6G潛在關(guān)鍵技術(shù)（上冊）

第1章 概述\t1
1．1 歷史回顧\t1
1．1．1 從蒸汽時(shí)代到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代\t1
1．1．2 1G到5G的發(fā)展\t2
1．2 6G發(fā)展驅(qū)動(dòng)力\t5
1．2．1 5G的限制\t5
1．2．2 宏觀驅(qū)動(dòng)力\t6
1．3 6G總體愿景\t8
1．4 6G未來垂直服務(wù)\t9
1．4．1 面向2030年的工業(yè)4．0+的服務(wù)\t9
1．4．2 面向2030年的移動(dòng)運(yùn)輸服務(wù)\t10
1．4．3 面向2030年的電子健康服務(wù)\t11
1．4．4 面向2030年的金融服務(wù)\t11
1．5 全球6G研究進(jìn)展\t11
1．5．1 6G標(biāo)準(zhǔn)化組織\t11
1．5．2 各國進(jìn)展\t13
參考文獻(xiàn)\t16
第2章 6G用例與指標(biāo)\t18
2．1 6G服務(wù)的演進(jìn)\t18
2．2 6G用例\t20
2．2．1 全息通信\t21
2．2．2 沉浸式XR\t22
2．2．3 觸覺網(wǎng)絡(luò)\t23
2．2．4 數(shù)字孿生\t24
2．2．5 工業(yè)4．0+\t25
2．2．6 互聯(lián)機(jī)器人自主系統(tǒng)\t30
2．2．7 智能運(yùn)輸系統(tǒng)\t31
2．2．8 無人機(jī)技術(shù)\t31
2．2．9 新型智慧城市群\t32
2．2．10 智能醫(yī)療\t32
2．2．11 無線腦機(jī)交互\t33
2．2．12 全球連接和集成網(wǎng)絡(luò)\t33
2．3 6G的指標(biāo)\t34
2．3．1 數(shù)據(jù)傳輸速率\t36
2．3．2 超低延遲\t36
2．3．3 極高的可靠性\t37
2．3．4 定位能力\t37
2．3．5 覆蓋能力\t37
2．3．6 頻譜效率\t38
2．3．7 能量效率\t38
2．3．8 計(jì)算性能\t39
2．3．9 安全能力\t39
2．4 小結(jié)\t40
參考文獻(xiàn)\t40
第3章 6G全頻譜通信\t43
3．1 移動(dòng)通信頻譜的演變\t43
3．1．1 從1G到5G：移動(dòng)通信頻譜發(fā)展\t43
3．1．2 全頻譜通信驅(qū)動(dòng)力\t45
3．2 6G頻譜定義與特點(diǎn)\t46
3．2．1 6G頻譜定義\t46
3．2．2 不同頻段的特點(diǎn)\t48
3．3 6G頻譜新用例\t52
3．3．1 長距離回程\t53
3．3．2 傳感網(wǎng)絡(luò)\t53
3．3．3 聯(lián)合雷達(dá)通信應(yīng)用\t54
3．3．4 自動(dòng)汽車駕駛\t55
3．3．5 智能建筑與智能城市\(zhòng)t55
3．3．6 無線認(rèn)知\t56
3．3．7 精確定位\t56
3．4 6G頻譜面臨的挑戰(zhàn)\t57
3．4．1 無線電硬件\t57
3．4．2 多頻段共存\t57
3．4．3 傳播損耗\t58
3．4．4 頻譜管理\t59
參考文獻(xiàn)\t59
第4章 6G面臨的主要挑戰(zhàn)與使能技術(shù)\t63
4．1 6G面臨的主要挑戰(zhàn)\t63
4．1．1 高精度信道建模\t63
4．1．2 極致性能傳輸\t64
4．1．3 網(wǎng)絡(luò)全覆蓋\t65
4．1．4 網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)約束\t66
4．1．5 海量數(shù)據(jù)通信\t67
4．1．6 新頻譜利用\t67
4．1．7 聯(lián)合管理\t68
4．1．8 低功耗綠色通信\t68
4．1．9 數(shù)據(jù)與通信安全\t69
4．1．10 終端能力\t69
4．2 6G關(guān)鍵使能技術(shù)\t69
4．2．1 基礎(chǔ)傳輸技術(shù)\t70
4．2．2 空間資源利用技術(shù)\t70
4．2．3 頻譜利用技術(shù)\t72
4．2．4 人工智能輔助的通信\t73
4．2．5 應(yīng)用層技術(shù)\t74
參考文獻(xiàn)\t75
第5章 編碼、調(diào)制與波形\t78
5．1 編碼\t79
5．1．1 Polar碼\t80
5．1．2 Turbo碼\t84
5．1．3 LDPC碼\t87
5．1．4 Spinal碼\t94
5．1．5 物理層網(wǎng)絡(luò)編碼\t95
5．1．6 算法及有關(guān)方案\t97
5．2 調(diào)制\t104
5．2．1 6G中的調(diào)制\t104
5．2．2 索引調(diào)制\t104
5．2．3 OTFS技術(shù)\t110
5．2．4 高階APSK調(diào)制\t119
5．2．5 過零調(diào)制及連續(xù)相位調(diào)制\t121
5．2．6 信號整形\t125
5．2．7 降低PAPR\t125
5．3 波形設(shè)計(jì)\t125
5．3．1 多載波波形\t126
5．3．2 單載波波形\t130
5．4 FTN傳輸技術(shù)\t137
5．4．1 FTN傳輸技術(shù)的原理\t137
5．4．2 6G中的FTN\t138
參考文獻(xiàn)\t141
第6章 OAM\t145
6．1 OAM技術(shù)的基本原理及發(fā)展\t146
6．1．1 OAM理論基礎(chǔ)\t146
6．1．2 OAM技術(shù)在無線通信中的發(fā)展\t148
6．2 OAM波束的產(chǎn)生\t151
6．2．1 常規(guī)OAM產(chǎn)生方法\t151
6．2．2 超表面技術(shù)\t152
6．2．3 其他生成方法\t153
6．3 OAM的接收\t154
6．3．1 單點(diǎn)接收法\t155
6．3．2 全空域共軸接收法\t155
6．3．3 部分接收法\t156
6．3．4 其他接收方法\t156
6．4 基于UCA的OAM通信系統(tǒng)\t157
6．4．1 模型簡介\t157
6．4．2 信道模型\t158
6．4．3 通信系統(tǒng)性能分析\t159
6．4．4 非理想條件分析\t162
6．5 基于OAM的多模傳輸與多徑傳輸\t164
6．5．1 多模態(tài)OAM復(fù)用\t164
6．5．2 OAM信道的多徑效應(yīng)\t164
6．6 OAM技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合\t165
6．6．1 OAM與MIMO結(jié)合\t165
6．6．2 OAM與OFDM結(jié)合\t168
6．7 OAM技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)\t169
6．7．1 非對準(zhǔn)情況下OAM的傳輸\t169
6．7．2 OAM發(fā)散角的抑制或消除\t170
6．7．3 OAM-MIMO的天線拓?fù)溲芯縗t170
6．7．4 OAM模態(tài)選擇\t171
6．7．5 OAM應(yīng)用場景的選擇\t171
6．8 小結(jié)\t172
參考文獻(xiàn)\t172
第7章 智能超表面\t178
7．1 智能超表面簡介\t178
7．1．1 智能表面基本原理\t178
7．1．2 相關(guān)概念和名詞含義\t179
7．2 發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀\t183
7．2．1 技術(shù)的起源和發(fā)展\t183
7．2．2 研究項(xiàng)目情況\t184
7．2．3 智能超表面各方面研究現(xiàn)狀\t194
7．2．3 研究意義\t202
7．3 智能超表面的分類\t202
7．3．1 按照功能劃分\t202
7．3．2 按照調(diào)控劃分\t207
7．3．3 按照響應(yīng)參數(shù)劃分\t209
7．4 6G中有前景的應(yīng)用\t209
7．4．1 輔助通信\t209
7．4．2 節(jié)約成本\t213
7．4．3 非通信用途\t216
7．4．4 應(yīng)用實(shí)例\t218
7．5 智能超表面的硬件實(shí)現(xiàn)\t220
7．5．1 基本硬件結(jié)構(gòu)\t220
7．5．2 信息超材料\t222
7．5．3 可調(diào)電磁單元的實(shí)現(xiàn)\t224
7．5．4 控制單元的實(shí)現(xiàn)\t229
7．5．5 面臨的挑戰(zhàn)及方向\t234
7．6 智能超表面輔助通信\t238
7．6．1 信道模型\t238
7．6．2 理論性能分析\t242
7．6．3 關(guān)鍵算法\t250
7．7 RIS與其他技術(shù)的結(jié)合\t254
7．7．1 RIS與NOMA結(jié)合\t254
7．7．2 RIS與UAV結(jié)合\t255
7．7．3 RIS與FD結(jié)合\t258
7．7．4 RIS與THz結(jié)合\t259
7．7．5 RIS與AI結(jié)合\t261
7．7．6 智能表面與無線電能傳輸結(jié)合\t263
7．7．7 智能表面與定位和傳感技術(shù)的結(jié)合\t264
參考文獻(xiàn)\t266
第8章 MIMO\t283
8．1 超大規(guī)模MIMO\t283
8．1．1 背景\t284
8．1．2 硬件與架構(gòu)問題\t285
8．1．3 工作模式\t288
8．1．4 一比特量化預(yù)編碼\t290
8．1．5 面臨的挑戰(zhàn)\t292
8．2 超大規(guī)模波束成形\t294
8．3 超密集MIMO\t296
8．3．1 背景\t296
8．3．2 分離技術(shù)\t297
8．3．3 MIMO天線的解耦\t298
8．4 透鏡MIMO\t301
8．4．1 背景\t301
8．4．2 使用透鏡陣列的波束空間\t302
參考文獻(xiàn)\t306
第9章 無蜂窩大規(guī)模MIMO\t312
9．1 背景\t312
9．2 系統(tǒng)模型\t315
9．2．1 上行鏈路訓(xùn)練\t316
9．2．2 下行鏈路有效載荷數(shù)據(jù)傳輸\t317
9．2．3 上行鏈路有效載荷數(shù)據(jù)傳輸\t318
9．3 性能分析\t318
9．3．1 Large-M分析\t318
9．3．2 有限M的可達(dá)速率\t319
9．4 導(dǎo)頻分配方案\t321
9．4．1 效用式\t322
9．4．2 可擴(kuò)展式\t323
9．5 DCC選擇\t324
9．6 性能比較\t325
9．6．1 大規(guī)模的衰落模型\t325
9．6．2 參數(shù)和設(shè)置\t326
9．6．3 結(jié)果和討論\t328
9．7 優(yōu)勢\t333
9．8 研究挑戰(zhàn)\t334
9．8．1 實(shí)用的以用戶為中心\t334
9．8．2 可擴(kuò)展的功率控制\t335
9．8．3 高級分布式SP\t335
9．8．4 低成本組件\t336
9．8．5 前程信令的量化\t336
9．8．6 AP的同步\t337
參考文獻(xiàn)\t337
第10章 全息技術(shù)\t342
10．1 全息通信\t343
10．1．1 全息型通信\t343
10．1．2 基于全息通信的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)\t344
10．2 6G無線網(wǎng)絡(luò)的全息MIMO表面\t345
10．2．1 HMIMOS設(shè)計(jì)模型\t346
10．2．2 功能、特征和通信應(yīng)用程序\t350
10．2．3 設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)與機(jī)遇\t352
10．2．4 結(jié)論\t353
10．3 全息MIMO信道的自由度\t353
10．4 有源相控陣\t355
10．5 全息波束成形\t355
10．6 全息光束形成與相控陣比較\t358
10．6．1 性能比較\t358
10．6．2 成本比較\t358
10．6．3 功率比較\t359
10．6．4 尺寸和重量比較\t359
10．6．5 總結(jié)\t360
10．7 全息無線電\t360
10．7．1 全息無線電的實(shí)現(xiàn)\t361
10．7．2 全息無線電的信號處理\t361
10．8 全息廣播\t362
10．9 全息定位\t363
10．9．1 全息定位的基本極限\t363
10．9．2 審查的算法\t364
10．9．3 未來方向\t364
10．10 關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施\t365
參考文獻(xiàn)