6G-从通信到多能力融合的变革

第1章  移动通信系统的发展规律  / 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  / 13
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
2.7  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
3.3  新应用场景和新业务的需求  / 48
3.4  新技术发展趋势的推动  / 51
3.4.1  ICDT深度融合  / 51
3.4.2  新的硬件及其解决方案  / 53
3.5  现有网络的问题和挑战  / 57
3.5.1  分层协议栈成为新的瓶颈  / 57
3.5.2  持续演进的网络切片  / 58
3.5.3  固化的网络架构  / 59
3.5.4  5G网络的高功耗  / 60
3.5.5  高度复杂的运维管理  / 60
3.6  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
4.2.7  IMT-2030推进组  / 92
4.2.8  科学技术部6G推进组  / 93
4.2.9  未来移动通信论坛  / 94
4.2.10  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
5.4.5  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
天线系统  / 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  RIS硬件结构  / 220
7.2.2  RIS调控机理  / 221
7.2.3  相位离散化选择  / 224
7.2.4  RIS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使能空口技术  / 263
8.1  AI使能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  终端信道状态信息反馈  / 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  新型双工技术  / 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  天线域自干扰删除  / 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  MIMO-OTFS系统设计  / 340
10.3.1  开环MIMO预编码  / 340
10.3.2  闭环MIMO预编码  / 344
10.4  OTFS的优势与挑战  / 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星地融合网络技术  / 419
13.1  星地融合网络发展现状  / 419
13.1.1  卫星通信的崛起  / 419
13.1.2  卫星通信系统的体制标准  / 420
13.1.3  星地融合发展新趋势  / 421
13.1.4  星地融合网络标准进展及
趋势  / 422
13.2  星地融合网络发展路径  / 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  星地融合网络一体化  / 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网络功能架构  / 459
14.4.1  总体功能架构  / 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网络关键技术  / 471
14.5.1  以任务为中心的设计范式  / 471
14.5.2  新非接入层协议  / 473
14.5.3  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网络实现架构  / 481
14.6.1  6G核心网实现架构  / 481
14.6.2  6G无线接入网实现架构  / 484
本章参考文献  / 485
附录A  缩略语表  / 486