6G 从通信到多能力融合的变革
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作者刘光毅等
出版社电子工业出版社
ISBN9787121466267
出版时间2024-01
装帧平装
开本16开
定价188元
货号1203137841
上书时间2024-08-07
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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。本书可作为5G从业人员和6G研发人员的参考书，也可作为高校本科生和研究生的参考书，还可作为企业布局未来与移动信息应用相关业务的参考书。
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