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內(nèi)容簡介

　　6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將是具有“人-機(jī)-物-靈”融合特性的雙世界網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，6G網(wǎng)絡(luò)通過智能協(xié)同方式實(shí)現(xiàn)對用戶所處信息融合空間的感知、反應(yīng)、決策、優(yōu)化乃至改造。相應(yīng)地，6G網(wǎng)絡(luò)將通過分布式學(xué)習(xí)以及群體智能式協(xié)同算法部署，使6G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能內(nèi)生，并通過去中心化的無線接入網(wǎng)架構(gòu)來提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可拓展性和魯棒性，從而構(gòu)建新的生態(tài)和以用戶為中心的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。其中，邊緣智能技術(shù)通過融合邊緣網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、存儲、應(yīng)用等核心能力，使智能更貼近用戶，因此成為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能內(nèi)生的重要手段，也是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向之一。本書在分析各代移動通信理論與技術(shù)升級內(nèi)在動力的基礎(chǔ)之上，闡述“人-機(jī)-物-靈”融合的6G網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，進(jìn)而從容量分析、系統(tǒng)演進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)自治等方面探討6G組網(wǎng)理論及其關(guān)鍵技術(shù)，并對6G網(wǎng)絡(luò)多域資源協(xié)同及邊緣智能技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)介紹。本書適合希望了解6G需求及潛在技術(shù)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(guān)人員的技術(shù)參考書，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)高年級本科生、碩士生和博士生的專業(yè)課教材。

作者簡介

　　田輝北京郵電大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)信息處理研究中心主任，國家留學(xué)基金委資助斯坦福大學(xué)高級研究學(xué) 者，IEEE高級會員，主要研究領(lǐng)域?yàn)?G/B5G/6G組網(wǎng)及關(guān)鍵技術(shù)、邊緣智能、自組織移動通信網(wǎng)絡(luò)等。主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家科技重大專項(xiàng)、國家863計(jì)劃目標(biāo)導(dǎo)向類課題、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目及國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等。研究成果獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎、中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎、北京市科學(xué)技術(shù)獎二等獎等。張平中國工程院院士，北京郵電大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，主要研究領(lǐng)域?yàn)橐苿油ㄐ牛群髶?dān)任國家自然科學(xué)基金委員會國際合作咨詢委員會委員，信息科學(xué)部第三、五、六屆咨詢委員會委員，科學(xué)技術(shù)部863計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)主題專家組專家，國家科技重大專項(xiàng)“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”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(shù)研發(fā)總體專家組專家，國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)帶頭人，《中國郵電高校學(xué)報(bào)》（英文版）和《通信學(xué)報(bào)》主編等。獲得全國創(chuàng)新爭先獎、光華工程科技獎、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎。2017年帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)入選“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”，2018年當(dāng)選IEEE Fellow。范紹帥北京郵電大學(xué)講師、碩士生導(dǎo)師，于北京郵電大學(xué)獲通信與信息系統(tǒng)專業(yè)博士學(xué)位，并于北京郵電大學(xué)從事博士后研究工作，隸屬于網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，主要研究領(lǐng)域?yàn)?G/B5G/6G組網(wǎng)及關(guān)鍵技術(shù)、高精度定位授時(shí)技術(shù)。先后主持及參與多項(xiàng)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家科技重大專項(xiàng)、國家863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目，以及大唐電信集團(tuán)、大唐移動、華為、上海貝爾等企業(yè)合作項(xiàng)目，發(fā)表SCI/EI論文30余篇，申請發(fā)明專利20余項(xiàng)。聶高峰北京郵電大學(xué)講師、碩士生導(dǎo)師，分別于2010年和2016年獲北京郵電大學(xué)學(xué)士學(xué)位和博士學(xué)位，主要研究領(lǐng)域?yàn)榛赟DN的無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)和5G/B5G/6G無線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)。主持國家自然科學(xué)基金青年基金1項(xiàng)，參與多項(xiàng)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目，發(fā)表SCI/EI論文30余篇，申請專利10余項(xiàng)。喻鵬北京郵電大學(xué)副教授、博士生導(dǎo)師，未來學(xué)院副院長，主要研究領(lǐng)域?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)智能運(yùn)維管理及行業(yè)應(yīng)用。主持/主研國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家科技重大專項(xiàng)、國家科技支撐計(jì)劃等國家項(xiàng)目10余項(xiàng)，國際/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，榮獲科技獎勵4次，曾擔(dān)任多個知名國際會議分會主席和程序委員會委員。孫軍帥中國移動研究院主任研究員、高級工程師，一直從事接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議棧功能方面的研究、研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，歷經(jīng)3G/4G/5G，目前正從事6G網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的研究。完成5G CU-DU網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)功能定義和協(xié)議棧MCD方案的研究、設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，在Future Forum上主持完成下一代協(xié)議棧1.0~4.0白皮書，主持RAN的智能化的研究工作，提出RRM的智能化方案，曾擔(dān)任O-RAN Alliance的WG3（Near-Real Time RIC&E2）的主席。發(fā)表多篇論文，并完成多個PCT專利和SEP專利，榮獲第二十二屆中國專利獎銀獎。

圖書目錄

第 1章 1G～4G移動通信發(fā)展 001
1.1　1G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　002
1.2　2G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　002
1.3　3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　005
1.4　4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　006
參考文獻(xiàn)　008
第　2章 5G場景需求及組網(wǎng)架構(gòu)　009
2.1　5G的三大應(yīng)用場景　010
2.1.1　eMBB　012
2.1.2　URLLC　012
2.1.3　mMTC　012
2.2　5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　012
2.2.1　5G NSA和SA架構(gòu)　014
2.2.2　云無線接入網(wǎng)架構(gòu)　015
2.2.3　開放式無線接入網(wǎng)架構(gòu)　020
2.2.4　高低頻組網(wǎng)　021
參考文獻(xiàn)　023
第3章　6G網(wǎng)絡(luò)形態(tài)　025
3.1　6G潛在應(yīng)用場景及業(yè)務(wù)需求　026
3.2　虛實(shí)融合的6G數(shù)字孿生　030
3.3　“人機(jī) 物靈”融合的雙世界網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　034
3.3.1　基于AI的6G雙世界演進(jìn)趨勢　036
3.3.2　6G的靈魂　037
3.3.3　“人機(jī) 物靈”融合的技術(shù)要素　039
3.4　6G網(wǎng)絡(luò)智能至簡　040
3.4.1　網(wǎng)絡(luò)智能內(nèi)生　041
3.4.2　網(wǎng)絡(luò)至簡　046
3.5　去中心化的無線接入網(wǎng)絡(luò)　049
3.5.1　去中心化的無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　049
3.5.2　去中心化的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特性及面臨的挑戰(zhàn)　053
參考文獻(xiàn)　056
第4章　6G組網(wǎng)理論及技術(shù)　059
4.1　網(wǎng)絡(luò)信息論　060
4.1.1　1G～5G的網(wǎng)絡(luò)容量與理論創(chuàng)新　060
4.1.2　超密集多層蜂窩網(wǎng)絡(luò)的容量　065
4.1.3　去中心化無線網(wǎng)絡(luò)的容量　070
4.1.4　衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)共存系統(tǒng)的容量　076
4.1.5　6G網(wǎng)絡(luò)容量提升方法展望　079
4.1.6　信息論、控制論、系統(tǒng)論的三論融合　081
4.2　網(wǎng)絡(luò)耗散理論　083
4.2.1　耗散結(jié)構(gòu)理論　083
4.2.2　基于耗散理論的6G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)　089
4.3　動力學(xué)理論　098
4.3.1　復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及傳播動力學(xué)　098
4.3.2　復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)傳播動力學(xué)關(guān)鍵屬性　102
4.3.3　基于傳播動力學(xué)的網(wǎng)絡(luò)自治技術(shù)　103
參考文獻(xiàn)　109
第5章　6G網(wǎng)絡(luò)多域資源協(xié)同技術(shù)　115
5.1　通信、計(jì)算、緩存資源協(xié)同融合　116
5.1.1　資源協(xié)同融合的研究背景　116
5.1.2　通信和計(jì)算資源融合　117
5.1.3　通信和緩存資源融合　167
5.1.4　計(jì)算和緩存資源融合　186
5.1.5　通信、計(jì)算和緩存資源融合　197
5.2　空間信息網(wǎng)絡(luò)動態(tài)組網(wǎng)及資源協(xié)同　205
5.2.1　空間信息網(wǎng)絡(luò)動態(tài)組網(wǎng)的研究背景　205
5.2.2　空間信息網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)建　207
5.2.3　空間網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的資源協(xié)同　218
5.2.4　低空網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的資源協(xié)同　221
5.2.5　海洋網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的資源協(xié)同　250
5.2.6　空天地一體動態(tài)組網(wǎng)的資源協(xié)同　252
參考文獻(xiàn)　256
第6章　6G邊緣智能技術(shù)　259
6.1　邊緣智能網(wǎng)絡(luò)的分布式學(xué)習(xí)原理及框架　260
6.1.1　分布式學(xué)習(xí)：數(shù)據(jù)并行與模型并行　260
6.1.2　基于數(shù)據(jù)并行的分布式學(xué)習(xí)　270
6.1.3　基于模型并行的分布式學(xué)習(xí)　276
6.2　面向6G的網(wǎng)絡(luò)自治功能　284
6.2.1　動態(tài)復(fù)雜環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)自治適用場景和需求分析　284
6.2.2　網(wǎng)絡(luò)自治特征　286
6.2.3　6G網(wǎng)絡(luò)自治架構(gòu)設(shè)計(jì)　287
6.2.4　6G網(wǎng)絡(luò)自治關(guān)鍵技術(shù)　288
6.3　6G基于內(nèi)生AI的無線網(wǎng)絡(luò)多維度無線資源管理功能設(shè)計(jì)　296
6.3.1　基于內(nèi)生AI的無線資源管理需求分析　296
6.3.2　基于內(nèi)生AI的無線資源管理架構(gòu)功能接口設(shè)計(jì)　298
6.3.3　基于內(nèi)生AI的無線資源管理典型框架　309
6.4　邊緣智能技術(shù)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用　312
6.4.1　工業(yè)視覺邊緣云架構(gòu)　313
6.4.2　基于模型分割的邊緣計(jì)算卸載策略　317
6.4.3　基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈的邊緣網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生技術(shù)　323
6.4.4　基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)資源管理　330
6.4.5　混合聯(lián)邦與中心化的半聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架　336
6.4.6　面向智能交互場景的計(jì)算卸載　345
6.5　基于智能反射表面和空中計(jì)算技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)邦學(xué)習(xí)　349
6.5.1　IRS及AirComp技術(shù)優(yōu)勢　349
6.5.2　基于IRS和AirComp的無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)邦學(xué)習(xí)資源調(diào)度策略　350
6.5.3　基于IRS和NOMA的信息安全通信　382
參考文獻(xiàn)　395
名詞索引　403