前言

在过去的四十年中，移动网络已经更新了五代，从1G到万物互联的5G，移动通信不仅深刻影响了人们的生活方式，更成为社会经济数字化和信息化水平加速提升的新引擎。1G使用模拟技术，带来了公用和商业可用的蜂窝网络，并提供语音通信。2G主要使用数字技术，除了语音服务，还可以提供数据传送服务。3G能够实现多样化的多媒体技术。4G提供了更快的上网速率，传输高质量的图像与视频。5G实现了高速率、低时延和大宽带连接，开启了万物互联的新时代。

随着5G的商业部署，世界各国对6G的研究也开始步入轨道。按照移动通信产业“使用一代、建设一代、研发一代”的发展节奏，业界预期2030年左右商用6G，各国家及组织也纷纷展开了关于6G的研究。预计在未来十年，6G网络将得到蓬勃发展。不同于5G的人—机—物互联，6G将实现海量机器之间的连接。空天地海一体化的网络将实现通信的全球覆盖，解决偏远地区的通信问题；智能化的引入进一步实现了自动化系统，真正减少了人类在各行各业的参与；绿色节能网络的应用也应对了全球能耗增加与资源稀缺的问题，对实现全球可持续发展至关重要。此外，6G将频带扩展到更高频段，在解决频谱稀缺问题的同时，为人们带来极致的数据速率体验。6G网络将是移动通信的变革性发展，带来更高的系统容量、更快的数据速率、更低的延迟、更可靠的安全性和更优的服务质量。

5G技术在日益丰富的应用需求面前逐渐显现出不足。这些复杂应用的性能指标对即将到来的6G关键技术提出了挑战：一方面，6G将延续5G中已有的技术并进一步增强，如机器学习、全双工、MIMO、非正交多址等；另一方面，一些新技术也将成为6G的潜在使能技术，如边缘智能、RIS、太赫兹通信和轨道角动量技术等。目前，6G尚处于研发初期，关键技术的研究进展将决定6G的实现速度。

本书分为上、下两册。上册共10章。第1章介绍了6G研究的概况，包括发展愿景、驱动力、垂直服务与各国研究现状。第2章介绍了6G的用例与性能指标。第3章介绍了6G通信的频谱。第4章介绍了6G面临的挑战与潜在关键技术。第5章介绍了基础传输技术编码调制波形。第6章～第10章介绍了空间资源利用技术，包括 OAM、RIS、大规模MIMO、无蜂窝MIMO与全息技术。

参与本书编写的团队来自北京邮电大学信息与通信工程学院，感谢编写过程中王晨晨、赵东升、梁艺源、冀思伟、段高明、李培德、杨立、张静、刘昊翔、孙宇泽、张翀羽、何智斌、闫啸天等同学的支持。

由于作者的知识视野存在一定的局限性，书中可能存在不全面之处，请广大读者与同行批评指正。