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內容簡介

　　本書作者所在研究團隊于2018年提出了以“人—機—物—靈”融合為特征的6G愿景，并設計了6G演進的真實世界和虛擬世界的雙世界架構，引起了信息通信業(yè)界的關注。本書基于這個理念，提出了6G的需求及其愿景，首先給出了6G的總體設計思路，闡述了6G引入的“靈”的概念以及“靈”給信息通信帶來的挑戰(zhàn)，并通過對6G業(yè)務愿景、網絡愿景、能力愿景以及演進特性的展望，希望為讀者描繪一個全景式的6G愿景；然后闡述了能夠滿足此愿景的6G網絡架構與網絡需求；接著從傳輸技術和網絡技術兩方面介紹并分析了6G的潛在技術，并對6G的典型應用場景給出了展望；zui后對全球B5G/6G的研究與產業(yè)情況進行了綜述。本書適合希望了解6G需求及潛在技術的人士閱讀，不僅可作為移動通信行業(yè)從業(yè)人員和垂直行業(yè)相關人員的技術參考書，也可作為高等院校高年級本科生、碩士生和博士生的教材或學習材料。同時，本書對于對未來移動通信感興趣的人員也具有閱讀和參考價值。

作者簡介

　　張平中國工程院院士，北京郵電大學教授、博士生導師，網絡與交換技術國家重點實驗室主任，主要研究領域為移動通信，先后擔任國家自然科學基金委員會首屆國際合作咨詢委員會委員，信息學部第三、五、六屆咨詢委員會委員，科學技術部863計劃網絡與通信技術主題專家組專家，國家科技重大專項“新一代寬帶無線移動通信網”總體組專家，IMT-2020（5G）專家組成員，國家第六代（6G）移動通信技術研發(fā)總體專家組專家，國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體學術帶頭人，《中國郵電高校學報》（英文版）和《通信學報》主編等。獲得首屆“全國創(chuàng)新爭先獎”獎章、光華工程科技獎、何梁何利基金科學與技術進步獎。2017年帶領的團隊入選首批“全國高校黃大年式教師團隊”，2018年當選IEEE Fellow。李文璟北京郵電大學教授、博士生導師，主要研究領域為無線網絡管理與優(yōu)化、未來網絡管理等。作為項目負責人主持國家重點研發(fā)計劃項目、國家科技重大專項、國家863計劃課題、國家自然科學基金面上項目等。擔任全國通信標準化技術委員會委員，中國通信標準化協(xié)會TC7無線通信管理工作組組長。研究成果獲得國家科學技術進步獎二等獎2次、省部級科學技術進步獎一等獎2次。2010年獲得“新世紀優(yōu) 秀人才”稱號。牛凱北京郵電大學教授、博士生導師、“泛網無線通信”教育部重點實驗室副主任，主要研究領域為極化碼、5G/6G移動通信、智能信號處理。中國電子學會與中國通信學會高級會員，中國電子學會信息論分會副主任委員。主持與主研多項國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金項目、國家863計劃與973計劃項目、國家科技重大專項。擔任IEEE Communications Letters與China Communications期刊編輯。所提極化碼高性能編譯碼算法成為5G標準主流方案。撰寫的普通高等教育國家級規(guī)劃教材《移動通信原理》榮獲全國電子信息類優(yōu) 秀教材獎一等獎。喬秀全北京郵電大學教授、博士生導師，主要研究領域為5G和未來網絡應用創(chuàng)新、Web VR/AR、移動邊緣計算、物聯(lián)網服務提供等。作為項目負責人主持國家973計劃課題、國家自然科學基金面上項目、國家科技重大專項子課題等10多項國家/省部級項目。2008年入選北京市科技新星計劃，擔任SCI檢索期刊《中國通信》和Computing編委。研究成果獲得中國通信學會科學技術類技術發(fā)明獎一等獎。喻鵬北京郵電大學副教授、博士生導師，主要研究領域為5G/6G無線網絡自主管理、智能電網通信網的運維管理。主持與主研了國家自然科學基金項目、國家重點研發(fā)計劃項目、國家科技重大專項、國家科技支撐計劃項目、國家863計劃項目等國家ji項目10余項。獲得省部級獎勵1項、國際學術會議****論文獎1次。豐雷北京郵電大學副教授、碩士生導師，主要研究領域為無線網絡智能管理與優(yōu)化、蜂窩物聯(lián)網資源分配、5G垂直行業(yè)應用等，承擔并參與了國家科技重大專項、工業(yè)和信息化部互聯(lián)網創(chuàng)新工程、北京市自然科學基金-海淀原始創(chuàng)新聯(lián)合基金、國家863項目等多項國家ji與省部級科研項目。

圖書目錄

第 1章信息技術及移動通信發(fā)展歷史 001
1．1　信息通信技術發(fā)展歷史　002
1．1．1　原始信息通信技術　002
1．1．2　古代信息通信技術　003
1．1．3　現代信息通信技術　003
1．1．4　信息通信技術發(fā)展趨勢　004
1．2　移動通信發(fā)展歷史　005
1．2．1　第一代移動通信　005
1．2．2　第二代移動通信　006
1．2．3　第三代移動通信　008
1．2．4　第四代移動通信　009
1．2．5　第五代移動通信　010
1．2．6　移動通信發(fā)展趨勢　013
參考文獻　014
第　2章現有5G網絡的分析與挑戰(zhàn)　015
2．1　5G網絡的三大場景　016
2．2　5G網絡的關鍵技術　017
2．2．1　無線接入網側關鍵技術　017
2．2．2　前傳鏈路和回傳鏈路關鍵技術　020
2．2．3　核心網側關鍵技術　021
2．3　5G網絡存在的不足與挑戰(zhàn)　022
參考文獻　023
第3章　6G設計思路與愿景　025
3．1　6G總體設計思路　026
3．1．1　概述　026
3．1．2　人、人工智能與6G　029
3．1．3　6G的第四維元素——“靈”　031
3．1．4　“靈”帶來的挑戰(zhàn)　032
3．2　6G業(yè)務愿景　036
3．2．1　全息類業(yè)務　036
3．2．2　全感知類業(yè)務　039
3．2．3　虛實結合類業(yè)務　041
3．2．4　極高可靠性與極低時延類業(yè)務　043
3．2．5　大連接類業(yè)務　046
3．3　6G網絡愿景　047
3．3．1　網絡2030的驅動力　048
3．3．2　網絡2030愿景　049
3．3．3　網絡2030服務　050
3．3．4　網絡2030新興特征　051
3．4　6G能力愿景　052
3．4．1　覆蓋　053
3．4．2　速率　053
3．4．3　時延　054
3．4．4　連接　055
3．4．5　效率　055
3．4．6　吞吐量　056
3．4．7　移動性　056
3．4．8　計算能力　057
3．5　6G網絡的演進展望　058
3．5．1　接入有序融合　059
3．5．2　資源有序編排　061
3．5．3　架構有序演進　064
參考文獻　066
第4章　6G網絡架構及需求　067
4．1　空天地海一體化通信　068
4．1．1　概述　068
4．1．2　衛(wèi)星通信　068
4．1．3　UAV通信　075
4．1．4　海洋通信　077
4．1．5　一體化通信　093
4．2　全頻譜通信系統(tǒng)　096
4．2．1　概述　096
4．2．2　毫米波通信　098
4．2．3　太赫茲通信　100
4．2．4　可見光通信　102
4．3　通信計算融合網絡　103
4．3．1　概述　103
4．3．2　體系架構　104
4．3．3　關鍵技術　105
4．4　新型網絡體系架構　110
4．4．1　信息中心網絡架構　111
4．4．2　面向移動計算的網絡架構　116
4．4．3　面向服務的網絡架構　120
4．4．4　NewIP網絡架構　124
4．5　智能內生網絡　128
4．5．1　定義和基本框架　128
4．5．2　主要原理和技術　130
4．6　內生安全網絡　131
4．6．1　概念與特性　131
4．6．2　內生安全網絡架構　132
4．6．3　6G網絡內生安全　135
4．7　按需服務網絡　137
參考文獻　141
第5章　6G潛在傳輸技術　143
5．1　廣義信息論　144
5．1．1　廣義通信系統(tǒng)模型　145
5．1．2　廣義信源和廣義熵　145
5．1．3　Renyi熵　150
5．2　新型信道編碼技術　153
5．2．1　LDPC碼　153
5．2．2　極化碼　164
5．3　非正交多址接入技術　179
5．3．1　概念與分類　180
5．3．2　協(xié)作型NOMA方案　182
5．3．3　非協(xié)作型NOMA方案　189
5．4　新型Massive MIMO　193
5．4．1　Massive MIMO概念與特征　193
5．4．2　Massive MIMO系統(tǒng)模型　195
5．4．3　Massive MIMO關鍵技術　199
5．5　毫米波與太赫茲通信　205
5．5．1　毫米波通信系統(tǒng)　206
5．5．2　太赫茲通信系統(tǒng)　211
5．6　同頻同時全雙工　211
5．6．1　系統(tǒng)結構　212
5．6．2　單節(jié)點同頻同時全雙工通信　213
5．6．3　多節(jié)點間同頻同時全雙工通信　214
5．6．4　雙工模式性能比較　215
5．7　可見光通信　216
5．7．1　概念與特點　217
5．7．2　系統(tǒng)組成　217
5．7．3　關鍵技術　220
參考文獻　223
第6章　6G潛在網絡技術　231
6．1　軟件定義網絡　232
6．2　網絡功能虛擬化　233
6．3　網絡切片　235
6．3．1　端到端網絡切片架構　235
6．3．2　端到端網絡切片關鍵技術　237
6．4　確定性網絡　242
6．4．1　概念與特征　242
6．4．2　確定性網絡架構　244
6．4．3　確定性QoS 的實現機制　246
6．4．4　確定性網絡用例　247
6．5　意圖驅動網絡　248
6．5．1　概念與特征　248
6．5．2　意圖驅動網絡架構　250
6．5．3　意圖驅動網絡關鍵技術　252
6．5．4　意圖驅動網絡應用　255
6．6　觸覺互聯(lián)網　256
6．6．1　概念與特征　257
6．6．2　觸覺互聯(lián)網網絡架構　260
6．6．3　觸覺互聯(lián)網性能指標　261
6．6．4　觸覺互聯(lián)網關鍵技術　263
6．6．5　觸覺互聯(lián)網應用　266
6．6．6　觸覺互聯(lián)網研究現狀和發(fā)展趨勢　267
6．7　區(qū)塊鏈技術　273
6．7．1　概念和特征　273
6．7．2　區(qū)塊鏈關鍵技術架構　275
6．7．3　區(qū)塊鏈技術發(fā)展趨勢　278
6．7．4　區(qū)塊鏈在6G中的應用　279
6．8　6G檢測與測量　280
6．9　潛在網絡技術對6G需求的支持　283
6．9．1　支持至簡柔性的6G網絡　283
6．9．2　支持跨域融合的6G網絡　284
6．9．3　支持內生智能的6G網絡　284
參考文獻　285
第7章　6G典型應用展望　289
7．1　精準工業(yè)控制　290
7．1．1　業(yè)務需求　290
7．1．2　場景展望　290
7．2　智能電網　292
7．2．1　業(yè)務需求　292
7．2．2　場景展望　292
7．3　汽車自動駕駛　293
7．3．1　業(yè)務需求　293
7．3．2　場景展望　295
7．4　全息視頻會議　296
7．4．1　業(yè)務需求　296
7．4．2　場景展望　296
7．5　遠程全息手術　298
7．5．1　業(yè)務需求　298
7．5．2　場景展望　298
7．6　遠程智能養(yǎng)老　299
7．6．1　業(yè)務需求　299
7．6．2　場景展望　300
7．7　沉浸式購物　301
7．7．1　業(yè)務需求　301
7．7．2　場景展望　302
7．8　身臨其境游戲　304
7．8．1　業(yè)務需求　304
7．8．2　場景展望　304
參考文獻　306
第8章　全球B5G/6G產業(yè)洞察　307
8．1　全球6G研究進展　308
8．1．1　芬蘭　308
8．1．2　英國　309
8．1．3　美國　309
8．1．4　日本　310
8．1．5　韓國　310
8．1．6　中國　311
8．2　標準化準備　312
8．2．1　ITU-T　312
8．2．2　3GPP　313
8．2．3　IEEE　314
8．2．4　CCSA　314
8．3　產業(yè)準備　316
8．3．1　華為　316
8．3．2　中興通訊　316
8．3．3　三星電子&LG電子　317
8．3．4　諾基亞　317
8．3．5　NTT DoCoMo　317
參考文獻　318