本書重點對5G無綫係統的五大關鍵技術――大規模天綫、新型多址技術、新型波形、毫米波通信、軌道角動量復用進行瞭詳細介紹,並對其性能進行對比分析,使讀者對5G無綫網絡關鍵技術有更直接、更具體、更全麵的認識。首先對5G網絡進行簡要介紹,讓讀者對5G係統的需求有個基本瞭解,然後對大規模天綫、新型多址技術、新型波形技術、毫米波通信、軌道角動量復用技術進行瞭詳細介紹,並對其性能進行瞭對比分析。
趙紹剛:博士,2000年9月至2002年4月,研究生期間實驗室與大唐閤作從事WCDMA NodeB的研發;2005年7月至今,中國移動通信集團公司網絡部。
第1章 5G簡介:無綫網關鍵技術 1
1.1 為什麼需要5G 1
1.2 什麼是5G 6
1.3 5G的應用 8
1.4 5G標準化 9
1.5 5G的挑戰 10
1.6 5G網絡關鍵技術 12
1.6.1 大規模天綫陣列(Massive MIMO)技術 14
1.6.2 新型多址技術 15
1.6.3 新型波形技術 17
1.6.4 全頻譜接入:毫米波技術 19
1.6.5 基於軌道角度動量的傳輸技術 20
1.7 小結 21
參考文獻 21
第2章 大規模天綫陣列係統 23
2.1 大MIMO係統的優勢 24
2.2 大維度下的信道硬化 25
2.3 技術挑戰和解決方法 28
2.3.1 獨立空間維度的有效性 28
2.3.2 大量天綫和RF鏈路的放置 29
2.3.3 低復雜度的大MIMO信號處理 30
2.3.4 多小區操作 32
參考文獻 33
第3章 大MIMO係統的編碼與檢測 34
3.1 空間復用 35
3.2 空時編碼 36
3.2.1 空時分組碼 37
3.2.2 高碼率NO-STBC 39
3.2.3 基於循環可除代數(Cyclic Division Algebras,CDA)的
NO-STBC 39
3.3 空間調製 41
3.3.1 SM機製 41
3.3.2 SSK 42
3.3.3 GSM 43
3.4 大MIMO係統信號檢測 48
3.5 係統模型 51
3.6 最優檢測 52
3.7 綫性檢測 53
3.7.1 MF檢測器 53
3.7.2 ZF檢測器 54
3.7.3 MMSE檢測器 55
3.8 乾擾抵消 56
3.8.1 V-BLAST檢測器 56
3.9 LR輔助的綫性檢測 58
3.9.1 LR輔助的檢測 58
3.9.2 SA算法 59
3.10 球譯碼 64
3.10.1 算法 65
參考文獻 69
第4章 大MIMO係統信道模型 70
4.1 分析信道模型 71
4.1.1 基於空間相關的信道模型 71
4.1.2 基於傳播的信道模型 75
4.2 空間相關對大MIMO性能的影響 79
4.2.1 針孔效應 81
4.2.2 空間相關對局部搜索檢測器性能的影響 81
4.3 信道模型標準化 84
4.3.1 IEEE 802.11 WiFi模型 86
4.3.2 3GPP LTE模型 87
4.4 大MIMO係統測量活動 89
4.4.1 12×15MIMO室內測量 89
4.4.2 16×16MIMO都市室外測量 90
4.4.3 32×64室內測量 91
4.4.4 16×16室內測量 91
4.4.5 16×32室內測量 91
4.4.6 24×24和36×36MIMO立方體 92
4.4.7 8×16室外到室內測量 93
4.4.8 128天綫陣列的測量 94
4.5 緊湊天綫陣列 95
4.5.1 PIFA 96
4.5.2 PIFA作為陣元的緊湊天綫陣列 98
4.5.3 MIMO立方體 98
參考文獻 100
第5章 非正交多用戶疊加與共享多址技術 101
5.1 引言 101
5.2 非正交多用戶多址技術的基本原理和特徵 102
5.2.1 非正交多用戶疊加改善頻譜效率 102
5.2.2 非正交多用戶多址技術支持大連接 105
5.3 下行非正交多用戶傳輸 107
5.3.1 無Gray映射的直接疊加 107
5.3.2 具有Gray映射的疊加 108
5.4 上行非正交多址技術 117
5.4.1 LDS-CDMA/OFDM 118
5.4.2 SCMA 119
5.4.3 MUSA 122
5.4.4 PDMA 129
參考文獻 131
第6章 非正交多址(NOMA)概念與設計 133
6.1 引言 133
6.2 NOMA概念 134
6.2.1 下行NOMA 134
6.2.2 上行NOMA 137
6.3 NOMA優勢和驅動力 139
6.4 NOMA接口設計 140
6.4.1 下行NOMA 140
6.4.2 上行NOMA 142
6.5 對MIMO的支持 145
6.5.1 下行NOMA 145
6.5.2 上行NOMA 148
6.6 NOMA性能評估 150
6.6.1 下行NOMA 150
6.6.2 上行NOMA 157
6.7 小結 162
參考文獻 163
第7章 5G中的新波形技術 165
7.1 新波形 165
7.1.1 濾波器組多載波(Filter Bank Multi Carrier,FBMC) 166
7.1.2 通用濾波多載波(Universal Filtered Multi Carrier,UFMC) 174
7.1.3 通用頻分復用(Generalized Frequency-Division
Multiplexing,GFDM) 177
7.1.4 濾波OFDM(Filtered OFDM,f-OFDM) 181
7.2 新調製 183
7.2.1 頻率正交幅度調製(Frequency and Quadrature
Amplitude Modulation,FQAM) 184
7.3 超奈奎斯特通信(Faster Than Nyquist,FTN) 185
7.4 無綫完全雙工技術 189
參考文獻 191
第8章 靈活支持5G物理層的新波形:GFDM 192
8.1 5G應用場景對靈活波形的需求 194
8.1.1 比特管道通信 195
8.1.2 物聯網(Internet of Things,IoT) 196
8.1.3 觸摸因特網 196
8.1.4 無綫區域網(Wireless Regional Area Network,WRAN) 197
8.2 GFDM原理和性能 197
8.2.1 GFDM波形 198
8.2.2 GFDM的矩陣錶示 200
8.2.3 連續乾擾消除(Successive Interference Cancellation,SIC) 205
8.2.4 使用Zak變換的接收濾波器設計 206
8.2.5 低OOB輻射的解決方案 210
8.2.6 GFDM符號差錯率性能分析 214
8.3 GFDM的偏置QAM 221
8.3.1 時域OQAM-GFDM 222
8.3.2 頻域OQAM-GFDM 225
8.4 使用預編碼的增強靈活性 226
8.4.1 每個子載波的GFDM處理 226
8.4.2 每個子符號的GFDM處理 228
8.4.3 GFDM的預編碼 229
8.5 GFDM的發射分集 233
8.5.1 時間反嚮STC-GFDM 234
8.5.2 全麵綫性均衡器(Widely Linear Equalizer,WLE)
STC-GFDM 240
8.6 支持LTE資源柵格的GFDM參數化 246
8.6.1 LTE時頻資源柵格 246
8.6.2 支持LTE時頻柵格的GFDM參數 247
8.6.3 GFDM信號與LTE信號的共存 249
8.7 GFDM作為框架支持各種波形 250
8.8 小結 255
參考文獻 255
第9章 基於毫米波通信的網絡架構、模型和性能 257
9.1 引言 257
9.2 頻譜 258
9.3 波束跟蹤 261
9.4 具有角度變量的信道模型 263
9.5 UAB網絡架構 268
9.5.1 以負荷為中心的迴傳(Load-Centric Backhauling,LCB) 269
9.5.2 多頻傳輸架構 272
9.6 係統容量 273
9.6.1 MIMO預編碼 273
9.6.2 性能評估 275
參考文獻 276
第10章 毫米波無綫傳播特徵 278
10.1 引言 278
10.2 傳播特性 279
10.2.1 高方嚮性 279
10.2.2 噪聲受限的無綫係統 281
10.3 傳播模型和參數 283
10.3.1 路徑衰耗模型 283
10.3.2 毫米波特定衰耗因子 285
10.4 鏈路預算分析 288
10.4.1 基於香農容量的計算 288
10.4.2 60GHz毫米波基於IEEE 802.11ad基帶參數的計算 289
10.5 小結 295
參考文獻 295
第11章 室外環境毫米波通信特徵 297
11.1 引言 297
11.2 毫米波信道特徵 299
11.2.1 自由空間傳播 300
11.2.2 大尺度衰落 301
11.2.3 小尺度衰落 308
11.2.4 車載環境下的毫米波特性 310
11.3 毫米波傳播模型 312
11.3.1 基於幾何的隨機信道模型 312
11.3.2 封閉自由空間參考路徑衰耗模型 313
11.3.3 射綫跟蹤仿真模型 316
參考文獻 316
第12章 基於軌道角度動量(OAM)的無綫通信 318
12.1 承載OAM的EM波 318
12.2 OAM到RF通信的應用 320
12.3 OAM波束的産生、復用和檢測 322
12.3.1 OAM波束的産生和檢測 322
12.3.2 OAM波束的復用和解復用 324
12.4 使用OAM復用的無綫通信 326
12.4.1 使用高斯波束和OAM波束的無綫通信 326
12.4.2 使用OAM和極化復用的32Gb/s毫米波通信 326
12.4.3 空間復用和OAM復用組閤的16Gb/s毫米波通信 328
12.4.4 OMA信道的多徑效應 332
12.4.5 基於貝塞爾波束的OAM通信 338
參考文獻 341
IMT-2020(5G)推進組於2015年發布《5G概念白皮書》,明確瞭未來移動互聯網和物聯網的業務需求,提齣5G將重點支持連續廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接和低時延高可靠4個主要技術場景,為實現上述業務需求就必須采用嶄新的無綫空口技術。這些關鍵無綫技術包括:大規模天綫陣列、新型多址、新型波形、全頻譜接入和基於軌道角動量無綫傳輸等,通過新空口來實現幾十甚至上百吉位每秒(Gb/s)用戶體驗速率及萬用戶量級的小區用戶數。
本書寫作的目的是為瞭讓從事移動通信的專業技術人員和相關專業的高校學生對5G無綫網絡的關鍵技術有一個比較詳細、全麵的瞭解。本書首先對5G網絡進行簡要的介紹,讓讀者對5G係統的需求有個基本瞭解。之後重點、詳細介紹5G無綫網絡中關鍵的技術:大規模天綫陣列、新型多址、新型波形、全頻譜接入和基於軌道角動量的無綫傳輸技術。內容不僅包括各種無綫關鍵技術的基本原理和技術特徵,同時還對這些技術的性能進行瞭仿真和對比分析。
這些內容不僅對從事TD-LTE網絡維護的工程技術人員有積極的指導意義,同時對高校的師生、設計研發人員有很好的參考意義。
全書共12章。
第1章簡要對5G係統進行介紹,包括5G的基本需求、挑戰、5G無綫關鍵技術等。
第2章對大MIMO係統進行總體介紹,包括大MIMO的機遇、大維度下的信道硬化、實現的技術挑戰和解決方法。
第3章對大MIMO係統的編碼與檢測進行詳細介紹,包括空間復用、空時編碼、MIMO檢測等。
第4章對大MIMO信道模型進行詳細介紹,包括分析信道模型、空間相關對大MIMO性能的影響、信道模型標準化、早期對大MIMO的測量等,最後還對緊湊大天綫陣列進行瞭介紹。
第5章對非正交多用戶疊加與共享多址技術進行介紹,包括非正交多用戶多址技術的基本原理和特徵、下行非正交多用戶傳輸、上行非正交多址技術等。
第6章對非正交多址的概念和設計進行介紹,包括NOMA概念、上/下行NOMA與OAM的比較、NOMA的優勢、NOMA的設計原則,最後對上/下行NOMA的性能進行評估。
第7章對5G新波形技術進行瞭介紹,包括5G中的新波形:FBMC、UFMC、GFDM和f-OFDM、FTN和新調製技術等。
第8章對靈活支持5G物理層的新波形GFDM進行介紹,包括5G應用場景對靈活波形的需求、GFDM原理和性能、GFDM的偏置QAM調製、預編碼對靈活性的支持、GFDM的發射分集、支持LTE資源柵格的GFDM參數化等。
第9章對基於毫米波通信的網絡架構、模型和性能進行介紹,包括無綫頻譜、波束跟蹤、具有角度變量的信道模型、UAB網絡架構、係統容量等。
第10章對毫米波無綫傳播特徵進行介紹,包括其無綫傳播特徵、傳播模型和參數、鏈路預算分析等。
第11章對室外環境下的毫米波通信特徵進行介紹,包括毫米波信道特徵、毫米波傳播模型等。
第12章對基於軌道角動量OAM的無綫通信進行介紹,包括承載OAM的EM波、OAM在通信中的應用、OAM波束的産生、復用和檢測、OAM復用在無綫通信中的應用等。
本書由趙紹剛、李嶽夢編著,參與本書編寫工作的還有田盛泰、金文研、莊浩、王粟、肖巍、周興圍,在此錶示感謝!
希望本書能夠對從事移動通信特彆是從事5G網絡維護、研發和設計的人員有一定的藉鑒作用,由於作者水平有限,加上時間倉促,書中不妥之處請各位專傢、同仁批評指正。在此深錶感謝。
編 者
2016年9月於北京
不得不說,《5G:開啓未來無綫通信創新之路》這本書,像是一場精彩的頭腦風暴,讓我對無綫通信的未來有瞭全新的認知。它不僅詳盡地介紹瞭5G技術本身,更重要的是,它挖掘瞭這項技術背後所蘊含的巨大潛力,以及它將如何重塑我們的社會。作者對於5G如何賦能垂直行業的分析,讓我印象深刻。從工業自動化到媒體娛樂,再到醫療健康,5G似乎正在滲透到我們生活的方方麵麵,並帶來前所未有的變革。書中對於“超可靠低時延通信”(URLLC)的講解,讓我看到瞭無人駕駛、遠程手術等科幻場景變為現實的可能性。這種精確到毫秒級的響應速度,著實令人震撼。我還特彆喜歡作者在書中對不同技術路綫和標準演進的梳理,這為我理解5G發展的復雜性和多樣性提供瞭清晰的脈絡。它讓我意識到,5G的成功並非偶然,而是無數科研人員智慧和努力的結晶。這本書的語言風格非常流暢,即使是對於非專業讀者,也能從中獲得豐富的知識和深刻的啓迪。它讓我對科技的未來充滿瞭期待,同時也思考著我們應該如何更好地擁抱和利用這項革命性的技術。
評分坦白說,《5G:開啓未來無綫通信創新之路》這本書,在我眼中,是一次對於“連接”的深度哲學思考。它超越瞭單純的技術介紹,將5G描繪成一種賦能新時代的強大引擎。書中關於“萬物互聯”的闡述,讓我深刻體會到,5G所帶來的不僅僅是速度的提升,更是連接方式的革命。它將海量設備連接起來,形成一個龐大而智能的網絡,這將極大地改變我們的生産方式、生活方式,甚至思考方式。我被書中對於“數字孿生”和“邊緣計算”這些概念的解釋所吸引,它們是如何在5G的加持下,實現更高效的數據處理和更實時的智能響應。這不僅僅是技術的進步,更是一種對現實世界進行數字重塑的全新嘗試。作者在分析5G對不同行業帶來的顛覆性影響時,運用瞭大量的案例和數據,使得論證過程邏輯嚴謹,令人信服。特彆是當書中提到5G如何推動人工智能和大數據的發展時,我腦海中立刻浮現齣無數的可能性。這本書的獨特之處在於,它並沒有將5G僅僅視為一個通信協議,而是將其上升到瞭社會變革和人類進步的高度,這使得閱讀過程充滿瞭啓發性。
評分讀完《5G:開啓未來無綫通信創新之路》,我最大的感受就是,它像是一張詳細的藍圖,為我描繪齣瞭一個令人激動不已的未來。我一直覺得,科技的發展不僅僅是冰冷的數字和代碼,更是連接人與人、連接世界的力量。這本書恰恰展現瞭這種力量。作者在講述5G技術如何支撐起虛擬現實、增強現實等新興應用時,我仿佛已經置身於那個未來世界,能夠通過5G網絡,身臨其境地體驗各種精彩。書中關於“智慧城市”的章節,更是讓我眼前一亮。想象一下,通過5G技術,我們的城市能夠變得更加智能、更加便捷,交通擁堵能夠得到有效緩解,公共服務能夠更加高效,居民的生活質量能夠得到顯著提升。這種宏大的願景,在作者的筆下變得如此具體、如此可信。我特彆欣賞作者對於5G倫理和社會影響的思考,這讓這本書的價值遠不止於技術層麵,更包含瞭對人類社會發展的深刻洞察。它提醒我們,在追求技術進步的同時,也要關注它可能帶來的社會變革和挑戰。這本書的語言風格非常親切,就像一位經驗豐富的嚮導,帶領我在5G的廣闊天地中探索。它讓我覺得,科技並不是遙不可及的,而是與我們每個人的生活息息相關。
評分這本書絕對是我最近閱讀體驗的驚喜!從書名《5G:開啓未來無綫通信創新之路》就能感受到它宏大的視野,但實際閱讀下來,它所展現的深度和廣度更是超乎想象。我尤其欣賞作者在梳理整個5G發展曆程時所展現齣的清晰邏輯和前瞻性。它不僅僅是在介紹技術參數,更是深入剖析瞭每一項關鍵技術的誕生背景、麵臨的挑戰以及它們如何一步步匯聚成如今我們所見的5G。讀到關於毫米波技術如何剋服傳播損耗的章節時,我簡直被作者的講解所摺服。那種將復雜概念化繁為簡的能力,讓人仿佛置身於實驗室,親眼見證科學傢們如何一次次突破極限。書中對不同應用場景的設想,比如智能交通、遠程醫療、沉浸式娛樂等等,都描繪得栩栩如生,讓我對“萬物互聯”不再隻是一個抽象的概念,而是切實可觸的未來。它不僅僅是技術人員的必讀之作,對於任何關心未來科技發展趨勢的普通讀者來說,這本書都能打開一扇通往新世界的大門,激發無限的想象和思考。作者的語言風格也十分引人入勝,時不時穿插一些生動形象的比喻,讓晦澀的技術名詞瞬間變得易於理解。總而言之,這是一本讓我受益匪淺的書,它不僅提升瞭我對5G技術的認知,更讓我對科技改變生活的力量有瞭更深刻的感悟。
評分作為一名在這個行業摸爬滾打多年的工程師,我一直對前沿技術保持著高度的敏感。《5G:開啓未來無綫通信創新之路》這本書,說實話,我在拿到它之前,心中曾有過一絲疑慮,畢竟市麵上關於5G的書籍不在少數,真正能打動人的、有深度的又有多少呢?然而,當我翻開這本書,那些疑慮便煙消雲散瞭。作者在技術細節的呈現上,精準而到位,沒有絲毫的含糊不清。他不僅僅羅列瞭技術名詞,更重要的是,他挖掘瞭這些技術背後所蘊含的原理和邏輯。例如,在講解網絡切片的概念時,作者通過生動詳實的案例,闡述瞭它如何為不同行業提供定製化的網絡服務,這對於我們這些實際操作者來說,無疑是極具價值的指導。書中對於5G安全性的探討,也引起瞭我強烈的共鳴。在享受5G帶來的便利的同時,我們也必須正視其潛在的風險,而這本書在這方麵給予瞭充分的關注和深入的分析,這顯示瞭作者的成熟和負責。我個人尤其喜歡作者對不同國傢和地區在5G發展策略上的對比分析,這為我們理解全球5G競爭格局提供瞭重要的視角。這本書的專業性毋庸置疑,但同時,它也並非枯燥乏味的技術手冊,而是充滿瞭前瞻性的思考和對未來發展趨勢的預判,是一本真正能夠引領行業思考的力作。
評分2016-05-01 06:56:44
評分以前從來不去評價,不知道浪費多少京豆,自從京豆可以抵現金的時候,纔知道京豆的重要。後來我就把這段話復製瞭,走到哪,復製到哪,即能賺積分,還非常省事;特彆是不用認真的評論瞭,又健康快樂能麼麼噠。這次的購物很滿意,京東的服務很好,快遞很給力,總之就是快…省…好!
評分這本書不錯啊,快速瞭解行業現狀
評分j***b
評分很不錯很不錯很不錯很不錯很不錯很不錯
評分j***b
評分質量不錯,價格實惠,送貨很快呢
評分質量不錯,價格實惠,送貨很快呢
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