6G潜在关键技术（上册）
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作者作者
出版社电子工业出版社
ISBN9787121427404
出版时间2022-01
装帧平装
开本16开
定价148元
货号31371143
上书时间2024-11-14
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作者简介
主要从事宽带无线通信和下一代网络及信息处理的研究，主要研究方向包括OAM-MIMO、IRS、人工智能技术在通信领域中的应用等。发表SCI/EI论文32篇，其中以第一作者身份发表论文共计18篇。授权专利7项。计算机软件著作权6项。主持/参与科研项目30余项。出版专著2部。
目录
第1章 概述1
1.1 历史回顾1
1.1.1 从蒸汽时代到互联网时代1
1.1.2 1G到5G的发展2
1.2 6G发展驱动力5
1.2.1 5G的限制5
1.2.2 宏观驱动力6
1.3 6G总体愿景8
1.4 6G未来垂直服务9
1.4.1 面向2030年的工业4.0+的服务9
1.4.2 面向2030年的移动运输服务10
1.4.3 面向2030年的电子健康服务11
1.4.4 面向2030年的金融服务11
1.5 全球6G研究进展11
1.5.1 6G标准化组织11
1.5.2 各国进展13
参考文献16
第2章 6G用例与指标18
2.1 6G服务的演进18
2.2 6G用例20
2.2.1 全息通信21
2.2.2 沉浸式XR22
2.2.3 触觉网络23
2.2.4 数字孪生24
2.2.5 工业4.0+25
2.2.6 互联机器人自主系统30
2.2.7 智能运输系统31
2.2.8 无人机技术31
2.2.9 新型智慧城市群32
2.2.10 智能医疗32
2.2.11 无线脑机交互33
2.2.12 全球连接和集成网络33
2.3 6G的指标34
2.3.1 数据传输速率36
2.3.2 超低延迟36
2.3.3 极高的可靠性37
2.3.4 定位能力37
2.3.5 覆盖能力37
2.3.6 频谱效率38
2.3.7 能量效率38
2.3.8 计算性能39
2.3.9 安全能力39
2.4 小结40
参考文献40
第3章 6G全频谱通信43
3.1 移动通信频谱的演变43
3.1.1 从1G到5G：移动通信频谱发展43
3.1.2 全频谱通信驱动力45
3.2 6G频谱定义与特点46
3.2.1 6G频谱定义46
3.2.2 不同频段的特点48
3.3 6G频谱新用例52
3.3.1 长距离回程53
3.3.2 传感网络53
3.3.3 联合雷达通信应用54
3.3.4 自动汽车驾驶55
3.3.5 智能建筑与智能城市55
3.3.6 无线认知56
3.3.7 精确定位56
3.4 6G频谱面临的挑战57
3.4.1 无线电硬件57
3.4.2 多频段共存57
3.4.3 传播损耗58
3.4.4 频谱管理59
参考文献59
第4章 6G面临的主要挑战与使能技术63
4.1 6G面临的主要挑战63
4.1.1 高精度信道建模63
4.1.2 极致性能传输64
4.1.3 网络全覆盖65
4.1.4 网络异构约束66
4.1.5 海量数据通信67
4.1.6 新频谱利用67
4.1.7 联合管理68
4.1.8 低功耗绿色通信68
4.1.9 数据与通信安全69
4.1.10 终端能力69
4.2 6G关键使能技术69
4.2.1 基础传输技术70
4.2.2 空间资源利用技术70
4.2.3 频谱利用技术72
4.2.4 人工智能辅助的通信73
4.2.5 应用层技术74
参考文献75
第5章 编码、调制与波形78
5.1 编码79
5.1.1 Polar码80
5.1.2 Turbo码84
5.1.3 LDPC码87
5.1.4 Spinal码94
5.1.5 物理层网络编码95
5.1.6 算法及有关方案97
5.2 调制104
5.2.1 6G中的调制104
5.2.2 索引调制104
5.2.3 OTFS技术110
5.2.4 高阶APSK调制119
5.2.5 过零调制及连续相位调制121
5.2.6 信号整形125
5.2.7 降低PAPR125
5.3 波形设计125
5.3.1 多载波波形126
5.3.2 单载波波形130
5.4 FTN传输技术137
5.4.1 FTN传输技术的原理137
5.4.2 6G中的FTN138
参考文献141
第6章 OAM145
6.1 OAM技术的基本原理及发展146
6.1.1 OAM理论基础146
6.1.2 OAM技术在无线通信中的发展148
6.2 OAM波束的产生151
6.2.1 常规OAM产生方法151
6.2.2 超表面技术152
6.2.3 其他生成方法153
6.3 OAM的接收154
6.3.1 单点接收法155
6.3.2 全空域共轴接收法155
6.3.3 部分接收法156
6.3.4 其他接收方法156
6.4 基于UCA的OAM通信系统157
6.4.1 模型简介157
6.4.2 信道模型158
6.4.3 通信系统性能分析159
6.4.4 非理想条件分析162
6.5 基于OAM的多模传输与多径传输164
6.5.1 多模态OAM复用164
6.5.2 OAM信道的多径效应164
6.6 OAM技术与其他技术的结合165
6.6.1 OAM与MIMO结合165
6.6.2 OAM与OFDM结合168
6.7 OAM技术面临的挑战169
6.7.1 非对准情况下OAM的传输169
6.7.2 OAM发散角的抑制或消除170
6.7.3 OAM-MIMO的天线拓扑研究170
6.7.4 OAM模态选择171
6.7.5 OAM应用场景的选择171
6.8 小结172
参考文献172
第7章 智能超表面178
7.1 智能超表面简介178
7.1.1 智能表面基本原理178
7.1.2 相关概念和名词含义179
7.2 发展历史和研究现状183
7.2.1 技术的起源和发展183
7.2.2 研究项目情况184
7.2.3 智能超表面各方面研究现状194
7.2.3 研究意义202
7.3 智能超表面的分类202
7.3.1 按照功能划分202
7.3.2 按照调控划分207
7.3.3 按照响应参数划分209
7.4 6G中有前景的应用209
7.4.1 辅助通信209
7.4.2 节约成本213
7.4.3 非通信用途216
7.4.4 应用实例218
7.5 智能超表面的硬件实现220
7.5.1 基本硬件结构220
7.5.2 信息超材料222
7.5.3 可调电磁单元的实现224
7.5.4 控制单元的实现229
7.5.5 面临的挑战及方向234
7.6 智能超表面辅助通信238
7.6.1 信道模型238
7.6.2 理论性能分析242
7.6.3 关键算法250
7.7 RIS与其他技术的结合254
7.7.1 RIS与NOMA结合254
7.7.2 RIS与UAV结合255
7.7.3 RIS与FD结合258
7.7.4 RIS与THz结合259
7.7.5 RIS与AI结合261
7.7.6 智能表面与无线电能传输结合263
7.7.7 智能表面与定位和传感技术的结合264
参考文献266
第8章 MIMO283
8.1 超大规模MIMO283
8.1.1 背景284
8.1.2 硬件与架构问题285
8.1.3 工作模式288
8.1.4 一比特量化预编码290
8.1.5 面临的挑战292
8.2 超大规模波束成形294
8.3 超密集MIMO296
8.3.1 背景296
8.3.2 分离技术297
8.3.3 MIMO天线的解耦298
8.4 透镜MIMO301
8.4.1 背景301
8.4.2 使用透镜阵列的波束空间302
参考文献306
第9章 无蜂窝大规模MIMO312
9.1 背景312
9.2 系统模型315
9.2.1 上行链路训练316
9.2.2 下行链路有效载荷数据传输317
9.2.3 上行链路有效载荷数据传输318
9.3 性能分析318
9.3.1 Large-M分析318
9.3.2 有限M的可达速率319
9.4 导频分配方案321
9.4.1 效用式322
9.4.2 可扩展式323
9.5 DCC选择324
9.6 性能比较325
9.6.1 大规模的衰落模型325
9.6.2 参数和设置326
9.6.3 结果和讨论328
9.7 优势333
9.8 研究挑战334
9.8.1 实用的以用户为中心334
9.8.2 可扩展的功率控制335
9.8.3 高级分布式SP335
9.8.4 低成本组件336
9.8.5 前程信令的量化336
9.8.6 AP的同步337
参考文献337
第10章 全息技术342
10.1 全息通信343
10.1.1 全息型通信343
10.1.2 基于全息通信的扩展现实344
10.2 6G无线网络的全息MIMO表面345
10.2.1 HMIMOS设计模型346
10.2.2 功能、特征和通信应用程序350
10.2.3 设计挑战与机遇352
10.2.4 结论353
10.3 全息MIMO信道的自由度353
10.4 有源相控阵355
10.5 全息波束成形355
10.6 全息光束形成与相控阵比较358
10.6.1 性能比较358
10.6.2 成本比较358
10.6.3 功率比较359
10.6.4 尺寸和重量比较359
10.6.5 总结360
10.7 全息无线电360
10.7.1 全息无线电的实现361
10.7.2 全息无线电的信号处理361
10.8 全息广播362
10.9 全息定位363
10.9.1 全息定位的基本极限363
10.9.2 审查的算法364
10.9.3 未来方向364
10.10 关键基础设施365
参考文献
内容摘要
随着5G商用部署的稳步推进，6G的研究正在如火如荼地展开。目前业界已经对6G的场景与需求进行了研究与探讨，并初步达成共识，认为6G将实现数字孪生、智能泛在的愿景，在峰值速率、时延、连接密度、可靠性、频谱效率和定位能力等方面将远超5G，给人们的生活和出行带来前所未有的体验。本书为上、下两册，上册共10章。第1章介绍了6G研究的概况，包括发展愿景、驱动力、垂直服务与各国研究现状，第2章介绍了6G用例与性能指标，第3章介绍了6G通信的频谱，第4章介绍了6G面临的挑战与潜在关键技术，第5章介绍了编码、调制与波形，第6～10章介绍了空间资源利用技术，包括OAM、RIS、MIMO、Cell-Free与全息技术。本书对6G潜在关键技术进行了详细介绍，可供在无线通信、计算机科学等相关领域开展6G关键技术研究的学术界、教育界、产业界等相关人员阅读、参考。
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