6G从通信到多能力融合的变革
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作者刘光毅[等]编著
出版社电子工业出版社
ISBN9787121466267
出版时间2024-01
装帧平装
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定价188元
货号14453069
上书时间2024-09-02
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目录
目录 第1章 移动通信网络的发展规律 / 1 1.1 移动通信系统的发展历程 / 1 1.2 我国对全球移动通信产业的贡献 / 2 1.2.1 1G空白 / 3 1.2.2 2G跟随 / 3 1.2.3 3G突破 / 4 1.2.4 4G并跑 / 5 1.2.5 5G领先 / 7 1.2.6 6G启航 / 9 1.3 本章小结 / 10 本章参考文献 / 10 第2章 5G发展现状与挑战 / 11 2.1 5G概述 / 11 2.1.1 无线接入网（RAN）架构 / 12 2.1.2 空口设计 / 15 2.1.3 核心网服务化和网络切片 / 21 2.1.4 移动边缘计算 / 22 2.2 标准演进 / 23 2.3 5G的频率 / 26 2.4 5G的商用网络部署 / 29 2.5 5G的业务发展 / 31 2.6 5G发展的机遇与挑战 / 36 2.6.1 “开源” / 37 2.6.2 “节流” / 39 本章小结 / 43 本章参考文献 / 44 第3章 为什么要研究6G / 45 3.1 社会发展的驱动力 / 45 3.1.1 全球可持续发展的需求驱动 / 45 3.1.2 中国社会发展的需求驱动 / 45 3.2 移动通信行业可持续发展的驱动力 / 46 3.2 新应用场景和新业务的需求 / 48 3.3 新技术发展趋势的推动 / 51 3.3.1 ICDT深度融合 / 51 3.3.2 新的硬件及其解决方案 / 53 3.4 现有网络的问题和挑战 / 57 3.4.1 分层协议栈成为新的瓶颈 / 57 3.4.2 持续演进的网络切片 / 58 3.4.3 固化的网络架构 / 59 3.4.3 5G网络的高功耗 / 60 3.4.4 高度复杂的运维管理 / 60 本章小结 / 61 本章参考文献 / 62 第4章 6G研究的国内外现状 / 63 4.1 6G研究的形势综述 / 63 4.2 6G国内研究进展 / 65 4.2.1 中国移动 / 65 4.2.2 华为 / 80 4.2.3 中信科移动 / 85 4.2.4 中兴 / 86 4.2.5 vivo / 89 4.2.6 OPPO / 90 4.3.7 IMT-2030推进组 / 92 4.2.7 科学技术部6G推进组 / 93 4.2.8 未来移动通信论坛 / 94 4.2.9 6GANA / 96 4.3 6G研究的国外进展 / 101 4.3.1 欧洲研究团体和机构 / 102 4.3.2 韩国 / 125 4.3.3 日本 / 128 4.3.4 美国Next G / 134 4.4 本章小结 / 145 本章参考文献 / 145 第5章 如何定义6G / 149 5.1 业界关于6G观点的概述 / 149 5.1.1 第一个6G的代表性观点――6G就是太赫兹 / 149 5.1.2 第二个代表性观点――6G就是卫星通信 / 150 5.1.3 第三个代表性观点――6G就是AI / 151 5.1.4 第四个代表性观点――6G就是语义通信 / 151 5.2 6G愿景与需求 / 152 5.3 6G频率 / 159 5.4 6G网络架构展望 / 161 5.4.1 按需服务 / 161 5.4.2 至简 / 169 5.4.3 柔性 / 172 5.4.4 智慧内生 / 174 5.7.5 安全内生 / 180 5.4.6 数字孪生 / 182 5.4.7 6G网络架构概览 / 186 5.5 空口技术 / 187 5.6 本章小结 / 189 本章参考文献 / 189 第6章 分布式超大规模天线系统 / 192 6.1 MIMO技术的背景 / 192 6.1.1 MIMO技术及超大规模天线技术 / 192 6.1.2 集中式超大规模天线系统 / 193 6.1.3 分布式超大规模天线系统 / 194 6.2 分布式MIMO系统的演进及技术特征 / 194 6.2.1 分布式MIMO系统的演进 / 194 6.2.2 无蜂窝MIMO系统及分布式超大规模天线的技术特征 / 195 6.3 无蜂窝MIMO系统介绍 / 196 6.3.1 TDD模式 / 196 6.3.2 FDD模式 / 196 6.3.3 可拓展模式 / 196 6.4 无蜂窝MIMO系统及分布式超大规模天线的关键技术 / 197 6.4.1 用户接入点关联、导频分配及信道估计 / 197 6.4.2 上行与下行信号处理技术 / 201 6.4.3 网络同步与校准 / 205 6.4.4 毫米波分布式超大规模天线技术 / 209 6.5 无蜂窝MIMO系统的网络部署 / 210 6.6 本章小结 / 214 本章参考文献 / 215 第7章 智能超表面 / 219 7.1 概述 / 219 7.2 硬件材料与电磁调控 / 220 7.2.1 智能超表面硬件结构 / 220 7.2.2 智能超表面调控机理 / 221 7.2.3 相位离散化选择 / 224 7.2.4 智能超表面研究硬件原型 / 224 7.3 信道模型 / 225 7.3.1 模型假设及设计原则 / 225 7.3.2 RIS物理模型抽象 / 227 7.3.3 MHCM RIS信道模型 / 228 7.4 RIS辅助的无线通信 / 233 7.4.1 性能评估分析 / 233 7.4.2 预编码与波束赋形 / 235 7.4.3 级联信道信息获取 / 238 7.5 RIS网络部署与性能评估 / 242 7.5.1 RIS网络部署 / 243 7.5.2 性能仿真与测试 / 249 7.6 RIS发展趋势展望 / 254 7.7 本章小结 / 256 本章参考文献 / 256 第8章 AI使能的空口技术 / 263 8.1 AI使能的空口技术和标准化研究 / 263 8.1.1 AI使能的物理层技术 / 263 8.1.2 AI使能的空口技术的标准化演进 / 264 8.2 AI使能的信道估计 / 265 8.2.1 传统信道估计 / 265 8.2.2 算法框架 / 267 8.2.3 模型选择 / 269 8.2.4 算法设计 / 270 8.2.5 性能分析和讨论 / 271 8.3 AI使能的信道状态信息反馈 / 273 8.3.1 终端信道信息反馈 / 273 8.3.2 评价指标 / 274 8.3.3 用于反馈的信道信息 / 274 8.3.4 算法设计 / 275 8.3.5 性能结果 / 279 8.4 AI使能的毫米波波束管理 / 280 8.4.1 终端侧AI波束管理 / 281 8.4.2 基站侧AI波束管理 / 287 8.4.3 硬件平台终端波束管理方案验证 / 289 8.5 本章小结 / 291 本章参考文献 / 292 第9章 新型双工（Advanced Duplex） / 294 9.1 驱动因素和趋势 / 294 9.2 主要技术问题、挑战和适用场景 / 296 9.3 自干扰删除关键技术 / 298 9.3.1 全双工收发机框架 / 300 9.3.2 自干扰信号模型 / 300 9.3.3 天线域自干扰抑制 / 301 9.3.4 射频域自干扰删除 / 303 9.3.5 数字域自干扰删除 / 306 9.4 组网交叉干扰管理机制 / 307 9.5 概念验证 / 309 9.6 本章小结 / 312 本章参考文献 / 312 第10章 正交时频空间（OTFS）调制 / 315 10.1 背景 / 315 10.1.1 应用场景 / 316 10.1.2 业界研究现状 / 318 10.2 OTFS技术概述 / 319 10.2.1 原理及实现 / 320 10.2.2 波形设计 / 323 10.2.3 导频设计 / 326 10.2.4 接收机算法 / 335 10.3 OTFS-MIMO系统设计 / 340 10.3.1 开环预编码 / 340 10.3.2 闭环预编码 / 344 10.4 OTFS优势与挑战 / 349 10.4.1 优势 / 349 10.4.2 挑战 / 349 本章参考文献 / 351 第11章 通信感知一体化 / 354 11.1 通信感知一体化背景 / 354 11.2 通信感知一体化典型应用场景与需求 / 356 11.2.1 感知的对外服务 / 357 11.2.2 感知的对内服务 / 359 11.3 通信感知一体化空口关键技术 / 360 11.3.1 波形与信号设计 / 360 11.3.2 感知信号检测理论 / 362 11.3.3 感知参数估计算法 / 367 11.3.4 MIMO通感一体化技术 / 369 11.4 通信感知一体化网络架构关键技术 / 372 11.4.1 不同的感知方式 / 372 11.4.2 无线感知功能与网络架构 / 372 11.5 未来研究方向与挑战 / 376 11.5.1 一体化波形与性能指标 / 376 11.5.2 感知与反向散射技术结合 / 377 11.5.3 感知与可重构智能超表面结合 / 378 11.5.4 通感信道建模 / 378 11.5.5 非理想因素对感知性能的影响 / 380 本章参考文献 / 380 第12章 反向散射通信 / 384 12.1 背景 / 384 12.2 典型应用场景 / 385 12.3 反向散射通信的技术原理 / 390 12.3.1 反向散射通信系统架构 / 390 12.3.2 反向散射通信的上行调制技术 / 391 12.3.3 反向散射通信的下行调制技术 / 394 12.3.4 环境能量采集 / 396 12.4 反向散射通信空口技术 / 398 12.4.1 速率提升技术 / 398 12.4.2 覆盖增强技术 / 399 12.4.3 可靠性传输技术 / 402 12.4.4 超大规模连接技术 / 404 12.4.5 同步技术 / 406 12.4.6 干扰消除技术 / 407 12.5 反向散射通信协议栈设计与网络架构 / 411 12.5.1 轻量化协议栈设计 / 411 12.5.2 至简网络架构 / 412 12.6 本章小结 / 415 本章参考文献 / 415 第13章 6G星地融合技术 / 419 13.1 星地融合发展现状 / 419 13.1.1 卫星通信的崛起 / 419 13.1.2 卫星通信的体制标准 / 420 13.1.3 星地融合发展新趋势 / 421 13.1.4 星地融合标准进展及趋势 / 422 13.2 星地融合发展路径 / 423 13.2.1 过去：业务融合 / 423 13.2.2 现在（5G）：体制融合 / 424 13.2.3 未来（6G）：系统融合 / 424 13.3 星地融合一体化 / 425 13.3.1 星地融合的网络架构 / 426 13.3.2 星地融合的空口传输 / 434 13.3.3 星地融合的组网方式 / 439 13.3.4 星地融合的频率管理 / 442 13.4 本章小结 / 443 本章参考文献 / 443 第14章 6G移动网络架构 / 446 14.1 移动通信网络的演进伴随着架构的迭代 / 446 14.1.1 移动通信网络的演进历史 / 446 14.1.2 架构是系统的根基 / 447 14.1.3 6G网络的“智能普惠”需要架构的原生设计 / 448 14.2 6G移动通信网络架构变革的驱动力 / 450 14.2.1 现有2C商业模式到达瓶颈 / 450 14.2.2 2B业务场景的全面到来 / 450 14.2.3 全新的业务场景――元宇宙 / 451 14.2.4 新空口能力的价值释放 / 451 14.2.5 网络管道能力的突破 / 452 14.2.6 网络KPI的全面提升 / 453 14.3 6G移动通信网络架构技术需求 / 454 14.3.1 内生AI，智能普惠 / 454 14.3.2 网络灵活，用户友好 / 455 14.3.3 安全可靠，多方信任 / 455 14.3.4 数据协同，监管合规 / 457 14.3.5 开放合作，做大生态 / 458 14.4 6G移动通信网络功能架构 / 459 14.4.1 总体功能框架 / 459 14.4.2 任务编排调度与控制 / 460 14.4.3 连接功能 / 462 14.4.4 计算功能 / 464 14.4.5 数据功能 / 466 14.4.6 可信功能 / 468 14.4.7 承载网 / 470 14.5 6G移动通信网络关键技术 / 471 14.5.1 任务为中心的设计范式 / 471 14.5.2 New NAS新非接入层协议 / 473 14.5.3 CRB计算无线承载 / 474 14.5.4 数据承载与转发 / 476 14.5.5 可信的分布式网络技术 / 479 14.5.6 6G区块链 / 480 14.6 6G移动通信网络实现架构 / 481 14.6.1 6G核心网实现架构 / 481 14.6.2 6G接入网实现架构 / 484 本章参考文献 / 485 附录 缩略语表 / 486
内容摘要
面向 2030 年商用的6G 将是支撑“数字孪生、智慧泛在”社会发展愿景的基础设施，6G 除了对传统的通信能力进行进一步增强，更需要构建新的能力维度，实现通信与感知、计算、人工智能（AI）、大数据、安全等能力的一体融合设计，通过按需服务的方式，实现多能力服务质量（QoS）的端到端保障，更好地满足6G 差异化和碎片化业务场景的需求。本书首先回顾移动通信技术的发展历史，从5G发展的经验和面临的挑战出发，概述6G 发展和演进的驱动力，归纳和汇总了全球从事6G 研究的主要机构、组织、项目和企业的相关研究进展和成果，并且从愿景、需求、频率、网络架构等角度展望了如何定义6G；然后围绕传统通信网络的容量、效率、覆盖等的优化，介绍了6G 无线领域最有代表性的几个技术方向，包括分布式多输入多输出（MIMO）、智能超表面（RIS）、AI 使能的空口、优选的全双工、正交时频空调制（OTFS），以及通信和感知的融合、零功耗通信等；最后从整个网络架构的角度，着重介绍了空天地融合，以及6G 多能力融合移动网络架构的设计。
精彩内容
面向 2030 年商用的6G 将是支撑“数字孪生、智慧泛在”社会发展愿景的基础设施，6G 除了对传统的通信能力进行进一步增强，更需要构建新的能力维度，实现通信与感知、计算、人工智能（AI）、大数据、安全等能力的一体融合设计，通过按需服务的方式，实现多能力服务质量（QoS）的端到端保障，更好地满足6G 差异化和碎片化业务场景的需求。本书首先回顾移动通信技术的发展历史，从5G发展的经验和面临的挑战出发，概述6G 发展和演进的驱动力，归纳和汇总了全球从事6G 研究的主要机构、组织、项目和企业的相关研究进展和成果，并且从愿景、需求、频率、网络架构等角度展望了如何定义6G；然后围绕传统通信网络的容量、效率、覆盖等的优化，介绍了6G 无线领域最有代表性的几个技术方向，包括分布式多输入多输出（MIMO）、智能超表面（RIS）、AI 使能的空口、优选的全双工、正交时频空调制（OTFS），以及通信和感知的融合、零功耗通信等；最后从整个网络架构的角度，着重介绍了空天地融合，以及6G 多能力融合移动网络架构的设计。
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