出现标志着通信技术的一个新纪元的到来，它将会带

来更为广泛、更为复杂的通信场景,这些场景需要低时延和高可靠性

的通信技术来保证其稳定运行，而6G技术正是为此而生。6G技术

将在全自动化和工业控制与操作、机器人交互、无人机、远程手术和

能源传输和份额配等领域发挥重要作用。其低时延和超级可靠能够满

足这些领域的实时、高效、稳定的通信需求。例如，6G技术可为全

自动化和工业控制与操作提供更高效、稳定的通信连接，为无人机提

供更快、更稳定的通信连接，为远程手术提供更加稳定、高效的通信

连接，为智能电网实现实时监测和控制，实现能源的精准分配和使用。

6G技术的发展将推动这些领域的数字化、智能化转型，为人类社会

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带来更多福祉。

本章节针对6G极高可靠低时延通信场景下五个主要应用方向，

探讨典型业务的发展历程、应用场景、关键技术等方面的内容。

1.全自动化和工业控制与操作

全自动化涉及到对整个生产、制造或工艺过程的自动化管理和控

制，包括监测、控制和优化各个环节。工业控制与操作是实现全自动

化的关键技术之一，涉及到设计和实施用于监测和控制工业过程的控

制系统。对于全自动化和工业控制与操作的某些关键应用，如精确的

动作控制，5G网络暂无法满足亚毫秒甚至微秒级的时延要求及

99.9999%的超高可靠性要求[3]。

图2.2-1全自动化和工业控制与操作示意图

在6G极高可靠低时延通信场景中，6G的发展旨在克服5G在

全自动化和工业控制与操作方面的局限性，通过提供超高可靠性和超

低时延的确定性通信能力，实现更精确、可靠的动作控制，从而推动

全自动化系统的灵活性和生产线的进一步发展。全自动化和工业控制

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与操作业务是构建智能制造工厂的关键要素。通过融合6G网络和先

进的数字技术，工业控制系统实现了高度自动化、智能化和数字化，

以满足现代工业对高效、灵活和可持续生产的需求。全自动化和工业

控制与操作业务在超级可靠和低延迟通信能力条件下发挥着重要作

用。通过精确的动作控制、实时监控和智能决策，工业控制系统能够

提高生产线的效率、质量和可靠性，进而降低成本、实现定制化生产，

并保证安全和可持续发展[4]。

6G通信的核心目标是实现极致的通信性能，以满足对于全自动

化和工业控制与操作的严格要求。在6G极高可靠低时延通信场景下，

全自动化和工业控制与操作业务倚赖于6G通信技术所提供的超低

时延和超高可靠性及确定性通信：

超低时延通信

通过6G通信带来的超低时延特性，全自动化和工业控制与操

作系统能够进行实时响应。动作控制、监测和决策过程可以在几乎

无感知的时间内完成，为生产线带来更高的精确性和效率。在高速

运动、高频率操作的工业环境中，超低时延的通信能力是实现精确

控制和协同操作的关键。

高可靠通信

6G通信的超高可靠性确保了自动化和工业控制与操作的稳定

性和可靠性。在复杂多变的工业环境中，即使在严峻的干扰条件

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下，6G网络也能提供可靠的通信连接。这对于关键任务的执行、

高质量生产的实现以及安全问题的解决都至关重要。工业设备和系

统之间的高可靠性通信将促进数据的准确传输和及时响应，从而实

现更高的生产效率和质量水平。

确定性通信

6G将强调确定性通信能力，即通信链路的可预测性和稳定

性。这将有助于确保控制指令的精确传递和执行器状态的准确反

馈，从而支持精确可靠的动作控制。

在6G极高可靠低时延通信场景下，全自动化和工业控制与操作

业务将通过硬件基础设施升级、通信技术优化和智能算法应用等发展

阶段，实现超低时延和超高可靠性的确定性通信能力，从而提升生产

效率、质量水平和动作控制的精确性。

2.机器人交互

机器人交互是指机器人与人类或其他机器人之间进行交流、协作

和互动的过程。机器人交互是机器人技术的重要应用领域之一，其目

的是提高机器人的智能化和适应性，使机器人能够更好地适应不同的

环境和任务，并与人类更好地协作完成任务。机器人交互可以通过多

种方式实现，包括语音识别、视觉识别、手势识别、物体识别等。6G

提供的更高的数据传输速度、更低的延迟和更可靠的连接，这将使得

机器人之间、机器人与人之间的通信更加顺畅和高效。

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图2.2-2机器人交互示意图

机器人交互的发展经历了多个重要阶段。在20世纪50年代和

60年代，机器人主要通过物理按钮、手动操纵杆和控制面板来进行

交互。随着计算机技术的发展，人们开始使用语音和视觉控制技术来

控制机器人，使得机器人交互更加自然、智能化和自适应。随着人工

智能技术的发展，机器人还可以具备情感识别和表达能力。现代机器

人还可以使用多模态交互方式，例如声音、视觉和触觉等，这种交互

方式被称为多模态交互。与当前的5G相比，6G将具有更高的数据

传输速度、更低的延迟和更广泛的覆盖范围，这将为机器人交互的发

展提供更多的机会和挑战：

加速多模态交互的发展

6G的高速传输速度和低延迟将促进机器人多模态交互的发

展，例如同时使用语音、视觉和触觉等多种交互方式，以提供更加

个性化的服务。

推动机器人在更广泛领域的应用

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6G的广泛覆盖范围将为机器人在农业、医疗和教育等领域的

应用提供更多的机会。例如，机器人可以通过远程控制和传输技

术，远程操作和监测农业生产、医疗诊断和教育教学等工作。

改善机器人和人类之间的协作

6G将提供更加可靠的通信技术，可以在机器人和人类之间建

立更加高效、安全和智能化的通信系统，从而实现更加紧密的协作

和配合。

6G在机器人交互领域的发展历程尚处于初期阶段，但是随着6G

技术的不断发展和成熟，它将会成为机器人交互领域的重要驱动力。

3.无人机操作

无人机是一种重要的高科技产品，近年来得到广泛应用和快速

发展。随着科技的不断进步和成本的降低，无人机的性能将会不断提

升，例如飞行时间、负载能力和稳定性等。同时，更多的技术也将被

应用到无人机中，例如6G、人工智能、机器视觉、自主飞行等。未

来无人机将变得更加智能化和自主化，能够自动规避障碍物、自主充

电、自动完成任务等。6G技术和无人机技术的发展历程都相对较短，

但都具有快速的发展趋势。近年来，随着无人机技术的不断成熟和普

及，越来越多的企业和个人开始关注无人机技术的应用和商业化。6G

技术将带来更高的传输速度、更低的延迟、更高的可靠性、更多的连

接数等特点，这将为无人机的发展和应用提供更大的空间和可能性，

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以下是一些例子：

图2.2-3无人机操作示意图

工业制造

在6G提供低延迟和高可靠性网络的支持下，6G和无人机的组

合可以用于实现更高效、更智能化的工业制造。无人机可以在工厂

内快速地检查、监控和维护设备。无人机可以搭载各种传感器，监

测设备状态并收集数据。无人机可以用于运输物料，以减少人力成

本和提高生产效率。工厂可以做出更好的决策，以提高设备效率和

降低维护成本。

灾害救援

在6G提供低延迟和高可靠性网络的支持下，无人机可以帮助

救援人员执行更为复杂的任务，6G和无人机的组合可以实现更快

速的响应和救援。例如，无人机可以在灾害现场上空搜寻受灾情

况，提供救援人员所需的信息。无人机还可以用于物资配送，如向

困难地区运送紧急药品和物资等。此外，无人机和其他救援设备之

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间的快速数据交换和协同工作，可以提高救援效率和减少人员伤

亡。

城市管理

在6G提供低延迟和高可靠性网络的支持下，无人机可以更好

地应用于城市的建设和管理。例如，无人机可以帮助城市监测和分

析交通拥堵情况、环境污染状况、城市安全等方面的信息，从而提

高城市管理的效率和准确性。无人机还可以用于城市安防监控和城

市规划等任务，例如检查建筑物的外部和内部结构，或者检查桥

梁、管道和输电线路的状态。在这种情况下，无人机需要及时和准

确地传输数据，以便人们可以迅速做出决策。此外，6G和无人机

的组合还可以用于应对突发事件，如火灾和犯罪事件。无人机可以

提供高度的灵活性和机动性，可以快速响应事件，并提供实时监控

和数据支持。

农业

在6G提供低延迟和高可靠性网络的支持下，无人机可以更可

靠地执行农业任务，例如测量和监测农作物的生长情况、植物病害

的发生情况、农作物的灌溉需求等。通过实时监测和分析数据，农

民可以更快速、更准确地采取决策，提高农业生产效率和农产品质

量。

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4.远程手术

远程手术是指在医生和患者之间存在距离的情况下，医生通过网

络或其他远程技术对患者进行手术操作的一种医疗服务形式。远程手

术需要医生和患者之间进行实时的高清视频和音频传输，以及医疗设

备和网络系统的高度集成和协同工作。远程手术的优势在于可以为患

者提供更加便捷和灵活的医疗服务，同时也可以让医生在全球范围内

提供更加精准和高效的手术操作。例如，在一些边远地区或战争区域，

远程手术可以为当地患者提供更加安全和高质量的手术服务。虽然远

程手术具有很多潜在的优势，但它也存在一些挑战和风险，例如网络

延迟、传输不稳定、安全性和隐私问题等。因此，远程手术需要医疗

设备、网络系统和安全技术等多方面的支持和保障。6G技术有望在

远程手术中发挥重要作用，在6G的技术支持下，远程手术操作的数

据传输速率将更加快速，网络延迟将更低，数据传输和存储的安全性

和可靠性将更高，从而使得医疗工作者可以更加方便和快速地进行手

术操作，提高手术的效率和准确性。同时，6G技术还将为远程手术

的普及和推广提供更加广阔的空间和机遇，将有助于远程手术技术的

更加广泛的应用和普及，从而让更多患者受益于远程手术的高效、精

准和安全。

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图2.2-4远程手术示意图

近年来，随着5G技术的普及和应用，远程手术也得到了更快的

发展。在中国，多例5G远程手术的成功示范，标志着我国远程手术

技术已经达到了一定的水平。未来，随着6G技术的普及和应用，将

有更多的机器人手术系统和智能医疗设备能够使用6G技术进行连

接和控制，远程手术将有望实现更加高效、精准和安全的手术操作，

为全球范围内的患者提供更加便捷和高质量的医疗服务。但远程手术

也面临着更多的技术和安全挑战，需要不断创新和完善，为远程医疗

服务带来更多的可能性和机会。

5.能源传输和分配

能源传输与分配是指将能源从生产地点传输到消费地点，以满足

人们对能源的需求。能源传输包括输电、输气、输油等方式，而能源

分配则涉及到将能源分配到不同的用户和用途。能源传输与分配是实

现能源供应的重要环节，也是促进能源转型和可持续发展的重要手段

之一。6G技术将会为能源传输与分配带来更多的创新和进步。未来

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发展历程展望：

图2.2-5能源传输与分配示意图

建立全球能源通信网络

6G技术将有望构建全球范围内的高速、低延迟的能源通信网

络，实现对能源的实时监控和管理，提高能源的效率和可靠性。

强化能源通信安全

6G技术将有望应用于能源通信安全方面，通过建立高度安

全、可靠的通信网络，实现对能源设备、输电线路、输气管道等的

实时监控和保护，避免安全事故的发生。

推动能源共享经济

6G技术将有望推动能源共享经济的发展，通过数字化技术实

现对能源的分散化管理和共享利用，促进能源的可持续发展。

实现能源智能化管理

6G技术将有望实现能源的智能化管理和优化，通过大数据分

析、人工智能等技术，实现对能源的自动化、智能化管理，提高能

源的利用效率和节能减排效果。

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推动能源数字化转型

6G技术将有望推动能源行业的数字化转型，包括能源生产、

传输、储存、消费等各个环节的数字化，促进能源行业的创新和发

展。

总之，6G技术将会为能源传输与分配带来更多的创新和进步，

为实现能源的高效、可靠和可持续发展提供更加强大的支持和保障。

6.典型应用与6G能力映射分析

这节分析中希望突出6G极高可靠低时延通信场景下的关键需

求，重点突出该场景下典型业务的核心需求，为每个业务提炼关键能

力，能够更清晰地揭示6G在该未来业务领域的潜力和优势。通过关

注这些相关的关键能力，我们可以更好地理解6G技术对于实现典型

应用的重要性。

表2.1-2典型业务的6G能力需求映射表

典型应用相关关键6G能力能力需求

全自动化和时延100us~1ms

工业控制与可靠性99.99999%

操作连接密度107个/km2

机器人交互时延1ms

可靠性>99.9999%

感知相关能力支持距离/速度/角度估

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计、物体检测、定位、成

像、映射等传感应用

无人机操作时延1ms

可靠性99.999%

定位分米级

覆盖广域覆盖

移动性最高200公里/小时

远程手术时延1ms

可靠性>99.9999%

数据速率满足4K/8K通信

能源传输和时延1ms

分配可靠性>99.999%

连接密度>106个/km2

（三）超大规模通信

6G超大规模通信场景是从5G大规模机器类型通信场景演进而

来的，随着技术的不断发展和应用需求的增加，在6G超大规模通信

场景下，高容量和高密度是关键的技术特点，它们将为应用提供更强

大的数据传输和更多设备的连接能力，将连接环境感知、监控、跟踪、

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测量和控制的应用程序与大量真实世界的对象相连接。

6G的连接水平将达到前所未有的程度，通过空天地一体化的网

络，更多的设备和传感器将连接到网络中。结合人工智能的智能分析

能力，6G能够实现对环境和过程的更全面、更精确的监控。大量设

备的连接和高速数据传输有潜力推动智慧城市、交通运输、农业和智

能制造等通信用例的发展和创新。它将通过创造更强大的通信基础设

施和更高级别的网络能力，推动智慧城市的智慧环境、智能能源管理

和教育等领域的进步。在交通运输领域，6G将支持车联网的发展，

实现智能交通管理和车辆自动驾驶等创新应用。在农业方面，6G将

推动农业物联网的发展，实现智能农业监测、精准农业管理和智能化

的农业生产。而在智能制造领域，6G将促进工业物联网的应用，实

现智能化生产线的全面联接和精确控制。

本章节针对6G超大规模通信场景下四个主要应用方向，探讨典

型业务的发展历程、应用场景、关键技术等方面的内容。

1.智慧城市

智慧城市是指通过信息和通信技术的应用，将城市中的各个领域

设备、传感器、交通系统、能源网络、医疗机构等纳入一个高度智能

化、高度自动化的整体网络中，以实现城市运营的优化、提高居民生

活质量和资源利用效率的目标。5G在智慧城市方面有一些局限性，

如连接密度限制、能耗问题和网络覆盖范围限制等。然而，6G的发

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展将为智慧城市带来更多的机遇和优势。6G超大规模通信场景下，

整个城市的物联设备和传感器实现全面的连接。与5G相比，6G的

超大规模通信场景将克服连接密度的限制，实现数以亿计的设备和传

感器的无缝连接，这意味着智慧城市将能够更广泛地获取和利用各种

数据，实时感知、收集和分析大量数据，并快速作出决策，从而优化

城市运营、提高生活质量和资源利用效率。此外，6G技术将优化能

源消耗，提高网络覆盖范围，使得智慧城市的各个角落都能享受到高

质量的连接和服务，无论是城市中心区域还是边缘区域，都能够实现

稳定、高速的通信[5]。这为6G智慧城市中，各行各业融入创新的应

用供了更好的基础:

智慧环境监测

智慧环境监测是保障城市环境质量和居民健康的关键。6G超

大规模通信场景将支持大规模部署传感器和监测设备，实时收集和

分析环境数据。这将有助于监测空气质量、水质状况、噪音水平等

环境指标，并及时采取相应的措施来改善城市环境质量。

智能能源管理

智能能源管理是实现可持续发展的关键领域。6G超大规模通

信场景将推动智能电网的建设，实现智能能源监测、优化能源分配

和管理。智能计量、分布式能源系统和能源互联网等技术将实现能

源的高效利用和智能化管理，推动智慧城市向低碳、高效的能源体

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系转型。

智慧生活

在教育领域，6G技术将支持虚拟现实和增强现实应用，提供

更丰富的学习体验。在安全领域，6G网络将与智能摄像头、人脸

识别技术结合，实现智能安防监控，提高城市安全水平。在零售

业，6G网络将实现智能购物体验，包括无人零售店、智能支付和

个性化推荐等。此外，智能垃圾管理、智慧旅游等领域也将得到

6G技术的深度支持。

总之，6G智慧城市旨在实现全面连接和互操作，将城市中的各

种设备、传感器和智能系统无缝连接。这包括传统的城市基础设施（如

环境、能源、水务等）以及新兴的物联网设备（如智能家居、智慧健

康等），这将为城市带来更高效、便捷和可持续的运营模式，提升居

民的生活质量，并推动城市的可持续发展。

2.交通运输

通过智能化和优化交通系统，可以提升运输效率、改善交通安全、

推动智能交通技术的发展，以及提供出行便利和服务，智能交通为未

来的可持续交通运输系统的发展提供了重要的方向和支持。智能交通

是一种利用先进技术和信息通信技术实现交通系统智能化、自动化和

联网化的概念，它旨在提供更安全、高效、环保和便捷的交通服务，

并改善交通流量管理和道路安全等方面的挑战。6G超大规模通信场

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景下的交通运输是指利用6G网络和相关技术实现全面连接、多层级、

全场景和全覆盖的智能交通系统。它将结合物联网、人工智能、软件

解决方案、通信网络等多种技术，实现车辆、道路设施、交通管理中

心、无人机等交通要素之间的即时通信和协同，提升交通运行效率、

安全性和环境可持续性。

在6G超大规模通信场景下，交通运输将迎来更深入的发展和创

新，涵盖以下方面的内容：

交通感知

6G网络将支持大规模连接，使得更多的智能设备和传感器可

以实时收集和传输交通数据。通过连接交通基础设施、车辆和个人

设备，可以实现全方位的交通感知和数据共享，为交通运输提供更

广泛、更精确的信息基础。

智能交通网络

6G网络将整合地面、空中和海洋等多维网络，包括地面蜂窝

网络、卫星网络和空中飞行器网络，形成全球无所不在的覆盖。这

种空地一体化的网络架构将为交通运输提供更广泛的服务范围和更

高的可靠性。

交通数据分析与决策

利用6G网络提供的大带宽和低延迟通信能力，交通运输可以

实时获取和分析大规模的交通数据。通过结合人工智能和边缘计算

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技术，交通数据可以进行实时处理和智能决策，优化交通流动性、

减少拥堵，并提供个性化的交通服务。

自动驾驶与智能交通系统

6G时代将推动自动驾驶技术的发展，实现车辆之间和车辆与

交通基础设施的协同通信和互动，无人机作为空中交通要素也能与

自动驾驶车辆进行联动，提供空中交通监测和支持。智能交通系统

将实现自动驾驶车辆的集群管理和协调，提高交通安全性、减少交

通事故，并优化道路资源的利用效率。

监控和导航

6G网络能够实现全场景覆盖，包括城市道路、高速公路、乡

村地区等不同场景。无论是城市中的交通拥堵监测和导航，还是乡

村地区的交通安全监控，6G大规模连接都能够提供稳定的通信和

服务。

总之，在6G超大规模通信场景下，交通运输将更深入地实现数

据驱动的智能化和自动化，通过6G网络和先进的技术支持，提升交

通系统的效率、安全性和可持续性，为人们提供更智能、更便捷的出

行体验。

3.农业

智慧农业的发展历程可以追溯到早期的自动化农业和精确农业。

随着信息通信技术的快速发展，物联网、大数据和人工智能等新兴技

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术的应用进一步推动了智慧农业的发展。在6G超大规模通信场景下，

农业将进一步融合多种技术，实现更广泛、更高效的农业生产管理和

决策支持。

农业的应用场景非常广泛，在6G超大规模通信场景下，农业可

以涵盖但不限于以下方面：

智能农田/养殖场管理

6G将支持大规模通信场景，使得大量的农业传感器和设备可

以同时连接和交互。在农田管理方面，通过传感器和数据分析技

术，实时监测土壤水分、温度、光照等参数，优化灌溉、施肥和农

药使用，提高农田的产量和品质；在养殖场管理方面，利用传感器

监测动物的健康状况、饲料供应等信息，提供精确的饲养管理，减

少疾病发生率，提高养殖效益。6G超大规模通信场景下将推动智

慧农业系统的扩展和发展，实现更广泛的农田覆盖和养殖场管理。

农业供应链管理

农业通过6G大规模通信，可以实现全程的农产品供应链管

理。农产品的生产、加工、运输和销售环节可以通过物联网技术进

行实时监控和数据共享，实现农产品的追溯和品质保证。例如，农

产品种植的过程、农药和肥料的使用情况、采摘和包装的信息等可

以被记录并共享，消费者可以通过扫描产品上的二维码获取农产品

的详细信息。

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农业教育和培训

6G超大规模通信场景为农业提供了更多的教育和培训机会。

通过XR等技术，可以建立虚拟农田和农场的模拟环境，农民和农

业专业人员可以进行真实场景的体验和操作，提高农业技能和决策

能力。此外，通过远程教育和在线培训平台，农民可以获得更广泛

的农业知识和技术。

综上所述，6G超大规模通信场景在农业中将提供更强大的连接

能力、更高效的数据处理和分析能力，以及更好的用户体验。这将推

动农业的发展，实现农业生产的智能化、精细化和可持续发展。

4.智能制造

智能制造是指运用先进的信息技术和通信技术，将传统制造业与

数字化技术、物联网、人工智能等融合，实现生产过程的自动化、智

能化和灵活化的制造模式。它通过数据的采集、传输、分析和应用，

实现生产线的智能监控、自适应调整和优化，以提高生产效率、质量

和灵活性。6G超大规模通信场景下的智能制造是将先进的无线通信

技术、物联网、人工智能和自动化等技术应用于工业制造领域，实现

生产过程的智能化、自动化和个性化。它涵盖了从设备互联、数据采

集和分析、生产优化到供应链管理等方面的应用。通过6G的高容量

和高密度通信技术，大量的智能传感器和设备可以实时地收集和传输

制造过程中的关键数据，如温度、压力、振动等参数，以及设备的状

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态信息。这些数据可以被传输到云平台或边缘计算节点进行实时分析

和处理。结合人工智能和机器学习算法，可以对制造过程进行实时监

控、预测性维护和质量控制，提高生产效率和产品质量。6G超大规

模通信场景下，智能制造将迎来许多新的应用和业务机会：

实时监测和预测维护

6G超大规模通信场景下可以支持大量的传感器和设备连接，

实时监测生产过程中的关键参数和状态。通过对这些数据进行分析

和挖掘，智能制造可以实现实时的生产过程监控和预测性维护。故

障和异常情况可以及时发现和处理，避免生产中断和设备损坏。

智能仓储和物流管理

6G超大规模通信场景下可以实现仓储和物流管理的智能化。

传感器和标签可以实时跟踪物料和产品的位置和状态，优化仓储布

局和物流路径，提高物料和产品的流转效率和准确性。同时，利用

人工智能和自动化技术，可以实现智能化的仓储操作和物流调度。

个性化定制生产

6G超大规模通信场景下使得智能制造可以更好地实现个性

化定制生产。通过与消费者的实时互动和反馈，生产系统可以

根据个体需求进行快速调整和定制化生产。这将提高产品的个

性化水平和市场竞争力。

跨地域协同生产

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6G超大规模通信场景下将推动智能制造的协同生产向跨地域

和跨组织拓展。通过6G不同地域的工厂和供应链可以实现实时协

同和信息共享，提高生产资源的利用效率和协同创新的能力。

跨行业融合创新

6G超大规模通信场景下将促进不同行业之间的融合创新。智

能制造可以与其他行业，如物流、能源、医疗等进行跨行业的合作

和创新，共同探索新的商业模式和增值服务。

综上所述，6G超大规模通信场景下智能制造的应用和业务分析

包括高实时监测和预测维护、智能仓储和物流管理、个性化定制生产、

跨地域协同生产以及跨行业融合创新。这些应用和业务将为智能制造

带来更高的效率、灵活性和创新能力，推动产业的发展和转型。

5.典型应用与6G能力映射分析

这节分析中希望突出6G超大规模通信场景下的关键需求，重点

突出该场景下典型业务的核心需求，为每个业务提炼关键能力，能够

更清晰地揭示6G在该未来业务领域的潜力和优势。通过关注这些相

关的关键能力，我们可以更好地理解6G技术对于实现典型应用的重

要性。

表2.1-3典型业务的6G能力需求映射表

典型应用相关关键6G能力能力需求

智慧城市连接数密度108个/km2

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区域流量容量30~50Mbit/s/m2

覆盖能力广域覆盖

交通运输连接数密度107个/km2

移动性500~1000公里/小时

覆盖能力广域覆盖

农业连接数密度106个/km2

区域流量容量50Mbit/s/m2

移动性200公里/小时

智能制造时延1ms

可靠性>99.9999%

连接密度107个/km2

（四）泛在连接

5G通信网络在实现泛在连接方面迈出的重要一步，它引入了许

多关键技术和概念。6G的泛在连接场景的概念和发展历程目前还在

初步探索阶段，尚未具体确定。然而，根据一些研究和预测，6G有

望进一步提升通信网络的性能和能力，实现更广泛、更智能的泛在连

接。

6G将探索新的通信频段和无线传输技术来进一步扩展网络的覆

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盖范围，包括远程和人烟稀少的地区以满足未来更高的需求和应用场

景。未来，6G应该能够实现全球覆盖和全连接的异质多层架构，提

供多层次的覆盖和普遍的通信能力。地面和非地面通信的互联确实是

扩展6G技术以支持与非地面网络的无缝互联的重要举措。这种互联

涉及到多种关键技术和解决方案。通过将流量卸载到HIBS、UAVBS

和卫星网络，可以缓解地面网络在城市和郊区的过载和高容量需求。

然而，由于地面通信网络和非地面网络的不同特点和运行环境，确实

可能面临一些挑战。因此，需要研究和开发针对地面和非地面网络之

间连接和无缝移动的解决方案，以克服技术和操作上的难题，实现有

效的互联。

本章节针对泛在连接场景下两个主要应用方向，探讨典型业务的

发展历程、应用场景、关键技术等方面的内容。

1.全域覆盖

全域覆盖是指在某个特定地区或范围内，无论是城市、乡村、海

洋还是其他地形，都能够实现无缝、稳定和高质量的通信信号覆盖。

全域覆盖旨在确保通信网络覆盖的普遍性和普及性，让用户无论身处

何地都能够享受到可靠的通信服务。它涵盖了各种地理环境和应用场

景，包括室内、室外、地面、地下、海洋、山区等。全域覆盖是为了

满足不同用户群体和业务需求，在各种地理条件和特殊环境下实现通

信的广泛和可靠连接。6G通信网络有望在远程和人烟稀少的区域以

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及室内、2D和3D覆盖等特殊环境中提供多样化的业务。以下是一

些可能的业务场景：

远程地区连接

在远程地区，由于地理条件或人口稀少，传统的地面通信基础

设施可能无法覆盖到位。6G可以通过卫星通信、高空平台站（如

飞艇或升空气球）或无人机等非地面通信技术，为远程地区提供稳

定的互联网接入和通信服务。这将有助于提升远程地区的教育、医

疗、农业等领域的服务水平。

2D和3D覆盖

6G可以提供更广泛和更可靠的2D和3D覆盖，将为城市、农

村和海洋等各种地形提供更广泛和更可靠的覆盖。这意味着无论是

在平面的城市街道上还是在具有复杂地形的农村地区或海洋环境

中，用户都能够享受到高质量的通信服务，这将支持更多的智能交

通、智能农业、环境监测等应用。

高精度导航服务

6G可以提供更准确、可靠的位置定位和导航能力，对于无人

驾驶车辆、航空航天、精准农业等领域非常重要。对于无人驾驶车

辆，通过6G网络中的高精度传感器、实时地图数据和通信技术实

现安全、高效的自动驾驶体验；对于航空航天，通过6G网络中的

先进卫星通信和地面测量系统，提高飞行安全性、降低事故风险；

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对于精准农业，6G网络中的高精度定位技术和实时地理信息系

统，减少资源浪费和环境影响

室内连接

6G可以通过更高的频谱效率和室内覆盖技术满足日益增长的

室内连接需求，提供在室内环境中更强大、更稳定的连接。这将支

持各种智能家居设备、虚拟现实/增强现实应用、智能办公场所等。

图2.4-1全域覆盖示意图

2.物联网

物联网是指通过互联网将各种物理设备、传感器、车辆、建筑物

等连接起来，并实现数据交互和智能化控制的网络。到了5G时代，

物联网得到了进一步的发展和普及，但仍然存在一些挑战，如网络覆

盖限制、连接密度限制、能耗和成本问题、安全性和隐私保护挑战以

及设备互操作性问题。在6G泛在连接场景下中，物联网将进