6G 潛在關鍵技術 (下冊)

在下一代移動通信網絡中，對頻譜、網絡架構、人工智能與大數據、應用層和安全等方向的關鍵技術研究將推動6G網絡穩步發展。下冊一共包含8章：第1章和第2章介紹了太赫茲與可見光通信；第3章介紹了全雙工的頻譜利用技術；第4章介紹了非正交多址接入技術；第5章介紹了6G網絡架構；第6章介紹了人工智能、邊緣智能和區塊鏈等技術在6G網絡中的應用；第7章介紹了應用層技術，包括語義通信、MTC、感知通信計算一體化與動態頻譜；第8章介紹了6G網絡的安全技術。本書對6G潛在關鍵技術進行了詳細介紹，可供在無線通信、電腦科學等相關領域開展6G關鍵技術研究的學術界、教育界、產業界等相關人員閱讀、參考。

第1章 THz通信 001
1.1 THz定義與特性 001
1.1.1 頻段定義 001
1.1.2 通信特性 002
1.2　THz通信場景 006
1.2.1 地面通信 006
1.2.2 空間通信 006
1.2.3　納米網絡通信 007
1.3　THz通信器件 007
1.3.1　半導體器件 007
1.3.2　天線 010
1.3.3　放大器 011
1.3.4　收發器 012
1.3.5　調制器 013
1.4　THz通道 013
1.4.1　通道建模 013
1.4.2 通道測量 019
1.4.3 通道估計 022
1.5 THz無線技術 025
1.5.1 調制 025
1.5.2 編碼 027
1.5.3 多天線 027
1.6 THz與其他技術結合 032
1.6.1 THz與RIS 032
1.6.2 THz與OAM 036
1.7 THz通信的安全 040
1.7.1 安全優勢 041
1.7.2 安全隱患 042
參考文獻 043
第2章 可見光通信 049
2.1 VLC概念與特點 049
2.1.1 定義 049
2.1.2 特點 050
2.1.3 應用場景 050
2.1.4 VLC與RF系統的對比 052
2.2 VLC關鍵器件 052
2.2.1 發射器件 053
2.2.2 接收器件 053
2.3 VLC通道建模 054
2.3.1 光通量 055
2.3.2 發射功率 055
2.3.3 通道損耗 056
2.3.4　接收功率 056
2.3.5　接收機噪聲與信噪比 057
2.3.6　陰影 057
2.4　VLC物理層關鍵技術 057
2.4.1　物理層模型 057
2.4.2 調制 058
2.4.3 MIMO 062
2.4.4 多址方案 064
2.5 VLC混合系統 064
2.5.1 雙跳混合RF/VLC系統 064
2.5.2 機會分離網絡 065
2.5.3 具有集中單元的異構網絡 066
2.6 未來挑戰 066
參考文獻 068
第3章 全雙工 071
3.1 全雙工系統概況 071
3.2 連續乾擾消除 073
3.2.1 物理隔離方向 073
3.2.2 空間隔離方向 080
3.3 全雙工研究機遇和挑戰 085
3.3.1 天線和電路設計 085
3.3.2 物理層算法設計 086
3.3.3 網絡基礎和協議設計 087
參考文獻 089
第4章 非正交多址接入技術 090
4.1 多址接入技術的發展 090
4.2 非正交多址接入技術研究現狀 091
4.3 6G中的非正交多址接入技術 092
4.4 速率分裂技術 095
4.4.1 速率分裂多址接入 095
4.4.2 速率分裂與使能技術 096
4.5 非正交多址接入技術面臨的挑戰 099
參考文獻 101
第5章 6G網絡架構 103
5.1 網絡架構的發展 103
5.2 基本特徵 104
5.3 DOICT融合 106
5.4 6G網絡邏輯架構 107
5.5 網絡使能技術 108
5.5.1 端到端強制驅動架構 108
5.5.2 智慧感知網絡 110
5.5.3 數字孿生技術 111
5.5.4 確定性數據傳輸 112
5.6 空天海地融合組網 114
5.6.1 天基網絡 115
5.6.2 空基網絡 116
5.6.3 海基網絡 130
5.7 未來網絡研究現狀 135
5.7.1 類腦神經元信號傳遞機理的無線異構網絡 135
5.7.2 類生物免疫系統機制的網絡內生安全防禦 136
參考文獻 139
第6章 人工智能與大數據 144
6.1 機器學習在通信中的應用 144
6.1.1 機器學習原理介紹 144
6.1.2 機器學習在物理層的應用 147
6.1.3 基於深度學習的物理層無線通信技術 163
6.1.4 人工智能在應用層的應用 165
6.1.5 6G網絡安全層中的機器學習技術 167
6.2 邊緣智能 171
6.2.1 邊緣智能基本概念和問題 171
6.2.2 邊緣智能的關鍵技術 174
6.2.3 邊緣智能與6G的融合 185
6.2.4 未來研究方向與挑戰 186
6.2.5 邊緣智能未來應用願景 187
6.3 區塊鏈 191
6.3.1 區塊鏈在6G發展中的優勢 191
6.3.2 基於區塊鏈的6G頻譜管理和數據共享 192
6.3.3 基於區塊鏈的6G系統具體應用 201
6.3.4 區塊鏈在6G網絡中可能的應用方向 203
6.4　終端友好型AI技術 204
參考文獻 207
第7章 應用層技術 215
7.1 語義通信 215
7.1.1 語義通信的基本概念 216
7.1.2 語義與知識表示系統 220
7.1.3 語義信源和通道編碼 222
7.1.4 語義通信中的反饋與跨層交互 225
7.1.5 高保真度的語義通信擬議框架 226
7.1.6 語義通信的應用實例 229
7.2　MTC 231
7.2.1　MTC概述 231
7.2.2 6G中的MTC 232
7.2.3 完整的MTC網絡架構 234
7.2.4　節能型MTC設備 237
7.2.5　全球可擴展mMTC 241
7.2.6 任務關鍵型MTC 244
7.3　感知通信計算一體化 247
7.3.1 感知通信計算一體化的定義 247
7.3.2 信息處理的基本要素 249
7.3.3 感知通信計算一體化的技術模式 250
7.3.4 雲、網絡、邊緣和終端一體化 251
7.3.5 AI/ML分離 252
7.3.6 關鍵技術 255
7.3.7　所面臨的挑戰 262
7.4 動態頻譜共享 262
7.4.1 6G時代的頻譜使用和共享 262
7.4.2 動態智能頻譜共享與接入 263
7.4.3 頻譜共享在6G中的定義 265
7.4.4 相關技術 266
7.4.5 存在的問題 267
7.5 同步無線信息和電力傳輸 267
7.5.1 物聯網中的同步無線信息和電力傳輸 268
7.5.2 利用無蜂窩大規模MIMO實現同步無線信息和能量傳輸 274
7.5.3 聯邦學習的同步無線信息和功率傳輸 277
7.5.4 未來SWIPT所面臨的挑戰 278
參考文獻 279
第8章 6G中的安全與隱私 291
8.1 6G安全與信任網絡 292
8.1.1 為什麽6G需要信任網絡 292
8.1.2 6G中信任網絡的用例 293
8.1.3 信任網絡的約束 293
8.1.4 信任網絡的原理 293
8.2 6G中安全網絡架構與加密技術 296
8.2.1 6G中的網絡安全架構 296
8.2.2 6G體系結構中的後量子密碼安全 296
8.2.3 軟件和人工智能定義的安全 297
8.2.4 確保電信雲的融合 298
8.3 6G中物理層安全技術 300
8.3.1 物理層的安全性促使6G連接高效可靠 301
8.3.2 適用於6G網絡的分佈式和協作PHY安全協議 302
8.3.3 無蜂窩大規模MIMO和智能反射面的安全性 303
8.3.4 在6G中使用可見光通信的物理層安全性 303
8.4 6G中的隱私安全保護與技術 304
8.4.1 未來超互聯移動世界中的隱私保護要求 305
8.4.2 隱私保護技術 306
8.4.3 標準化和法則問題 306
參考文獻 308
附錄 縮寫詞匯表 312