【6G無線通訊新征程：跨越人聯、物聯，邁向萬物智聯】

內容簡介

本書是關於6G無線網路的系統性著作，展現了萬物智慧時代的6G總體願景，闡述了6G的驅動因素、關鍵能力、應用場景、關鍵性能指標，以及相關的技術創新。 6G創新包含以人為中心的沉浸式通信、感知、定位、成像、分佈式機器學習、互聯AI、基於智慧聯接的後工業4.0、智慧都市與智慧生活，以及用於3D全球無線覆蓋的超級星座衛星等科技。 本書還介紹了新的空口和組網科技、通信感知一體化科技，以及地面與非地面一體化網路技術，並探討了用以實現互聯AI、以用戶為中心的網絡、原生可信等功能的新型網絡架構。 本書可作為學術界和業內人士在B5G移動通信（Beyond 5G）方面的基礎書目。

作者簡介

童文博士，華為無線CTO，華為5G首席科學家，華為Fellow，IEEE Fellow，加拿大工程院院士，曾獲IEEE通信學會傑出行業領袖獎、費森登獎章。

朱佩英博士，華為無線研究領域高級副總裁，華為Fellow，IEEE Fellow，加拿大工程院院士。

目錄

貢獻人員清單

推薦序：憧憬6G，共同定義6G

譯者序

前言

第一部分簡介

第1章2030年及以後的移動通信2

1.1移動通信的演進2

1.2關鍵驅動力3

1.3總體願景8

1.3.1關鍵技術趨勢12

1.3.2典型應用場景16

1.3.3關鍵性能指標的預期目標18

1.4本書結構20

參考文獻21

第二部分應用場景及目標KPI

第2章以人為中心的極致沉浸式體驗24

2.1極致的沉浸式雲VR 24

2.1.1傳輸時延要求25

2.1.2吞吐率要求28

2.1.3極致VR需求總結28

2.2觸覺與多感官通信29

2.2.1高動態環境下的遠程操控30

2.2.2高動態遠程操控的主要要求31

2.3裸眼3D全息顯示31

2.3.1裸眼3D顯示簡介32

2.3.2裸眼3D影像重建科技32

2.3.3分辯率和時延要求32

2.3.4裸眼3D顯示的傳輸速率要求33

參考文獻33

第3章感知、定位與成像35

3.1高精度定位35

3.1.1絕對定位36

3.1.2相對定位37

3.1.3語義定位37

3.2同步成像、製圖與定位38

3.2.1同步定位與製圖38

3.2.2室內成像與製圖39

3.2.3室外成像與製圖39

3.3人類感知增强40

3.3.1超越人眼：超高分辯率40

3.3.2超越人眼：見所未見41

3.3.3超越人眼：譜識別41

3.4手勢和動作識別42

3.4.1非接觸式控制：大動作識別42

3.4.2非接觸式控制：微動作識別43

參考文獻44

第4章全功能工業4.0及其演進45

4.1未來工廠46

4.2動作控制47

4.3機器人群組協同48

4.4從智慧合作機器人到電子人48

參考文獻49

第5章智慧都市與智慧生活50

5.1智慧交通50

5.2智慧樓宇51

5.3智慧醫療52

5.4 UAV使能智慧服務53

參考文獻55

第6章移動服務全球覆蓋56

6.1未連接區域的無線寬頻接入57

6.1.1偏遠地區的移動寬帶57

6.1.2移動平臺的無線寬頻58

6.1.3應急通信與救災58

6.2延伸到未覆蓋地區的廣域物聯網業務59

6.3高精度定位與導航59

6.4實时地球觀測與保護60

參考文獻61

第7章分佈式機器學習與互聯AI 62

7.1 AI增强的6G業務與運維63

7.1.1 AI增强的網絡效能63

7.1.2 AI增强的網絡運維64

7.2 6G使能的AI業務64

7.2.1 6G協同智慧和實时控制64

7.2.2 6G實現大規模智慧65

參考文獻66

第二部分小結66

第三部分理論基礎

第8章原生AI和機器學習的理論基礎71

8.1 AI基礎理論71

8.1.1定義71

8.1.2機器學習分類72

8.1.3 DNN資訊理論原理74

8.1.4 DNN實現76

8.2分佈式AI理論77

8.3動態貝葉斯網絡理論79

參考文獻83

第9章大容量和大連接的理論基礎85

9.1電磁資訊理論85

9.2大規模通信理論88

參考文獻91

第10章未來機器類通信的理論基礎96

10.1語義通信理論96

10.2超分辯率理論99

參考文獻101

第11章高能效系統理論基礎103

11.1能量有效的通信與計算理論103

11.2綠色AI理論104

參考文獻106

第三部分小結107

第四部分新元素

第12章新頻譜110

12.1 2020年前全球5G頻譜分配111

12.2 6G頻譜需求112

12.3中頻段仍是實現廣覆蓋最經濟的管道113

12.4毫米波頻段在6G時代逐漸成熟115

12.5太赫茲頻段為感知和通信開闢了新的可能性117

參考文獻119

第13章新通道121

13.1 6G通道建模新要求121

13.2 6G通道量測124

13.2.1新頻譜下的通道量測124

13.2.2新場景的通道量測126

參考文獻127

第14章新材料129

14.1矽的發展歷程129

14.2異構III-V資料平臺130

14.3可重構資料130

14.4光子晶體131

14.5光伏資料與光電探測器132

14.6电浆資料132

參考文獻133

第15章新天線136

15.1光電導透鏡天線136

15.2反射陣列和發射陣列137

15.3超表面138

15.4納米光電探測器139

15.5片上天線和封裝天線139

15.6軌道角動量140

參考文獻141

第16章太赫茲科技143

16.1太赫茲器件143

16.1.1電子方法144

16.1.2混合方法和光子方法148

16.2太赫茲系統148

16.2.1太赫茲通信系統149

16.2.2太赫茲成像和感知系統150

16.3挑戰151

參考文獻152

第17章後摩爾定律時代的計算159

17.1後摩爾定律時代159

17.2神經形態計算160

17.3量子計算161

17.4新計算架構162

參考文獻163

第18章新終端165

18.1未來的移動終端設備165

18.2未來的腦機介面169

18.3全新的可穿戴設備171

參考文獻172

第四部分小結173

第五部分6G空口設計使能科技

第19章智慧空口框架179

19.1背景與動機179

19.2科技現狀179

19.2.1 NR頻譜利用與能效180

19.2.2實體層AI/ML 180

19.2.3 MAC層AI/ML 182

19.3設計展望和研究方向182

19.3.1 AI使能個性化空口183

19.3.2端到端AI連結設計及遺留問題188

參考文獻189

第20章地面與非地面一體化通信192

20.1背景與動機192

20.2現有方案193

20.3設計展望和研究方向195

20.3.1一體化多層網絡195

20.3.2增强型非地面通信198

參考文獻200

第21章通感一體化202

21.1背景與動機202

21.2現有方案203

21.3設計展望和研究方向205

21.3.1 ISAC系統設計205

21.3.2無線感知設計與算灋209

參考文獻212

第22章新型波形和調製方式215

22.1背景與動機215

22.2現有方案216

22.2.1多載波波形216

22.2.2單載波波形221

22.2.3調製方式223

22.2.4感知波形223

22.3設計展望和研究方向224

參考文獻226

第23章新型編碼230

23.1背景與動機230

23.2通道編碼方案231

23.2.1背景231

23.2.2 6G通道編碼的目標KPI 231

23.2.3 6G通道編碼的設計原則233

23.3信源通道聯合編碼236

23.3.1研究背景236

23.3.2基於機器學習的JSCC 237

23.3.3 6G JSCC的設計原則238

23.4實體層網絡編碼239

23.4.1背景239

23.4.2 6G實體層網絡編碼的設計原則240

參考文獻241

第24章新型多址接入247

24.1背景與動機247

24.2現有方案248

24.2.1正交多址接入248

24.2.2非正交多址接入249

24.2.3免授權MA 253

24.3設計展望和研究方向255

24.3.1大容量URLLC業務MA 255

24.3.2極低成本、極低功耗設備MA 255

24.3.3超大連接MA 256

24.3.4魯棒波束賦形MA 256

24.3.5 AI輔助MA 257

參考文獻257

第25章超大規模MIMO 260

25.1背景與動機260

25.2現有方案260

25.2.1 FR1上的MIMO科技261

25.2.2 FR2上的MIMO科技261

25.2.3合作式MIMO 262

25.3新興MIMO科技264

25.3.1太赫茲MIMO 264

25.3.2可重構智慧表面265

25.3.3超大孔徑天線陣列266

25.3.4 AI輔助MIMO 267

25.3.5其他MIMO科技268

25.4設計展望和研究方向271

25.4.1感知輔助MIMO 271

25.4.2可控無線通道及網路拓撲272

25.4.3 FR2和太赫茲MIMO 273

25.4.4超大孔徑陣列274

25.4.5 AI使能MIMO 275

參考文獻276

第26章超級側行連結與接入連結融合通信283

26.1背景與動機283

26.2現有方案285

26.3設計展望和研究方向286

26.3.1超級側行連結使能科技286

26.3.2超級側行連結與接入連結融合設計287

參考文獻288

第五部分小結289

第六部分6G網絡架構

設計的新特性

第27章網絡AI架構科技295

27.1背景295

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【認識6G無線智慧感知萬物】

內容簡介

當前，在5G席捲全球的大背景下，關於5G演進的研究與標準化工作正開展得如火如荼，與此同時，國內外通信企業為了搶奪話語權，都在緊鑼密鼓地進行6G科技的研究和佈局。 本書對5G演進和6G研究的相關知識進行通俗解讀，包括5G商用部署、典型場景與應用，5G與標準演進，6G空口與組網候選科技，以及本書作者關於6G科技的思考，相信本書會讓廣大讀者從中獲益。

本書立足於通信從業人員，用淺顯易懂的管道介紹了5G演進和6G關鍵技術，適合通信設備製造商、手機製造商、網絡運營商、科研人員，以及相關專業師生閱讀與參攷。

目錄

第1章先從5G說起

1.1 1G到5G，我國移動通信發展里程碑/

1.2 5G商用部署/

1.3 5G場景與應用/

第2章5G第一版（R15）標準

2.1總述/

2.2 R15實體層標準介紹/

2.3 R15協議棧與網絡架構/

2.4頻譜與射頻/

第3章5G標準演進

3.1 Rel-6標準/

3.2 Rel-17標準/

第4章關於6G的思考

4.1從5G到6G /

4.2 6G暢想/

第5章6G候選科技

5.1 6G高頻段通信技術/

5.2 6G空口增强科技/

5.3 6G靈活組網/

第6章關於3GPP這個標準組織

6.1 3GPP的正確打開管道/

6.2 3GPP的文字“遊戲”/

6.3 3GPP的平等——1公司1票/

第7章說說這些領域

7.1空天地一體化/

7.2隔壁的Wi-Fi /

7.3 5G網絡共建共用/

7.4物聯網/

7.5 5G安全/

7.6 5G開發平臺/

7.7雜談/

參考文獻/

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【6G之美：新一代無線通訊科技演進】

內容簡介

當前，在5G席捲全球的大背景下，關於5G演進的研究與標準化工作正開展得如火如荼，與此同時，國內外通信企業為了搶奪話語權，都在緊鑼密鼓地進行6G科技的研究和佈局。 本書對5G演進和6G研究的相關知識進行通俗解讀，包括5G商用部署、典型場景與應用，5G與標準演進，6G空口與組網候選科技，以及本書作者關於6G科技的思考，相信本書會讓廣大讀者從中獲益。

本書立足於通信從業人員，用淺顯易懂的管道介紹了5G演進和6G關鍵技術，適合通信設備製造商、手機製造商、網絡運營商、科研人員，以及相關專業師生閱讀與參攷。

作者簡介

陳鵬，中國電信技術創新中心總監。 主要從事LTE、LTE-A、5G等系統的科技演進與關鍵技術研究、3GPP標準研究與推進、LTE/LTE-A modem開發等工作。 研究方向主要包括無線通訊網絡效能分析與優化、控制通道效能與系統設計、多天線系統等。 迄今為止，已發表學術論文30餘篇，作為主要發明人申請國際PCT專利31項，作為主要作者提交國際標準提案近百篇，並曾擔任3GPP“LTE覆蓋增强”立項報告人職務。 曾獲“2001-2010諾基亞傑出發明人”等稱號。

目錄

第1章先從5G說起

1.1 1G到5G，我國移動通信發展里程碑/

1.2 5G商用部署/

1.3 5G場景與應用/

第2章5G第一版（R15）標準

2.1總述/

2.2 R15實體層標準介紹/

2.3 R15協議棧與網絡架構/

2.4頻譜與射頻/

第3章5G標準演進

3.1 Rel-6標準/

3.2 Rel-17標準/

第4章關於6G的思考

4.1從5G到6G /

4.2 6G暢想/

第5章6G候選科技

5.1 6G高頻段通信技術/

5.2 6G空口增强科技/

5.3 6G靈活組網/

第6章關於3GPP這個標準組織

6.1 3GPP的正確打開管道/

6.2 3GPP的文字“遊戲”/

6.3 3GPP的平等——1公司1票/

第7章說說這些領域

7.1空天地一體化/

7.2隔壁的Wi-Fi /

7.3 5G網絡共建共用/

7.4物聯網/

7.5 5G安全/

7.6 5G開發平臺/

7.7雜談/

參考文獻/