蜂窝移动通信系统的空口演进:LTE、LTE-A、LTE Pro和5G 电子与通信 书籍

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出版社: 北京邮电大学出版社
ISBN:9787563551736
商品编码:29899344297

具体描述

  商品基本信息,请以下列介绍为准
商品名称:蜂窝移动通信系统的空口演进:LTE、LTE-A、LTE Pro和5G 电子与通信 书籍
作者:许宁编著
定价:68.0
出版社:北京邮电大学出版社
出版日期:
ISBN:9787563551736
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开本:16开

  内容简介
本书共分为六章,其主要内容包括:蜂窝移动通信系统概貌;空口数据传递;空口物理层基础;深入空口物理层;空口接入和无线连接管理;移动通信系统的多样化演进。


现代蜂窝通信的基石:从LTE到5G,驱动互联世界的澎湃动力 当我们谈论现代社会无处不在的无线通信,从智能手机上的视频通话,到车载信息娱乐系统,再到物联网设备的实时数据传输,这一切的背后都离不开蜂窝移动通信技术的飞速发展。这不仅仅是一系列技术的迭代,更是人类社会信息传递方式的深刻变革,是构建高度互联世界的坚实基石。本书将深入剖析支撑这一变革的关键技术演进,聚焦于从LTE(长期演进)到LTE-Advanced(LTE-A)、LTE-Pro,直至我们正迈入的5G时代,揭示它们在无线接入网(空口)层面的核心技术、性能提升、以及对未来通信格局的深远影响。 LTE:迈向高速移动宽带的坚实一步 LTE技术的出现,标志着移动通信从2G/3G时代的语音和基础数据通信,向真正的移动宽带时代转型。它引入了一系列革命性的空口技术,旨在提供更高的数据传输速率、更低的延迟、以及更优化的网络性能。 OFDMA(正交频分复用接入) 是LTE空口的核心技术之一。与前代技术使用的单载波系统不同,OFDMA将一个宽带的信道划分为大量的、相互正交的窄带子载波。这种划分带来了显著的优势: 抗多径干扰能力强: 每个子载波的带宽较窄,使得符号周期变长,相对而言,符号间的保护间隔(循环前缀)也更长,能够有效对抗由多径传播引起的符号间干扰(ISI)。这对于在复杂城市环境中实现可靠通信至关重要。 频谱效率高: 通过精确的载波频率控制,子载波之间相互正交,不会产生相互干扰,从而使得频谱利用率大大提高。 灵活的资源分配: OFDMA允许基站灵活地将不同的子载波分配给不同的用户,实现更精细化的用户服务和资源调度,支持动态的业务需求。 SC-FDMA(单载波频域 చేశ) 则被LTE用于上行链路。虽然在很多方面与OFDMA相似,SC-FDMA通过在OFDM系统中引入一个预编码步骤,使其具有单载波的特性。这主要带来的是较低的峰均功率比(PAPR)。低PAPR对于用户设备(UE)而言至关重要,因为它直接影响到UE的功耗和射频前端的设计复杂度。一个更低的PAPR意味着UE可以使用更简单的功率放大器,从而降低设备的能耗,延长电池续航时间,并允许UE使用更高的传输功率以获得更好的覆盖。 LTE还引入了MIMO(多输入多输出) 技术,在发射端和接收端都使用多个天线。MIMO技术通过利用空间维度来增加数据传输的容量和可靠性,具体体现在: 空间复用: 同时发送多个独立的数据流,在不增加带宽的情况下,成倍提升数据传输速率。 分集增益: 通过在不同天线上传输相同数据的不同副本,提高信号的鲁棒性,减少因衰落导致的传输错误。 波束成形: 通过调整不同天线的发射功率和相位,将信号能量聚焦到特定方向,从而提高信号质量,并减少对其他方向用户的干扰。 此外,LTE在帧结构、调度机制、信道编码等方面也进行了大量的优化,例如采用了Turbo码作为信道编码,并在物理层引入了HARQ(混合自动重传)机制,实现了高效的差错控制和可靠的数据传输。这些技术的结合,使得LTE能够提供高达几百兆比特每秒的下行速率和几十兆比特每秒的上行速率,为移动互联网、高清视频流、移动办公等应用奠定了坚实基础。 LTE-A:性能的跃升,向着Gbps时代的迈进 LTE-Advanced(LTE-A)并非全新的技术标准,而是对LTE的进一步增强和演进。它的目标是在LTE的基础上,显著提升峰值速率、用户体验速率、频谱效率、以及覆盖范围,为用户提供更加流畅、更高速的移动通信体验。 LTE-A最重要的技术提升之一是载波聚合(Carrier Aggregation, CA)。载波聚合允许LTE-A设备同时聚合来自多个不同频段或同一频段内不同带宽的载波。这相当于将多个“车道”合并成一条“高速公路”,极大地拓展了可用的传输带宽,从而显著提升了数据传输速率。载波聚合可以是: 同带聚合: 在同一频段内聚合多个载波。 异带聚合: 在不同频段内聚合多个载波,可以是成对(FDD)或不成对(TDD)的。 通过聚合不同数量和带宽的载波,LTE-A可以实现远超LTE的峰值速率。 LTE-A还引入了更先进的MIMO技术,特别是更高阶的MIMO(如8x8 MIMO),以及CoMP(协同多点传输)技术。CoMP允许多个基站协同工作,为用户提供服务,能够有效解决小区边缘用户的干扰和速率问题,提升整体网络的用户体验。 上行链路的增强也是LTE-A的一大亮点,例如上行载波聚合、更高阶的调制方式等,以匹配下行链路日益增长的需求。 在中继(Relay)技术方面,LTE-A也进行了标准化,通过部署中继节点,可以扩展网络的覆盖范围,填充信号盲区,并提高小区边缘的吞吐量。 LTE-A技术的应用,使得移动通信的峰值速率可以达到Gbps级别,用户体验速率也得到了大幅提升,为更丰富的移动应用场景,如4K/8K超高清视频、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等提供了可能。 LTE-Pro:聚焦企业级应用与新场景的探索 LTE-Pro(也常被称为LTE-Advanced Pro或LTE-Advanced 2.0)是在LTE-A基础上的又一次迭代,它更加注重满足垂直行业和新兴应用场景的需求,例如低功耗广域物联网(LPWAN)、海量机器类通信(mMTC)、超可靠低时延通信(URLLC)等。 为了支持这些多样化的需求,LTE-Pro引入了一系列新技术: eMTC(增强型机器类通信)和NB-IoT(窄带物联网):这是LTE-Pro为物联网应用量身定制的两种关键技术。eMTC在保持一定数据速率的同时,提供了更低的功耗和更好的室内覆盖;而NB-IoT则专注于极致的低功耗、低成本和高连接密度,非常适合部署海量低速率传感器和设备。这两种技术利用了LTE网络,但通过更精简的协议和更窄的带宽,有效降低了终端成本和功耗,为物联网的大规模部署提供了解决方案。 URLLC的增强:虽然LTE-A已经具备了一定的低时延能力,但LTE-Pro进一步优化了空口设计,包括更短的传输时隙、更优化的调度算法、以及更可靠的传输机制,以满足工业自动化、自动驾驶、远程医疗等对时延和可靠性有着极高要求的应用。 V2X(车联网)通信:LTE-Pro为车联网通信提供了强大的支持,包括直接通信(Sidelink)能力。这意味着车辆之间可以直接进行通信,无需经过基站,从而实现更低的延迟和更高的安全性,支持车辆碰撞预警、编队行驶等功能。 网络切片:虽然网络切片更多地是面向网络架构的,但LTE-Pro在空口层面也进行了相应的支持,例如通过灵活的资源分配和调度策略,为不同的网络切片提供差异化的服务质量(QoS)。 LTE-Pro的出现,将LTE技术的能力边界进一步拓展,使其能够从面向消费者的移动宽带,深入到工业、交通、医疗等各个垂直行业,开启了万物互联的崭新篇章。 5G:重塑通信,驱动未来数字社会的全面升级 5G(第五代移动通信技术)是当前蜂窝移动通信领域的集大成者,它并非仅仅是速度的提升,而是一次全方位的技术革新,旨在构建一个更加智能、更加互联的未来数字社会。5G的空口技术在继承和发展LTE-A/Pro的基础上,引入了更为颠覆性的创新。 新的频谱利用是5G最显著的特点之一。5G不仅继续利用现有的中低频段,还拓展到了毫米波(mmWave)频段。毫米波频段拥有极大的带宽,可以提供极高的数据传输速率,但其传播距离短、穿透性差。为了克服这些挑战,5G引入了一系列关键技术: 大规模MIMO(Massive MIMO):与LTE-A的MIMO相比,5G Massive MIMO使用了更多数量的天线(几十甚至上百根),可以实现更高的空间复用度和更精确的波束成形。这种技术能够极大地提升频谱效率,并有效克服毫米波的传播损耗。 波束赋形(Beamforming):在毫米波通信中,波束赋形至关重要。5G利用先进的波束赋形技术,能够将信号能量精确地聚焦到目标用户,提高信号强度,并减少对其他用户的干扰。波束的动态调整和跟踪能力,使得5G能够在高频段实现可靠的通信。 灵活的帧结构和调度:5G采用了更加灵活的帧结构,能够支持不同业务对时延和带宽的需求。例如,超帧(Superframe)的概念,允许不同时隙承载不同业务,为URLLC、eMBB(增强移动宽带)和mMTC提供定制化的服务。 更低的延迟是5G的另一项革命性突破。通过一系列空口层面的优化,包括更短的传输时间间隔(TTI)、更快的调度机制、以及边缘计算(MEC)的配合,5G能够实现毫秒级的端到端延迟。这为自动驾驶、远程手术、工业自动化等对实时性要求极高的应用提供了可能。 网络切片(Network Slicing)在5G中得到了全面的支持。网络切片允许运营商在同一个物理网络上,为不同的垂直行业或应用场景,提供逻辑上独立的、定制化的网络服务。这使得5G能够同时满足eMBB、URLLC、mMTC等多样化的需求,并为企业提供安全、可靠、高性能的专用网络。 新的核心网架构,如服务化架构(SBA),也为5G的灵活部署和高效管理提供了支持。尽管本书聚焦于空口演进,但需要认识到,空口技术的进步与核心网和整体网络架构的协同发展是密不可分的。 5G技术的全面部署,将深刻地改变我们的生活和工作方式。它不仅是下一代智能手机的驱动力,更是万物互联、人工智能、自动驾驶、智慧城市等未来愿景的关键赋能者。 结语 从LTE奠定的高速移动宽带基础,到LTE-A的性能跃升,再到LTE-Pro对垂直行业应用的深化,直至5G对通信模式的重塑,蜂窝移动通信技术的空口演进之路,是一部不断追求更高速度、更低延迟、更大连接、更广应用的技术奋斗史。每一代技术的进步,都伴随着空口层面的创新和突破,它们共同构成了支撑现代社会信息互联的强大网络,并为塑造更加智能、更加美好的未来数字世界,铺就了坚实的技术基石。理解这些核心空口技术,对于把握移动通信发展的脉搏,洞察未来科技趋势,具有至关重要的意义。

用户评价

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这本书的章节划分和逻辑结构,堪称典范。它从宏观的移动通信发展历程入手,逐步深入到LTE、LTE-A、LTE Pro和5G的空口技术细节。每一章的开篇都会清晰地概述本章要讨论的内容,并在结尾进行总结,让我能够清晰地把握知识的脉络。我特别喜欢书中关于LTE Pro的章节,它可能不是一个耳熟能详的概念,但作者却能将其置于恰当的位置,并进行详尽的介绍,让我对其有了全新的认识。当读到5G时,书中对于各个关键技术(如NR、切片、边缘计算等)的讲解,都做到了层次分明,概念清晰。作者在讲解过程中,会引用大量的学术论文和行业标准,这大大增加了本书的可信度和权威性。我注意到书中可能还包含了大量的图表和曲线,这些图表能够直观地展示技术性能的变化趋势,以及不同技术之间的对比效果。这种“可视化”的讲解方式,极大地提升了阅读体验,让我能够更轻松地理解复杂的技术概念。对我而言,一本优秀的技术书籍,不仅要有深度,更要有清晰的结构,能够引导读者一步步地掌握知识,这本书在这方面做得非常出色。

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阅读这本书的过程,我感觉就像是在进行一场深度的时间旅行,从LTE那个相对朴素的开端,一步步穿越到LTE-Advanced的精细打磨,再到LTE Pro的潜心蓄力,最终抵达5G的壮丽前沿。这本书的魅力在于,它没有简单地将这些技术视为独立的个体,而是巧妙地将它们串联起来,揭示了空口演进的内在逻辑和必然性。我尤其欣赏作者在讲解LTE-Advanced时,对于MIMO、载波聚合等关键技术的深入剖析。这些技术不仅仅是理论上的飞跃,更是实实在在提升了网络性能,带来了更快的速度和更低的延迟,极大地改善了用户体验。而当读到LTE Pro的部分,我更是感到眼前一亮。它不仅仅是LTE-A的简单叠加,而是在某些方面进行了更加精细化的设计和优化,可能是在节能、低时延方面有更突出的表现,或者是在特定场景下的应用得到了进一步的拓展。这本书的叙述方式,给我一种循序渐进的感觉,不会一开始就抛出过于晦涩的概念,而是层层剥开,让读者能够逐步理解。每一个章节的过渡都显得非常自然,好像一条清晰的脉络,引导着我走向下一站。当我读完LTE Pro的部分,再转向5G时,我能更深刻地理解5G的出现是如何在前代技术的基础上,吸收了过去的经验,并提出了全新的解决方案。这本书在这方面的联系和对比做得非常出色,让我能够清晰地看到技术演进的脉络。

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这本书让我深刻地理解了“演进”这两个字背后的逻辑。它不是一蹴而就的技术革新,而是不断迭代、优化、融合的过程。从LTE的起点,到LTE-A的增强,再到LTE Pro的精细化,以及最终5G的跨越,每一个阶段的技术突破,都是在前一个阶段基础上的继承和发展。作者在讲解时,非常注重这种“传承”和“超越”的关系。例如,在讲解5G的某个关键技术时,它可能会回溯到LTE时期,说明这个技术是如何从前代技术的某个瓶颈中演变而来,又在哪些方面实现了突破。这种“历史感”的叙述,让我能够更好地理解技术的演进规律,以及未来技术发展的潜在方向。我尤其欣赏书中对于LTE Pro的定位,它可能填补了LTE-A和5G之间的一些空白,或者是在特定领域进行了非常深入的优化,从而为5G的出现奠定了基础。而当读到5G时,我会发现它吸收了前代技术的大量精华,并在某些方面进行了颠覆性的创新,例如对网络架构、服务模式的重塑。这本书的这种“系统性”的梳理,让我能够看到技术发展的“大图景”,而不仅仅是孤立的技术点。

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这本书给我最大的感受就是它的“体系化”。它不仅仅是零散的技术介绍,而是将LTE、LTE-A、LTE Pro和5G的空口演进,构建成一个完整的技术体系。从一开始的LTE,它解决了什么问题,奠定了什么基础,到LTE-A是如何在LTE的基础上进行优化和扩展,再到LTE Pro可能针对某些特定场景的进一步突破,最后到5G的颠覆性创新,整个过程就像是一部技术发展史的缩影。作者在讲解过程中,非常注重技术的“前世今生”,它会不断地将新引入的技术与前代技术进行对比,指出其改进之处和创新点。这种对比分析,让我能够清晰地看到技术的演进路径,理解每一项新技术出现的必要性,以及它所解决的核心问题。我尤其欣赏书中对于LTE Pro部分的描述,虽然我之前对此了解不多,但通过这本书的介绍,我能感受到它在LTE-A基础上的一些独特之处,可能是为了应对物联网、车联网等新兴应用场景而进行的优化。而当读到5G的部分,这种对比就更加明显,超高频段的使用、全新的网络架构、以及服务化设计理念的引入,都标志着一场全新的革命。这本书的这种“纵向”的梳理,让我对整个移动通信空口技术的发展脉络有了非常清晰的认识,能够更好地把握技术的全局。

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这本书,我拿到手的时候,就充满了期待。封面设计就很有科技感,那一个像是蜂窝状的图案,一下子就把我拉进了通信世界的深邃。作为一个在通信领域摸爬滚打多年的工程师,我一直对移动通信技术的演进充满了好奇,尤其是从LTE到5G的这个飞跃,简直就是一场技术革命。这本书的书名就点明了主题:《蜂窝移动通信系统的空口演进:LTE、LTE-A、LTE Pro和5G》。这个标题本身就很有吸引力,它精确地指出了本书的核心内容,涵盖了当前和未来一段时间内最关键的移动通信技术。我非常希望能从这本书中深入了解这些技术的底层原理、关键技术点以及它们之间是如何层层递进、相互发展的。特别是“LTE Pro”这个概念,我之前接触到的资料里比较少,所以对这部分的内容充满了期待,希望能揭开它的神秘面纱,理解它在LTE和LTE-A基础上的进一步革新和优化。这本书的作者是谁,他们的背景和资历如何,这些信息对我来说也很重要,通常一本优秀的技术书籍,离不开资深专家的深入剖析和独到见解。我期望这本书的作者能够具备扎实的理论基础和丰富的实践经验,这样才能将复杂的技术概念解释得清晰易懂,并且能够结合实际应用场景,给出有价值的分析和建议。拿到书的那一刻,我迫不及待地翻开,目录结构的清晰程度,以及章节划分是否逻辑严谨,是我关注的重点。我希望它能从基础概念讲起,逐步深入到高级特性,而不是跳跃式的讲解。对于我来说,一本好的技术书籍,不仅仅是知识的堆砌,更应该是一种思维的引导,能够启发读者去思考,去探索更深层次的问题。这本书能否做到这一点,是我非常期待的。

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这本书在技术细节的处理上,可以说是非常到位。它不仅讲解了各种核心技术名词,更深入到了它们的实现原理和关键参数。例如,在讲解OFDMA时,它会详细介绍子载波分配、循环前缀的作用,以及如何通过这些机制来实现灵活的资源调度和抗多径干扰。对于LTE-Advanced中的载波聚合,书中可能还会涉及不同聚合方式的对比,以及它们对吞吐量和时延的影响。我特别关注书中关于LTE Pro的描述,希望能从中了解它在某些特定方面的技术突破,比如在功耗优化、低延迟控制方面的具体实现。而当转向5G时,书中对毫米波通信、波束赋形、边缘计算等新技术的讲解,更是让我感到耳目一新。作者可能会通过详细的数学公式和仿真结果来支撑其论点,这对于希望进行深入研究的读者来说,非常有帮助。我注意到书中可能还涉及到了不同技术版本之间的兼容性和互操作性问题,这对于理解实际网络部署至关重要。一本优秀的技术书籍,应该能够提供足够的细节,让读者在理解概念的同时,也能深入到技术的底层。这本书在这方面做得非常出色,让我感觉它不仅仅是一本教科书,更是一本实用的技术参考手册。

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这本书的深度和广度都让我印象深刻。它并没有停留在对各项技术名词的简单罗列,而是深入到空口技术的核心,例如OFDMA、SC-FDMA、信道编码、调制方式等,进行详细的讲解。当我看到书中对于波束赋形、大规模MIMO等5G关键技术的详细阐述时,我感到非常兴奋。这些技术是实现5G超高速率、超低时延和海量连接的关键所在。作者通过图文并茂的方式,将抽象的技术概念具象化,让我能够更直观地理解其工作原理。例如,对于MIMO技术的讲解,书中可能会配以天线阵列的示意图,清晰地展示了信号如何在多个发射和接收天线之间进行交互,从而提升数据传输的效率。我特别喜欢书中对各种算法和协议的解析,这部分内容通常是理解技术细节的关键。作者在讲解时,会详细阐述其背后的数学原理和逻辑推导,这对于想深入理解技术的读者来说,非常有价值。我注意到书中可能还涉及到了不同版本LTE和5G之间的性能对比,以及在不同应用场景下的优势和劣势分析。这种分析能够帮助我更好地理解这些技术在实际部署中的考量因素,以及它们如何满足不同行业的需求。阅读这本书,我感觉自己不仅仅是在学习技术知识,更是在学习一种解决问题的思路和方法,它能帮助我理解为什么这些技术会以这样的方式演进,以及它们在未来通信网络中的定位。

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这本书对于我理解移动通信空口技术的演进,具有里程碑式的意义。在阅读这本书之前,我对LTE、LTE-A、5G等技术虽然有所了解,但总是感觉零散,缺乏系统性。这本书通过对LTE、LTE-A、LTE Pro和5G的空口演进进行全面、深入的梳理,将这些技术有机地联系起来,形成了一个清晰的技术发展脉络。我特别欣赏书中对于LTE Pro的讲解,这部分内容可能在国内的技术资料中相对稀缺,而这本书却对其进行了详尽的阐述,让我得以了解它在LTE演进中的独特价值和贡献。而当读到5G时,我更是能深刻体会到它在前代技术基础上的巨大飞跃,无论是速率、时延还是连接密度,都达到了前所未有的水平。书中对于5G关键技术的分析,如大规模MIMO、毫米波通信、网络切片等,都做到了深入浅出,既有理论深度,又不失实践指导意义。这本书的叙述风格,让我感觉非常亲切,作者仿佛是在和我娓娓道来,将复杂的通信技术原理,通过生动形象的语言和图表,展现在我的面前。

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这本书的价值,远不止于提供技术知识。它更像是一本“思想指南”,能够启发我从更宏观的角度去理解移动通信技术的发展趋势和未来方向。作者在讲解LTE、LTE-A、LTE Pro和5G的空口演进时,不仅仅是介绍技术本身,更是在分析这些技术出现的背景、解决的问题以及它们所带来的深远影响。我特别注意到书中对于LTE Pro的阐述,它可能代表了行业在某些特定方向上的探索和优化,这种探索精神,对于我们理解技术的持续创新非常有启示。而当读到5G时,书中对其在赋能千行百业、构建万物互联智能社会方面的愿景描绘,更是让我对通信技术的未来充满了无限遐想。这本书的这种“前瞻性”的分析,让我能够更好地把握行业发展脉搏,为我的工作和学习提供有价值的参考。对我而言,一本优秀的技术书籍,应该能够超越技术本身,提供更深层次的思考和启示,这本书无疑做到了这一点,它让我对移动通信的未来充满了信心和期待。

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这本书给我的一个直观感受是,它非常“接地气”。虽然讲解的是非常前沿的通信技术,但作者的语言和叙述方式却通俗易懂,很少出现那种让人望而却步的专业术语堆砌。即使是涉及到一些复杂的数学公式,作者也会给出清晰的推导过程和物理意义的解释,让我能够理解这些公式在实际应用中的价值。我特别喜欢书中关于LTE Pro的阐述,它可能不是一个被广泛宣传的概念,但作者却能将其置于整个空口演进的逻辑链条中,分析它的定位和意义,让我觉得这本书的作者是对行业发展有着深刻洞察的。当我读到5G部分时,书中对于其在自动驾驶、智慧医疗、工业互联网等领域的应用前景的描绘,更是让我对未来的通信技术充满了期待。作者不仅仅是停留在技术本身的介绍,还会将其与实际应用场景相结合,分析技术如何赋能各行各业。这种“应用导向”的讲解方式,让我更能体会到这些技术的重要性,以及它们对社会发展带来的巨大影响。这本书的风格,让我感觉像是和一位经验丰富的工程师在进行一场深入的交流,他能将复杂的问题简单化,又能将简单的概念深入化。

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