麵嚮5G的無綫寬帶協同傳輸方案及性能分析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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冀保峰 著

圖書標籤:

• 5G
• 無綫寬帶
• 協同傳輸
• 無綫通信
• 移動通信
• 性能分析
• 無綫網絡
• 通信工程
• 信號處理
• 網絡優化

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030537164

版次：1

商品編碼：12163351

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-07-01

用紙：膠版紙

頁數：325

字數：171000

正文語種：中文

內容簡介

　　5G移動通信係統已將大規模MIMO列入國際標準，並予結閤超密集網絡、毫米波MIMO等開展深入研究。MIMO技術帶來的分集增益和陳列增益有效地對抗瞭無綫通信的衰落效應，可極大地提高信號傳輸的可靠性，已成為一項業界普遍認可的提高無綫通信係統性能的有效技術。但由於多方麵條件的約束和限製使得MIMO多天綫技術仍存在諸多問題。分析錶明，藉助協作中繼、網絡編碼等一些新的理論和技術，並利用乾擾消除、乾擾避免以及物理層和MAC層的層間協作傳輸，可有效地提高整個係統的傳輸性能。《麵嚮5G的無綫寬帶協同傳輸方案及性能分析》圍繞無綫通信網絡中寬帶協作傳輸方案及其性能分析的課題進行瞭深入研究，研究內容涉及聯閤協作中繼選擇和網絡編碼的協作傳輸策略及其性能分析，聯閤物理層和MAC層的層間協作傳輸，以及基於MAC層協作的傳輸方案及其性能分析等方麵。

目錄

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 無綫信道 2
1.2.1 大尺度衰落 2
1.2.2 小尺度衰落 3
1.3 MIMO信道容量 6
1.3.1 MIMO係統模型 6
1.3.2 點到點的MIMO信道容量 6
1.3.3 MIMO空間分集 8
1.4 中繼協作傳輸方案 8
1.4.1 中繼協作通信 8
1.4.2 中繼協作傳輸的係統模型 10
1.4.3 網絡編碼 12
1.5 MAC層協作傳輸方案 13
1.6 Small cell協作傳輸方案 14
1.7 本書的主要工作 16
第2章 Nakagami信道下雙嚮中繼選擇的協作傳輸方案及其性能分析 19
2.1 概述 19
2.2 係統模型 20
2.3 雙嚮協作中繼選擇的傳輸方案 21
2.4 雙嚮中繼選擇的協作傳輸方案的性能分析 22
2.4.1 雙嚮鏈路的概率密度函數 22
2.4.2 中斷概率 24
2.4.3 平均誤符號率 27
2.5 仿真和分析 29
2.6 小結 32
第3章 聯閤網絡編碼和中繼選擇的協作傳輸方案及其性能分析 33
3.1 概述 33
3.2 係統模型 33
3.3 聯閤網絡編碼的協作中繼傳輸方案 35
3.4 聯閤網絡編碼的協作中繼選擇傳輸方案的性能分析 36
3.4.1 聯閤網絡編碼的協作中繼選擇傳輸方案的中斷概率分析 36
3.4.2 聯閤網絡編碼的協作中繼選擇傳輸方案的誤碼率分析 38
3.5 無協作中繼選擇的網絡編碼方案性能分析 39
3.6 仿真與分析 41
3.7 小結 45
第4章 聯閤PHY層和MAC層設計的OBSS乾擾避免方案及其性能分析 46
4.1 概述 46
4.2 VHT WLANs MU-MIMO傳輸機製下OBSS乾擾問題的形成 48
4.3 VHT WLANs MU-MIMO傳輸機製下OBSS的數學模型 50
4.4 OBSS的乾擾解決方案 50
4.4.1 基於站點信道相關性的分組方案 50
4.4.2 聯閤PHY層和MAC的波束方嚮乾擾避免方案 51
4.4.3 基於BSS之間協作的乾擾對準技術 53
4.5 方案2（空間乾擾避免）中發射預編碼的優化設計 55
4.6 仿真結果與分析 58
4.7 小結 61
第5章 基於IEEE 802.11ac的MU-MIMO傳輸方案的優化設計及其性能分析 62
5.1 概述 62
5.2 IEEE 802.11ac中的MU-MIMO傳輸機製 63
5.3 改進的IEEE 802.11ac MU-MIMO傳輸方案 65
5.3.1 多用戶預編碼方案的改進和最優功率分配 65
5.3.2 MU-MIMO傳輸的MAC層調度優化方案 69
5.4 IEEE 802.11ac MU-MIMO傳輸方案的性能分析 71
5.5 仿真結果與分析 74
5.6 小結 76
第6章 基於MAC層協作的VHT WLAN吞吐量增強方案及其性能分析 78
6.1 概述 78
6.2 現有方案問題形成和所提方案闡述 79
6.2.1 現有方案問題形成 79
6.2.2 基於MAC層協作的吞吐量增強方案闡述 80
6.3 不等帶寬發送方案 82
6.4 所提方案性能研究 83
6.5 仿真與分析 88
6.6 小結 92
第7章 Small cell協作傳輸方案及其性能分析 93
7.1 概述 93
7.2 係統模型 94
7.3 聚閤乾擾下Small cell中用戶的性能分析 97
7.3.1 中斷概率 97
7.3.2 誤符號率 99
7.3.3 Small cell第k個用戶的容量 100
7.4 Small cell網絡中用戶的接入機製 101
7.4.1 大尺度衰落下基於能效的接入機製 101
7.4.2 所提接入機製的性能分析 101
7.5 仿真與分析 104
7.6 小結 110
第8章 結論與展望 111
8.1 工作總結 111
8.2 未來研究展望 113
參考文獻 114

精彩書摘

　　《麵嚮5G的無綫寬帶協同傳輸方案及性能分析》：
　　第1章 緒論
　　1.1 研究背景
　　無綫通信是當今通信領域中最活躍的研究熱點之一，隨著網絡時代的到來，近十幾年無綫網絡的信息交互量正在以指數級的速度增長，受到瞭各行業的普遍關注。隨著因特網以及無綫通信多媒體技術的快速發展，人們對移動環境下的通信速率和服務質量的要求越來越高，已投入商用的移動通信係統已經遠遠不能滿足人們日益增長的服務需求。為瞭更好地滿足用戶的服務質量要求、提高數據的傳輸速率，傳統的無綫通信蜂窩網絡采用提高發射功率、小區分裂等技術來改善用戶接收的信噪比，以提高用戶的服務質量，然而這些技術麵對浩瀚且高速的信息交互量顯得杯水車薪，而且發送功率的提高會造成相鄰小區的同頻乾擾，小區數量的增加需要花費大量的成本，這將降低無綫通信係統的頻譜效率，阻礙無綫通信産業的迅速發展。如何高效地利用無綫資源，擴展小區的覆蓋麵積，更好地提高係統的性能，是無綫通信産業首先要解決的問題，多輸入多輸齣(Multiple Input Multiple Output，MIMO)多天綫技術和協作中繼技術的提齣給這些問題的解決帶來瞭福音。MIMO多天綫技術通過在收發端配置多根天綫，達到瞭在不增加發射功率的前提下，成倍提高係統容量的目標，不僅如此，MIMO多天綫技術帶來的分集增益和陣列增益有效地對抗瞭無綫信道的衰落，極大地提高瞭信號傳輸的可靠性，成為業界普遍認可的提高無綫通信係統性能的一項有效技術。盡管多天綫技術已經逐漸被新一代的無綫通信主流協議所采納，但是它仍然存在諸多問題，例如，現有的多天綫都配置在基站端，而移動終端受到自身體積、重量以及現有技術等條件的約束和限製而難以配置多天綫，協作中繼技術的提齣將發展緩慢的無綫通信産業帶入瞭一個新的發展階段，協作中繼在平坦衰落的環境中在不明顯改變骨乾網絡的同時，解決或者部分解決瞭目前蜂窩網絡存在的諸多問題，增加瞭係統的容量，提高瞭網絡的服務質量，改善瞭係統的性能。眾多的物理層技術有效推動瞭無綫通信産業的發展，然而，無綫信道的時變性和不同用戶地理分布上的分散性使無綫通信麵臨另外一些挑戰，例如，衰落和乾擾使無綫信號在傳輸的過程中會受到來自相鄰節點的影響，單純依靠物理層技術是無法剋服無綫通信産業發展中的各種挑戰的，因此聯閤物理層和媒體訪問控製(Medium Access Control，MAC)層等的層間協作傳輸方案是一個至關重要的發展方嚮。
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智聯未來：下一代通信網絡架構與融閤技術前瞻 本書並非一本聚焦於特定技術標準或某一種特定解決方案的專著，而是旨在提供一個更為宏觀和前瞻性的視角，深入探討支撐未來通信網絡演進的關鍵理念、核心技術群以及融閤發展趨勢。它著眼於下一代無綫接入技術（包括但不限於5G的後續演進、6G等）所麵臨的挑戰與機遇，係統性地剖析驅動網絡變革的根本動力，並對可能齣現的各種創新架構和協同傳輸模式進行前瞻性描繪與理論性探討，以期為相關領域的研究者、工程師及決策者提供一個更廣闊的思考框架和深入的理解維度。 第一章：通信網絡演進的宏觀驅動力與核心需求 本章將迴溯通信網絡發展的曆史脈絡，從2G的語音通信、3G的數據傳輸、4G的高速移動寬帶，到5G的萬物互聯與超低時延，闡述每一次技術飛躍背後所湧現的社會經濟需求和技術瓶頸。我們將深入分析當前及未來一段時期內，通信網絡需要滿足的核心用戶需求和行業應用場景： 增強型移動寬帶 (eMBB) 的持續升級： 隨著高清視頻、VR/AR、沉浸式體驗等應用的普及，用戶對數據速率、容量和時延的要求將不斷提升。 海量物聯網連接 (mMTC) 的爆炸式增長： 智能傢居、智慧城市、工業物聯網等領域的蓬勃發展，要求網絡能夠支持每平方公裏數百萬的設備連接，同時保證低功耗和低成本。 超可靠低時延通信 (uRLLC) 的極緻追求： 自動駕駛、遠程手術、工業自動化、關鍵基礎設施監控等場景，對網絡的可靠性、低時延和抖動提齣瞭近乎苛刻的要求。 泛在連接與普惠接入： 實現全球範圍內的無縫覆蓋，解決數字鴻溝問題，讓更多區域和人群享受到高質量的通信服務。 綠色低碳與可持續發展： 麵對日益增長的能源消耗和環境壓力，新一代通信網絡的設計需要將能效和綠色化作為核心考量。 安全性與隱私保護： 隨著連接設備的增多和數據量的激增，網絡安全和用戶隱私的保護變得尤為重要。 智能化與自動化： 如何利用人工智能（AI）和機器學習（ML）技術，實現網絡的自組織、自優化、自愈閤，提升運維效率和用戶體驗。 我們將深入探討這些需求如何驅動下一代通信技術的發展，並分析當前技術架構在應對這些挑戰時的局限性，為後續章節的討論奠定理論基礎。 第二章：下一代無綫接入的關鍵技術探索 本章將聚焦於孕育未來通信網絡核心能力的一係列關鍵無綫接入技術，並對它們進行深入剖析和前瞻性展望： 新頻段的開發與利用： 從Sub-6GHz到毫米波（mmWave）乃至太赫茲（THz）頻段，不同頻段的特性、優勢與挑戰，以及如何在復雜環境中實現高效傳輸。 先進的波形設計與調製方案： 探索比OFDM更具優勢的新型波形，如Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM)、Filter Bank Multi-carrier (FBMC) 等，以及適應復雜信道環境的自適應調製編碼技術。 大規模多輸入多輸齣 (Massive MIMO) 的深化發展： 從天綫數量的增加到更智能的波束賦形，如何進一步提升頻譜效率、覆蓋範圍和用戶容量。 智能錶麵 (Intelligent Reflecting Surfaces - IRS) / 可編程超錶麵 (Programmable Metasurfaces)： 探討如何利用低成本、可控的反射材料，智能地重塑無綫傳播環境，實現無源波束賦形，剋服信號阻礙，提升覆蓋和性能。 全雙工通信 (Full-Duplex) 技術： 研究如何突破自乾擾的限製，實現同一頻率上的同時發送和接收，從而將頻譜效率翻倍。 分布式天綫係統 (DAS) 與超密集組網 (UDN) 的協同： 如何更有效地部署和管理海量的小型基站，實現精細化覆蓋和高容量區域的優化。 先進信道編碼技術： 探索如極化碼 (Polar Codes)、低密度奇偶校驗碼 (LDPC Codes) 的進一步改進，以及更具潛力的下一代糾錯編碼方案。 我們將從理論模型、關鍵技術原理、潛在性能增益以及實現挑戰等多個維度，對這些技術進行細緻的審視，並評估它們在構建未來高性能無綫網絡中的作用。 第三章：網絡架構的變革與智能化演進 除瞭無綫接入技術，本章將把目光聚焦於通信網絡的核心架構，探討其嚮著更加靈活、智能和融閤的方嚮演進。 軟件定義網絡 (SDN) 與網絡功能虛擬化 (NFV) 的深化應用： 如何通過解耦硬件與軟件，實現網絡的集中控製、靈活配置和按需部署，提升網絡的敏捷性和可編程性。 雲原生網絡架構： 將網絡功能構建為微服務，部署在雲平颱之上，實現彈性伸縮、快速迭代和自動化運維。 邊緣計算 (Edge Computing) 的戰略地位： 分析邊緣計算如何與核心網絡協同，將計算和存儲能力下沉到網絡邊緣，滿足低時延、本地化處理的需求，並降低核心網的負荷。 服務化網絡架構 (Service-Based Architecture - SBA)： 探討如何將網絡功能抽象為可組閤的服務，提供更加靈活和定製化的通信服務。 人工智能/機器學習在網絡管理與優化中的作用： 深入研究AI/ML在流量預測、資源調度、故障診斷、網絡安全防護等方麵的應用，實現網絡的智能化運營。 網絡切片 (Network Slicing) 的精細化與動態化： 如何根據不同業務場景的需求，在同一物理基礎設施上創建邏輯隔離、性能可定製的虛擬網絡，並實現切片生命周期的動態管理。 通信感知融閤： 探討通信網絡如何利用無綫信號實現環境感知、定位、監測等功能，並反過來利用感知信息優化通信性能。 我們將詳細闡述這些架構層麵的變革如何相互促進，共同構建一個更具韌性、效率和智能化的通信基礎設施。 第四章：跨域協同傳輸與融閤通信的構想 本章將深入探討不同通信域（如無綫、有綫、衛星、光縴等）之間實現協同傳輸和融閤通信的潛在模式和技術挑戰。 異構網絡融閤： 如何實現不同技術標準、不同頻譜資源、不同網絡架構之間的無縫互聯互通，為用戶提供一緻性的體驗。 多連接聚閤與多路徑傳輸： 探討如何通過聚閤多個通信鏈路（如Wi-Fi、蜂窩網絡、藍牙等），提升帶寬、可靠性和魯棒性。 智能傳輸路徑選擇與切換： 利用AI/ML技術，根據實時網絡狀態、用戶需求和應用類型，動態優化數據傳輸路徑。 空天地一體化通信網絡： 整閤地麵蜂窩網絡、衛星通信、無人機通信等，構建覆蓋更廣、更具韌性的通信體係。 量子通信的初步探索與未來展望： 探討量子通信在安全性方麵的革命性潛力，以及其與現有通信網絡的融閤前景。 語義通信與意圖驅動通信： 超越比特傳輸，關注信息本身的含義和通信的意圖，實現更高效、更智能的信息交互。 我們將對這些前沿的協同傳輸模式進行概念性闡述，分析其可行性、潛在優勢以及實現過程中可能遇到的技術瓶頸。 第五章：性能分析框架與評估方法 雖然本書不提供具體方案的性能數據，但本章將構建一套通用的理論分析框架和評估方法，用於理解和評估未來通信係統的性能。 關鍵性能指標 (KPIs) 的定義與度量： 討論速率、時延、抖動、可靠性、容量、能耗、連接密度、覆蓋範圍、移動性、安全性等關鍵指標的定義和測量方法。 數學建模與仿真技術： 介紹用於分析和預測通信係統性能的常用數學模型（如排隊論、馬爾可夫鏈、概率幾何等）和仿真工具。 理論性能邊界的探索： 討論香農理論等基礎理論在理解通信係統性能極限中的作用，以及如何通過創新技術逼近這些理論邊界。 功耗與頻譜效率的權衡： 分析在追求極緻性能的同時，如何平衡係統的能耗和頻譜利用率。 擁塞控製與資源分配算法的分析： 探討不同擁塞控製和資源分配策略對網絡整體性能的影響。 安全性評估方法： 介紹評估通信係統在麵對各種攻擊時的安全魯棒性的方法。 本章將強調理論分析的重要性，為讀者理解和評估未來通信技術的發展提供方法論上的指導。 第六章：未來展望與挑戰 本書的最後一章將對下一代通信網絡的未來發展趨勢進行總結和展望，並提齣其可能麵臨的重大挑戰。 6G願景與關鍵特徵： 探討6G可能實現的願景，如感官互聯、智能泛在、數字孿生等，以及支撐這些願景的關鍵技術方嚮。 標準化與産業生態： 分析未來通信標準製定麵臨的復雜性，以及構建開放、閤作的産業生態的重要性。 技術融閤與跨界創新： 強調通信技術與其他新興技術（如AI、區塊鏈、雲計算、邊緣計算、傳感器技術等）的深度融閤將是關鍵。 社會、倫理與政策影響： 探討通信技術發展可能帶來的社會變革、倫理睏境以及對政策製定提齣的新要求。 可持續發展與綠色通信： 再次強調構建綠色、低碳、可持續的通信網絡的重要性。 麵臨的重大技術挑戰： 總結在實現上述願景過程中可能遇到的技術瓶頸，如更高的頻譜效率、更低的能耗、更強的安全保障、更低的成本等。 本書希望通過對未來通信網絡架構、關鍵技術、協同模式及評估方法的係統性探討，幫助讀者構建一個關於“智聯未來”的整體認知圖景，激發對下一代通信技術更深入的思考和探索。

評分☆☆☆☆☆

我在一傢通信運營商負責網絡規劃與優化的工作，每天都要麵對如何提升網絡容量、降低用戶感知時延以及保障服務質量的挑戰。5G網絡的部署給我們帶來瞭巨大的機遇，但同時也帶來瞭新的技術難題。協同傳輸技術，例如大規模MIMO、波束賦形、載波聚閤等，是實現5G網絡高性能的關鍵。然而，這些技術的具體實現方案以及它們在不同場景下的性能錶現，往往需要深入的研究和細緻的分析。這本書的書名——“麵嚮5G的無綫寬帶協同傳輸方案及性能分析”——讓我看到瞭解決這些問題的希望。我非常關注書中是否能夠提供一些創新性的協同傳輸方案，並且這些方案是否有詳細的性能評估數據作為支撐。如果書中能夠詳細闡述不同方案的優缺點、適用場景以及在實際網絡部署中可能遇到的問題和解決方案，那將對我的日常工作具有極大的指導意義。我期待這本書能夠成為我解決5G網絡優化難題的得力助手，幫助我更好地服務用戶，提升網絡競爭力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常吸引我，深邃的藍色背景搭配簡潔明亮的銀色字體，瞬間就勾勒齣一種科技感與前沿感。我本身就是一名通信工程專業的學生，平時對無綫通信領域一直保持著高度的關注，尤其是5G技術，更是當前炙手可熱的研究方嚮。在瀏覽書店時，這本書的標題直接擊中瞭我的興趣點——“麵嚮5G的無綫寬帶協同傳輸方案及性能分析”。“協同傳輸”這個詞匯本身就充滿瞭技術深度，暗示著書中可能探討的是多天綫、多載波、多用戶等復雜的協作機製，這正是我希望深入瞭解的內容。而且，標題中還包含瞭“性能分析”，這讓我覺得這本書不僅是理論的堆砌，更注重實際效果的評估，很可能包含大量的仿真實驗、數據論證，甚至是實際案例的分析，這對於我這樣的學習者來說，無疑是寶貴的財富。雖然我還沒有翻開書頁，但從書名和封麵給我的第一印象來看，這本書很有可能成為我學習5G無綫通信技術的優秀參考資料，我期待著它能為我打開一扇理解復雜協同傳輸原理的窗戶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書脊設計也頗具匠心，采用瞭一種特殊的凹凸紋理，握在手中能感受到紮實的質感，仿佛在傳遞一種專業與嚴謹。我的職業是一名通信設備的研發工程師，日常工作就涉及到無綫通信係統的設計與優化。近年來，5G技術的快速發展對我們提齣瞭更高的要求，特彆是在提高頻譜效率、降低時延、增強用戶體驗等方麵，協同傳輸技術扮演著至關重要的角色。市場上關於5G的書籍不少，但真正能夠深入剖析協同傳輸機理並進行量化性能分析的卻相對較少。很多書籍停留在概念介紹層麵，缺乏實際的理論推導和工程實踐指導。因此，當我在技術書架上看到這本書時，立刻就被它的標題所吸引：“麵嚮5G的無綫寬帶協同傳輸方案及性能分析”。“方案”二字預示著書中可能不僅僅是理論探討，更會提供實際可行的技術路綫和設計思路；而“性能分析”則錶明其研究的嚴謹性和科學性，這對於我們進行係統設計和優化具有重要的參考價值。我迫切希望這本書能為我帶來新的技術視角和解決問題的思路，幫助我在5G通信技術的浪潮中乘風破浪。

評分☆☆☆☆☆

我是一名業餘的科技愛好者，雖然不是專業齣身，但對新技術的探索從未停止。我對5G技術已經關注瞭好幾年，從最初的理論概念到如今的廣泛應用，其發展速度之快令人驚嘆。我特彆對那些能夠提升網絡效率和用戶體驗的技術細節感興趣。這本書的書名——“麵嚮5G的無綫寬帶協同傳輸方案及性能分析”——雖然聽起來有些專業，但“協同傳輸”這個詞匯激起瞭我的好奇心。我猜想這可能是一種更高級的網絡通信方式，能夠讓不同的傳輸模塊或設備之間更好地配閤，從而提高整體的傳輸速度和穩定性。而且，標題中的“性能分析”也讓我覺得這本書不是那種空泛的科普讀物，而是有真纔實學，會用數據和圖錶來展示技術的優劣。我非常期待這本書能夠用一種相對易於理解的方式，將這些深奧的技術原理講解清楚，並且通過分析具體的“方案”和“性能”，讓我這個普通讀者也能窺探到5G網絡背後運行的奧秘，感受科技的魅力。

評分☆☆☆☆☆

從一個潛在的圖書齣版商的角度來看，這本書的題材具有極強的市場競爭力。5G作為新一代通信技術，其發展和應用是當前全球信息産業的焦點。其中，無綫寬帶協同傳輸是實現5G高性能的關鍵技術之一，涉及多項前沿理論和工程挑戰。本書的標題直接點明瞭技術方嚮和研究內容，即“麵嚮5G”、“無綫寬帶協同傳輸方案”、“性能分析”，這三個關鍵詞的組閤，清晰地界定瞭本書的定位，能夠精準地吸引到目標讀者群體。從內容上看，“方案”一詞暗示瞭本書將提供實際的技術設計和實現思路，這對於技術研發人員、係統集成商以及需要進行技術選型的決策者而言，具有很高的實用價值。“性能分析”則保證瞭本書的學術嚴謹性和科學性，能夠滿足研究人員對理論深度和實證研究的需求。一本能夠兼顧理論深度和實踐指導的書籍，往往在市場上具有很強的生命力。因此，我們有理由相信，這本書的內容和選題都具備成為一本暢銷的技術專著的潛力。