1. 6G愿景与需求：从5G到6G的演进、6G关键性能指标、6G典型应用场景
各位同学好，我是老张。今天咱们聊聊6G的愿景和需求。说实话，我入行那会儿还在搞3G，谁能想到现在都开始预研6G了？时间过得真快。
先给大家看一张图，这是我梳理的6G知识体系框架。你想想看，从5G到6G，到底变了什么？
1.1 从5G到6G的演进：不只是升级，是重构
5G刚商用那会儿，我记得有个客户问我："老张，5G这么快了，还要6G干嘛？" 我当时笑了笑，没直接回答。后来在一次项目评审会上，我拿了一个全息通信的demo给他看——嗯，他看完就不说话了。
说白了，5G解决的是"人与人、人与物"的宽带连接问题。但6G要解决的是"万物智联、虚实融合"的问题。这不是简单的速率翻倍，而是整个通信范式的重构。
核心差异点：
- 5G：移动宽带增强（eMBB）、超可靠低时延（uRLLC）、海量机器类通信（mMTC）
- 6G：在上述基础上，新增通感一体化、AI原生、天地一体化、沉浸式体验等新维度
我在做5G基带算法的时候，最头疼的是信道估计和MIMO检测。到了6G，这些基础问题依然存在，但复杂度又上了一个台阶。你想想看，当工作频段从sub-6GHz推到毫米波再到太赫兹，信道特性完全变了。
1.2 6G关键性能指标：数字背后的故事
咱们来看看6G到底要达成什么样的指标。这些数字不是拍脑袋定的，背后都有技术逻辑和应用驱动。
| 性能指标 | 5G | 6G | 提升倍数 |
|---|---|---|---|
| 峰值速率 | 20 Gbps | 1 Tbps | 50x |
| 用户体验速率 | 100 Mbps | 10 Gbps | 100x |
| 空口时延 | 1 ms | 0.1 ms | 10x |
| 连接密度 | 10^6 /km² | 10^7 /km² | 10x |
| 定位精度 | 米级 | 厘米级 | 10-100x |
| 频谱效率 | 30 bps/Hz | 100 bps/Hz | 3x |
| 能量效率 | 基准 | 提升100x | 100x |
我个人习惯：看指标不能只看数字，要问"为什么是这个数？" 比如1Tbps的峰值速率，对应的是全息通信的带宽需求。0.1ms时延，对应的是触觉互联网的实时性要求。每个指标背后都有一个杀手级应用在驱动。
1.3 6G典型应用场景：未来已来
说到应用场景，我给大家讲几个我实际参与过的预研项目。这些不是科幻，是正在发生的技术探索。
1.3.1 全息通信
去年有个项目，客户要求实现远程全息会议。说白了，就是要把一个人的3D全息影像实时传输到另一个地方。这需要多大的带宽？我算了一下，一个中等精度的全息影像，每秒需要传输约100Gbps的数据。5G完全扛不住，只有6G的Tbps级别才能搞定。
1.3.2 数字孪生
数字孪生这个词最近很火。我在一个工业互联网项目里做过类似的东西——把整个工厂的生产线在虚拟世界里1:1复现。难点在哪？实时性。物理世界的任何变化，虚拟世界必须在毫秒级同步。这需要超低时延和超高可靠性的通信保障。
1.3.3 通感一体化
这个我得多说两句。通感一体化是6G的一个新方向，意思是通信和感知共用一套硬件和频谱。我在做基带算法的时候，发现一个问题：传统的通信波形和雷达波形是完全不同的设计思路。怎么让一套波形同时干两件事？这就是咱们这门课要重点讨论的内容。
避坑指南：我曾经在一个通感一体化项目中，直接拿OFDM波形去做感知，结果测距精度惨不忍睹。后来才发现，OFDM的模糊函数特性不适合高精度测距。所以波形设计一定要结合具体应用场景，不能生搬硬套。
1.3.4 天地一体化
卫星通信和地面通信的融合，也是6G的重要场景。我记得有一次做低轨卫星的链路仿真，发现多普勒频移大得吓人——每秒几十kHz的变化。这对基带算法的跟踪能力提出了极高的要求。
1.4 小结：6G到底要解决什么问题？
说了这么多，其实可以归结为一句话：6G要让通信从"连接"走向"智能"，从"传输管道"变成"智能平台"。
我个人觉得，6G最核心的三个关键词是：沉浸式体验、智能原生、全域覆盖。这三个词背后，对应的是全新的波形设计、全新的基带架构、全新的验证方法。这也是咱们这门课要深入探讨的内容。
好了，第一章就到这里。下一章咱们聊聊6G候选波形，看看哪些波形有潜力扛起6G的大旗。
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