6G無線網絡空口關鍵技術

本書從未來移動通信的應用場景出發，分析6G性能指標要求和頻譜資源，結合無線接入網的網 絡拓撲，對無線物理層的基本功能進行全面描述，包括移動性管理、無線傳輸、無線定位等。以第四代和第五代空口技術作為鋪墊，自然過渡到6G。本書按照編碼多址波形類、多天線空域類和高頻段部署類三大技術領域，較為深入地介紹了6G無線網絡潛在的關鍵技術。本書內容安排點面結合，文字敘述配合數學公式，強調網絡拓撲、部署頻段和通道傳播特性對空口設計的影響。 本書面向的讀者包括無線通信工程技術人員及科研院校的師生。

目 錄  

第1章 背景介紹

1.1 移動通信系統的空口技術演進 002

1.2 6G發展動態 004

1.2.1 相關研究組織 004

1.2.2 6G驅動力、市場預測和發展需求 008

1.2.3 空口技術發展趨勢 009

1.3 本書的目的和結構 011

參考文獻 012

第2章 場景需求與部署頻段

2.1 5G的應用場景、關鍵性能指標及部署頻段 014

2.2 6G應用場景 019

2.2.1 6G潛在的業務應用 019

2.2.2 6G的典型場景和部署場景 021

2.3 6G性能指標要求與使能技術 022

2.3.1 6G關鍵性能指標 022

2.3.2 性能指標的可實現性和潛在空口使能技術 023

2.4 6G潛在的部署頻段 029

2.4.1 中低頻段 029

2.4.2 毫米波頻段 032

2.4.3 太赫茲頻段和光波頻段 032

參考文獻 033

第3章 6G無線接入網的網絡拓撲

3.1 無線接入網的拓撲結構與部署頻段 035

3.2 地面通信網絡 037

3.2.1 宏小區同構網 037

3.2.2 異構網絡拓撲 040

3.2.3 無源節點的網絡拓撲 046

3.2.4 終端直連和車聯網 047

3.2.5 支持特殊應用的網絡 050

3.3 衛星-地面一體化網絡 052

參考文獻 060

第4章 無線物理層的基本功能與6G物理層潛在技術

4.1 移動性管理 062

4.1.1 初始接入 062

4.1.2 小區切換 068

4.2 無線傳輸 071

4.2.1 導頻信號 071

4.2.2 控制信令類通道 075

4.2.3 業務數據類 079

4.3 無線定位 092

4.4 6G潛在物理層技術 093

4.4.1 潛在物理層技術與無線空口基本功能的對應 093

4.4.2 6G空口的標準化節奏 100

參考文獻 102

第5章 編碼多址波形類技術

5.1 通道編碼與調制 104

5.1.1 傳統編碼方法的改進 104

5.1.2 新型編碼方式 112

5.1.3 新型調制方式 116

5.2 信源通道聯合編碼 132

5.3 新型多址接入 135

5.3.1 多用戶系統的容量界研究 135

5.3.2 非協作傳輸的基本方式 139

5.3.3 多點多用戶系統的基本傳輸方式 144

5.4 潛在的新波形 146

5.4.1 變換域波形 146

5.4.2 超奈奎斯特採樣 149

參考文獻 150

第6章 多天線空域類技術

6.1 基站/終端多天線技術增強 153

6.1.1 稀布陣天線 153

6.1.2 分佈式MIMO 157

6.1.3 基於電磁超錶面的基站多天線系統 164

6.1.4 AI輔助的CSI壓縮反饋、參考信號/定位增強 167

6.1.5 上行MU-MIMO的廣義極化 176

6.2 智能超錶面中繼 179

6.2.1 信息超材料特性 179

6.2.2 智能超錶面中繼系統 181

6.2.3 初步的性能驗證 187

6.2.4 外場測試 189

6.3 全息無線電 193

6.4 統計態軌道角動量 195

參考文獻 200

第7章 高頻段部署類技術

7.1 太赫茲頻段通信 202

7.1.1 器件發展與工藝 202

7.1.2 通道模型 208

7.1.3 空口物理層技術 214

7.2 可見光通信 218

7.2.1 可見光通信的器件發展 218

7.2.2 空口相關技術 224

7.3 感知通信一體化 234

7.3.1 感知通信一體化的基本特點 234

7.3.2 潛在波形 238

7.3.3 回波接收機 241

7.3.4 通感通道模型與系統考慮 243

參考文獻 248