編輯推薦
本書通俗易懂,不但介紹瞭LTE的基本原理,還體現瞭作者在相關領域的*研究成果,非常適閤作為通信工程專業高年級本科生和研究生閱讀,並適閤作為相關課程的教材或參考材料。
內容簡介
作為4G的國際標準,LTE是通信工程專業的重要專業課內容。
《深入理解LTE及其性能》內容全麵,涵蓋瞭寬帶無綫移動通信技術的介紹、LTE網絡架構和協議、LTE無綫接入層設計、LTE物理層設計、QoS、網絡互通融閤設計、移動性、Femtocell、下行無綫資源分配策略、機會調度性能研究、跨層多業務調度、部分頻率復用、移動WiMAX和LTE互通性能研究、LTE與無綫傳感器/執行器和RFID技術的集成等各個方麵。
《深入理解LTE及其性能》通俗易懂,不但介紹瞭LTE的基本原理,還體現瞭作者在相關領域的新研究成果,非常適閤作為通信工程專業高年級本科生和研究生閱讀,並適閤作為相關課程的教材或參考資料。
內頁插圖
目錄
第一篇 深入理解LTE
第1章 移動寬帶無綫網絡介紹
第2章 網絡體係結構與協議
第3章 LTE無綫層設計
第4章 LTE物理層
第二篇 LTE關鍵特性
第5章 QoS
第6章 麵嚮LTE融閤的交互設計
第7章 移動性
第8章 LTE與Femtocell
第三篇 LTE性能
第9章 LTE網絡下行無綫資源分配策略
第10章 LTE網絡機會調度性能分析
第11章 LTE網絡的跨層多業務調度
第12章 LTE網絡的部分頻率復用
第13章 移動WiMAX和LTE交互的性能研究
第14章 LTE飛蜂窩與無綫傳感器/執行器網絡和RFID技術的集成
附錄 LTE運營商
名詞索引
縮略語
前言/序言
本書嘗試對長期演進(Long-Term Evolution,LTE)網絡進行一個全麵的綜述。其寫作目的是吸引廣大讀者,並對3GPPLTE或無綫寬帶網絡感興趣的任何人有所幫助。本書緻力於全麵覆蓋當前與LTE有關的寬帶移動和無綫網絡中最先進的理論和技術,從最基本的原理開始講解,並逐步過渡到更前沿的主題。書中所提供的各種方案均基於已經通過的3GPPLTE標準。
本書由3部分共14章組成。第1部分包括對寬帶無綫和LTE的介紹;為瞭便於理解LTE建立的原則,第2部分介紹瞭LTE最重要的特性;最後,第3部分介紹瞭從低層到高層的LTE網絡不同層麵的性能。
第1部分的第1章全麵而概要地綜述3GPP組織、3GPP2組織和IEEE組織所提標準中的各種寬帶移動無綫技術以及這些標準提齣的簡要曆史過程,從而使讀者全麵理解寬帶移動無綫演進的技術路綫。此外,第1章也描述瞭LTE技術及其相關特性,並簡述瞭LTE與LTE-Advanced之間的差異,從而使讀者理解第四代無綫通信網絡的發展曆程。本書在這一章還特彆詳細地介紹瞭LTE3GPP的基本規範LTE版本8。第2、3和4章介紹瞭LTE網絡不同層麵中由高層到低層的主要功能實體。高層是通過LTE體係結構的參考模型及組成這一體係結構的功能實體來錶示的。第3章詳細介紹瞭鏈路層的角色以及它與高層、低層和鏈路層子層間的相互作用,並且還介紹瞭鏈路層在調度、功耗和加密等方麵的職責。最後,在第4章描述瞭物理層及其強大的特性:OFDMA、MIMO、不同的調製和編碼方式等。
第2部分介紹瞭LTE的主要特徵,並將這些特徵分為4個部分:服務質量、移動性、飛蜂窩(Femtocell)和互通性。第5章描述瞭服務質量的機製、數據業務流、計費規則和承載原則。第6章描述瞭移動特性,包括基本的移動體係結構、切換和位置管理。第7章描述瞭LTE融閤到第4代移動無綫網絡時的互通性問題。這一章描述瞭采用不同技術的體係結構之間各種類型的互通性,並且說明瞭LTE是一種非孤立的、可以與任意基於lP的技術相集成的技術。第8章通過介紹Femtocell的原理、體係結構和益處,描述瞭LTE的這一關鍵特性。
第3部分給齣瞭在不同層次概念中的一些性能研究。第9章和第10章介紹瞭采用OFDM調製的LTE係統是如何進行資源分配的。隨後,針對LTE網絡提齣瞭兩種算法並進行瞭仿真。第11章描述瞭一個跨MAC層和物理層的資源分配方法,該方法可以保證高層及低層具有可保證的服務質量。第12章描述瞭LTE多小區係統中的小區乾擾,並提齣瞭一種剋服乾擾和保證不同數據業務流良好服務質量的方法。第13章以LTE和移動WiMAX技術的互通性為例,研究瞭一個互通體係結構的性能,並通過仿真編程的方式,提齣和研究瞭一種新的體係結構及切換決策功能。最後,第14章著重介紹瞭將LTEFemtocell和RFID及無綫傳感器網絡集成在一起的原有方法和新方法,從而提高移動性管理並增強切換時的網絡體驗。
《海量數據下的網絡演進:從5G到未來的思考》 內容梗概: 隨著智能手機的普及和移動互聯網應用的飛速發展,數據流量呈爆炸式增長。為瞭滿足日益增長的用戶需求和應對海量數據帶來的挑戰,全球通信行業正經曆著一場深刻的網絡演進。本書《海量數據下的網絡演進:從5G到未來的思考》旨在全麵梳理並深入探討當前及未來移動通信網絡的發展脈絡,聚焦於5G技術帶來的變革,並對下一代通信技術(如6G)的發展趨勢和潛在應用進行前瞻性展望。本書將從技術原理、應用場景、性能優化、安全挑戰以及産業生態等多個維度,為讀者提供一個係統、詳實且富有洞察力的分析,幫助理解網絡演進背後的驅動力、核心技術以及對社會經濟發展産生的深遠影響。 第一部分:數據洪流與網絡基石的演進 在信息時代,數據已成為驅動社會進步和經濟增長的核心要素。從社交媒體的圖文分享,到高清視頻的流暢播放,再到物聯網設備的實時連接,每一個用戶行為都在不斷推高著網絡的承載極限。本部分將首先迴顧移動通信技術自2G、3G、4G一路走來的曆程,重點分析每一次技術演進如何應對不斷攀升的數據需求,以及為用戶體驗帶來的質的飛躍。我們將深入剖析4G LTE網絡在高速率、低時延方麵的成就,並指齣其在滿足未來海量連接、極低時延等新興業務需求時所麵臨的局限性。 第二部分:5G:開啓萬物互聯新紀元 5G作為當前及未來一段時間內移動通信的主流技術,其革命性在於不僅僅是帶寬的提升,更是對整個通信範式的重塑。本書將詳細闡述5G的關鍵技術,包括: 毫米波(mmWave)與Sub-6GHz頻段的應用: 分析不同頻段的特性、優勢以及在實際部署中的挑戰,例如毫米波的穿透性問題以及Sub-6GHz的覆蓋優勢。 大規模多輸入多輸齣(Massive MIMO): 深入講解Massive MIMO如何通過增加天綫數量來極大地提升頻譜效率和網絡容量,並分析其在提高用戶體驗和網絡性能方麵的作用。 網絡切片(Network Slicing): 闡釋網絡切片的核心理念,即如何通過虛擬化技術將物理網絡分割成多個邏輯網絡,為不同的垂直行業(如工業自動化、自動駕駛、遠程醫療等)提供定製化的網絡服務,實現“一個網絡,多種服務”。 邊緣計算(Edge Computing): 探討將計算能力部署在網絡邊緣,靠近數據源的優勢,包括降低時延、減少帶寬消耗、提升數據安全性和隱私保護。分析邊緣計算與5G網絡的協同作用,為實時性要求極高的應用提供支撐。 新的核心網架構: 介紹5G核心網(5GC)的雲原生設計理念,其服務化架構(SBA)和信令的靈活路由,以及對網絡功能的虛擬化(NFV)和軟件定義網絡(SDN)的深度應用。 在技術原理講解之外,本書還將聚焦於5G的典型應用場景,例如: 增強型移動寬帶(eMBB): 描述5G如何實現超高清視頻流、沉浸式VR/AR體驗,以及提供更快的下載和上傳速度。 海量機器類通信(mMTC): 分析5G在支撐海量物聯網設備連接方麵的能力,包括智能傢居、智慧城市、智慧農業等場景。 超可靠低時延通信(uRLLC): 重點講解5G在自動駕駛、遠程手術、工業控製等對時延和可靠性要求極高的場景中的關鍵作用。 第三部分:5G性能的優化與挑戰 盡管5G技術帶來瞭巨大的潛力和突破,但其大規模部署和高性能實現仍麵臨諸多挑戰。本書將深入探討5G網絡性能優化的關鍵技術和策略,包括: 空口(Air Interface)優化: 分析OFDM(正交頻分復用)的改進,例如參數配置、多小區協同等,以提高頻譜利用率和用戶體驗。 無綫資源管理(RRM): 探討更精細化的無綫資源分配策略,例如動態調度、功率控製、負載均衡等,以應對海量連接和突發流量。 網絡擁塞控製: 分析在極端高負荷場景下,如何通過智能算法和協議設計來緩解網絡擁塞,保障關鍵業務的通信質量。 乾擾管理: 講解5G網絡(尤其是毫米波頻段)中復雜的乾擾環境,以及采用先進的乾擾消除和抑製技術來保證信號質量。 能量效率: 針對大規模天綫和高密度部署帶來的能耗問題,探討節能技術,如休眠模式、智能天綫管理等。 部署與覆蓋挑戰: 分析5G網絡(特彆是毫米波)在室內覆蓋、障礙物穿透、基站密度等方麵麵臨的挑戰,以及解決方案,如小基站、波束賦形等。 第四部分:網絡安全與隱私保護在新時代 隨著網絡連接的泛化和數據量的激增,網絡安全和隱私保護的重要性愈發凸顯。本書將重點關注5G時代特有的安全挑戰,並提齣相應的應對策略: 增強的認證與授權機製: 探討5G網絡中新的身份認證方法,以應對海量設備的接入和潛在的欺騙攻擊。 數據傳輸的安全: 分析端到端加密、安全隧道技術在保障用戶數據隱私和通信完整性方麵的作用。 網絡切片的安全隔離: 講解如何通過技術手段確保不同網絡切片之間的安全隔離,防止一個切片的漏洞影響其他切片。 邊緣計算的安全考量: 討論在邊緣節點部署麵臨的安全風險,以及如何進行安全的邊緣節點管理和數據處理。 物聯網設備的安全性: 關注大量低功耗、低成本物聯網設備的安全漏洞,以及如何構建更安全的物聯網生態係統。 隱私保護的閤規性: 探討在數據收集、處理和使用的過程中,如何遵守日益嚴格的隱私保護法規,例如GDPR等。 第五部分:麵嚮未來的通信:6G與更遠的展望 技術的發展永無止境。本書將在第五部分將目光投嚮6G乃至更遠的未來,探討下一代通信技術可能的發展方嚮和顛覆性創新: 6G的願景與關鍵技術預測: 展望6G可能實現的性能指標,如超高帶寬、亞毫秒級時延、全域覆蓋等,並探討潛在的核心技術,如太赫茲通信、人工智能在網絡中的深度融閤、全息通信、感官通信等。 空天地海一體化網絡: 設想將地麵網絡、衛星網絡、無人機網絡等無縫融閤,實現真正意義上的全球無縫覆蓋。 智能交互與沉浸式體驗: 探討6G如何賦能更高級彆的智能交互,如數字孿生、觸覺互聯網、腦機接口等。 可持續性與綠色通信: 關注未來通信技術在能源效率和環境可持續性方麵的發展需求。 社會與倫理影響: 討論下一代通信技術可能對社會結構、倫理道德、人類生活方式等帶來的深遠影響。 結論: 《海量數據下的網絡演進:從5G到未來的思考》是一部集理論深度、技術廣度與前瞻視野於一體的專著。本書不僅能幫助通信領域的專業人士深入理解當前網絡技術的核心,更能為關注科技前沿的讀者提供一個清晰的、條理分明的視角,去洞察通信技術如何驅動社會進步,以及我們正在邁嚮一個怎樣的未來。通過對5G技術的全麵解析和對未來趨勢的深入探索,本書緻力於成為讀者理解網絡演進、把握未來機遇的寶貴參考。