6G移动通信系统:理论与技术电子书

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内容提要

6G丛书 编辑委员会

前言

第1章 移动通信系统演进

1.1 第五代移动通信系统概述

1.1.1 5G性能需求与目标

1.1.2 5G体系架构

1.1.3 5G关键技术

1.2 5G演进与愿景

1.2.1 全息通信

1.2.2 数字孪生及应用

1.2.3 智慧城市及应用

1.2.4 工业互联网和智能工厂

1.2.5 智赋农业

1.2.6 超能交通与一体化控制

1.2.7 应急通信和无人区探测

1.3 6G性能需求和频谱规划

1.3.1 6G多极致性能需求

1.3.2 6G技术特征

1.3.3 6G频谱规划

1.4 6G体系架构和关键技术

1.4.1 AI驱动的空天地海一体化按需网络

1.4.2 物理层关键技术

1.4.3 边缘计算和雾计算

1.4.4 通信−感知−计算一体化

1.4.5 内生安全

参考文献

第2章 毫米波通信技术

2.1 无线频谱

2.1.1 电磁波谱排列

2.1.2 毫米波频谱

2.1.3 毫米波通信优势

2.1.4 小结

2.2 毫米波通信特性

2.2.1 毫米波传播特性

2.2.2 毫米波信道特性

2.2.3 小结

2.3 毫米波通信关键技术

2.3.1 毫米波大规模MIMO

2.3.2 毫米波混合波束赋形

2.3.3 毫米波信道估计技术

2.3.4 毫米波通信器件

2.3.5 其他关键技术

2.3.6 小结

2.4 毫米波通信组网

2.4.1 毫米波陆地通信

2.4.2 毫米波卫星通信

2.4.3 小结

2.5 毫米波通信标准化

2.5.1 IEEE毫米波通信标准化

2.5.2 3GPP毫米波通信标准化

2.5.3 ITU毫米波通信标准化

2.5.4 小结

参考文献

第3章 6G太赫兹与可见光通信

3.1 太赫兹与可见光通信概述

3.1.1 太赫兹与可见光通信原理

3.1.2 国内外研究现状

3.1.3 小结

3.2 太赫兹与可见光通信信道特性

3.2.1 太赫兹信道建模

3.2.2 可见光信道建模

3.2.3 太赫兹与可见光通信关键技术

3.2.4 小结

3.3 太赫兹与可见光通信组网

3.3.1 太赫兹组网及其应用

3.3.2 可见光组网及演示平台

3.3.3 小结

3.4 太赫兹与可见光通信发展趋势

3.4.1 太赫兹通信发展趋势

3.4.2 可见光产业发展趋势

3.4.3 小结

3.5 太赫兹与可见光通信标准化

3.5.1 太赫兹通信标准化

3.5.2 可见光通信标准化

3.5.3 小结

参考文献

第4章 6G多址接入与编码技术

4.1 非正交多址接入

4.1.1 功率域NOMA

4.1.2 稀疏码分多址SCMA

4.1.3 图样分割多址PDMA

4.1.4 多用户共享接入MUSA

4.1.5 小结

4.2 极化编译码

4.2.1 基础知识

4.2.2 信道极化

4.2.3 极化信道可靠性排序

4.2.4 极化码编码

4.2.5 极化码译码

4.2.6 小结

参考文献

第5章 6G随机接入与大规模天线

5.1 免授权随机接入

5.1.1 随机接入原理

5.1.2 免调度随机接入

5.1.3 关键技术

5.1.4 小结

5.2 超大规模MIMO

5.2.1 技术原理

5.2.2 小规模MIMO

5.2.3 超大规模MIMO

5.2.4 小结

5.3 信道估计与检测

5.3.1 无线信道概述

5.3.2 OFDM原理

5.3.3 导频图样设计

5.3.4 基于导频的信道估计方法

5.3.5 插值方法

5.3.6 基于机器学习算法的信道估计

5.3.7 小结

参考文献

第6章 6G无线网络体系架构

6.1 6G空天地海一体化组网

6.1.1 标准进展

6.1.2 结构组成

6.1.3 移动性关键技术

6.1.4 协同覆盖关键技术

6.2 6G空间信息网络

6.2.1 卫星网络发展

6.2.2 空间信息网络功能与特征

6.2.3 空间信息网络关键技术

6.2.4 空间信息网络技术挑战

6.2.5 空间信息网络发展目标

6.2.6 空间信息网络核心问题

6.3 空中无人机组网

6.3.1 无人机通信与自组网

6.3.2 无人机辅助的无线组网

6.3.3 无人机无线组网的应用

6.3.4 无人机网络的覆盖及切换性能

6.4 浮空平台区域无线网络

6.4.1 浮空平台分类

6.4.2 浮空平台网络架构

6.4.3 浮空平台空间段链路

6.4.4 浮空平台关键技术

6.5 海洋无线组网

6.5.1 海洋无线通信组成

6.5.2 海洋无线通信技术

6.6 无线接入网切片

6.6.1 6G无线网络切片体系结构

6.6.2 关键组成元素

参考文献

第7章 6G雾无线网络

7.1 雾计算与雾网络

7.1.1 雾网络结构

7.1.2 雾计算和边缘计算

7.1.3 小结

7.2 雾无线接入网

7.2.1 架构

7.2.2 关键技术

7.2.3 挑战

7.2.4 小结

7.3 NOMA和F-RAN

7.3.1 NOMA的主要特征

7.3.2 基于NOMA的F-RAN体系架构

7.3.3 关键技术与挑战

7.3.4 小结

7.4 F-RAN的基础理论与关键技术

7.4.1 基础理论

7.4.2 F-RAN理论与技术

7.4.3 未来展望

7.5 F-RAN资源调配

7.5.1 系统模型

7.5.2 问题建模和求解方法

7.5.3 性能仿真验证

7.6 F-RAN垂直行业应用

7.6.1 F-RAN在不同移动业务中的应用

7.6.2 F-RAN在垂直行业中的应用

7.6.3 小结

参考文献

第8章 6G智慧无线通信

8.1 人工智能基本原理

8.1.1 认知人工智能

8.1.2 机器学习

8.1.3 深度学习

8.1.4 常见的人工智能学习方法

8.1.5 小结

8.2 人工智能在物理层中的应用

8.2.1 基于模型驱动深度学习的多输入多输出检测

8.2.2 基于深度学习的信道状态信息反馈与重建

8.2.3 基于深度学习的自动调节识别

8.2.4 小结

8.3 人工智能在资源调配中的应用

8.3.1 基于资源块Q-Learning的物联网资源调配

8.3.2 基于深度学习的分布式天线系统中的功率分配方法

8.3.3 小结

8.4 人工智能在网络结构中的应用

8.4.1 实时智能边缘

8.4.2 智能无线通信

8.4.3 分布式/集中式AI网络架构

8.4.4 小结

8.5 人工智能在网络管理中的应用

8.5.1 故障管理（根因分析）

8.5.2 网络运行（基于AI的能量优化）

8.5.3 网络运行（调度）

8.5.4 网络规划

8.5.5 小结

8.6 人工智能在业务层面的应用

8.6.1 流量管理

8.6.2 业务推送

8.6.3 小结

8.7 AI驱动的雾无线网络

8.7.1 AI-FRAN组网基本原理

8.7.2 AI-FRAN的性能分析

8.7.3 AI-FRAN关键技术

8.7.4 未来挑战

参考文献

第9章 6G智简无线网络

9.1 智简无线网络功能组成

9.1.1 广域无缝通信

9.1.2 巨容量高保真通信

9.1.3 超可靠低时延通信

9.1.4 巨连接极低功耗机器类通信

9.2 意图驱动的智简无线网络

9.2.1 意图驱动的网络架构

9.2.2 意图驱动的AI组成

9.3 智简无线网络理论与技术

9.3.1 智简无线网络信息理论

9.3.2 AI使能的无线传输技术

9.3.3 云边协同的雾无线组网技术

9.3.4 多维资源智能调配技术

9.3.5 AI使能的移动性管理技术

9.4 智简6G应用展望

9.4.1 无人机应急通信

9.4.2 海洋通信

9.4.3 全息高清视频通信

9.4.4 VR/AR演进

9.4.5 工厂内智能通信

9.4.6 增强型车联网

参考文献

第10章 6G内生安全与区块链

10.1 6G内生安全

10.1.1 面向无线网络切片的身份认证

10.1.2 面向无线网络切片的安全增强

10.1.3 面向无线网络切片的安全监控

10.2 区块链概述

10.2.1 区块链架构模型

10.2.2 区块链特征

10.2.3 交易和区块

10.2.4 准入机制

10.2.5 共识机制

10.2.6 区块激励

10.2.7 智能合约

10.2.8 密码学

10.2.9 数据结构

10.3 6G区块链

10.3.1 6G雾计算中的区块链

10.3.2 6G智能网络中的区块链

10.3.3 基于区块链技术的频谱共享

10.3.4 区块链使能的网络切片

10.3.5 区块链使能的终端直通

10.4 区块链行业应用

10.4.1 区块链行业应用总体现状

10.4.2 区块链重点领域行业应用发展现状

10.4.3 区块链行业应用面临的问题

10.5 6G区块链共识算法的开销分析

10.5.1 网络模型以及共识流程

10.5.2 共识开销分析

10.5.3 仿真与性能分析

参考文献

名词索引