6G 需求與願景

張平
中國工程院院士，北京郵電大學教授、博士生導師，主要研究領域為移動通信。

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化、未來網絡管理等。

牛凱
北京郵電大學教授、博士生導師，主要研究領域為極化碼、5G/6G移動通信、智能信號處理。

喬秀全
北京郵電大學教授、博士生導師，主要研究領域為5G和未來網絡應用創新、Web VR/AR、移動邊緣計算、物聯網服務提供等。

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。

丰雷
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化、蜂窩物聯網資源分配、5G垂直行業應用等。

第 1章 信息技術及移動通信發展歷史 001
1．1 信息通信技術發展歷史 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 信息通信技術發展趨勢 004
1．2 移動通信發展歷史 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 移動通信發展趨勢 013
參考文獻 014
第 2章 現有5G網絡的分析與挑戰 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 022
參考文獻 023
第3章 6G設計思路與願景 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 032
3．2 6G業務願景 036
3．2．1 全息類業務 036
3．2．2 全感知類業務 039
3．2．3 虛實結合類業務 041
3．2．4 極高可靠性與極低時延類業務 043
3．2．5 大連接類業務 046
3．3 6G網絡願景 047
3．3．1 網絡2030的驅動力 048
3．3．2 網絡2030願景 049
3．3．3 網絡2030服務 050
3．3．4 網絡2030新興特徵 051
3．4 6G能力願景 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 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 協作型NOMA方案 182
5．3．3 非協作型NOMA方案 189
5．4 新型Massive MIMO 193
5．4．1 Massive MIMO概念與特徵 193
5．4．2 Massive MIMO系統模型 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 206
5．5．2 太赫茲通信系統 211
5．6 同頻同時全雙工 211
5．6．1 系統結構 212
5．6．2 單節點同頻同時全雙工通信 213
5．6．3 多節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 概念與特徵 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 概念與特徵 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 觸覺互聯網 256
6．6．1 概念與特徵 257
6．6．2 觸覺互聯網網絡架構 260
6．6．3 觸覺互聯網性能指標 261
6．6．4 觸覺互聯網關鍵技術 263
6．6．5 觸覺互聯網應用 266
6．6．6 觸覺互聯網研究現狀和發展趨勢 267
6．7 區塊鏈技術 273
6．7．1 概念和特徵 273
6．7．2 區塊鏈關鍵技術架構 275
6．7．3 區塊鏈技術發展趨勢 278
6．7．4 區塊鏈在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 精準工業控制 290
7．1．1 業務需求 290
7．1．2 場景展望 290
7．2 智能電網 292
7．2．1 業務需求 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 業務需求 298
7．5．2 場景展望 298
7．6 遠程智能養老 299
7．6．1 業務需求 299
7．6．2 場景展望 300
7．7 沉浸式購物 301
7．7．1 業務需求 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
名詞索引 319