5G與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的結(jié)合正在加速整個社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動著整個社會走向數(shù)字孿生。本書提出面向2030年的“數(shù)字孿生”和“智慧泛在”的社會發(fā)展愿景，闡述在該社會形態(tài)下的移動通信應(yīng)用場景，包括通感互聯(lián)、交互式全息、智能交互、超能交通、精 準(zhǔn)醫(yī)療、孿生工/農(nóng)業(yè)等，并以此推導(dǎo)出在這些典型應(yīng)用場景下的通信需求，總結(jié)出6G移動通信網(wǎng)絡(luò)端到端的技術(shù)需求指標(biāo)。圍繞6G需求指標(biāo)，詳細(xì)對比分析了5G及其演進(jìn)系統(tǒng)在技術(shù)指標(biāo)上的差距，以及為了滿足這些技術(shù)指標(biāo)可能采納的關(guān)鍵技術(shù)，介紹技術(shù)原理、發(fā)展現(xiàn)狀、未來發(fā)展方向和面臨的挑戰(zhàn)。最后，提煉出未來6G網(wǎng)絡(luò)所需要具備的按需服務(wù)、柔性、智慧內(nèi)生、數(shù)字孿生和安全內(nèi)生等特征，并給出了“3層4面”的邏輯網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建議。
本書可作為5G、6G研發(fā)人員的參考書，高校研究生的啟蒙教材，也可作為企業(yè)布局未來與移動通信相關(guān)業(yè)務(wù)的參考著作。
出版基金資助圖書
4G正在改變生活，5G即將改變社會，延續(xù)十年一代的發(fā)展規(guī)律，面向2030年，移動通信行業(yè)正在將注意力轉(zhuǎn)向6G，期待6G重塑一個新的數(shù)字孿生世 界。因此我們邀請了活躍在移動通信技術(shù)研究前沿的技術(shù)人員將他們寶貴的研究成果匯編成書，為6G研究厘清思路和方向貢獻(xiàn)綿薄之力，共同推進(jìn)6G技術(shù)的突破，為ICDT行業(yè)的未來發(fā)展再添輝煌。并通過本書解讀6G如何改變?nèi)藗兊膱D景
劉光毅
博士，教授級高 級工程師，現(xiàn)任中國移動通信集團(tuán)有限公司專家，中國移動通信有限公司研究院專家、6G總監(jiān)，中國移動通信集團(tuán)有限公司技術(shù)咨詢委員會無線領(lǐng)域?qū)＜医M副組長，毫米波與太赫茲產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長，北京通信學(xué)會理事。
黃宇紅
教授級高 級工程師，現(xiàn)任中國移動通信有限公司研究院副院長，NGMN董事會成員，并負(fù)責(zé)TD-LTE發(fā)展倡議（GTI）工作，先后負(fù)責(zé)中國移動GSM900/1800雙頻網(wǎng)絡(luò)、GPRS、CMNet、IP專網(wǎng)、WLAN、3G、4G TD-LTE的技術(shù)研究、策略研究、規(guī)范制訂和試驗測試等重大項目的技術(shù)工作以及LTE后續(xù)演進(jìn)及5G的新技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。獲得省部級以上獎項25項。
崔春風(fēng)
博士，中國移動通信有限公司研究院未來移動通信技術(shù)研究所所長，從事3G／4G／5G／6G移動通信新技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)化工作，主要聚焦在中國移動無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)路線及演進(jìn)策略的研究與制訂，無線新技術(shù)及創(chuàng)新融合技術(shù)的創(chuàng)新方案研究、評估、原型驗證和標(biāo)準(zhǔn)化推動，參與ITU-R、3GPP、NGMN、IEEE、O-RAN、CCSA、IMT-Advanced推進(jìn)組、IMT-2030研究組、未來移動通信論壇等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)組織，現(xiàn)兼任IMT-2030研究組需求組副組長，曾兼任IMT-Advanced推進(jìn)組需求組組長、未來移動通信論壇需求組組長、CCSA TC5 WG6工作組副組長
王啟星
博士，現(xiàn)任中國移動通信有限公司研究院未來移動通信技術(shù)研究所副所長，自2008年開始先后參與4G、5G和6G的前沿技術(shù)研究和國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，研究方向為超大規(guī)模天線、新型調(diào)制與編碼、電磁超材料、可見光等，申請專利200余件，2018年獲得中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎和中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎二等獎。
第 1章 移動通信發(fā)展概述 001
1.1 移動通信技術(shù)的特點(diǎn)與面臨的挑戰(zhàn) 002
1.2 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 003
1.2.1 語音通信的時代 005
1.2.2 移動數(shù)據(jù)的萌芽 007
1.2.3 4G改變生活 009
1.2.4 5G改變社會 013
1.2.5 6G的出現(xiàn) 018
1.3 本章小結(jié) 023
參考文獻(xiàn) 024
第 2章 5G加速社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型 025
2.1 社會經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化發(fā)展趨勢 026
2.2 5G的全新能力 028
2.2.1 全新空口能力 028
2.2.2 服務(wù)化和網(wǎng)絡(luò)切片 030
2.2.3 移動邊緣計算 032
2.2.4 能力開放 034
2.3 5G賦能垂直行業(yè) 034
2.3.1 5G與垂直行業(yè)結(jié)合面臨的挑戰(zhàn) 036
2.3.2 5G服務(wù)于垂直行業(yè)的模式 037
2.3.3 打造5G的能力開放平臺和應(yīng)用平臺 039
2.3.4 5G改變社會：全連接的世界 040
2.4 本章小結(jié) 041
參考文獻(xiàn) 041
第3章 移動通信發(fā)展推動社會走向數(shù)字孿生 043
3.1 數(shù)字孿生 044
3.1.1 概念的提出 046
3.1.2 數(shù)字孿生的應(yīng)用 050
3.2 社會發(fā)展的下一階段：數(shù)字孿生世界 055
3.3 本章小結(jié) 058
參考文獻(xiàn) 058
第4章 2030+愿景與需求暢想 061
4.1 2030+生活暢想 062
4.2 6G愿景：數(shù)字孿生，智慧泛在 073
4.3 6G應(yīng)用新場景與新業(yè)務(wù) 075
4.3.1 智享生活 076
4.3.2 智賦生產(chǎn) 080
4.3.3 智煥社會 082
4.4 2030年業(yè)務(wù)和應(yīng)用發(fā)展趨勢及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需求指標(biāo) 085
4.5 本章小結(jié) 087
參考文獻(xiàn) 088
第5章 全息投影 089
5.1 過程原理分類 090
5.1.1 傳統(tǒng)光學(xué)全息 090
5.1.2 數(shù)字全息 091
5.1.3 計算全息 092
5.2 全息應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù) 093
5.3 呈現(xiàn)方式分類 093
5.3.1 蒸汽投影 094
5.3.2 激光爆破投影 094
5.3.3 360°全息顯示屏 095
5.3.4 邊緣消隱 095
5.3.5 佩珀爾幻象 096
5.4 典型應(yīng)用 096
5.4.1 全息通信 096
5.4.2 全息醫(yī)療 097
5.4.3 全息駕駛 098
5.4.4 全息航空 098
5.5 未來發(fā)展方向——全息交互 099
5.5.1 全息交互關(guān)鍵技術(shù) 099
5.5.2 全息交互應(yīng)用場景 100
5.6 網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)需求分析 101
5.7 本章小結(jié) 102
參考文獻(xiàn) 102
第6章 沉浸式體驗XR 105
6.1 VR/AR的發(fā)展與進(jìn)步 106
6.1.1 VR/AR技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀 107
6.1.2 VR/AR的應(yīng)用領(lǐng)域 109
6.1.3 VR/AR面臨的挑戰(zhàn) 111
6.2 本地處理到云端處理的演進(jìn) 112
6.2.1 云AR 113
6.2.2 云VR 115
6.3 6G云VR/AR展望 116
6.3.1 新場景 118
6.3.2 新技術(shù) 119
6.4 通信能力需求 120
6.4.1 時延、帶寬分析 120
6.4.2 可靠性分析 121
6.5 本章小結(jié) 121
參考文獻(xiàn) 121
第7章 孿生醫(yī)療 123
7.1 孿生醫(yī)療 124
7.2 體域網(wǎng)概述 128
7.2.1 早期的體域網(wǎng)應(yīng)用 128
7.2.2 當(dāng)前的體域網(wǎng)應(yīng)用 129
7.2.3 當(dāng)前的體域網(wǎng)架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn) 130
7.2.4 當(dāng)前體域網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn) 131
7.3 未來體域應(yīng)用潛在關(guān)鍵技術(shù) 131
7.3.1 潛在關(guān)鍵技術(shù) 132
7.3.2 未來體域網(wǎng)發(fā)展方向 134
7.4 通信能力需求 135
7.5 體域網(wǎng)的多級異構(gòu)組網(wǎng) 137
7.6 本章小結(jié) 138
參考文獻(xiàn) 139
第8章 通感互聯(lián) 141
8.1 引言 142
8.2 通感互聯(lián)網(wǎng)概念 143
8.3 通感互聯(lián)應(yīng)用場景 145
8.4 通感互聯(lián)的需求 148
8.5 本章小結(jié) 150
參考文獻(xiàn) 150
第9章 超能交通 153
9.1 交通工具的發(fā)展與展望 154
9.1.1 全自動駕駛 155
9.1.2 低真空管（隧）道高速列車 155
9.1.3 空中高鐵 156
9.1.4 飛行汽車、空中巴士、空中的士 157
9.1.5 海底真空隧道列車 158
9.1.6 太空出行 158
9.2 ITS到V2X演進(jìn)歷程 159
9.2.1 國外ITS到V2X的演進(jìn)歷程 162
9.2.2 國內(nèi)ITS到V2X的演進(jìn)歷程 163
9.3 超能交通 164
9.3.1 超能交通的概念 165
9.3.2 超能交通架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) 165
9.3.3 超能交通的潛在影響 170
9.4 通信能力需求 170
9.5 本章小結(jié) 172
參考文獻(xiàn) 173
第 10章 孿生工業(yè) 175
10.1 傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展歷程 176
10.1.1 第 一次工業(yè)革命 176
10.1.2 第二次工業(yè)革命 178
10.1.3 第三次工業(yè)革命 179
10.2 第四次工業(yè)革命——工業(yè)4.0 181
10.2.1 工業(yè)4.0概念 181
10.2.2 發(fā)展現(xiàn)狀和挑戰(zhàn) 182
10.3 后工業(yè)4.0展望 185
10.3.1 孿生工業(yè)的定義 185
10.3.2 孿生工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 187
10.3.3 孿生工業(yè)對通信能力的需求 189
10.4 本章小結(jié) 190
參考文獻(xiàn) 190
第 11章 孿生農(nóng)業(yè) 193
11.1 農(nóng)業(yè)發(fā)展歷程 194
11.1.1 農(nóng)業(yè)1.0：以人力和畜力為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè) 194
11.1.2 農(nóng)業(yè)2.0：以機(jī)械化為主的小規(guī)模農(nóng)業(yè) 195
11.1.3 農(nóng)業(yè)3.0：以信息化為主的自動化農(nóng)業(yè) 196
11.1.4 農(nóng)業(yè)4.0：以無人化為主的智慧化農(nóng)業(yè) 198
11.2 智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與問題 200
11.2.1 國外智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 200
11.2.2 國內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 201
11.2.3 智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展問題 203
11.2.4 新型農(nóng)業(yè)展望 204
11.3 孿生農(nóng)業(yè)展望 206
11.3.1 規(guī)劃 207
11.3.2 生產(chǎn) 207
11.3.3 流通 211
11.3.4 智能裝備 212
11.3.5 銷售與溯源 212
11.4 孿生農(nóng)業(yè)對通信能力的需求 214
11.5 本章小結(jié) 215
參考文獻(xiàn) 215
第 12章 智能交互 217
12.1 引言 218
12.2 機(jī)器人的發(fā)展與進(jìn)步 220
12.2.1 機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 220
12.2.2 機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域分析及面臨挑戰(zhàn) 221
12.2.3 機(jī)器人技術(shù)未來發(fā)展趨勢 223
12.3 智能體的定義與分類 224
12.3.1 智能體概述 224
12.3.2 智能交互的主體 225
12.4 智能體間的交互 226
12.4.1 智能體間的交互形式 226
12.4.2 智能體間的交互內(nèi)容 234
12.5 智能交互對通信能力的需求 235
12.5.1 時延分析 235
12.5.2 用戶體驗速率分析 236
12.5.3 可靠性分析 236
12.6 本章小結(jié) 237
參考文獻(xiàn) 237
第 13章 2030年的發(fā)展需求與5G能力的差距 239
13.1 2030年的需求指標(biāo)歸納 240
13.2 5G的能力差距分析 243
13.2.1 5G關(guān)鍵能力 244
13.2.2 5G的能力差距 245
13.3 本章小結(jié) 247
參考文獻(xiàn) 247
第 14章 6G關(guān)鍵候選技術(shù)概述 249
14.1 可見光通信技術(shù) 250
14.1.1 可見光通信發(fā)展與應(yīng)用 250
14.1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 251
14.1.3 可見光應(yīng)用場景 252
14.1.4 可見光通信關(guān)鍵技術(shù) 253
14.1.5 可見光通信的未來展望 259
14.2 太赫茲通信 260
14.2.1 太赫茲通信發(fā)展現(xiàn)狀 261
14.2.2 太赫茲通信應(yīng)用場景 263
14.2.3 太赫茲通信關(guān)鍵問題 265
14.2.4 太赫茲通信發(fā)展方向 267
14.3 過采樣虛擬MIMO 268
14.3.1 過采樣虛擬MIMO技術(shù)背景 268
14.3.2 過采樣虛擬MIMO技術(shù)發(fā)展情況 269
14.3.3 過采樣虛擬MIMO技術(shù)中的關(guān)鍵問題 274
14.3.4 過采樣虛擬MIMO技術(shù)未來展望 276
14.4 軌道角動量 276
14.4.1 軌道角動量技術(shù)背景 277
14.4.2 軌道角動量技術(shù)的發(fā)展情況 280
14.4.3 軌道角動量技術(shù)中的關(guān)鍵問題 282
14.4.4 軌道角動量技術(shù)的展望 283
14.5 本章小結(jié) 284
參考文獻(xiàn) 284
第 15章 ICDT融合驅(qū)動的6G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 287
15.1 6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革的驅(qū)動力 288
15.1.1 新業(yè)務(wù)和新場景的驅(qū)動 290
15.1.2 ICDT深度融合 291
15.1.3 5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面臨的問題與挑戰(zhàn) 294
15.2 6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總體特征 295
15.2.1 按需服務(wù) 295
15.2.2 至簡網(wǎng)絡(luò) 295
15.2.3 柔性網(wǎng)絡(luò) 297
15.2.4 智慧內(nèi)生 298
15.2.5 數(shù)字孿生 300
15.2.6 安全內(nèi)生 300
15.3 6G網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu) 302
15.4 本章小結(jié) 304
參考文獻(xiàn) 304
名詞索引 307
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