5G与未来无线通信系统：回传和前传网络揭秘 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[葡] 卡齐·默罕默德·塞杜·哈克 著，丁雨明 译

图书标签:

• 5G
• 无线通信
• 回传网络
• 前传网络
• 无线系统
• 通信技术
• 网络架构
• 移动通信
• 5G技术
• 网络工程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111580324

版次：1

商品编码：12237641

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸

页数：173

内容简介

本书将未来移动通信系统（比如5G）中智能回传/前传研究领域里的相关人士汇聚一堂，阐述了学术上和工业上的理论与实际的技术挑战，以及新的研究成果。除此之外，本书还对不同种类的回传/前传技术和拓扑结构进行了综合性的分析，讨论了已经可行的回传/前传的拓扑结构，阐释了部署未来智能/高效回传/前传基础设施在结构、技术和商业观点上的全部需求，并展示了实际生活中的应用案例。至于标准化的实施问题，本书由众多领域的具体主题组成，章节的安排从概览到特定的专题，由浅入深，结构严谨。

目录

前言
致谢
1引言：通信挑战
1.1引言
参考文献
2 5G应用的一种C-RAN（云无线电接入网络）方法
2.1引言
2.2从有线到无线回传/前传技术
2.3基于3GPP（第三代合作伙伴计划）的协调系统架构
2.4 C-RAN的参考架构
2.4.1基于前传的C-RAN的系统架构
2.4.2云资源优化器
2.5基于C-RAN的移动系统的潜在应用
2.5.1 D2D（设备到设备）服务的虚拟化
2.5.2数值分析
2.6结论
参考文献
3具有大量MIMO（多入多出技术）毫米波通讯的回传5G小小区
3.1引言
3.2 5G小小区的现有无线回传解决方案
3.3毫米波和大规模MIMO技术的基础知识
3.3.1 毫米波通信
3.3.2具有大天线阵列的MU-MIMO （多用户多入多出技术）
3.4 毫米波回传：状态和问题研究
3.4.1 LOS（视距）毫米波回传
3.4.2 NLOS （非视距）毫米波回传
3.4.3 5G网络回传的研究挑战
3.5案例研究：基于大规模MIMO的毫米波回传系统
3.5.1系统模型
3.5.2最大化用户速率
3.5.3用户匹配理论
3.5.4数值结果
3.6结论
致谢
参考文献
4云端无线接入网络中的灵活集中式前传
4.1简介
4.2无线电接入网络架构
4.3功能拆分选项
4.4灵活功能拆分的要求
4.4.1拆分A
4.4.2拆分B
4.4.3拆分C
4.4.4拆分D
4.4.5总结和示例
4.5灵活集中网络中的统计复用
4.5.1每个基站的FH数据速率分布
4.5.2中断率
4.5.3聚合链路统计复用
4.6前传和回传技术的融合
4.6.1物理层技术
4.6.2数据/ MAC层（媒体介入控制层）技术
4.6.3网络层技术
4.6.4控制和管理平台
4.7灵活功能拆分的启动器
4.8总结
参考文献
5异构回传技术的分析与优化
5.1引言
5.2回传模型
5.2.1网络模型5.2.2延迟模型
5.2.3成本模型
5.3回传包延迟分析
5.3.1平均回传包延迟
5.3.2延迟限制的成功概率
5.3.3性能评估
5.4回传部署成本分析
5.5回传感知BS关联策略
5.5.1平均网络包延迟
5.5.2 BS（基站）关联策略
5.5.3数值结果
5.6结论
参考文献
6异构网络有服务质量保证的动态增强型小区间干扰协调策略
6.1引言
6.2系统模型和问题陈述
6.2.1网络环境
6.2.2 QoS（服务质量）约束
6.2.3问题陈述
6.3动态干扰协调策略
6.3.1 SMDP（半马尔科夫判定过程）分析
6.3.2具有QoS约束的准入控制
6.3.3联合动态eICIC（增强的小区间干扰协调）和总速率最大化的准入控制
6.3.4联合动态eICIC和比例平衡最大化准入控制
6.4数值结果
6.5结语
参考文献
7联合优化无线电接入和异构蜂窝网络回传的小区选择
7.1简介
7.2系统模型和问题陈述
7.2.1联合RAN / BH容量
7.2.2问题陈述
7.3建议解决方案
7.3.1演进
7.3.2宽松
7.3.3拟议算法的实际实施
7.4模拟结果
7.5结论
参考文献
88.用于高速无线回传的多频段和多信道聚合：挑战和解决方案
8.1简介
8.2无线回传频谱
8.2.1微波带和信道分配
8.2.2毫米波段和使用趋势
8.3多频段和多信道聚合
8.3.1频段和信道聚合概述
8.3.2系统架构
8.3.3子频段聚合和实现
8.3.4频段和信道聚合的完整SDR方法
8.4频谱有效的信道聚合
8.4.1系统概述
8.4.2没有保护带的频域复用
8.4.3数字中频信号的生成与接收
8.4.4高性能OFDM（正交频分复用技术）传输
8.5实践系统实例
8.5.1 CSIRO Ngara（联邦科学与工业研究组织）回传
8.5.2 CSIRO高速E波段系统
8.6结论
参考文献
9云无线电接入网络的安全挑战
9.1引言
9.2 C-RAN架构概述
9.3 C-RAN环境中的入侵攻击
9.3.1入侵攻击的入口
9.3.2入侵检测计数机制的技术挑战
9.3.3内部攻击
9.4针对C-RAN的分布式拒绝服务（DDoS）攻击
9.4.1使用信令扩增的DDoS攻击
9.4.2 移动网络上的外部实体的DDoS攻击
9.4.3 移动网络上的外部受干扰的IP网络的DDoS攻击
9.5结论
参考文献

前言/序言

在移动通信系统中，连接核心到接入网的部分称为“回传”。任何电信网络边缘都需要通过回传连接。回传研究的重要性是由于需要增加数据容量和覆盖面，以满足日益增长的电子设备（智能手机，平板电脑和笔记本电脑）的数量，预计到2020年这将达到前所未有的水平。回传预计将在处理大量流量方面发挥关键作用，其处理能力由移动宽带和引入异构网络（HetNets）的严格要求决定。回传技术已经被广泛地用于传统移动系统，但仍然是主导下一代移动系统研究领域的主题;很明显，如果没有适当的回传，任何新的无线电接入网络技术和协议引入的好处都将被遮蔽。
传统上，回传部分将RAN（无线接入网）连接到小区站点中处理基带的网络的其余部分。然而，随着下一代网络的开始，“前传接入”的概念的势头也在增长。未来的技术路线图将把SDN（软件定义网络）和网络虚拟化作为在不同的移动运营商之间分享资源需求的有效手段，从而朝着降低未来网络运营和资本支出的步伐迈进。此外，基带处理将集中化，允许运营商通过协调的资源管理策略完全管理干扰。实际上，3GPP目前正在将C-RAN架构可视化，其中演进的基站通过通信传输连接到C-RAN小区，被称为“前传网络”。传统上，光纤技术用于基站的部署;然而，这伴随着固有的局限性，包括许多小型站点的成本和缺乏可用性。这为无线电解决方案提供了动力，这些无线电解决方案可以在前传接入中处理大量的流量，从而引发整个研究界寻找光纤的替代品和高级解决方案。
目前在回传和前传技术方面的工作是分散的，还处于起步阶段。为下一代网络提供现代化的通信方式，这就是5G，开发具体的解决方案仍然有很多路。本书旨在第一个将5G网络的前传和回传接入相关的讨论整合在一起。我们的目标是讨论通信基础设施的这些关键部分，并提供所有通信基础设施开始的视角，以及LTE / LTE-A网络方面和5G未来挑战的视角。此外，本书还介绍了不同类型的回传/前传技术的综合分析，同时引入了创新的协议架构。
在编写本书时，编辑们借鉴了它们在国际研究方面的丰富经验，并在通信传输研究领域和标准化方面处于领先地位。这本书旨在成为第一个公开谈论下一代通信传输，希望可以作为一个有用的参考，不仅是研究生更多地了解这个不断发展的领域，而且也是刺激移动通信研究人员在这个领域进一步采取创新步伐，并成为它们在5G舞台的遗产。
kazi mohammed saidul huqJonathan rodriguez葡萄牙阿维罗电信研究所?

《5G与未来无线通信系统：回传和前传网络揭秘》 内容简介 本书深入剖析了第五代移动通信（5G）技术的核心——回传（Backhaul）与前传（Fronthaul）网络。在5G时代，移动通信网络面临着前所未有的挑战：更高的带宽需求、更低的延迟要求、海量连接的支持以及日益增长的数据流量。这些挑战的根本解决之道，正是隐藏在基站背后、支撑整个无线接入网（RAN）运作的回传和前传网络的革新。本书旨在为读者全面揭示这两大关键网络在5G架构中的演进、设计原则、关键技术、面临的挑战以及未来的发展趋势，为理解和构建下一代通信基础设施提供坚实的基础。 第一章 5G 网络架构的变革与回传前传的重要性 本章首先概述了5G相较于前几代移动通信技术的显著进步，包括速率、时延、连接密度等方面的飞跃。在此基础上，重点阐述了5G网络架构的根本性变化，特别是从传统的集中式架构向更灵活、分布式、服务化架构的演进。我们将深入探讨云化无线接入网（Cloud-RAN/vRAN）、网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）等关键技术如何重塑5G网络。 在此背景下，回传和前传网络的重要性被提炼出来。我们将解释它们在整个5G系统中的关键作用：前传网络负责连接无线基站的射频单元（RU）和基带处理单元（BBU），而回传网络则负责将BBU处理后的数据传输到核心网。5G对带宽、时延和同步性的极高要求，直接对回传和前传网络的容量、性能和可靠性提出了严峻考验。我们将通过一系列图示和实例，清晰地展示如果回传和前传网络无法满足5G的需求，整个5G网络将寸步难行，无法实现其预期性能。本章将为读者建立起一个清晰的认知框架：理解5G的先进特性，必须首先掌握其承载网络——回传和前传的演进与部署。 第二章 5G 前传网络的技术演进与挑战 本章将聚焦于5G前传网络的具体技术细节。我们将详细介绍5G前传网络与前几代技术（如4G LTE）在连接模式上的区别，特别是5G BBU与RU的解耦（Split BBU）带来的前传流量激增和对带宽的需求。 前传接口与协议： 我们将深入探讨当前主流的5G前传接口，如eCPRI（evolved Common Public Radio Interface）和RoE（Radio over Ethernet）。详细解析eCPRI的报文格式、功能以及其在承载基带IQ数据、控制信令和管理信息方面的作用。同时，也将分析RoE如何利用以太网承载前传流量，以及其在成本效益和灵活性方面的优势。 带宽需求分析： 基于5G NR（New Radio）的各种场景（如eMBB、mMTC、URLLC）以及不同的部署模式（如集中式、分布式），我们量化分析不同场景下对前传带宽的严格要求。例如，高频段Massive MIMO天线的部署将产生巨大的IQ数据量，对前传带宽提出指数级增长的需求。 时延与抖动要求： 5G URLLC（超可靠低时延通信）场景对前传网络的时延和抖动有极高的要求，甚至需要微秒级的精度。本章将分析这些严苛要求对前传设备和传输介质的挑战，以及如何通过优化协议、调度算法和硬件设计来满足这些需求。 前传组网方式： 探讨5G前传网络常见的组网拓扑，如点对点、点对多点、星型、环型等。分析各种组网方式的优缺点，以及在不同部署场景下的适用性，例如在城区、郊区和农村地区的网络覆盖策略。 面临的挑战： 总结5G前传网络部署面临的主要挑战，包括： 容量瓶颈： 如何在高密度区域提供充足的带宽。 成本控制： 如何在满足性能需求的同时降低部署和运维成本。 同步性保障： 如何实现精准的时间同步，这对波束赋形和干扰协调至关重要。 可扩展性： 如何设计能够支持未来技术演进的前传网络。 现有基础设施的兼容与升级： 如何利用现有光纤资源，并规划升级路径。 第三章 5G 回传网络的技术演进与关键技术 本章将深入研究5G回传网络的设计和实现。回传网络是连接基站（或BBU）与核心网（Core Network）的“大动脉”，其性能直接决定了5G网络的整体吞吐量和用户体验。 回传流量特征： 分析5G回传流量与前几代技术的差异，包括更高的用户速率、更大的单用户吞吐量、更复杂的业务类型（如高清视频、VR/AR）。 回传承载技术： 光纤回传： 详细介绍光纤作为5G回传首选介质的优势，包括高带宽、低损耗、抗干扰能力强。探讨各种光纤部署方案，如GPON、XG-PON、10GPON等，以及其在满足不同场景下带宽需求时的适用性。 微波回传： 介绍微波回传在某些难以部署光纤场景下的作用。分析不同频段（如E波段）的微波技术在5G回传中的应用，包括其带宽、容量、部署灵活性以及在恶劣天气下的性能考量。 卫星回传： 探讨卫星通信在偏远地区或应急通信场景下的回传应用，并分析其在带宽和时延方面的局限性。 IP/MPLS与SDN在回传中的应用： IP/MPLS： 详细解析IP/MPLS（Internet Protocol/Multiprotocol Label Switching）技术如何在5G回传网络中实现高效的数据转发、流量工程和QoS（Quality of Service）保障。 SDN（Software Defined Networking）： 阐述SDN如何通过集中控制和可编程性，为5G回传网络带来更高的灵活性、自动化和智能管理能力。分析SDN控制器如何管理网络流量、优化路径选择以及快速响应网络故障。 回传网络的服务质量（QoS）保障： 深入探讨如何通过QoS技术，如优先级队列、差分服务（DiffServ）、资源预留（RSVP）等，来保证不同业务（如语音、视频、数据）在回传网络中的服务质量，特别是满足URLLC场景下的超低时延需求。 回传网络的可靠性与冗余设计： 分析回传网络作为关键基础设施，对可靠性的高要求。介绍常用的冗余技术，如链路聚合（Link Aggregation）、环网保护（Ring Protection）、双归属（Dual Homing）等，以及它们在提高网络可用性方面的作用。 面临的挑战： 梳理5G回传网络部署面临的挑战： 带宽爆炸性增长： 如何应对数据流量的指数级增长。 时延敏感业务： 如何在远距离传输中满足低时延要求。 成本效益： 如何在满足性能需求的同时控制建设和运维成本。 网络切片支撑： 如何为不同的网络切片提供独立且隔离的回传服务。 与核心网的协同： 如何实现回传与核心网的无缝对接和优化。 第四章 5G 回传与前传网络的融合与协同 本章将探讨回传与前传网络之间的融合趋势以及它们如何协同工作，共同支撑5G网络的稳定运行。 BBU部署模式的影响： 深入分析不同BBU部署模式（如集中式BBU、分布式BBU、CU/DU分离）对回传和前传网络设计的影响。例如，CU/DU（Centralized Unit/Distributed Unit）分离的出现，使得原有的前传和回传的边界变得更加模糊，需要更精细化的网络划分和管理。 网络切片在回传前传中的体现： 探讨网络切片如何延伸到回传和前传网络。分析如何为不同的网络切片（如eMBB切片、URLLC切片、mMTC切片）在回传前传网络中分配独立的逻辑资源、提供不同的QoS保障和安全隔离。 回传前传一体化解决方案： 介绍业界正在探索的回传前传一体化解决方案，例如基于统一的光网络平台、统一的传输管理系统等。分析这些一体化方案如何简化网络部署、降低运维复杂性，并提升网络整体效率。 同步性在回传前传中的联动： 强调时间同步在5G网络中的极端重要性，并分析回传和前传网络如何在同步性方面相互配合。例如，前传网络的高精度同步要求需要回传网络提供稳定的时钟源，并协同实现端到端的时钟分配。 面向未来的演进： 展望回传和前传网络在未来通信技术（如6G）中的发展趋势。例如，AI/ML在回传前传网络中的应用，如智能流量调度、故障预测与自愈；以及与边缘计算的深度融合，进一步优化网络性能和用户体验。 第五章 5G 回传与前传网络的部署实践与案例分析 本章将结合实际部署情况，为读者提供更直观的理解。 运营商部署策略： 分析全球主要运营商在5G回传和前传网络部署上的不同策略和经验。例如，不同国家和地区在光纤覆盖、频谱分配、技术选择上的差异，以及由此带来的回传前传网络建设的侧重点。 关键技术供应商的角色： 介绍在5G回传前传领域的主要设备供应商，以及他们提供的解决方案，如光模块、交换机、路由器、传输设备、网络管理系统等。 典型部署场景与挑战： 高密度城区： 分析在人口密集城区，如何通过增加基站密度、部署Massive MIMO天线，以及如何提供超大带宽的回传前传网络。 郊区与农村地区： 探讨在这些区域，如何平衡成本与覆盖，以及如何利用现有基础设施（如光纤到户）来建设回传前传网络。 工业物联网（IIoT）与车联网（V2X）场景： 分析这些对低时延、高可靠性有特殊要求的场景，需要哪些定制化的回传前传网络设计。 面临的实际问题与解决方案： 结合案例，分析在实际部署中可能遇到的问题，例如： 光纤资源不足： 如何通过波分复用（WDM）技术，或与其他通信运营商共享光纤。 老旧设备的升级与改造： 如何在不影响现有业务的情况下，逐步升级回传前传网络。 运维管理的复杂性： 如何通过引入自动化工具和智能化运维平台，降低运维成本。 网络安全防护： 如何在回传前传网络中构建安全防护体系，抵御潜在的网络攻击。 结论与展望 本书最后将总结5G回传和前传网络的核心要点，并对未来的发展进行展望。我们将重申这两大网络是实现5G技术潜力的基石，并指出随着技术的不断进步，未来的回传前传网络将更加智能、灵活、高效和安全。读者在阅读本书后，将能够全面理解5G网络的设计理念，掌握回传和前传网络的关键技术，并对未来无线通信系统的发展趋势有深入的洞察。 本书适合电信运营商、设备制造商、网络规划工程师、系统集成商、科研机构的研究人员以及对5G通信技术有浓厚兴趣的各界人士阅读。通过对本书的学习，读者将能够更深刻地理解5G时代网络架构的演进，并为迎接下一代无线通信技术的挑战做好准备。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，刚拿到《5G与未来无线通信系统：回传和前传网络揭秘》这本书时，我还有些忐忑，担心技术内容会过于晦涩难懂。然而，实际阅读过程却大大超出了我的预期，它以一种令人惊喜的清晰度和逻辑性，将5G通信中至关重要的回传和前传网络展现在我面前。我一直认为，通信技术的进步离不开基础设施的支撑，而回传和前传网络正是5G赖以生存的“生命线”。作者通过详细的图示和案例分析，让我得以窥见这些“看不见”的网络是如何工作的，从基站如何将数据传输到核心网，再到前传网络如何在无线接入网中扮演关键角色。书中对不同技术方案的优缺点、成本效益的权衡，以及未来发展方向的探讨，都非常具有参考价值。我特别赞赏书中关于绿色通信和可持续发展的思考，这不仅是技术层面的要求，更是对未来社会责任的担当。这本书让我对5G的理解不再停留在表面，而是能够看到其背后复杂而精密的运作机制，这无疑是一次令人难忘的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

《5G与未来无线通信系统：回传和前传网络揭秘》这本书，与其说是一本技术科普读物，不如说是一场深入的行业对话。作者在字里行间流露出的对通信网络发展的深刻洞察，让我受益匪浅。书中的内容并非泛泛而谈，而是聚焦于5G时代回传和前传网络的演进，探讨了从传统网络到下一代网络的转型过程中所遇到的关键技术挑战，以及相应的解决方案。我特别关注了书中关于“虚拟化”和“云化”在网络架构中的应用，这对于理解如何构建更灵活、更具成本效益的通信基础设施至关重要。此外，作者对不同频段在5G回传和前传中的作用进行了细致的对比分析，以及对安全性和可靠性保障的深入探讨，都展现了其专业性和前瞻性。这本书的价值在于，它提供了一个宏观的视角，帮助读者理解5G通信的整体生态，并对未来的技术发展趋势形成自己的判断。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开《5G与未来无线通信系统：回传和前传网络揭秘》，我就被它严谨而又引人入胜的叙事风格深深吸引。作为一名对通信网络有一定基础了解的工程师，我一直渴望找到一本能够系统性梳理5G回传和前传技术细节的深度读物，而这本书无疑完美契合了我的需求。作者在技术细节的阐述上毫不含糊，对光纤接入、微波传输、甚至最新的毫米波技术在回传和前传中的应用都进行了详尽的分析，并且对不同方案的优劣势、成本考量以及实际部署的挑战都有独到的见解。我尤其欣赏书中关于网络演进的章节，它不仅描述了当前5G面临的技术瓶颈，更对6G乃至更远期的无线通信发展趋势进行了前瞻性的预测，这对于我制定未来的技术路线图非常有启发。这本书的深度和广度都超出了我的预期，它不仅仅是技术手册，更像是一份对未来通信网络发展蓝图的深度解读，让我对这个行业的未来充满信心和期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是一本宝藏！《5G与未来无线通信系统：回传和前传网络揭秘》以一种非常直观的方式，揭示了5G通信背后的强大支撑——回传和前传网络。我一直以为5G就是基站信号更强、速度更快，但这本书让我明白了，真正支撑起这一切的是那些看不见摸不着的“连接”。作者用了很多生动的比喻，比如把回传网络比作高速公路，把前传网络比作连接各个城市的主要干道，这样一下子就让原本抽象的概念变得形象起来。我学到了很多关于光纤、铜缆、微波这些传输介质的知识，也了解了它们在不同场景下的应用。特别是关于网络时延和带宽的讨论，让我对为什么5G能够支持各种实时应用有了更深刻的理解。这本书的语言通俗易懂，即使是没有技术背景的读者也能轻松理解，但我相信即使是技术专家，也能从中学到不少新鲜的观点。总之，这是一本能够让你真正“看懂”5G的书！

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我最近读过最令人兴奋的技术书籍之一！《5G与未来无线通信系统：回传和前传网络揭秘》简直是一场关于下一代通信技术的知识盛宴。我一直对5G技术充满好奇，但总觉得它离我有点遥远，更多的是停留在新闻报道和概念层面。这本书却以一种非常接地气的方式，深入浅出地剖析了5G的核心技术，特别是它所聚焦的回传和前传网络，这部分内容往往是普通读者容易忽略但又至关重要的部分。作者并没有堆砌枯燥的技术术语，而是通过大量的实例和生动的比喻，将复杂的网络架构和传输原理展现在我眼前。我特别喜欢其中关于网络切片和边缘计算的章节，它让我对未来如何实现低延迟、高可靠性的服务有了更清晰的认识。读完这本书，我感觉自己不再是那个对5G一知半解的旁观者，而是能够开始理解并想象5G如何深刻改变我们的生活，从自动驾驶到虚拟现实，再到更智能化的城市，这本书都为我打开了一扇全新的大门。我强烈推荐给任何对现代通信技术感兴趣的读者，无论你是技术小白还是行业从业者，都能从中获益匪浅。