尽管5G已经极大地提升了无线网络速度与覆盖范围，但是研究人员指出5G的能力还是不足以满足一些应用和服务，如全球覆盖、超高数据传输速率、超低延迟、超高连接密度、高精度定位、超可靠和安全连接、低功耗、高能源效率以及无处不在的智能应用。
为了解决这些限制，需要进一步探索全球海上通信和高纬度地区的卫星通信，以实现全球覆盖。无线网络必须显著提高超高数据传输速率，使峰值数据速率可以达到Tbps级别，支持超高清视频和远程医疗等服务。在低传输速度下，端到端（E2E）延迟需要低于1毫秒，而在高速度下，延迟应达到微秒级别。连接密度应达到每平方千米108台设备，以满足连接密集人群和工业设备的需求。此外，需要提高定位精度，实现户外厘米级和室内亚厘米级的高精度定位。一系列新颖的应用，如触觉互联网、车辆对一切（V2X）和无线数据中心，对可靠性有更高要求。能源消耗对许多应用来说也是一个关键问题，因此需要降低功耗，将网络能源效率提高100倍。此外，大量智能应用推动通信系统具备更高的智能水平。
而正在研发的6G将有望解决5G上述的局限
6G的愿景可以描述为“全球覆盖、全频段、全应用、全感知、全数字和强安全”。为了实现全球覆盖，6G将从陆地通信扩展到一体化的空中、地面和海洋通信网络。
为了满足大规模流量和大规模连接的应用需求，6G通信网络将充分利用全频段，包括次6GHz、毫米波、TeraHz（太赫兹）和光学频段。为了服务各种垂直行业，通信、计算、存储、控制、感知、定位、人工智能和大数据将深度集成，形成包括ISAC(通信感知一体化)在内的全应用场景。
6G还将通过全息通信和存储、沉浸式扩展现实（XR）、触觉互联网等应用，为用户提供全感知体验。基于数字孪生，6G将实现数字世界与物理世界之间的映射，最终实现“人-机-物-环境”的智能连接。强安全性体现在在设计通信网络时考虑了安全性，被称为网络内生安全，包括物理层安全和网络层安全。结合人工智能，6G还将实现智能内生安全。
研究人员通过六大方面描述了6G的愿景
1. 全球覆盖
目前，通信服务主要限于陆地移动通信，而偏远地区和特殊场景仍然是通信的盲区。为了实现无处不在的全球覆盖，6G将从陆地通信扩展到空中、地面和海洋通信，整合卫星通信、无人机通信、陆地超高密度通信网络、海上通信、水下通信和地下通信。通过整合各种通信网络，6G将实现无缝的三维全球覆盖和连接，提供多种通信服务。全球覆盖可以为那些位于陆地通信网络覆盖范围之外的用户提供通信服务，如偏远地区的互联网接入、增强的车载通信以及地下矿山通信。在发生灾害（如洪水和火灾）导致陆地通信网络中断的情况下，空中通信网络可以提供快速、稳定和高质量的紧急服务。全空间深度覆盖还可以实现全空间环境监测、深海探索等服务。
2. 全频段
随着新的高数据率通信服务和应用不断演进，对移动无线流量的需求呈指数增长。现有的通信系统面临着射频（RF）频段的频谱拥挤挑战，这对于更高速率的服务来说不足够。5G已经几乎充分利用了次6GHz频段，并开始探索毫米波频段。在6G时代，为了满足巨大的流量和大规模连接的技术需求，将充分利用包括次6GHz、厘米波（cmWave）、毫米波、太赫兹和光无线频段在内的所有频谱。太赫兹频段具有巨大的带宽和超高的数据传输速率，为6G无线数据中心、纳米互联网、超短距离通信和其他新的应用场景提供强大支持。用于光无线通信（OWC）的光学频段包括红外线（IR）、可见光和紫外线（UV）频段，具有几千THz的未使用光谱资源。此外，可见光频段具有众多优势，包括环保、经济、无需频谱管理、高安全性和无电磁（EM）干扰。在射频通信受限的场景中，OWC具有巨大的应用潜力，并催生了一系列光通信技术，包括可见光通信（VLC）、光传输（LiFi）、光学相机通信（OCC）、自由空间光通信（FSO）和光探测与测距（LiDAR）。
3. 全应用
随着服务多样性和通信系统不断发展，6G将生成海量数据。新技术，如人工智能和大数据，将被充分利用，探索6G网络的智能潜力，并实现一系列智能应用。一方面，这些新技术将有助于更先进和智能的通信系统的发展，为无线信道建模、网络多址接入、速率控制、缓存和重新加载、安全和稳定连接等方面的研究提供新的思路和范式。另一方面，无处不在的智能6G网络还将提供智能应用，如智慧城市、智慧农业和智能交通。此外，6G不仅提供通信服务，还提供结合通信、计算、存储、控制、感知、定位和机器人技术的其他服务，催生了一系列多样化的服务应用。
4. 全感知
从1G到5G，人与人之间的互联逐渐演变为人与物之间的互联。在6G中，借助各种通信技术的支持，用户将通过全息通信和存储、沉浸式扩展现实（XR）、触觉互联网等应用获得全感知体验。人们对现实的感知是通过各种感官器官获得的。在6G提供大带宽和低延迟的可靠通信支持下，所有人类五官信息，包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，都将通过6G通信网络启用，并完全呈现在用户面前，实现虚拟与现实的融合。有预见6G通信系统将实现多感知互联，为娱乐、技能学习、医疗保健等领域提供广泛的应用。
5. 全数字化
得益于通信、感知、计算、存储的进步，以及大数据和人工智能的发展，在6G时代，数字孪生技术将进一步发展和演进。物理现实将被精确数字化，数字世界和物理世界将相互映射并相互影响。数字世界不仅仅是物理世界的数字映射。数字世界的推理和预测可以对应于物理世界的推理和预测，实时准确反映和预测物理世界，为物理世界的决策提供参考。通过物理世界与虚拟数字世界的互联，6G将实现“人-机-物-环境”的智能连接，包括虚拟世界的“环境”，推动一系列应用，如人体数字孪生和数字孪生城市。
6. 强安全性
随着通信网络的不断发展，安全性已经成为一个重要问题。除了传统的安全问题，如病毒和分布式拒绝服务（DDoS）攻击，6G将面临一系列新的安全威胁，例如大规模数据泄露以及随着新应用场景、新技术和庞大用户信息爆炸而出现的基于学习的攻击。在为网络提供各种新服务的基础上，6G还需要在设计过程中考虑安全性，以实现强安全性，包括物理层安全和网络层安全。量子通信技术、区块链技术和其他潜在的安全技术将促进构建一个内生安全机制，确保6G网络具有可信、可管理和可控的特性。结合人工智能，6G还将实现智能内生安全，旨在独立识别和解决网络安全问题。
5G 6G表现指数对比
学术文章来源：
Wang, C. X., You, X., Gao, X., Zhu, X., Li, Z., Zhang, C., ... & Hanzo, L. (2023). On the road to 6G: Visions, requirements, key technologies and testbeds. IEEE Communications Surveys & Tutorials.