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內(nèi)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(shè)計了6G演進的真實世界和虛擬世界的雙世界架構(gòu)，引起了信息通信業(yè)界的關(guān)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(shè)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(wù)愿景、網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)需求；接著從傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩方面介紹并分析了6G的潛在技術(shù)，并對6G的典型應(yīng)用場景給出了展望；zui后對全球B5G/6G的研究與產(chǎn)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(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，也可作為高等院校高年級本科生、碩士生和博士生的教材或?qū)W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(dǎo)師，網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室主任，主要研究領(lǐng)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(shù)部863計劃網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)主題專家組專家，國家科技重大專項“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，國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體學術(shù)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?wù)?、光華工程科技獎、何梁何利基金科學與技術(shù)進步獎。2017年帶領(lǐng)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(dǎo)師，主要研究領(lǐng)域為無線網(wǎng)絡(luò)管理與優(yōu)化、未來網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shù)進步獎二等獎2次、省部級科學技術(shù)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(dǎo)師、“泛網(wǎng)無線通信”教育部重點實驗室副主任，主要研究領(lǐng)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(dǎo)師，主要研究領(lǐng)域為5G和未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用創(chuàng)新、Web VR/AR、移動邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)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(shù)類技術(shù)發(fā)明獎一等獎。喻鵬北京郵電大學副教授、博士生導(dǎo)師，主要研究領(lǐng)域為5G/6G無線網(wǎng)絡(luò)自主管理、智能電網(wǎng)通信網(wǎng)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(shù)會議****論文獎1次。豐雷北京郵電大學副教授、碩士生導(dǎo)師，主要研究領(lǐng)域為無線網(wǎng)絡(luò)智能管理與優(yōu)化、蜂窩物聯(lián)網(wǎng)資源分配、5G垂直行業(yè)應(yīng)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(wǎng)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(shù)及移動通信發(fā)展歷史 001
1．1　信息通信技術(shù)發(fā)展歷史　002
1．1．1　原始信息通信技術(shù)　002
1．1．2　古代信息通信技術(shù)　003
1．1．3　現(xiàn)代信息通信技術(shù)　003
1．1．4　信息通信技術(shù)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(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)的分析與挑戰(zhàn)　015
2．1　5G網(wǎng)絡(luò)的三大場景　016
2．2　5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)　017
2．2．1　無線接入網(wǎng)側(cè)關(guān)鍵技術(shù)　017
2．2．2　前傳鏈路和回傳鏈路關(guān)鍵技術(shù)　020
2．2．3　核心網(wǎng)側(cè)關(guān)鍵技術(shù)　021
2．3　5G網(wǎng)絡(luò)存在的不足與挑戰(zhàn)　022
參考文獻　023
第3章　6G設(shè)計思路與愿景　025
3．1　6G總體設(shè)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(wù)愿景　036
3．2．1　全息類業(yè)務(wù)　036
3．2．2　全感知類業(yè)務(wù)　039
3．2．3　虛實結(jié)合類業(yè)務(wù)　041
3．2．4　極高可靠性與極低時延類業(yè)務(wù)　043
3．2．5　大連接類業(yè)務(wù)　046
3．3　6G網(wǎng)絡(luò)愿景　047
3．3．1　網(wǎng)絡(luò)2030的驅(qū)動力　048
3．3．2　網(wǎng)絡(luò)2030愿景　049
3．3．3　網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)　050
3．3．4　網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(gòu)有序演進　064
參考文獻　066
第4章　6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(wǎng)絡(luò)　103
4．3．1　概述　103
4．3．2　體系架構(gòu)　104
4．3．3　關(guān)鍵技術(shù)　105
4．4　新型網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)　110
4．4．1　信息中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　111
4．4．2　面向移動計算的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　116
4．4．3　面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　120
4．4．4　NewIP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　124
4．5　智能內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)　128
4．5．1　定義和基本框架　128
4．5．2　主要原理和技術(shù)　130
4．6　內(nèi)生安全網(wǎng)絡(luò)　131
4．6．1　概念與特性　131
4．6．2　內(nèi)生安全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　132
4．6．3　6G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全　135
4．7　按需服務(wù)網(wǎng)絡(luò)　137
參考文獻　141
第5章　6G潛在傳輸技術(shù)　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(shù)　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(shù)　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(guān)鍵技術(shù)　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(jié)構(gòu)　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(guān)鍵技術(shù)　220
參考文獻　223
第6章　6G潛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)　231
6．1　軟件定義網(wǎng)絡(luò)　232
6．2　網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化　233
6．3　網(wǎng)絡(luò)切片　235
6．3．1　端到端網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)　235
6．3．2　端到端網(wǎng)絡(luò)切片關(guān)鍵技術(shù)　237
6．4　確定性網(wǎng)絡(luò)　242
6．4．1　概念與特征　242
6．4．2　確定性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　244
6．4．3　確定性QoS 的實現(xiàn)機制　246
6．4．4　確定性網(wǎng)絡(luò)用例　247
6．5　意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)　248
6．5．1　概念與特征　248
6．5．2　意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　250
6．5．3　意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)　252
6．5．4　意圖驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用　255
6．6　觸覺互聯(lián)網(wǎng)　256
6．6．1　概念與特征　257
6．6．2　觸覺互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　260
6．6．3　觸覺互聯(lián)網(wǎng)性能指標　261
6．6．4　觸覺互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)　263
6．6．5　觸覺互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用　266
6．6．6　觸覺互聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢　267
6．7　區(qū)塊鏈技術(shù)　273
6．7．1　概念和特征　273
6．7．2　區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu)　275
6．7．3　區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展趨勢　278
6．7．4　區(qū)塊鏈在6G中的應(yīng)用　279
6．8　6G檢測與測量　280
6．9　潛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對6G需求的支持　283
6．9．1　支持至簡柔性的6G網(wǎng)絡(luò)　283
6．9．2　支持跨域融合的6G網(wǎng)絡(luò)　284
6．9．3　支持內(nèi)生智能的6G網(wǎng)絡(luò)　284
參考文獻　285
第7章　6G典型應(yīng)用展望　289
7．1　精準工業(yè)控制　290
7．1．1　業(yè)務(wù)需求　290
7．1．2　場景展望　290
7．2　智能電網(wǎng)　292
7．2．1　業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)需求　296
7．4．2　場景展望　296
7．5　遠程全息手術(shù)　298
7．5．1　業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)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(wù)需求　304
7．8．2　場景展望　304
參考文獻　306
第8章　全球B5G/6G產(chǎn)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(chǎn)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