本書面向以“人-機(jī)-物-靈”融合為特征的6G愿景，對(duì)6G無線傳輸技術(shù)進(jìn)行前瞻性總結(jié)與預(yù)測(cè)。首 先，概述6G的應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)指標(biāo)，對(duì)無線傳輸技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行展望。然后，面向低時(shí)延高可靠需求，探討了先進(jìn)信道編碼技術(shù)的基本原理；面向大容量接入需求，探討了6G中的非正交多址技術(shù)、巨址接入技術(shù)、新型多載波技術(shù)以及波形信號(hào)設(shè)計(jì)；針對(duì)高頻譜效率傳輸需求，闡述了大規(guī)模MIMO、智能表面等新型技術(shù)。進(jìn)一步，從6G系統(tǒng)整體優(yōu)化出發(fā)，介紹了基于廣義極化變換的新型信號(hào)處理方法。最 后，介紹了6G智能信號(hào)處理技術(shù)，詳細(xì)討論了深度學(xué)習(xí)在無線信號(hào)處理中的應(yīng)用，并簡(jiǎn)要介紹了語義通信的理論框架與實(shí)現(xiàn)案例。
本書適合希望了解6G無線傳輸技術(shù)的人士閱讀，不僅可作為移動(dòng)通信技術(shù)研究、開發(fā)和維護(hù)人員的專業(yè)參考書，也可以作為大專院校高年級(jí)本科生、碩士生與博士生的教材或參考資料。同時(shí)，對(duì)未來移動(dòng)通信感興趣的人員，本書內(nèi)容也具有閱讀和參考價(jià)值。
本書的主要內(nèi)容是在歸納團(tuán)隊(duì)研究成果，并收集業(yè)界新科技進(jìn)展的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)梳理而完成，內(nèi)容兼具系統(tǒng)性與前沿性，能使讀者對(duì)6G物理層技術(shù)發(fā)展有整體認(rèn)識(shí)。
牛凱
教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)在北京郵電大學(xué)人工智能學(xué)院任教。主要研究方向?yàn)椋盒畔⒄撆c極化碼、5G/6G移動(dòng)通信、智能信號(hào)處理�，F(xiàn)為北京郵電大學(xué)“泛網(wǎng)無線通信”教 育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，中國(guó)電子學(xué)會(huì)與中國(guó)通信學(xué)會(huì)高 級(jí)會(huì)員，信息論分會(huì)副主任委員。擔(dān)任IEEE Communications Letters與China Communications期刊編輯。先后主持多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)與面上項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、863項(xiàng)目。所提極化碼高性能編譯碼算法成為5G標(biāo)準(zhǔn)主流方案，榮獲中國(guó)電子學(xué)會(huì)科技獎(jiǎng)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。作為主要編著者，撰寫普通高等教育“十五”、“十一五”國(guó) 家級(jí)規(guī)劃教材《移動(dòng)通信原理》，榮獲2010年全 國(guó)電子信息類優(yōu) 秀教材評(píng)選一等獎(jiǎng)。
戴金晟
副研究員，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)在北京郵電大學(xué)任教。主要研究方向?yàn)椋赫Z義通信、信源信道編碼、無線通信人工智能。先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金等多個(gè)科研項(xiàng)目。近年來以第 一作者或通信作者身份在 IEEE JSAC/JSTSP/TSP等國(guó)際權(quán) 威期刊及IEEE ISIT等國(guó)際旗艦會(huì)議上發(fā)表論文三十余篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利二十余項(xiàng)。曾獲得中國(guó)電子學(xué)會(huì)科技獎(jiǎng)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、中國(guó)電子教育學(xué)會(huì)優(yōu) 秀博士論文獎(jiǎng)、北京郵電大學(xué)優(yōu) 秀博士論文獎(jiǎng)、中國(guó)電子學(xué)會(huì)信息論學(xué)術(shù)年會(huì)最 佳論文獎(jiǎng)等學(xué)術(shù)與科技獎(jiǎng)勵(lì)。
第 1章 緒論 001
1.1 6G應(yīng)用場(chǎng)景分析 002
1.2 無線傳輸技術(shù)展望 005
1.3 本章小結(jié) 005
參考文獻(xiàn) 005
第 2章 先進(jìn)信道編碼 007
2.1 概述 008
2.2 LDPC碼原理 009
2.2.1 基本概念 009
2.2.2 置信傳播譯碼算法 012
2.2.3 密度進(jìn)化與高斯近似算法 018
2.2.4 LDPC碼差錯(cuò)性能 025
2.2.5 LDPC碼構(gòu)造 027
2.2.6 LDPC碼設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 032
2.3 極化碼 033
2.3.1 信道極化 033
2.3.2 極化編碼 036
2.3.3 極化碼構(gòu)造 039
2.3.4 基本譯碼算法 040
2.3.5 增強(qiáng)譯碼算法 042
2.3.6 極化碼差錯(cuò)性能 044
2.4 逼近有限碼長(zhǎng)容量限的極化碼 048
2.4.1 有限碼長(zhǎng)容量限 049
2.4.2 高性能CRC-Polar級(jí)聯(lián)碼構(gòu)造 049
2.4.3 CA-HD算法 050
2.5 本章小結(jié) 054
參考文獻(xiàn) 054
第3章 非正交多址 059
3.1 NOMA概述 060
3.1.1 NOMA介紹 060
3.1.2 NOMA技術(shù)分類 065
3.2 SCMA 080
3.2.1 SCMA的基本結(jié)構(gòu) 080
3.2.2 SCMA碼本設(shè)計(jì)建�！�083
3.2.3 基于優(yōu)化互信息的碼本設(shè)計(jì) 084
3.2.4 降低誤比特率的SCMA設(shè)計(jì) 086
3.2.5 SCMA性能 088
3.3 PDMA 093
3.3.1 PDMA的基本結(jié)構(gòu) 093
3.3.2 提高吞吐量的PDMA 095
3.3.3 降低BLER的PDMA 097
3.3.4 PDMA性能 104
3.4 MUSA 107
3.4.1 MUSA原理 107
3.4.2 MUSA性能分析 109
3.5 免授權(quán)多址接入 112
3.6 本章小結(jié) 117
參考文獻(xiàn) 118
第4章 巨址接入技術(shù) 123
4.1 概述 124
4.2 巨址接入信息論分析 128
4.2.1 巨址接入的誤差上界 128
4.2.2 基于誤差上界的理論性能分析 131
4.3 基本方案 134
4.3.1 內(nèi)外碼級(jí)聯(lián)方案總體結(jié)構(gòu) 134
4.3.2 內(nèi)外碼級(jí)聯(lián)方案編碼器設(shè)計(jì) 135
4.3.3 壓縮感知方案發(fā)送端設(shè)計(jì) 137
4.3.4 壓縮感知方案接收端設(shè)計(jì) 139
4.3.5 實(shí)現(xiàn)方案性能對(duì)比 141
4.4 本章小結(jié) 142
參考文獻(xiàn) 143
第5章 新型多載波技術(shù) 145
5.1 概述 146
5.2 FBMC 147
5.3 UFMC 148
5.4 GFDM 152
5.4.1 基本結(jié)構(gòu) 152
5.4.2 收發(fā)端設(shè)計(jì) 155
5.4.3 仿真性能 157
5.5 性能指標(biāo)對(duì)比 159
5.6 本章小結(jié) 160
參考文獻(xiàn) 161
第6章 新型波形信號(hào)設(shè)計(jì) 163
6.1 概述 164
6.2 FTN 165
6.2.1 FTN基本含義 165
6.2.2 時(shí)域FTN的容量 168
6.2.3 未編碼FTN及其ITS檢測(cè) 169
6.2.4 編碼FTN及其Turbo解碼 170
6.2.5 多載波FTN 172
6.3 OTFS 174
6.3.1 OTFS時(shí)延 多普勒域?qū)拵Рㄐ蝹鬏敾驹怼?74
6.3.2 OTFS寬帶波形傳輸數(shù)字信號(hào)處理 178
6.3.3 OTFS信號(hào)檢測(cè)算法設(shè)計(jì) 181
6.4 本章小結(jié) 186
參考文獻(xiàn) 187
第7章 大規(guī)模MIMO 189
7.1 大規(guī)模MIMO概述 190
7.2 MIMO系統(tǒng)容量分析 192
7.2.1 Point to Point MIMO系統(tǒng)容量分析 192
7.2.2 MU-MIMO系統(tǒng)容量分析 194
7.2.3 M-MIMO系統(tǒng)容量分析 194
7.2.4 有利傳播和信道硬化分析 197
7.3 集中式MIMO 198
7.3.1 編碼/波束成形技術(shù) 198
7.3.2 檢測(cè)技術(shù) 202
7.3.3 面臨的技術(shù)挑戰(zhàn) 206
7.3.4 最新的研究方向 211
7.4 分布式大規(guī)模MIMO 212
7.4.1 分布式大規(guī)模MIMO概述 212
7.4.2 理論分析 217
7.4.3 信號(hào)處理技術(shù) 225
7.4.4 面臨的技術(shù)挑戰(zhàn) 232
7.5 本章小結(jié) 244
參考文獻(xiàn) 245
第8章 智能表面技術(shù) 253
8.1 概述 254
8.1.1 智能反射面 255
8.1.2 大型智能表面 258
8.1.3 智能反射面與傳統(tǒng)中繼的性能對(duì)比和差異 261
8.2 智能表面發(fā)送 265
8.2.1 SDR算法 268
8.2.2 DC算法 270
8.2.3 算法總結(jié) 272
8.3 信號(hào)檢測(cè) 274
8.4 本章小結(jié) 276
參考文獻(xiàn) 276
第9章 廣義極化信號(hào)傳輸 279
9.1 廣義極化變換理論 281
9.1.1 信道極化 281
9.1.2 極化編碼 281
9.1.3 極化信息處理 282
9.2 極化編碼調(diào)制 283
9.2.1 比特交織極化編碼調(diào)制 284
9.2.2 調(diào)制編碼聯(lián)合極化 291
9.3 極化編碼MIMO 296
9.3.1 極化編碼MIMO方案架構(gòu) 296
9.3.2 空間極化特性 298
9.3.3 檢測(cè)算法 299
9.3.4 仿真結(jié)果與分析 299
9.4 極化編碼NOMA 300
9.4.1 極化編碼NOMA方案架構(gòu) 301
9.4.2 多用戶極化特性 302
9.4.3 檢測(cè)算法 303
9.4.4 仿真結(jié)果與分析 304
9.5 本章小結(jié) 305
參考文獻(xiàn) 306
第 10章 智能信號(hào)處理 309
10.1 深度學(xué)習(xí)概述 310
10.1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的基本概念 310
10.1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的分類 311
10.2 基于深度學(xué)習(xí)的通信架構(gòu) 312
10.2.1 基于自編碼器的通信架構(gòu) 313
10.2.2 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的通信架構(gòu) 316
10.2.3 基于條件生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的通信架構(gòu) 317
10.3 智能信道估計(jì) 319
10.4 深度MIMO信號(hào)檢測(cè) 323
10.4.1 信號(hào)模型 323
10.4.2 DetNet結(jié)構(gòu) 323
10.4.3 檢測(cè)性能 326
10.5 語義編碼傳輸 327
10.5.1 語義信息論簡(jiǎn)介 327
10.5.2 語義通信系統(tǒng)框架 329
10.5.3 語義通信初步結(jié)果 332
10.6 本章小結(jié) 336
參考文獻(xiàn) 337
名詞索引 341
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