定 價：148 元
叢書名：6G核心關(guān)鍵技術(shù)系列
- 作者：鄭鳳
- 出版時間：2022/1/1
- ISBN：9787121427404
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN929.59
- 頁碼：384
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
隨著5G商用部署的穩(wěn)步推進，6G的研究正在如火如荼地展開。目前業(yè)界已經(jīng)對6G的場景與需求進行了研究與探討，并初步達成共識，認為6G將實現(xiàn)數(shù)字孿生、智能泛在的愿景，在峰值速率、時延、連接密度、可靠性、頻譜效率和定位能力等方面將遠超5G，給人們的生活和出行帶來前所未有的體驗。本書為上、下兩冊，上冊共10章。第1章介紹了6G研究的概況，包括發(fā)展愿景、驅(qū)動力、垂直服務與各國研究現(xiàn)狀，第2章介紹了6G用例與性能指標，第3章介紹了6G通信的頻譜，第4章介紹了6G面臨的挑戰(zhàn)與潛在關(guān)鍵技術(shù)，第5章介紹了編碼、調(diào)制與波形，第6～10章介紹了空間資源利用技術(shù)，包括OAM、RIS、MIMO、Cell-Free與全息技術(shù)。本書對6G潛在關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細介紹，可供在無線通信、計算機科學等相關(guān)領(lǐng)域開展6G關(guān)鍵技術(shù)研究的學術(shù)界、教育界、產(chǎn)業(yè)界等相關(guān)人員閱讀、參考。
主要從事寬帶無線通信和下一代網(wǎng)絡及信息處理的研究，主要研究方向包括OAM-MIMO、IRS、人工智能技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應用等。發(fā)表SCI/EI論文32篇，其中以第一作者身份發(fā)表論文共計18篇。授權(quán)專利7項。計算機軟件著作權(quán)6項。主持/參與科研項目30余項。出版專著2部。
第1章 概述 1
1.1 歷史回顧 1
1.1.1 從蒸汽時代到互聯(lián)網(wǎng)時代 1
1.1.2 1G到5G的發(fā)展 2
1.2 6G發(fā)展驅(qū)動力 5
1.2.1 5G的限制 5
1.2.2 宏觀驅(qū)動力 6
1.3 6G總體愿景 8
1.4 6G未來垂直服務 9
1.4.1 面向2030年的工業(yè)4.0+的服務 9
1.4.2 面向2030年的移動運輸服務 10
1.4.3 面向2030年的電子健康服務 11
1.4.4 面向2030年的金融服務 11
1.5 全球6G研究進展 11
1.5.1 6G標準化組織 11
1.5.2 各國進展 13
參考文獻 16
第2章 6G用例與指標 18
2.1 6G服務的演進 18
2.2 6G用例 20
2.2.1 全息通信 21
2.2.2 沉浸式XR 22
2.2.3 觸覺網(wǎng)絡 23
2.2.4 數(shù)字孿生 24
2.2.5 工業(yè)4.0+ 25
2.2.6 互聯(lián)機器人自主系統(tǒng) 30
2.2.7 智能運輸系統(tǒng) 31
2.2.8 無人機技術(shù) 31
2.2.9 新型智慧城市群 32
2.2.10 智能醫(yī)療 32
2.2.11 無線腦機交互 33
2.2.12 全球連接和集成網(wǎng)絡 33
2.3 6G的指標 34
2.3.1 數(shù)據(jù)傳輸速率 36
2.3.2 超低延遲 36
2.3.3 極高的可靠性 37
2.3.4 定位能力 37
2.3.5 覆蓋能力 37
2.3.6 頻譜效率 38
2.3.7 能量效率 38
2.3.8 計算性能 39
2.3.9 安全能力 39
2.4 小結(jié) 40
參考文獻 40
第3章 6G全頻譜通信 43
3.1 移動通信頻譜的演變 43
3.1.1 從1G到5G：移動通信頻譜發(fā)展 43
3.1.2 全頻譜通信驅(qū)動力 45
3.2 6G頻譜定義與特點 46
3.2.1 6G頻譜定義 46
3.2.2 不同頻段的特點 48
3.3 6G頻譜新用例 52
3.3.1 長距離回程 53
3.3.2 傳感網(wǎng)絡 53
3.3.3 聯(lián)合雷達通信應用 54
3.3.4 自動汽車駕駛 55
3.3.5 智能建筑與智能城市 55
3.3.6 無線認知 56
3.3.7 精確定位 56
3.4 6G頻譜面臨的挑戰(zhàn) 57
3.4.1 無線電硬件 57
3.4.2 多頻段共存 57
3.4.3 傳播損耗 58
3.4.4 頻譜管理 59
參考文獻 59
第4章 6G面臨的主要挑戰(zhàn)與使能技術(shù) 63
4.1 6G面臨的主要挑戰(zhàn) 63
4.1.1 高精度信道建模 63
4.1.2 極致性能傳輸 64
4.1.3 網(wǎng)絡全覆蓋 65
4.1.4 網(wǎng)絡異構(gòu)約束 66
4.1.5 海量數(shù)據(jù)通信 67
4.1.6 新頻譜利用 67
4.1.7 聯(lián)合管理 68
4.1.8 低功耗綠色通信 68
4.1.9 數(shù)據(jù)與通信安全 69
4.1.10 終端能力 69
4.2 6G關(guān)鍵使能技術(shù) 69
4.2.1 基礎(chǔ)傳輸技術(shù) 70
4.2.2 空間資源利用技術(shù) 70
4.2.3 頻譜利用技術(shù) 72
4.2.4 人工智能輔助的通信 73
4.2.5 應用層技術(shù) 74
參考文獻 75
第5章 編碼、調(diào)制與波形 78
5.1 編碼 79
5.1.1 Polar碼 80
5.1.2 Turbo碼 84
5.1.3 LDPC碼 87
5.1.4 Spinal碼 94
5.1.5 物理層網(wǎng)絡編碼 95
5.1.6 算法及有關(guān)方案 97
5.2 調(diào)制 104
5.2.1 6G中的調(diào)制 104
5.2.2 索引調(diào)制 104
5.2.3 OTFS技術(shù) 110
5.2.4 高階APSK調(diào)制 119
5.2.5 過零調(diào)制及連續(xù)相位調(diào)制 121
5.2.6 信號整形 125
5.2.7 降低PAPR 125
5.3 波形設計 125
5.3.1 多載波波形 126
5.3.2 單載波波形 130
5.4 FTN傳輸技術(shù) 137
5.4.1 FTN傳輸技術(shù)的原理 137
5.4.2 6G中的FTN 138
參考文獻 141
第6章 OAM 145
6.1 OAM技術(shù)的基本原理及發(fā)展 146
6.1.1 OAM理論基礎(chǔ) 146
6.1.2 OAM技術(shù)在無線通信中的發(fā)展 148
6.2 OAM波束的產(chǎn)生 151
6.2.1 常規(guī)OAM產(chǎn)生方法 151
6.2.2 超表面技術(shù) 152
6.2.3 其他生成方法 153
6.3 OAM的接收 154
6.3.1 單點接收法 155
6.3.2 全空域共軸接收法 155
6.3.3 部分接收法 156
6.3.4 其他接收方法 156
6.4 基于UCA的OAM通信系統(tǒng) 157
6.4.1 模型簡介 157
6.4.2 信道模型 158
6.4.3 通信系統(tǒng)性能分析 159
6.4.4 非理想條件分析 162
6.5 基于OAM的多模傳輸與多徑傳輸 164
6.5.1 多模態(tài)OAM復用 164
6.5.2 OAM信道的多徑效應 164
6.6 OAM技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合 165
6.6.1 OAM與MIMO結(jié)合 165
6.6.2 OAM與OFDM結(jié)合 168
6.7 OAM技術(shù)面臨的挑戰(zhàn) 169
6.7.1 非對準情況下OAM的傳輸 169
6.7.2 OAM發(fā)散角的抑制或消除 170
6.7.3 OAM-MIMO的天線拓撲研究 170
6.7.4 OAM模態(tài)選擇 171
6.7.5 OAM應用場景的選擇 171
6.8 小結(jié) 172
參考文獻 172
第7章 智能超表面 178
7.1 智能超表面簡介 178
7.1.1 智能表面基本原理 178
7.1.2 相關(guān)概念和名詞含義 179
7.2 發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀 183
7.2.1 技術(shù)的起源和發(fā)展 183
7.2.2 研究項目情況 184
7.2.3 智能超表面各方面研究現(xiàn)狀 194
7.2.3 研究意義 202
7.3 智能超表面的分類 202
7.3.1 按照功能劃分 202
7.3.2 按照調(diào)控劃分 207
7.3.3 按照響應參數(shù)劃分 209
7.4 6G中有前景的應用 209
7.4.1 輔助通信 209
7.4.2 節(jié)約成本 213
7.4.3 非通信用途 216
7.4.4 應用實例 218
7.5 智能超表面的硬件實現(xiàn) 220
7.5.1 基本硬件結(jié)構(gòu) 220
7.5.2 信息超材料 222
7.5.3 可調(diào)電磁單元的實現(xiàn) 224
7.5.4 控制單元的實現(xiàn) 229
7.5.5 面臨的挑戰(zhàn)及方向 234
7.6 智能超表面輔助通信 238
7.6.1 信道模型 238
7.6.2 理論性能分析 242
7.6.3 關(guān)鍵算法 250
7.7 RIS與其他技術(shù)的結(jié)合 254
7.7.1 RIS與NOMA結(jié)合 254
7.7.2 RIS與UAV結(jié)合 255
7.7.3 RIS與FD結(jié)合 258
7.7.4 RIS與THz結(jié)合 259
7.7.5 RIS與AI結(jié)合 261
7.7.6 智能表面與無線電能傳輸結(jié)合 263
7.7.7 智能表面與定位和傳感技術(shù)的結(jié)合 264
參考文獻 266
第8章 MIMO 283
8.1 超大規(guī)模MIMO 283
8.1.1 背景 284
8.1.2 硬件與架構(gòu)問題 285
8.1.3 工作模式 288
8.1.4 一比特量化預編碼 290
8.1.5 面臨的挑戰(zhàn) 292
8.2 超大規(guī)模波束成形 294
8.3 超密集MIMO 296
8.3.1 背景 296
8.3.2 分離技術(shù) 297
8.3.3 MIMO天線的解耦 298
8.4 透鏡MIMO 301
8.4.1 背景 301
8.4.2 使用透鏡陣列的波束空間 302
參考文獻 306
第9章 無蜂窩大規(guī)模MIMO 312
9.1 背景 312
9.2 系統(tǒng)模型 315
9.2.1 上行鏈路訓練 316
9.2.2 下行鏈路有效載荷數(shù)據(jù)傳輸 317
9.2.3 上行鏈路有效載荷數(shù)據(jù)傳輸 318
9.3 性能分析 318
9.3.1 Large-M分析 318
9.3.2 有限M的可達速率 319
9.4 導頻分配方案 321
9.4.1 效用式 322
9.4.2 可擴展式 323
9.5 DCC選擇 324
9.6 性能比較 325
9.6.1 大規(guī)模的衰落模型 325
9.6.2 參數(shù)和設置 326
9.6.3 結(jié)果和討論 328
9.7 優(yōu)勢 333
9.8 研究挑戰(zhàn) 334
9.8.1 實用的以用戶為中心 334
9.8.2 可擴展的功率控制 335
9.8.3 高級分布式SP 335
9.8.4 低成本組件 336
9.8.5 前程信令的量化 336
9.8.6 AP的同步 337
參考文獻 337
第10章 全息技術(shù) 342
10.1 全息通信 343
10.1.1 全息型通信 343
10.1.2 基于全息通信的擴展現(xiàn)實 344
10.2 6G無線網(wǎng)絡的全息MIMO表面 345
10.2.1 HMIMOS設計模型 346
10.2.2 功能、特征和通信應用程序 350
10.2.3 設計挑戰(zhàn)與機遇 352
10.2.4 結(jié)論 353
10.3 全息MIMO信道的自由度 353
10.4 有源相控陣 355
10.5 全息波束成形 355
10.6 全息光束形成與相控陣比較 358
10.6.1 性能比較 358
10.6.2 成本比較 358
10.6.3 功率比較 359
10.6.4 尺寸和重量比較 359
10.6.5 總結(jié) 360
10.7 全息無線電 360
10.7.1 全息無線電的實現(xiàn) 361
10.7.2 全息無線電的信號處理 361
10.8 全息廣播 362
10.9 全息定位 363
10.9.1 全息定位的基本極限 363
10.9.2 審查的算法 364
10.9.3 未來方向 364
10.10 關(guān)鍵基礎(chǔ)設施 365
參考文獻
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