预见6G

本书是一部面向普通公众介绍未来通信技术的著作.本书首先介绍了当前的社会、经济、行业、技术、场景的发展趋势,分析了6G发展的必要性和潜在价值,并归纳了6G的关键技术需求与核心架构:随后回顾了移动通信技术从1G到5G的发展历程,为读者理解6G的技术背景奠定基础;接着集中讨论了6G的愿景与驱动力、应用场景与用例、总体架构与网络演进、社会影响与挑战、关键技术、典型行业应用等:最后聚焦全球主要国家和地区在6G领域的战略布局及竞争态势,并展望了未来通信技术的发展方向.本书具备前瞻性、系统性、全面性的特点,揭示了通信技术未来的无限可能,既可作为科普读物,也可作为学术研究者、行业从业者及政策制定者的参考读本.

第1章 概述

1.1 发展趋势

1.1.1 社会趋势

1.1.2 经济趋势

1.1.3 行业趋势

1.1.4 技术趋势

1.1.5 场景趋势

1.2 为什么要发展6G

1.3 6G的核心用例和价值

1.4 6G的新架构

1.4.1 6G架构原则

1.4.2 6G端到端架构

1.4.3 6G分层参考架构

1.4.4 6G安全架构

1.5 需求与关键技术

1.5.1 超低时延与时延容忍

1.5.2 基于AI的网络优化

1.5.3 无线服务平台

1.5.4 间歇性连接和通信

1.5.5 雾计算

1.5.6 具有虚拟化层的共享基础设施

1.5.7 频谱共享

1.5.8 跨供应商和标准的Wi-Fi互联

1.5.9 开放接口

1.5.10 亚太赫兹频段

1.5.11 回程网络演进

1.5.12 非地面（卫星）网络

1.6 总结与展望

第2章 移动通信的历史与演进

2.1 1G：无线电话的诞生（20世纪80年代前后）

2.2 2G：数字无线的兴起（20世纪90年代）

2.3 2.5G和2.75G：3G的前传（20世纪90年代末）

2.4 3G：宽带无线时代（21世纪初）

2.5 3.5G和3.75G：4G的前传（2010年前后）

2.6 4G：高速无线时代（2010年前后）

2.7 5G：超高速无线时代（21世纪20年代前后）

2.8 5G-A：迈向6G的又一步

2.9 5G-A的新进展

2.9.1 高性能5G网络

2.9.2 新业务场景支持

2.9.3 网络节能

2.9.4 智能的网络自动化

第3章 6G的愿景与驱动力

3.1 用户和业务场景趋势

3.1.1 泛在智能

3.1.2 泛在计算

3.1.3 身临其境的多媒体和多感官互动

3.1.4 数字孪生和虚拟世界

3.1.5 智能工业应用

3.1.6 数字健康和福祉

3.1.7 泛在连接

3.1.8 传感和通信的集成

3.1.9 可持续性

3.2 技术驱动力

3.2.1 增强无线接口的技术

3.2.2 增强无线网络的技术

3.2.3 新的频谱范围

3.3 6G的能力和业务目标

3.3.1 6G的增强功能

3.3.2 6G的全新功能

第4章 6G应用场景与用例

4.1 沉浸式通信（eMBB+）

4.1.1 沉浸式教育

4.1.2 沉浸式游戏

4.1.3 沉浸式内容创作

4.2 超大规模连接（mMTC+）

4.2.1 极低能耗MTC

4.2.2 大规模MTC

4.2.3 任务关键型MTC

4.2.4 MTC的隐私与安全

4.3 超高可靠极低时延通信（HRLLC）

4.3.1 未来工厂

4.3.2 协作机器人

4.4 泛在连接

4.4.1 部署与KPI

4.4.2 地球监测与农业生产的应用

4.4.3 云终端的波浪式演进

4.5 通信AI一体化

4.5.1 6G中的原生AI

4.5.2 网络辅助自动驾驶

4.5.3 医疗场景中的设备自主与协作

4.5.4 计算密集型业务跨网络卸载

4.5.5 数字孪生创建和预测

4.5.6 与未来智能体的交互

4.6 通信感知一体化

4.6.1 超高精度定位追踪

4.6.2 同步成像、地图构建和定位应用

4.6.3 人类感官增强

4.6.4 手势和表情识别

第5章 6G总体架构与网络演进

5.1 多功能接入网演进

5.1.1 分布式MIMO（D-MIMO）

5.1.2 集成接入和回程（IAB）

5.1.3 智能超表面

5.1.4 RAN候选技术总结

5.2 可编程网络

5.2.1 可编程网络的驱动力

5.2.2 ETSI可编程网络框架

5.2.3 GPP可编程网络框架

5.2.4 开放式RAN及其发展

5.3 可信赖网络

5.3.1 云存储的安全与隐私

5.3.2 基于区块链平台的安全与隐私

5.3.3 可信执行环境及演进

5.3.4 信任即服务（TaaS）

5.3.5 6G中的可信AI

第6章 6G的社会影响与挑战

6.1 数字鸿沟与普及问题

6.1.1 6G弥合数字鸿沟的关键作用

6.1.2 6G影响数字鸿沟的潜在挑战

6.1.3 6G弥合服务鸿沟的关键技术

6.1.4 6G弥合体验鸿沟的关键技术

6.1.5 6G+AI：影响数字鸿沟的双刃剑

6.2 隐私与安全问题

6.2.1 4G及之前的隐私与安全挑战

6.2.2 5G时代的隐私与安全挑战

6.2.3 5G-A时代的隐私与安全挑战

6.2.4 6G时代的安全挑战

6.2.5 6G时代的隐私风险

6.3 环境与可持续性考虑

6.3.1 环境可持续性

6.3.2 社会可持续性

6.3.3 经济可持续性

6.4 法律与监管挑战

6.4.1 差异化的频谱接入

6.4.2 6G部署与互操作

6.4.3 大量基础设施建设与改造

6.4.4 供应链安全风险

6.4.5 特定行业监管

6.4.6 执法和诉讼信息调取

第7章 6G关键技术

7.1 原生AI（AI空口设计和AI无线网络）

7.2 AI for RAN：AI用于无线网络

7.2.1 AI用于射频规划与优化

7.2.2 AI用于无线网络覆盖和容量优化

7.2.3 AI用于移动性管理

7.3 通信感知一体化

7.4 通信与计算架构融合技术

7.5 分布式信任技术

7.6 后量子安全技术

7.6.1 量子计算对传统密码算法的破解

7.6.2 NIST后量子密码算法的进展

7.6.3 移动通信面临的量子攻击场景

7.7 能力开放技术

7.8 地面网络与非地面网络互联技术

7.9 太赫兹通信技术

7.10 隐私保护技术与应用

7.10.1 同态加密

7.10.2 安全多方计算

7.10.3 联邦学习

7.10.4 合成数据

7.10.5 差分隐私

7.10.6 应用现状与前景

第8章 6G典型行业应用

8.1 6G在交通运输中的应用

8.2 6G在智慧农业中的应用

8.3 6G在智慧城市中的应用

8.4 6G在采矿业中的应用

第9章 6G全球发展与竞争态势

9.1 主要国家和地区的6G发展战略

9.1.1 中国

9.1.2 美国

9.1.3 欧盟

9.1.4 韩国

9.1.5 日本

9.1.6 印度

9.2 产业界的关键参与者与合作模式

9.2.1 国际电信联盟及其无线电通信部门

9.2.2 标准开发组织

9.2.3 行业联盟

9.2.4 科研组织

9.3 6G标准化与规范

9.3.1 ITU-T全球标准

9.3.2 3GPP国际标准

9.3.3 NGMN行业标准

第10章 未来趋势和演进

10.1 未来网络的关键特征

10.2 6G网络的演进

10.3 未来网络的颠覆式创新

附录A 术语和缩略语表