6G：从通信到多能力融合的变革

图书标准信息

• 作者 刘光毅 秦飞 张建华 孙程君 吴建军 段向阳 蔡立羽 孙韶辉 杨宁 编著
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2024-01
• 版次 1
• ISBN 9787121466267
• 定价 188.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 页数 508页
• 字数 812.8千字

【内容简介】

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（qo）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无线领域有代表的几个技术方向，包括分布式多输入多输出（mimo）、智能超表面（ri）、ai使能的空、优选的全双工、正交时频空调制（otf），以及通信和感知的融合、零功耗通信等；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研发人员的参书，也可作为高校本科生和的参书，还可作为企业布局未来与移动信息应用相关业务的参书。

【作者简介】

:
刘光毅，博士，教授级高级工程师，2018年入选科学技术部中青年科技领军人才，中国移动研究院首席专家、5G项目总监，中国移动集团公司技术咨询委员会无线专家组副组长、GTI（Global TD-LTE Initiative）全球产业联盟频率工作组主席和5G eMBB Program协调人，北京通信学会理事，中国通信学会测试仪器仪表专业委员会专家。长期从事移动通信技术的研究、标准化和产业化工作，带领团队全程参与TD-LTE及其后续演进的标准化工作，全程参与5G的技术研究、标准化和产业化推进工作，2016年荣获国家科学技术进步奖特等奖和中国通信学会科学技术进步奖特等奖，多次荣获CCSA科学技术进步奖一等奖和二等奖，所在团队入选2017年“央企楷模”。

【目录】

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 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

本章参文献 / 62

第4章 6g研究的外现状 / 63

4.1 6g研究的形势综述 / 63

4.2 6g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 本 / 128

4.3.4 美国next g / 134

4.4 本章小结 / 145

本章参文献 / 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 个6g的代表观点――6g是太赫兹 / 149

5.1.2 第二个代表观点――6g是卫星通信 / 150

5.1.3 第三个代表观点――6g是ai / 151

5.1.4 第四个代表观点――6g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 / 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 空技术 / 187

5.6 本章小结 / 189

本章参文献 / 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 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网络部署与能评估 / 242

7.5.1 ris网络部署 / 243

7.5.2 能与测试 / 249

7.6 ris发展趋势展望 / 254

7.7 本章小结 / 256

本章参文献 / 256

第8章 ai使能的空技术 / 263

8.1 ai使能的空技术和标准化研究 / 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 能分析和讨论 / 271

8.3 ai使能的信道信息反馈 / 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 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 硬件台终端波束管理方案验证 / 289

8.5 本章小结 / 291

本章参文献 / 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 频域自干扰删除 / 303

9.3.5 数字域自干扰删除 / 306

9.4 组网交干扰管理机制 / 307

9.5 概念验证 / 309

9.6 本章小结 / 312

本章参文献 / 312

0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 及实现 / 320

10.2.2 波形设计 / 323

10.2.3 导频设计 / 326

10.2.4 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

本章参文献 / 351

1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 一体化波形与能指标 / 376

11.5.2 感知与反向散技术结合 / 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 非理想因素对感知能的影响 / 380

本章参文献 / 380

2章 反向散通信 / 384

12.1 背景 / 384

12.2 典型应用场景 / 385

12.3 反向散通信的技术 / 390

12.3.1 反向散通信系统架构 / 390

12.3.2 反向散通信的上行调制技术 / 391

12.3.3 反向散通信的下行调制技术 / 394

12.3.4 环境能量采集 / 396

12.4 反向散通信空技术 / 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

本章参文献 / 415

3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

本章参文献 / 443

4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 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

本章参文献 / 485

附录 缩略语表 / 486