编辑推荐
本书通俗易懂,不但介绍了LTE的基本原理,还体现了作者在相关领域的*研究成果,非常适合作为通信工程专业高年级本科生和研究生阅读,并适合作为相关课程的教材或参考材料。
内容简介
作为4G的国际标准,LTE是通信工程专业的重要专业课内容。
《深入理解LTE及其性能》内容全面,涵盖了宽带无线移动通信技术的介绍、LTE网络架构和协议、LTE无线接入层设计、LTE物理层设计、QoS、网络互通融合设计、移动性、Femtocell、下行无线资源分配策略、机会调度性能研究、跨层多业务调度、部分频率复用、移动WiMAX和LTE互通性能研究、LTE与无线传感器/执行器和RFID技术的集成等各个方面。
《深入理解LTE及其性能》通俗易懂,不但介绍了LTE的基本原理,还体现了作者在相关领域的新研究成果,非常适合作为通信工程专业高年级本科生和研究生阅读,并适合作为相关课程的教材或参考资料。
内页插图
目录
第一篇 深入理解LTE
第1章 移动宽带无线网络介绍
第2章 网络体系结构与协议
第3章 LTE无线层设计
第4章 LTE物理层
第二篇 LTE关键特性
第5章 QoS
第6章 面向LTE融合的交互设计
第7章 移动性
第8章 LTE与Femtocell
第三篇 LTE性能
第9章 LTE网络下行无线资源分配策略
第10章 LTE网络机会调度性能分析
第11章 LTE网络的跨层多业务调度
第12章 LTE网络的部分频率复用
第13章 移动WiMAX和LTE交互的性能研究
第14章 LTE飞蜂窝与无线传感器/执行器网络和RFID技术的集成
附录 LTE运营商
名词索引
缩略语
前言/序言
本书尝试对长期演进(Long-Term Evolution,LTE)网络进行一个全面的综述。其写作目的是吸引广大读者,并对3GPPLTE或无线宽带网络感兴趣的任何人有所帮助。本书致力于全面覆盖当前与LTE有关的宽带移动和无线网络中最先进的理论和技术,从最基本的原理开始讲解,并逐步过渡到更前沿的主题。书中所提供的各种方案均基于已经通过的3GPPLTE标准。
本书由3部分共14章组成。第1部分包括对宽带无线和LTE的介绍;为了便于理解LTE建立的原则,第2部分介绍了LTE最重要的特性;最后,第3部分介绍了从低层到高层的LTE网络不同层面的性能。
第1部分的第1章全面而概要地综述3GPP组织、3GPP2组织和IEEE组织所提标准中的各种宽带移动无线技术以及这些标准提出的简要历史过程,从而使读者全面理解宽带移动无线演进的技术路线。此外,第1章也描述了LTE技术及其相关特性,并简述了LTE与LTE-Advanced之间的差异,从而使读者理解第四代无线通信网络的发展历程。本书在这一章还特别详细地介绍了LTE3GPP的基本规范LTE版本8。第2、3和4章介绍了LTE网络不同层面中由高层到低层的主要功能实体。高层是通过LTE体系结构的参考模型及组成这一体系结构的功能实体来表示的。第3章详细介绍了链路层的角色以及它与高层、低层和链路层子层间的相互作用,并且还介绍了链路层在调度、功耗和加密等方面的职责。最后,在第4章描述了物理层及其强大的特性:OFDMA、MIMO、不同的调制和编码方式等。
第2部分介绍了LTE的主要特征,并将这些特征分为4个部分:服务质量、移动性、飞蜂窝(Femtocell)和互通性。第5章描述了服务质量的机制、数据业务流、计费规则和承载原则。第6章描述了移动特性,包括基本的移动体系结构、切换和位置管理。第7章描述了LTE融合到第4代移动无线网络时的互通性问题。这一章描述了采用不同技术的体系结构之间各种类型的互通性,并且说明了LTE是一种非孤立的、可以与任意基于lP的技术相集成的技术。第8章通过介绍Femtocell的原理、体系结构和益处,描述了LTE的这一关键特性。
第3部分给出了在不同层次概念中的一些性能研究。第9章和第10章介绍了采用OFDM调制的LTE系统是如何进行资源分配的。随后,针对LTE网络提出了两种算法并进行了仿真。第11章描述了一个跨MAC层和物理层的资源分配方法,该方法可以保证高层及低层具有可保证的服务质量。第12章描述了LTE多小区系统中的小区干扰,并提出了一种克服干扰和保证不同数据业务流良好服务质量的方法。第13章以LTE和移动WiMAX技术的互通性为例,研究了一个互通体系结构的性能,并通过仿真编程的方式,提出和研究了一种新的体系结构及切换决策功能。最后,第14章着重介绍了将LTEFemtocell和RFID及无线传感器网络集成在一起的原有方法和新方法,从而提高移动性管理并增强切换时的网络体验。
《海量数据下的网络演进:从5G到未来的思考》 内容梗概: 随着智能手机的普及和移动互联网应用的飞速发展,数据流量呈爆炸式增长。为了满足日益增长的用户需求和应对海量数据带来的挑战,全球通信行业正经历着一场深刻的网络演进。本书《海量数据下的网络演进:从5G到未来的思考》旨在全面梳理并深入探讨当前及未来移动通信网络的发展脉络,聚焦于5G技术带来的变革,并对下一代通信技术(如6G)的发展趋势和潜在应用进行前瞻性展望。本书将从技术原理、应用场景、性能优化、安全挑战以及产业生态等多个维度,为读者提供一个系统、详实且富有洞察力的分析,帮助理解网络演进背后的驱动力、核心技术以及对社会经济发展产生的深远影响。 第一部分:数据洪流与网络基石的演进 在信息时代,数据已成为驱动社会进步和经济增长的核心要素。从社交媒体的图文分享,到高清视频的流畅播放,再到物联网设备的实时连接,每一个用户行为都在不断推高着网络的承载极限。本部分将首先回顾移动通信技术自2G、3G、4G一路走来的历程,重点分析每一次技术演进如何应对不断攀升的数据需求,以及为用户体验带来的质的飞跃。我们将深入剖析4G LTE网络在高速率、低时延方面的成就,并指出其在满足未来海量连接、极低时延等新兴业务需求时所面临的局限性。 第二部分:5G:开启万物互联新纪元 5G作为当前及未来一段时间内移动通信的主流技术,其革命性在于不仅仅是带宽的提升,更是对整个通信范式的重塑。本书将详细阐述5G的关键技术,包括: 毫米波(mmWave)与Sub-6GHz频段的应用: 分析不同频段的特性、优势以及在实际部署中的挑战,例如毫米波的穿透性问题以及Sub-6GHz的覆盖优势。 大规模多输入多输出(Massive MIMO): 深入讲解Massive MIMO如何通过增加天线数量来极大地提升频谱效率和网络容量,并分析其在提高用户体验和网络性能方面的作用。 网络切片(Network Slicing): 阐释网络切片的核心理念,即如何通过虚拟化技术将物理网络分割成多个逻辑网络,为不同的垂直行业(如工业自动化、自动驾驶、远程医疗等)提供定制化的网络服务,实现“一个网络,多种服务”。 边缘计算(Edge Computing): 探讨将计算能力部署在网络边缘,靠近数据源的优势,包括降低时延、减少带宽消耗、提升数据安全性和隐私保护。分析边缘计算与5G网络的协同作用,为实时性要求极高的应用提供支撑。 新的核心网架构: 介绍5G核心网(5GC)的云原生设计理念,其服务化架构(SBA)和信令的灵活路由,以及对网络功能的虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)的深度应用。 在技术原理讲解之外,本书还将聚焦于5G的典型应用场景,例如: 增强型移动宽带(eMBB): 描述5G如何实现超高清视频流、沉浸式VR/AR体验,以及提供更快的下载和上传速度。 海量机器类通信(mMTC): 分析5G在支撑海量物联网设备连接方面的能力,包括智能家居、智慧城市、智慧农业等场景。 超可靠低时延通信(uRLLC): 重点讲解5G在自动驾驶、远程手术、工业控制等对时延和可靠性要求极高的场景中的关键作用。 第三部分:5G性能的优化与挑战 尽管5G技术带来了巨大的潜力和突破,但其大规模部署和高性能实现仍面临诸多挑战。本书将深入探讨5G网络性能优化的关键技术和策略,包括: 空口(Air Interface)优化: 分析OFDM(正交频分复用)的改进,例如参数配置、多小区协同等,以提高频谱利用率和用户体验。 无线资源管理(RRM): 探讨更精细化的无线资源分配策略,例如动态调度、功率控制、负载均衡等,以应对海量连接和突发流量。 网络拥塞控制: 分析在极端高负荷场景下,如何通过智能算法和协议设计来缓解网络拥塞,保障关键业务的通信质量。 干扰管理: 讲解5G网络(尤其是毫米波频段)中复杂的干扰环境,以及采用先进的干扰消除和抑制技术来保证信号质量。 能量效率: 针对大规模天线和高密度部署带来的能耗问题,探讨节能技术,如休眠模式、智能天线管理等。 部署与覆盖挑战: 分析5G网络(特别是毫米波)在室内覆盖、障碍物穿透、基站密度等方面面临的挑战,以及解决方案,如小基站、波束赋形等。 第四部分:网络安全与隐私保护在新时代 随着网络连接的泛化和数据量的激增,网络安全和隐私保护的重要性愈发凸显。本书将重点关注5G时代特有的安全挑战,并提出相应的应对策略: 增强的认证与授权机制: 探讨5G网络中新的身份认证方法,以应对海量设备的接入和潜在的欺骗攻击。 数据传输的安全: 分析端到端加密、安全隧道技术在保障用户数据隐私和通信完整性方面的作用。 网络切片的安全隔离: 讲解如何通过技术手段确保不同网络切片之间的安全隔离,防止一个切片的漏洞影响其他切片。 边缘计算的安全考量: 讨论在边缘节点部署面临的安全风险,以及如何进行安全的边缘节点管理和数据处理。 物联网设备的安全性: 关注大量低功耗、低成本物联网设备的安全漏洞,以及如何构建更安全的物联网生态系统。 隐私保护的合规性: 探讨在数据收集、处理和使用的过程中,如何遵守日益严格的隐私保护法规,例如GDPR等。 第五部分:面向未来的通信:6G与更远的展望 技术的发展永无止境。本书将在第五部分将目光投向6G乃至更远的未来,探讨下一代通信技术可能的发展方向和颠覆性创新: 6G的愿景与关键技术预测: 展望6G可能实现的性能指标,如超高带宽、亚毫秒级时延、全域覆盖等,并探讨潜在的核心技术,如太赫兹通信、人工智能在网络中的深度融合、全息通信、感官通信等。 空天地海一体化网络: 设想将地面网络、卫星网络、无人机网络等无缝融合,实现真正意义上的全球无缝覆盖。 智能交互与沉浸式体验: 探讨6G如何赋能更高级别的智能交互,如数字孪生、触觉互联网、脑机接口等。 可持续性与绿色通信: 关注未来通信技术在能源效率和环境可持续性方面的发展需求。 社会与伦理影响: 讨论下一代通信技术可能对社会结构、伦理道德、人类生活方式等带来的深远影响。 结论: 《海量数据下的网络演进:从5G到未来的思考》是一部集理论深度、技术广度与前瞻视野于一体的专著。本书不仅能帮助通信领域的专业人士深入理解当前网络技术的核心,更能为关注科技前沿的读者提供一个清晰的、条理分明的视角,去洞察通信技术如何驱动社会进步,以及我们正在迈向一个怎样的未来。通过对5G技术的全面解析和对未来趋势的深入探索,本书致力于成为读者理解网络演进、把握未来机遇的宝贵参考。