趣話通信：6G的前世、今生和未來

目  錄

第1章 回顧人類溝通史

1.1 智人的出現 / 3

1.1.1 人類共同的母親露西 / 3

1.1.2 其他人屬動物的種類（人種） / 4

1.1.3 猴子與猩猩的不同 / 4

1.1.4 智人是如何勝出成為地球動物之霸王的 / 5

1.2 尼安德特人消失之謎 / 6

1.2.1 溝通方式和溝通效率決定了智人在地球上的統治地位 / 7

1.2.2 “人屬文明，人屬語言”的多樣性 / 9

1.2.3 神與宗教的誕生  / 9

1.2.4 傳說中的女媧 / 10

1.2.5 北京猿人是中華民族的祖先嗎 / 11

1.3 假如尼安德特人還在的話 / 12

1.3.1 走在王府井大街上的尼安德特人 / 12

1.3.2 發音不全的尼安德特人 / 12

1.3.3 受到過現代教育的尼安德特人 / 12

1.3.4 爭取人權平等的尼安德特人 / 13

1.4 人體需要能量 / 14

1.4.1 人類的煩惱：食物 / 14

1.4.2 甜食的作用 / 14

1.4.3 人體的大腦需要能量 / 15

1.4.4 大腦與手機（小型電腦） / 16

1.4.5 說說好吃懶做 / 17

1.5 農業時代的溝通方式 / 18

1.5.1 人類好像開始了安居樂業 / 19

1.5.2 國家概念的出現 / 19

1.5.3 造紙術的發明 / 20

1.5.4 近距離的溝通 / 21

1.5.5 中距離的溝通 / 23

1.5.6 遠距離的溝通 / 24

1.6 工業時代的溝通方式 / 25

1.6.1 科學革命奠定了歐洲工業革命的基礎 / 25

1.6.2 人類迎來了工業時代 / 26

1.6.3 動力交通工具的出現 / 27

1.6.4 早期工業時代的溝通 / 28

1.6.5 電報的發明 / 29

1.6.6 電話的發明—貝爾公司的誕生 / 30

1.6.7 中國的第一套電話系統 / 31

1.6.8 報紙、雜志、廣播、電視等媒體的出現 / 32

1.7 信息時代的溝通方式 / 34

1.7.1 信息技術 / 34

1.7.2 何謂信息 / 36

1.7.3 信息時代指的是什麽時候 / 37

1.7.4 電子郵件讓書信變得如此珍貴 / 39

1.7.5 海獅汽車還是武器嗎 / 40

1.7.6 低頭族的出現 / 41

第2章 重溫因特網

2.1 因特網誕生的歷史背景 / 45

2.1.1 二次大戰後的國際關系—美蘇冷戰 / 45

2.1.2 美國人的擔憂 / 45

2.1.3 ARPANET：因特網的起源 / 46

2.1.4 何謂網包 / 47

2.1.5 因特網中的WWW是什麽  / 48

2.2 數字世界是何物 / 49

2.2.1 模擬和數字的差異 / 49

2.2.2 數字世界的好處 / 50

2.2.3 從專用到共享 / 51

2.3 因特網的蓬勃發展 / 52

2.3.1 因特網的特點催生其蓬勃發展 / 52

2.3.2 因特網的誕生地—美國 / 54

2.3.3 因特網發展中歐洲的貢獻 / 55

2.3.4 日本的因特網事件 / 55

2.3.5 中國因特網的跟隨與後發優勢 / 57

2.3.6 成熟的因特網時代 / 58

2.4 21世紀的因特網的重要技術：從有線通信到無線通信 / 58

2.4.1 一個地球，兩個世界 / 58

2.4.2 難舍難分的孿生兄弟—因特網與通信技術 / 60

第3章 電磁波與無線通信——問電磁波為何物，直教通信人生死相許

3.1 問電磁波為何物 / 65

3.1.1 磁場的發現 / 65

3.1.2 庫侖定律的解釋 / 66

3.1.3 麥克斯韋的預言 / 67

3.1.4 電磁波的發現 / 69

3.2 電磁波的種類 / 70

3.2.1 電磁波可以傳播能量 / 70

3.2.2 各種頻率的電磁波 / 70

3.2.3 各種電磁波的特性 / 71

3.3 用於無線通信的電磁波：（無線）電波 / 74

3.3.1 無線通信電波種類 / 75

3.3.2 無線通信電波的傳播特性 / 76

3.3.3 我國移動運營商的無線頻譜 / 76

3.3.4 腦波是電磁波嗎 / 79

3.4 世界主要國家的民用無線通信發展歷程 / 79

3.4.1 快速增長的日本經濟誕生了世界上第一張無線通信網 / 79

3.4.2 EVDO啟蒙了3G數據通信的夢想之白貓黑貓理論 / 82

3.4.3 中國的通信發展歷程 / 84

3.5 生活中離不開的手機 / 89

3.5.1 手機是什麽 / 89

3.5.2 手機種類 / 90

3.5.3 手機在現代社會的作用 / 91

第4章 後疫情時代的到來和5G時代的開始

4.1 5G的特徵 / 96

4.1.1 5G速度很快 / 96

4.1.2 5G連接很多 / 97

4.1.3 5G時延很短 / 98

4.2 5G利用的技術 / 99

4.2.1 5G用的頻譜 / 99

4.2.2 5G的頻譜利用技術 / 100

4.3 中美日等國的5G基站建設情況 / 103

4.3.1 中美日等國5G商用開始時間 / 103

4.3.2 中美日5G頻譜的側重點 / 104

4.3.3 中美日5G網絡建設中使用的供應商 / 104

4.3.4 目前為止中美日5G基站的建設簡況 / 105

4.3.5 日本樂天的挑戰：Open RAN / 105

4.3.6 日本無線技術的心結 / 106

4.3.7 日本的Local 5G / 106

4.4 5G的各種流言  / 107

4.4.1 5G電波對人體有害嗎 / 107

4.4.2 5G電波影響飛機—美國的糾紛 / 108

4.4.3 5G導致了新冠病毒嗎 / 108

4.5 為什麽人類對於5G有如此的期待 / 109

第5章 5G改變社會

5.1 可持續發展目標 / 115

5.1.1 無貧窮 / 115

5.1.2 零飢餓 / 116

5.1.3 良好的健康與福祉 / 116

5.1.4 優質教育 / 117

5.1.5 性別平等 / 117

5.1.6 清潔飲用水和環境衛生 / 118

5.1.7 經濟適用的清潔能源 / 118

5.1.8 體面工作和經濟成長 / 118

5.1.9 產業創新和基礎設施 / 119

5.1.10 減少不平等 / 119

5.1.11 可持續城市和社區 / 120

5.1.12 負責任的生產和消費 / 120

5.1.13 氣候行動 / 120

5.1.14 海洋環境和陸地生態 / 120

5.1.15 和平正義 / 121

5.2 5G網絡的構成 / 121

5.2.1 5G基站 / 122

5.2.2 5G傳輸 / 122

5.2.3 5G控制處理裝置 / 122

5.2.4 5G核心網 / 122

5.2.5 5G終端 / 123

5.2.6 5G基站的組網方式 / 123

5.3 各國的5G倡議與產業政策 / 123

5.3.1 中國的 5G 聯合倡議 / 124

5.3.2 日本 Beyond5G 戰略 / 124

5.3.3 美國的策略 / 125

5.4 5G普及後衣食住行的改變 / 126

5.4.1 溫馨方便的住房 / 126

5.4.2 智能冰箱方便購物 / 127

5.4.3 邊緣計算的不足與保姆機器人的出現 / 127

5.4.4 自動駕駛、電動汽車的普及 / 128

5.4.5 VR旅游 / 129

5.4.6 5G給服飾時裝帶來新的體驗 / 129

5.4.7 人人可以開啟直播頻道 / 130

5.4.8 5G對產業的影響 / 130

5.5 5G影響了國際政治 / 132

5.5.1 以5G為契機的中美科技競爭 / 132

5.5.2 為何轉眼間中國5G領先了 / 133

5.5.3 美國人的焦慮 / 135

5.5.4 清潔網絡計劃 / 136

5.5.5 美國前總統特朗普的Twitter與FCC的6G實驗頻譜開放 / 136

5.5.6 烏雲密佈下中美貿易沖突始發 / 137

第6章 6G技術的研發已經拉開了序幕

6.1 6G的起始與願景 / 143

6.1.1 人類的好奇心 / 143

6.1.2 5G的不足 / 144

6.1.3 6G的起始 / 145

6.1.4 6G的願景 / 145

6.2 6G的技術特徵 / 146

6.2.1 電腦游戲與元宇宙 / 146

6.2.2 6G速度超快—feMBB / 147

6.2.3 6G連接超多—umMTC / 148

6.2.4 6G時延超短—eURLLC / 148

6.2.5 長距離高速移動通信—LDHMC / 149

6.2.6 超低功耗通信—ELPC / 149

6.2.7 超高數據密度—uHDD / 149

6.2.8 網絡資源的按需分配—NOD / 149

6.2.9 網絡管理的人工智能化—NMbAI / 150

6.2.10 精靈網絡—GN / 150

6.3 6G利用的技術 / 150

6.3.1 6G用的頻譜 / 150

6.3.2 6G的頻譜利用技術  / 151

6.4 各國的6G研究 / 155

6.4.1 6G研究的國際背景 / 155

6.4.2 美國的6G研究 / 156

6.4.3 日本的6G研究 / 156

6.4.4 中國的6G研究 / 157

6.5 6G時代的各種應用 / 158

6.5.1 人體物聯—體聯網 / 158

6.5.2 6G時代的AI冰箱 / 158

6.5.3 豪華舒適的住房感受 / 159

6.5.4 溫馨可愛的AI 機器人保姆 / 159

6.5.5 觸覺因特網的誕生  / 159

6.5.6 從數字孿生到數字自我 / 160

6.5.7 飛行汽車與交通道路的立體化 / 161

第7章 “6G+”時代的關鍵技術突破

7.1 打開靈魂的大腦 / 166

7.1.1 腦與電腦 / 166

7.1.2 人的靈魂是什麽 / 167

7.1.3 腦機結合的實現 / 167

7.1.4 從觸覺因特網到五感因特網 / 170

7.2 量子信息技術的突破 / 171

7.2.1 量子電腦 / 172

7.2.2 量子加密 / 172

7.2.3 量子隱形傳感 / 174

7.2.4 中微子通信 / 174

7.3 人工智能的進化 / 176

7.3.1 伊甸園里的亞當與夏娃 / 176

7.3.2 人類對人工智能的恐懼 / 177

7.3.3 人類對人工智能的期待 / 178

7.3.4 高度發達的人工智能必然來臨 / 179

7.3.5 人工智能和外星人 / 180

7.4 再次思考人類溝通的重要性 / 181

7.4.1 三人行必有我師 / 181

7.4.2 說說天才 / 182

7.4.3 腦內數據的挖掘 / 182

7.5 生物醫療—大腦意識識別技術的突破 / 183

7.5.1 微型治療機器人的普及  / 183

7.5.2 與狗交流，對牛彈琴 / 185

7.6 因特網讓人變得更“智慧”了嗎 / 185

7.6.1 用ICT眼光看“智慧”是什麽 / 185

7.6.2 人腦能處理過量的信息嗎 / 186

7.6.3 處理信息需要大量的能量 / 188

第8章 移動通信的幕後英雄

8.1 人類的活動需要能量  / 193

8.1.1 人體活動需要能量 / 193

8.1.2 人類社會的許多工具需要能源來驅動 / 194

8.1.3 通信基站等設備需要大量能源 / 196

8.1.4 熱力學能量守恆定律 / 196

8.2 能源問題可以被終極解決嗎 / 198

8.2.1 靠天吃飯 / 198

8.2.2 化石燃料以及電能在支撐著現代生活 / 198

8.2.3 全球氣候變暖 / 199

8.2.4 清潔能源的獲取 / 200

8.2.5 核電站 / 200

8.2.6 人造太陽：托卡馬克—可控核聚變發電 / 201

8.3 默默無聞支持移動通信的有線通信技術 / 202

8.4 迅速興起的電動車和氫燃料車 / 203

8.4.1 電動車公司特斯拉的股價為何如此之高 / 205

8.4.2 中國電動車異軍突起 / 208

8.4.3 日本、美國等傳統汽車大國為何著急了 / 209

8.4.4 氫燃料車很可能是下一個爆發點 / 215

第9章 “6G+”時代的人類生活

9.1 時間是相對的 / 221

9.1.1 狹義相對論的誕生 / 221

9.1.2 愛因斯坦悼念好友貝索 / 223

9.1.3 可以與過去的自己和未來的自己通信嗎 / 223

9.2 高度發達的人工智能機器人社會 / 226

9.2.1 機器人三原則 / 226

9.2.2 AI宣言 / 227

9.3 人類生活在“6G+”時代 / 229

9.3.1 受精卵的遺傳基因改造 / 229

9.3.2 嬰兒出生 / 230

9.3.3 貼心的機器人保姆 / 231

9.3.4 兒童時代的學習 / 233

9.3.5 暗送腦波的戀愛表白 / 234

9.3.6 虛擬接觸與虛擬靈感性愛 / 235

9.3.7 高效率的生活 / 235

9.3.8 人活500歲、600歲不算長壽，千歲爺、千歲婆到處都是 / 237

9.4 看看那時候人類的內心世界 / 237

9.4.1 心思是什麽 / 238

9.4.2 未來通信與敞開心扉 / 238

9.5 建設太陽系 / 239

9.5.1 嫦娥奔月與廣寒宮 / 239

9.5.2 改造火星與金星 / 239

9.5.3 開墾八大行星，木衛的旅游  / 242

9.5.4 太陽系高速通信網的建設  / 243

9.6 保護太陽系 / 244

9.6.1 恐龍滅絕 / 244

9.6.2 幸運的人類和地球防衛 / 245

9.6.3 太陽系衛士 / 246

9.6.4 太陽系邊際探索站 / 247

第10章 高超的溝通方式如何賦能人類

10.1 未來設想1：納米傳感器的出現與應用 / 252

10.1.1 動物界網的出現 / 252

10.1.2 人類與其他動物的溝通 / 252

10.1.3 人類可否與植物溝通 / 253

10.2 未來設想2：繁衍方式決定文明的延續方式 / 253

10.2.1 如何繁衍後代 / 253

10.2.2 單性生殖繁衍方式 / 254

10.2.3 多性生殖繁衍方式 / 254

10.3 未來設想3：AI進化 / 254

10.3.1 AI進化和奇點的到達 / 254

10.3.2 人類如何驅使AI / 255

10.4 未來設想4：打開生命的密碼 / 255

10.4.1 說說癌細胞 / 255

10.4.2 生命的輪回與永恆 / 256

10.4.3 意識上的長生不老—靈魂出竅 / 257

10.5 未來設想5：更大的能量 / 257

10.6 未來設想6：元材料的突破與高速飛船 / 259

10.6.1 引力場與黑暗物質的利用 / 259

10.6.2 反引力飛船 / 259

10.7 未來設想7：極致的掌握和控制 / 260

10.7.1 什麽是極短時間 / 260

10.7.2 說說大數—功德無量佛法無邊與穿越蟲洞 / 261

10.8 人類創造宇宙奇點 / 262

結束語