前言
Preface

随着5G大规模商用的开展，全球高校和研究机构纷纷将注意力转向了新一代移动通信技术的研究，业内各大公司也纷纷发布了自己的6G白皮书，阐述对未来6G的不同理解，各个移动通信市场和产业发达的国家纷纷出台了6G发展规划，希望能在未来的6G发展中占得先机，助力本国的产业、经济和社会的发展，其中最为激进的是韩国政府，其宣称将于2028年在全球率先实现6G商用，而日本则计划在2030年实现6G商用。从目前的形势来看，我国的6G总体布局基本和全球保持同步。2019年6月，在工业和信息化部的指导下，中国信息通信研究院牵头成立了IMT-2030研究组，组织国内大学和企业开展6G技术研究；2019年11月，科学技术部正式成立6G推进组和总体专家组，指导科学技术部后续6G研发的规划，科学技术部随后也启动了一批6G专项研究课题。

从众多的6G白皮书中可以看到，业界早期对6G的认识存在较大的差异，比如，有一种观点认为6G就是“5G+卫星通信”，认为4G和5G已经足够用，只要解决好覆盖率即可；还有一种观点认为6G就是太赫兹（THz），因为6G需要提供比5G高10～100倍的峰值速率，需要连续的更大的带宽，而更大的带宽的来源只能是比毫米波频段更高的太赫兹频段。所以，如何定义6G是业界颇有争议的问题。随着研究的深入，工业界的一些观点也逐步走向收敛：在6G愿景方面，主流观点收敛在“数字孪生、智慧泛在”，尽管大家的用语和表述不同；在6G技术需求方面，6G除了对传统的通信能力进行进一步的增强，更需要构建新的能力维度，实现一切皆服务（XaaS）；在无线接入技术方面，6G将充分继承和发展已有的5G技术，并进行场景化的优化设计；在网络架构方面，无线接入网（RAN）和核心网的边界将更加模糊，轻量化、分布式的核心网是趋势，通信与感知、计算、人工智能（AI）、大数据、安全等能力的一体融合设计既是6G的机遇，也是6G面临的最大挑战；在网络服务方式方面，6G将从传统的“有什么用什么”的模式向“按需服务”的模式转变；在网络的运营管理方面，6G将从现有的“自动化”向“数字孪生和内生AI使能的高度自治”转变。

随着国际电信联盟6G愿景和需求指标的定义，以及6G技术趋势研究的开展，6G研究进入核心技术突破的关键窗口期，必要的技术收敛和共识的形成有利于业界形成合力，加速技术的突破和后期在标准化中的落地。本书作者均系长期从事3G、4G和5G移动通信技术研究、标准化和产业化的资深专家，也是各大公司6G研究的负责人，希望通过本书从产业的视角和读者分享对6G的定义，以及在关键技术研究和网络架构设计方面的深入思考和认识，促进技术共识的形成和技术方向的收敛，加速6G在相关技术方向的突破，为后续的标准化提供关键技术支撑，推动6G愿景的全面实现。

本书首先回顾移动通信系统的发展历史，从5G发展的经验和面临的挑战出发，概述6G发展和演进的驱动力，归纳和汇总了全球从事6G研究的主要机构、组织、项目和企业的相关研究进展和成果，并且从愿景、需求、频率、网络架构等角度展望了如何定义6G；然后围绕传统通信网络的容量、效率、覆盖等的优化，介绍了6G无线领域最有代表性的几个技术方向，包括分布式多输入多输出（MIMO）、智能超表面（RIS）、AI使能的空口、先进的全双工、正交时频空间调制，以及通信和感知的融合、零功耗通信等；最后从整个网络架构的角度，着重介绍了空天地融合，以及6G多能力融合移动网络架构的设计。

本书中的观点仅代表作者的个人观点，不代表任何公司的观点。全书由刘光毅统稿，第1章～第3章由刘光毅和张建华编写，第4章由张建华、刘光毅、李娜和邓娟编写，第5章由刘光毅、张建华、邓娟和李娜编写，第6章由宋暖、刘皓、赵岩、张东旭、杨涛和蔡立羽编写，第7章由段向阳、赵亚军、窦建武、彭琳、陈艺戬和菅梦楠编写，第8章由王翯、周礼颖、王雷、孙程君、杨宁、田文强、沈嘉、许阳、陈景然和郭伯仁编写，第9章由喻斌、池衡柱、苏笛、钱辰、林鹏、邵士海和孙程君编写，第10章由袁璞、孙布勒、秦飞、田文强、沈嘉和杨宁编写，第11章由姚健、李健之、丁圣利、袁雁南、姜大洁和秦飞编写，第12章由黄伟、简荣灵、李欢、谭俊杰、姜大洁、秦飞、杨宁、徐伟杰、崔胜江、贺传峰、左志松、胡荣贻和甘露编写，第13章由孙韶辉、康绍莉和韩波编写，第14章由吴建军、彭程晖、严学强、武绍芸、梁文亮、赵明宇、王君、刘哲、邢玮俊、刘斐和王东晖编写。同时，感谢电子工业出版社的编辑李树林对本书的策划和全文的细致编审。

本书的编写得到了科学技术部重点研发计划“多模态网络与通信”的6G专项项目“6G网络架构及关键技术（2020YFB1806800）”，以及北京市科学技术委员会和中关村科技园区管理委员会新一代信息通信技术创新（卡脖子）项目“6G新型空口技术试验验证平台研制”的支持。

本书可作为5G从业人员和6G研发人员的参考书，也可作为高校本科生和研究生的参考书，还可作为企业布局未来与移动信息应用相关业务的参考书。