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《预见6G》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

序

当人类文明从蒸汽机的轰鸣迈向量子计算的静默，从电报的嘀嗒声跨越至光速的信息洪流，通信技术始终是推动社会跃迁的核心动力。移动通信时代，从1G电磁波调制的语音律动，到5G网络编织的万物互联图谱，每一次代际跃迁都在重构人类认知世界的维度。今天，我们凝视地平线上初现的6G曙光，这束穿透太赫兹频段的全息之光，将勾勒出一个超越连接、超越智能、超越感知极限的崭新生态。
6G绝非简单的技术线性迭代，而是一场颠覆性的范式革命。它将探索香农定理划定的频谱效率边界，在量子通信与智能超表面的共振中重构空天地海一体化网络；它将消融数字世界与物理世界的“次元壁”，通过触觉互联网与全息通信构建多模态感知融合的沉浸式场域；更重要的是，6G将推动通信网络从“管道”向“神经中枢”的质变，借助内生智能架构与分布式认知引擎，使网络具备自动优化、自主演进的特征。这种由通信网络升维而成的大规模神经网络，将在环境感知、资源调度、服务供给等维度实现从“人适应网”到“网适配人”的根本转变。
本书以“人本智联”为核心脉络，系统解构6G技术体系。智能超表面赋能的无线环境智能重构电磁传播环境，使基站从信号发射者蜕变为空间电磁场的雕塑家；语义通信驱动的网络突破传统比特传输范式，构建起从数据符号到知识本体的认知跃迁通道；数字孪生的神经脉络则通过时空感知与实时计算，在数字世界镜像出物理世界的完整映射。这些维度的技术聚变，正在孕育着通信史上首个具备自组织能力、自主进化能力的有机网络体。
在行业革新层面，6G将引发产业链价值的范式重构。当通信时延进入亚毫秒时代，工业元宇宙的闭环控制精度将突破机械传动的物理极限；当通感算一体化网络覆盖深空深海，人类对地外天体与海洋深渊的探索将获得实时在线的感知延伸；当智能超表面将建筑外墙转化为分布式天线阵列，城市本身即成为泛在感知和交互的深度参与者。这些变革不仅重塑技术产业格局，更在重新定义人类文明的时空尺度。
本书的作者团队深耕移动通信和互联网领域十余载，既经历过2G移动通信的蓬勃发展，见证过3G标准制定的风云激荡，也主导过4G网络设备与解决方案的设计，参与过5G工业互联网的部署以及6G关键技术的原型验证。作者以严谨的学术态度拆解太赫兹通信、超维度MIMO、原生AI等核心技术，更以人文视角审视技术演进对社会伦理、生态可持续、数字平权的深远影响。
值此6G标准制定的关键窗口期，本书既是为研究者绘制的技术航海图，也是为产业界准备的思想催化剂。当我们讨论6G时，本质上也在探讨人类如何构建数字文明的下一代操作系统——这个系统既需要突破物理定律的创新勇气，也需要守护人文价值的伦理自觉。期待读者在本书中不仅能收获技术洞见，更能感受到科技向善的力量，共同勾勒出以人为本的6G蓝图。

加拿大工程院院士
欧洲科学院院士
IEEE会士
长江学者讲席教授
香港科技大学计算科学与工程系教授 
 郭嵩

前  言

随着信息社会的不断演进，通信技术成为推动全球经济、社会和文化变革的重要引擎。从1G的无线电话到5G的超高速无线连接，移动通信技术不仅提升了人与人之间的连接能力，更推动了万物互联的新时代的到来。然而，面对未来世界的复杂需求和技术挑战，现有的通信体系仍需代际的演进和增强。6G应运而生，作为通信技术的新里程碑，6G不仅将带来更快的速度和更低的时延，还将通过融合人工智能、太赫兹通信、融合计算等技术，开创一个智能、可持续和普适的未来通信体系。
本书的编写正是在这一背景下展开的，旨在为读者提供一幅关于6G发展的全景图。书中内容涵盖了6G的基础理论、技术细节、应用场景及其社会影响，从多个角度探讨了6G发展的核心驱动力和潜在价值。
本书的开篇部分介绍了当前的社会、经济、行业、技术、场景的发展趋势，回顾了移动通信从1G到5G的发展历程，梳理了每一代通信技术的特点及其对社会的深远影响，为读者理解6G的技术背景奠定了基础。随后详细解析了6G的愿景与驱动力，阐明了其所需解决的技术难题与挑战。6G将不只是通信网络的简单升级，而是一个通过人工智能驱动的泛在智能网络，旨在实现通信与计算、感知的深度融合。
为了帮助读者更好地理解6G的潜力与意义，书中专设章节讨论了其在多个领域的应用场景，包括沉浸式教育、智慧医疗、智能工业及未来工厂等。这些场景不仅展示了6G在技术层面的创新，更揭示了其对社会福祉和经济发展的潜在推动力。同时，书中还分析了6G可能面临的社会挑战，如数字鸿沟、隐私与安全问题及环境可持续性等，为行业和政策制定者提供了有价值的参考。
全球竞争是6G发展中不可忽视的主题。本书收录了主要国家和地区在6G领域的战略布局及其产业链协作模式，并探讨了6G标准化的进程。无论是美国、欧盟，还是韩国、日本，不同国家和地区都在6G研发和应用上投入了巨大资源，争取在未来通信领域占据主导地位。
此外，作为未来通信的基础，技术始终是推动6G发展的核心。本书深入解析了6G的关键技术，包括原生人工智能、通信感知一体化、太赫兹通信、边缘智能等，旨在为研究人员和工程师提供技术创新的灵感。同时，我们展望了更远未来的通信演进，描绘了一个超越想象的数字世界。
本书的编著者长期奋战在高科技企业一线，从事与6G相关的技术管理和研究工作，个人技术能力全面，对前沿技术及其商业应用有清晰、准确的理解。
我们希望通过本书能向关注移动通信的公众深入浅出地介绍6G知识，也能为产业界、学术界，以及政策制定者提供一个全面的视角，帮助大家更好地把握6G时代的机遇与挑战。通过6G技术的推广与应用，我们期待看到一个更加智能、高效、包容的未来世界。

编著者

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