1949年发表的香农公式给出了通信容量的理论极限。是数字通信的基础、也是现代无线通信的基石。针对有线通信提出的香农公式在6G面临挑战。本工作给出了适用于6G无线通信的修正香农公式。

Shannon’s formula published in 1949 defines the maximum channel capacity available, laying down the cornerstone of digital communications, which is also the fundamental of modern wireless. However, the scenario of 6G will not be the same as the presumption of postulating the Shannon’s formula. The work proposes a modified Shannon’s formula to meet the requirements of 6G wireless.

负责人：马建国

移动/无线通信通信数据速率比较

通信交流是维系人类社会健康存在并运转的最为重要的手段，从‘狼烟滚滚’到‘烽火戏诸侯’、从‘鸡毛信’到‘飞鸽传书’、从‘旗语’到‘信号树’、从‘隔山对歌’到‘骂阵’等等，人类社会一开始就是通过‘无线通信’来维系社会的运行和信息的交互。而旗语 /信号树/狼烟等都是典型的‘数字化’通信手段，人类历史发展过程中的很多里程碑式的科技发明也都是由于通信的需求而驱动产生的。比如熟知的摩斯电码、无线电报、甚至我们今天随处可见的三极管等等都是为了通信而发明的。

作为‘信息高速公路’的重要基础之一，无线通信在日常生活中扮演着越来越重要的角色，已经成为现代社会不可或缺的日常需求之一。而日益增长的信息通信容量的需求，要求这样的‘信息高速公路’的通信容量越来越大。这也是每一代新的通信技术有别于上一代技术的最重要特征（见图1）。不严格的讲：提升无线通信的通信容量成为每一代无线通信的唯一驱动目标。如何从理论上给出无线通信的容量并以此来指导如何提升通信容量就成为核心关键。

1948年香农（Shannnon）创立了信息论，从此香农的信息论成为迄今为止信息科学与技术的唯一的最基本的信息基础理论。1949年针对当时利用电话线的点对点有线通信系统，从信息论的角度香农发表了著名的‘香农定理’和其‘香农公式’，给出了通信可以达到的理论上最大的通信信息容量（又叫香农限）。自此之后到现在的七十多年，这个香农公式就成为通信领域决定通信容量的黄金公式。即使进入了现代的无线通信时代，大家也一直将这个香农公式捧为‘金科玉律’来计算无线通信系统的最大通信容量。随着4G的普及和5G的大规模商用化，实际的无线通信系统已经逐渐逼近了这个香农限。而实际无线通信系统也越来越不满足最初香农提出香农定理和香农公式时的初始假设条件。

建立满足5G乃至将来6G实际工作环境的无线通信信道容量公式来替代传统的香农公式就成为未来6G的核心基础。也是我国在6G赛道上如何领先并取得核心技术优势的关键。