前言

4G移动通信技术和智能手机的快速普及带来了移动互联网业务的空前繁荣，手机导航、手机购物、手机支付、手机点餐、手机游戏、微信、抖音和快手等，各种应用层出不穷，在给人们日常生活带来极大便利的同时，潜移默化地改变着人们生活、工作和娱乐的模式。知识和体验付费已经成为2000年后出生的年轻人的消费行为习惯，很多新的互联网业务模式诞生，这使得中国一跃成为电子商务非常发达的国家之一。大量的互联网公司诞生，有些公司的市值甚至远远超过了中国电信基础设施运营商的市值总和。不断增长的信息消费、数字经济成为整个国民经济的重要组成部分，移动通信成为社会发展非常重要的基础设施。

另外，随着4G的发展进入成熟期，免费的互联网语音给传统运营商的语音业务收入带来巨大的冲击，传统靠流量收费的资费模式也难以带动运营商的ARPU（每用户平均收入）值进一步快速增长，移动通信产业的发展出现了瓶颈。如何进一步增加产业的价值空间，带来移动通信新一轮的增长，成为移动通信产业亟待解决的问题。

在体验到电子商务带来的便捷生活之后，人们希望在日常生活和工作中得到更多的便利，政府也希望城市治理等变得更加智能化，由此出现了巨大的物-物连接的需求。这推动了“物联网”这个名词变得备受瞩目，物联网带来了移动通信行业开辟新价值空间的新机遇。除了传统的移动通信设备制造商和运营商之外，阿里巴巴、腾讯等互联网公司从中看到了巨大的商业机会，也希望抢占新的信息入口，由此催生出了各种各样的互联网技术。面向典型的低成本、低功耗、广覆盖的物联网应用场景，先后诞生出LoRA、Sigfox、eMTC、NB-IoT、低等级的LTE终端等众多解决方案，这些解决方案在实际网络中得到了部署，其中NB-IoT和eMTC成为运营商的主流选择。但是，由于物联网的应用主要面向2B场景，其商业模式与传统的2C完全不同，产业生态间存在严重的壁垒，同时不同行业之间的业务需求差异巨大，物联网应用并没有如人们预期的那般迅速发展。

在推动NB-IoT和eMTC产业化与商业部署的同时，移动通信产业面向2030年，也在进行着新一代移动通信技术的标准制定和产业化的推进，希望将移动通信技术渗透到社会的各行各业，实现万物互联，由此催生eMBB、uRLLC、mMTC等全新应用场景，带来2C业务体验的升级和物联网2B应用的进一步丰富。超高速率、超低时延、超大连接的5G技术正赋能各行各业的转型和升级，加速整个社会走向数字化，带动整个移动通信行业的再次腾飞。5G支持的MEC和网络切片有望满足垂直行业碎片化的业务需求，通过网络基础设施的共享，降低业务提供成本，加速5G在垂直行业的应用。随着全球5G商用的铺开，5G正在加速云计算、大数据、人工智能（AI）和物联网的应用，推动着整个社会走向数字化。

随着整个社会走向数字化，物理世界的每个物体都可能被数字化，并存储于虚拟空间中，所有这些数字化的物体共同构成一个数字世界。如果我们可以通过恰当的模型和数据把物理世界和数字世界进行关联，并通过对物理世界的感知和数字世界的模型来预测和干预物理世界的未来，就实现了物理世界的数字孪生。世界的数字孪生将极大地改变未来社会运行和治理的模式与效率，同时带来人们日常学习和工作的革命，将人类从烦琐的日常事务中解放出来，更好地追求自我价值的实现。另外，随着大数据和AI的发展，AI应用将无处不在，进而实现人与人、物与物、人与物之间的AI交互，带来学习和生产的革命。“数字孪生、智慧泛在”将成为未来社会发展的典型形态。

延续十年一代的发展规律，面向2030年，移动通信行业正在将注意力转向6G，新一轮的移动通信技术和标准的竞争将更加激烈。芬兰的奥卢大学在2018年启动了芬兰政府支持的6G项目；欧盟推出“地平线欧洲计划（2021—2027年）”，开展包括下一代网络在内的六大关键技术研究，2021年1月正式启动6G旗舰项目Hexa-X。2019年3月，美国决定开放太赫兹频段用于开展6G试验；2020年5月，美国标准化组织ATIS发布《提升美国6G领导力》报告，致力于6G标准化和商业化，并于2020年10月宣布成立Next G联盟，目标是建立北美在5G演进和6G发展中的领先地位。亚洲方面，日本总务省2020年6月发布《Beyond 5G推进战略纲要》，提出快速推进6G研发及强化日本6G国际竞争力的发展目标，力争5年内突破相关关键技术，实现6G时代日本设备商的基础设施全球份额达到30%的目标；2020年8月，韩国科学技术信息通信部发布《引领6G时代的未来移动通信研发战略》，计划2028年实现全球第一个6G商业化，争取实现全球首次6G核心标准专利、全球第一智能手机市场份额、全球第二设备市场份额。2019年6月，我国工业和信息化部成立了6G研究组，围绕6G愿景与需求、频谱、关键技术等展开研究；2019年11月，我国成立了由科技部等部委主导的6G推进组，并在2020年启动了第一批6G项目。全球运营商联盟NGMN于2020年启动了6G愿景与需求的研究，ITU-R也从2020年10月开始启动了6G技术趋势的研究，预计3GPP将在2025年左右开始6G的标准制定。4G正在改变生活，5G即将改变社会，我们期待着6G重塑一个全新的数字孪生世界！

感谢人民邮电出版社的组织和邀请，活跃在移动通信技术研究前沿的专家们能够有机会将研究成果汇编成书，为全球6G研究厘清思路和方向贡献绵薄之力，共同推进6G关键技术的突破，为ICDT行业的未来发展再添辉煌。

本书由刘光毅、黄宇红、崔春风、王启星编著，第1章、第2章由刘光毅、黄宇红、崔春风编写，第3章由刘光毅、程执天、孔磊、李亚、黄宇红、崔春风编写，第4章由金婧编写，第5章由郑智民、孔磊编写，第6章由李可、滕瑞、李雅茹编写，第7章由王笑千、郑智民编写，第8章由顾琪、郑智民编写，第9章由楼梦婷编写，第10章由王菡凝编写，第11章由董静编写，第12章由赵殊伦、郑智民编写，第13章由董静编写，第14章由夏亮、王笑千、赵殊伦、王菡凝、王启星编写，第15章由刘光毅、李娜编写。

本书的内容仅代表作者的个人学术观点，不代表任何公司的观点和立场，特此申明。另外，由于作者的水平所限，且6G研究仍处于早期阶段，有些观点难免偏颇，恳请读者批评指正。

作者

2021年1月