具體描述
基本信息
書名:移動通信技術(高等學校應用型通信技術係列教材)
定價：29.00元
售價：21.2元,便宜7.8元,摺扣73
作者:李斯偉,賈璐,楊艷著
齣版社：清華大學齣版社
齣版日期：2008-06-01
ISBN：9787302172048
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.499kg
編輯推薦
本書分為上下兩篇，上篇是基礎篇，下篇是係統篇。在基礎篇中，考慮到學生學習的特點，先描述移動通信係統所涉及的無綫通信基礎知識，這部分內容是學習移動通信的基礎。在章末對本教材內容進行導讀，以使讀者對整個教材有初步的瞭解。為瞭認識和理解移動通信，從係統模型齣發，第2章先給齣通用的移動通信係統的模型及各部分的作用，然後介紹移動通信係統涉及的如無綫電波傳播、天綫等無綫信道，移動通信的乾擾與噪聲及移動通信組網技術等內容，從而建立移動通信係統全麵而廣泛的認識基礎。接下來進入係統篇，介紹當今流行的GSM移動通信係統、GPRS移動通信係統、CDMA移動通信係統等典型的移動通信係統。*後介紹第三代移動通信係統。
內容提要
本書對現代移動通信技術進行瞭全麵的介紹，內容豐富且新穎，涵蓋瞭當今移動通信所涉及的基本知識、基本原理和相關技術。全書共分8章，主要內容包括：無綫通信基礎知識，移動通信概論，移動通信信道與天綫，移動通信的噪聲與乾擾，移動通信組網技術，GsM／GPRS／EDGE／CDMA移動通信係統和第三代移動通信係統等。
本書內容翔實、條理清晰、安排靈活，並配有立體圖和實例，突齣應用和工程實踐，可作為應用型本科和高職高專通信技術、電子信息技術、網絡技術及相關專業的教材，也可作為從事移動通信技術與工程的技術人員的學習用書。
目錄
上篇 移動通信基礎篇
章 無綫通信基礎知識
1.1 無綫通信及其相關知識
1.1.1 無綫通信的發展史及無綫通信的概念
1.1.2 無綫通信使用的頻率和波段
1.1.3 無綫通信所涉及的地球大氣層
1.1.4 無綫通信的電波傳播
1.1.5 信號、信噪比、信號強度和頻譜
1.2 無綫通信調製的目的及方法
1.2.1 調製的目的
1.2.2 模擬調製
1.2.3 數字調製
1.2.4 無綫通信調製技術的選擇
1.3 無綫通信係統
1.3.1 無綫通信係統的組成模型
1.3.2 無綫通信係統的分類
1.4 無綫通信網
1.4.1 通信網的概念及構成要素
1.4.2 無綫通信網
1.4.3 現代無綫通信網
1.5 本書內容導讀
1.5.1 本書結構與內容
1.5.2 移動通信課程教學與學習建議
復習思考題
第2章 移動通信概論
2.1 移動通信發展曆史
2.2 移動通信的基本概念
2.2.1 移動通信的定義
2.2.2 移動通信的分類
2.2.3 移動通信的工作頻段
2.3 移動通信的特點
2.4 移動通信的工作方式
2.5 移動通信係統的組成
2.6 移動通信的調製技術
2.6.1 恒定包絡調製方式——MSK調製與GMSK調製
2.6.2 數字調相方式
2.6.3 解調技術在移動通信係統中的應用
2.7 移動通信的主要業務
2.8 移動通信的發展和應用
2.8.1 移動通信的演進
2.8.2 移動通信標準化組織
復習思考題
第3章 移動通信信道與天綫
3.1 認識無綫信道
3.2 無綫電波的傳播方式
3.3 移動通信電波傳播特性
3.3.1 陸地移動通信的地形地物
3.3.2 移動通信電波傳播的主要方式
3.3.3 描述移動通信衰落特徵的物理量
3.4 移動通信信道
3.4.1 移動無綫信道特性描述
3.4.2 移動無綫信道電波傳播的衰落特性
3.5 移動通信天綫
3.5.1 天綫的定義與類型
3.5.2 天綫特性
3.5.3 幾種典型的移動通信天綫
3.5.4 智能天綫及其在移動通信中的應用
3.6 抗衰落技術
3.6.1 概述
3.6.2 分集技術的基本原理
3.6.3 分集技術及其在移動通信中的應用
3.6.4 隱分集與RAKE接收
3.6.5 發送分集
復習思考題
第4章 移動通信的噪聲與乾擾
第5章 移動通信組網技術
下篇 移動通信係統篇
第6章 GSM/GPRS/EDGE移動通信係統
第7章 CDMA移動通信係統
第8章 第三代移動通信係統（3G）
附錄A GSM/CDMA相關知識問答
附錄B 移動通信綜閤練習題
附錄C 愛爾蘭呼損錶
參考文獻
作者介紹
文摘
序言
移動通信技術：穿越時空的無綫脈絡 第一章 穿越時空的無綫脈絡：移動通信的演進與格局 迴溯曆史的長河，人類對無綫通信的探索從未停止。從最初的摩爾斯電碼，到廣播電視的普及，再到如今掌中方寸間連接世界的智能終端，移動通信技術的飛躍式發展，不僅重塑瞭信息傳播的方式，更深刻地改變瞭社會生活的方方麵麵。 1.1 從模擬到數字：無綫通信的每一次蛻變 移動通信的早期，模擬技術占據主導地位。第一代移動通信係統（1G）如大哥大，實現瞭語音的無綫傳輸，但其容量小、易受乾擾、通話質量不高，且通信設備笨重，極大限製瞭其應用範圍。 2G時代的到來，標誌著移動通信邁入瞭數字時代。GSM、CDMA等技術的齣現，不僅提升瞭通話的清晰度和安全性，更催生瞭短信（SMS）等數據業務，讓信息交流變得更加便捷。2.5G和2.75G（GPRS、EDGE）的齣現，則為移動數據通信奠定瞭基礎，雖然速率尚不高，但已能滿足簡單的網頁瀏覽和電子郵件收發。 1.2 速率的飛躍：3G、4G開啓移動互聯網新紀元 第三代移動通信（3G）是移動通信發展史上的一個重要裏程碑。WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等多種製式並存，顯著提升瞭數據傳輸速率，使得視頻通話、移動上網、多媒體消息等富媒體業務成為可能。智能手機的興起，更是將3G的潛力發揮得淋灕盡緻，移動互聯網的大幕就此拉開。 緊隨其後，第四代移動通信（4G），特彆是LTE（Long-Term Evolution）技術的普及，將移動通信的速率提升至一個全新的高度。韆兆級的下載速度，使得高清視頻流、大型遊戲下載、實時視頻會議等對帶寬要求極高的應用成為現實。4G網絡的廣泛覆蓋，徹底改變瞭人們獲取信息、娛樂休閑、社交互動的方式，移動互聯網真正深入到生活的每一個角落。 1.3 擁抱萬物互聯：5G的顛覆性變革 進入21世紀，隨著物聯網、人工智能、大數據等技術的蓬勃發展，對移動通信提齣瞭更高的要求。第五代移動通信（5G）應運而生，它不僅僅是簡單的速率提升，更是一場麵嚮未來的顛覆性變革。5G在速率（eMBB，增強移動寬帶）、時延（uRLLC，超可靠低時延通信）和連接數（mMTC，海量機器類通信）三個維度上實現瞭質的飛躍，為各種新興應用提供瞭強大的技術支撐。 增強移動寬帶 (eMBB)： 5G的峰值速率可達Gbps級彆，是4G的數十倍，能夠輕鬆滿足超高清視頻、VR/AR、雲遊戲等對高帶寬應用的需求，讓沉浸式的體驗成為可能。 超可靠低時延通信 (uRLLC)： 5G的端到端時延可低至毫秒級彆，並能提供極高的可靠性。這為自動駕駛、遠程醫療、工業自動化等對時延和可靠性有極緻要求的場景打開瞭大門，是實現“萬物互聯，智能決定”的關鍵。 海量機器類通信 (mMTC)： 5G能夠支持每平方公裏百萬級彆的設備連接，遠超前幾代通信技術。這使得海量物聯網設備的接入成為現實，為智慧城市、智能傢居、智能農業等領域的發展提供瞭基礎，讓萬物真正實現智能連接和互通。 1.4 移動通信的未來圖景：6G及 beyond 雖然5G尚未完全普及，但業界對6G的探索已經如火如荼。6G將進一步拓展移動通信的能力邊界，有望實現太比特（Tbps）級彆的速率，以及微秒級的時延。它將融閤人工智能、區塊鏈、量子計算等前沿技術，構建一個天地一體、空天地海一體化的泛在智能網絡。6G將不僅僅是通信網絡，更將成為社會數字化、智能化轉型的重要驅動力，賦能更加深遠的變革。 1.5 移動通信技術生態係統：分層與協同 移動通信技術並非孤立存在，而是一個龐大而復雜的生態係統，涵蓋瞭從物理層到應用層的多個環節。 物理層： 這是移動通信的基礎，包括無綫電傳播、調製解調、信道編碼、多址接入等關鍵技術。天綫、射頻前端、基帶處理芯片等硬件設備，是物理層實現的基礎。 網絡層： 負責信息的傳輸和路由，包括核心網（EPC/5GC）、接入網（RAN）等。核心網是網絡的“大腦”，負責用戶的認證、計費、數據轉發等。接入網則連接終端用戶和核心網，如宏基站、微基站、小基站等。 協議層： 定義瞭不同網絡設備之間通信的規則和流程，例如TCP/IP協議棧、SIP協議等。 應用層： 這是用戶直接接觸的層麵，包括各類移動應用、互聯網服務等。 這五個層麵相互協作，共同構成瞭完整的移動通信係統，為用戶提供無縫的通信服務。 1.6 移動通信技術的發展趨勢：綠色、安全、智能 在追求更高性能的同時，移動通信技術的發展也日益注重可持續性和安全性。 綠色通信： 隨著網絡規模的不斷擴大，能耗問題日益突齣。未來的移動通信將更加注重節能降耗，通過優化網絡架構、引入低功耗技術等手段，降低能源消耗。 安全通信： 移動通信網絡的安全性至關重要，關乎用戶隱私和國傢安全。未來的移動通信將更加強調端到端的安全保障，從物理層到應用層，構建多層次的安全防護體係。 智能通信： 人工智能將在未來的移動通信網絡中扮演越來越重要的角色。通過AI對網絡進行智能優化、故障預測、資源調度等，可以提升網絡的運行效率和用戶體驗。 總而言之，移動通信技術的發展史是一部不斷創新、追求極緻的奮鬥史。從最初的語音通信，到如今的萬物互聯，它不僅改變瞭我們溝通交流的方式，更深刻地塑造著現代社會的麵貌，並將繼續引領我們走嚮更加智能、便捷、互聯的未來。 第二章 移動通信技術的基石：無綫電波的奧秘與傳播特性 無綫電波，作為移動通信的核心載體，其獨特的物理特性和傳播規律，深刻地影響著移動通信係統的設計、性能和覆蓋範圍。理解這些奧秘，是掌握移動通信技術的基礎。 2.1 無綫電波的本質：電磁波的另一種形態 無綫電波，本質上是一種電磁波，與可見光、X射綫等同屬電磁波譜的成員。它們由相互垂直的電場和磁場構成，並在空間中以光速傳播。無綫電波的頻率（單位赫茲，Hz）是其最重要的物理參數之一，決定瞭其波長、能量以及在不同介質中的傳播特性。頻率越高，波長越短，攜帶的信息量越大，但穿透能力越弱；頻率越低，波長越長，穿透能力越強，但帶寬有限。 2.2 頻率的劃分與應用：頻譜是寶貴的資源 為瞭更好地利用和管理無綫電波，國際電信聯盟（ITU）將無綫電頻譜劃分為不同的頻段，每個頻段都賦予瞭特定的應用範圍。 低頻段（<300 MHz）： 波長較長，穿透能力強，覆蓋範圍廣，適閤遠距離通信和廣播。例如，FM廣播、AM廣播、短波通信等。 中頻段（300 MHz - 3 GHz）： 介於低頻和高頻之間，兼具一定的穿透能力和較高的帶寬，廣泛應用於移動通信、電視廣播、雷達等。 高頻段（>3 GHz）： 波長較短，帶寬大，傳輸速率高，但穿透能力弱，容易受到障礙物影響。例如，微波通信、衛星通信、毫米波通信（5G和6G中的關鍵頻段）等。 隨著移動通信技術的進步，對頻譜的需求不斷增加，頻譜資源的爭奪也日益激烈。因此，頻譜的有效利用、動態分配以及新頻段的開發，成為移動通信領域持續關注的焦點。 2.3 無綫電波的傳播：一場充滿挑戰的旅程 無綫電波在傳播過程中，並非一帆風順，而是會經曆多種多樣的傳播現象，這些現象直接影響著信號的強度、質量和覆蓋範圍。 自由空間傳播（Free-space Propagation）： 在理想情況下，無綫電波從發射點直綫傳播到接收點，傳播損耗隨距離的平方增加。這是最簡單的一種傳播模型，但在實際環境中很少純粹存在。 反射（Reflection）： 當無綫電波遇到尺寸遠大於其波長的光滑錶麵時，會發生反射。例如，建築物的牆壁、水麵等。反射會導緻信號以不同的角度傳播，有時可能導緻信號疊加或抵消。 衍射（Diffraction）： 當無綫電波遇到尺寸與波長相當或更大的邊緣（如建築物、山丘的尖角）時，會發生衍射，即信號會繞過障礙物的邊緣繼續傳播。衍射是實現城市區域信號覆蓋的重要因素。 散射（Scattering）： 當無綫電波遇到尺寸小於其波長的粗糙錶麵或不均勻介質時，會發生散射，信號嚮各個方嚮傳播。例如，雨滴、霧氣、樹葉等。 穿透（Penetration）： 無綫電波能夠穿過某些介質，但穿透過程中會發生衰減。不同頻率的無綫電波穿透不同介質的能力也不同。例如，低頻無綫電波比高頻無綫電波更容易穿透建築物。 2.4 傳播損耗（Path Loss）：信號衰減的必然性 傳播損耗是指無綫電波在傳播過程中能量的損失，是影響通信質量和覆蓋範圍的最主要因素。傳播損耗的程度取決於多種因素，包括： 距離： 傳播距離越遠，損耗越大，這是最主要的損耗因素。 頻率： 頻率越高，傳播損耗越大。 地形地貌： 山丘、建築物等障礙物會增加傳播損耗。 大氣條件： 雨、雪、霧等天氣會吸收和散射無綫電波，增加損耗。 建築物內部環境： 牆壁、傢具等會衰減信號。 2.5 多徑效應（Multipath Effect）：信號的“雜技錶演” 由於反射、衍射和散射的存在，無綫電信號會沿著多條不同的路徑到達接收機。這些路徑的長度不同，到達時間也不同，導緻接收到的信號是多條信號的疊加。 延遲擴展（Delay Spread）： 不同路徑信號到達接收機的時間差。延遲擴展過大會導緻符號之間的乾擾，即碼間串擾（Intersymbol Interference, ISI），嚴重影響數據傳輸的準確性。 衰落（Fading）： 由於多徑效應，信號在空間中會産生起伏，稱為衰落。衰落分為快衰落（短時間內信號強度劇烈變化）和慢衰落（較長時間內信號強度緩慢變化）。 2.6 應對傳播挑戰：天綫、功率控製與均衡技術 為瞭剋服無綫電波傳播帶來的挑戰，移動通信係統采用瞭多種技術： 天綫技術： 通過優化天綫的設計和布局，可以更好地接收和發射信號，提高信號的定嚮性，減少乾擾。例如，MIMO（多輸入多輸齣）技術，利用多根天綫同時發送和接收信號，可以顯著提升數據傳輸速率和鏈路可靠性。 功率控製： 根據接收信號的強度，動態調整發射功率，以避免乾擾，同時確保信號足夠強以被接收。 均衡技術： 在接收端，通過均衡器來補償多徑效應造成的碼間串擾，恢復原始信號。 分集技術（Diversity）： 利用多個獨立的信道來接收同一信號，降低衰落的影響。例如，空間分集、頻率分集、時間分集等。 糾錯編碼（Error Correction Coding）： 在信號傳輸過程中加入冗餘信息，使接收端能夠檢測和糾正部分傳輸錯誤，提高數據的可靠性。 理解無綫電波的傳播特性，就像繪製一張通信地圖，明確瞭信號的“地形”和“天氣”，纔能更好地規劃通信網絡的“路綫”，設計齣更高效、更可靠的移動通信係統，讓信息穿越時空，連接你我。 第三章 移動通信網絡架構：層層遞進的信號傳輸體係 移動通信網絡是一個精密協作的龐大體係，其架構設計猶如一座層層遞進的樓宇，從用戶終端到核心數據中心，每一個環節都承擔著不可或缺的職責。瞭解其架構，有助於我們理解信號是如何被處理、傳輸和交換的。 3.1 終端設備：信息交互的起點與終點 我們的智能手機、平闆電腦、智能手錶等終端設備，是移動通信網絡的“用戶界麵”。它們承擔著將用戶的聲音、文字、圖像、視頻等信息，通過無綫電波轉換為數字信號，並發送到網絡；同時，也負責接收網絡傳輸來的數字信號，並將其還原成用戶能夠理解和感知的信息。終端設備內部集成瞭射頻模塊、基帶處理器、應用處理器等關鍵部件，是實現無綫通信的“前沿陣地”。 3.2 無綫接入網（Radio Access Network, RAN）：連接終端的“橋梁” 無綫接入網是連接終端設備與核心網絡的“橋梁”，也是信號“上傳”和“下載”的必經之路。它主要由基站（Base Station）組成，基站又可以細分為： 基帶單元（Baseband Unit, BBU）： 負責對數字信號進行調製解調、信道編碼、解碼等基帶信號處理。 射頻單元（Radio Frequency Unit, RRU）： 負責將數字信號轉換為模擬射頻信號進行發射，或將接收到的模擬射頻信號轉換迴數字信號。RRU通常部署在塔頂或燈杆上，靠近天綫，以減少射頻信號的傳輸損耗。 天綫（Antenna）： 負責將射頻信號以電磁波的形式發射齣去，或接收空間中的電磁波。 在4G和5G網絡中，RAN的架構發生瞭重要變化。例如，5G的CUPS（Control and User Plane Separation）架構，將控製信令和用戶數據流分離，使得用戶麵功能（如數據轉發）可以部署在更靠近用戶的邊緣，從而降低時延，支持更多邊緣計算應用。 3.3 核心網（Core Network）：網絡的“大腦”與“心髒” 核心網是整個移動通信網絡的“大腦”和“心髒”，它負責網絡的整體管理、用戶管理、業務路由、數據存儲等關鍵功能。不同代際的移動通信技術，其核心網的架構也有所不同。 2G/3G核心網（如CSCF、SGSN、GGSN、MSC等）： 2G和3G網絡的核心網架構相對較為復雜和獨立，語音業務和數據業務往往通過不同的網元進行處理。 4G核心網（EPC, Evolved Packet Core）： 4G引入瞭全IP化的核心網，極大地簡化瞭網絡架構，提高瞭數據傳輸效率。EPC主要包括MME（移動性管理實體）、SGW（服務網關）、PGW（分組數據網絡網關）等網元。 5G核心網（5GC）： 5G核心網是雲原生架構，采用微服務設計，更加靈活、可擴展和智能化。5GC的主要網元包括AMF（接入和移動性管理功能）、SMF（會話管理功能）、UPF（用戶麵功能）等。5GC的開放性和服務化設計，為網絡切片、邊緣計算等創新應用提供瞭強大的支持。 3.4 網絡切片（Network Slicing）：為不同業務量身定製的“專屬通道” 網絡切片是5G技術的一項革命性創新。它允許運營商在同一物理網絡基礎設施上，創建多個邏輯上獨立的虛擬網絡。每個網絡切片都可以根據特定的業務需求，定製不同的網絡能力，例如： 增強移動寬帶（eMBB）切片： 為高清視頻、VR/AR等大帶寬業務提供支持。 超可靠低時延（uRLLC）切片： 為自動駕駛、遠程手術等對時延和可靠性要求極高的業務提供保障。 海量機器類通信（mMTC）切片： 為物聯網設備的大規模連接提供支持。 網絡切片能夠實現資源的精細化分配和優化，滿足不同行業、不同應用場景的差異化需求，為各行各業的數字化轉型提供強大的賦能。 3.5 骨乾網（Backbone Network）：信息高速公路的“主乾道” 在核心網之後，還有更為龐大的骨乾網，它連接著不同的地區、國傢甚至全球。骨乾網通常采用光縴傳輸，具有極高的傳輸速率和容量，是信息高速公路的“主乾道”。互聯網（Internet）就是由全球骨乾網互聯互通形成的。 3.6 支撐係統：網絡運行的“幕後英雄” 除瞭上述核心功能實體，移動通信網絡還需要一係列強大的支撐係統來保證其穩定、高效地運行： 運營支撐係統（OSS）： 負責網絡的日常維護、故障管理、性能監測、資源管理等。 業務支撐係統（BSS）： 負責用戶管理、計費、賬單、客服等業務流程。 數據中心（Data Center）： 存儲和處理大量的用戶數據、業務數據以及網絡運行數據。 雲平颱（Cloud Platform）： 為網絡功能提供靈活的部署和運行環境，特彆是在5G雲原生架構中扮演核心角色。 移動通信網絡架構的不斷演進，是技術進步和社會需求的必然結果。從簡單的點對點通信，到如今支撐萬物互聯的復雜體係，每一層架構的優化和創新，都在為我們創造一個更加高效、智能、互聯的數字世界。 第四章 移動通信的關鍵技術：從編碼到智能優化 移動通信技術的強大，離不開一係列底層關鍵技術的支撐。這些技術如同精密的齒輪，相互配閤，共同驅動著信號的高效、可靠傳輸，並不斷突破性能的極限。 4.1 信道編碼與解碼：為信號保駕護航 無綫信道復雜多變，信號在傳輸過程中不可避免地會受到噪聲和乾擾，導緻錯誤。信道編碼技術如同給信號增加瞭“保險”，在發送端對原始數據進行編碼，加入冗餘信息，使得接收端在解碼時，能夠檢測甚至糾正傳輸過程中産生的錯誤。 綫性分組碼（Linear Block Codes）： 如漢明碼（Hamming Code）、BCH碼等，將k位信息碼元編碼成n位碼字，具有較好的糾錯性能，但編碼效率相對較低。 捲積碼（Convolutional Codes）： 將信息碼元進行滑動編碼，具有較好的糾錯性能，但解碼復雜度較高。 Turbo碼： 20世紀90年代提齣的革命性編碼技術，其糾錯性能非常接近香農極限，極大地提升瞭通信係統的性能，廣泛應用於3G和4G係統。 LDPC碼（Low-Density Parity-Check Code）： 另一種高性能的現代編碼技術，在5G係統中得到瞭廣泛應用，尤其是在高速數據傳輸方麵錶現齣色。 4.2 調製與解調：信息與載波的“舞蹈” 調製（Modulation）是將原始數字信息（如0和1）“嫁接”到高頻載波上的過程，使其能夠通過無綫信道傳輸。解調（Demodulation）則是接收端將載波上的信息“剝離”齣來，恢復成原始數字信息的過程。 幅度調製（Amplitude Modulation, AM）： 改變載波的幅度來攜帶信息。 頻率調製（Frequency Modulation, FM）： 改變載波的頻率來攜帶信息。 相位調製（Phase Modulation, PM）： 改變載波的相位來攜帶信息。 正交幅度調製（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）： 結閤瞭幅度和相位的變化來攜帶信息，能夠在一個符號中傳輸多個比特，從而提高傳輸效率。例如，64QAM、256QAM等，是4G和5G係統中常用的高效調製方式。 4.3 多址接入技術：允許多個用戶共享通道 在一個基站覆蓋範圍內，往往有大量的用戶同時接入網絡。多址接入技術（Multiple Access）允許多個用戶共享同一頻率資源，實現“一人一個頻道”，避免相互乾擾。 頻分多址（Frequency Division Multiple Access, FDMA）： 將整個頻段劃分為多個獨立的子信道，每個用戶分配一個子信道。 時分多址（Time Division Multiple Access, TDMA）： 將時間劃分為多個時隙，每個用戶在自己的時隙內發送和接收數據。 碼分多址（Code Division Multiple Access, CDMA）： 為每個用戶分配一個唯一的僞隨機碼，用戶在同一時間和同一頻率上發送數據，通過解碼不同用戶的僞隨機碼來區分用戶。 正交頻分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA）： 4G和5G係統中廣泛應用的技術。它將整個頻段劃分為大量的正交子載波，每個用戶可以占用其中一部分子載波。OFDMA能夠有效地對抗頻率選擇性衰落，提高頻譜利用率，並具有良好的靈活性。 4.4 MIMO技術：多根天綫的“協奏麯” MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術，即多輸入多輸齣技術，是提升移動通信係統容量和可靠性的關鍵技術之一。它利用多個發射天綫和多個接收天綫，通過在空間域上進行信號編碼和解碼，來實現： 空間復用（Spatial Multiplexing）： 在不增加額外頻譜資源的情況下，將數據流分成多路，通過多根天綫同時發送，從而成倍提升數據傳輸速率。 分集（Diversity）： 通過多根天綫接收同一信號的不同副本，以抵抗衰落，提高信號的可靠性。 波束成形（Beamforming）： 通過調整各天綫單元的發射相位，將信號能量集中導嚮特定用戶，以提高信號強度，減少乾擾。 4.5 智能天綫與波束成形：精準打擊，高效通信 隨著通信頻率的升高，無綫電波的指嚮性越來越強，這為波束成形技術提供瞭基礎。波束成形技術利用陣列天綫，通過調整各天綫單元的信號相位，將無綫信號能量聚焦在一個特定的方嚮，就像“手電筒”一樣。 固定波束成形： 預先設置好波束方嚮。 動態波束成形： 根據用戶的位置和移動，實時調整波束方嚮，實現對用戶的精準覆蓋和跟蹤。 波束成形技術能夠顯著提高信號強度，減少小區間的乾擾，提升頻譜效率，是5G高頻段通信不可或缺的技術。 4.6 軟件定義網絡（SDN）與網絡功能虛擬化（NFV）：靈活、高效的網絡運營 SDN（Software Defined Networking）： 將網絡控製平麵與數據轉發平麵分離。控製邏輯集中在控製器中，可以實現對網絡的集中管理和靈活控製，方便策略的下發和網絡的快速部署。 NFV（Network Functions Virtualization）： 將傳統的硬件式網絡功能（如路由器、防火牆）轉化為軟件，運行在通用服務器上。這大大降低瞭硬件成本，提高瞭網絡部署的靈活性和可擴展性。 SDN和NFV的結閤，為5G核心網的雲原生架構奠定瞭基礎，使得網絡能夠更加靈活、敏捷地適應不斷變化的需求。 4.7 人工智能（AI）在移動通信中的應用：邁嚮智能通信 人工智能正逐漸滲透到移動通信的方方麵麵，從網絡優化到用戶體驗提升。 網絡優化： AI可以分析海量網絡數據，預測網絡擁塞，智能調度資源，優化基站覆蓋，提高網絡效率和穩定性。 故障預測與診斷： AI可以提前預警潛在的網絡故障，並快速定位問題根源，減少通信中斷。 智能用戶體驗： AI可以根據用戶的行為習慣和需求，提供個性化的服務，例如智能推薦、優化網絡連接等。 安全防護： AI可以實時監測網絡流量，識彆異常行為，抵禦網絡攻擊。 這些關鍵技術的不斷演進和創新，共同構築瞭移動通信技術堅實的基石，為我們享受更快速、更可靠、更智能的通信服務提供瞭強有力的保障。 第五章 移動通信的應用場景：連接世界，賦能未來 移動通信技術早已超越瞭最初的語音通話範疇，它正以驚人的速度滲透到我們生活的各個角落，成為社會數字化、智能化轉型的強大驅動力。 5.1 個人通信的革新：從語音到全媒體 高清語音與視頻通話： 4G和5G的高速率、低時延，使得高質量的語音和視頻通話成為常態，拉近瞭人與人之間的距離。 社交媒體與內容分享： 移動互聯網的普及，催生瞭微信、微博、抖音等社交平颱，人們可以隨時隨地分享生活、獲取信息、進行互動。 移動辦公與遠程協作： 隨時隨地接入網絡，使得遠程辦公、在綫會議、雲端協作成為可能，大大提升瞭工作效率。 移動支付與電子商務： 手機成為支付工具，購物、繳費、理財等金融服務觸手可及，極大地方便瞭人們的日常生活。 在綫教育與學習： 各種在綫學習平颱、慕課（MOOC）等，打破瞭時間和空間的限製，讓學習更加便捷和個性化。 5.2 産業互聯網的崛起：賦能韆行百業 移動通信技術，特彆是5G，正在深刻地改變傳統産業的麵貌，催生“産業互聯網”的新業態。 智能製造： 5G的低時延和高可靠性，使得工業機器人、自動化生産綫、遠程設備監控等成為可能，實現生産過程的智能化和柔性化。例如，工廠內的AGV（自動導引運輸車）可以實時接收指令，精準執行搬運任務。 智慧醫療： 遠程手術、遠程診斷、移動監護等應用，將優質醫療資源延伸到基層和偏遠地區，提升瞭醫療服務的可及性和效率。通過5G網絡，醫生可以實時操控遠端的醫療設備進行手術。 智慧交通： 車聯網（V2X）技術，通過5G網絡實現車與車、車與路、車與雲之間的通信，支持自動駕駛、智能交通信號控製、車輛故障預警等，提升交通安全性和效率。 智慧能源： 智能電網的建設，利用5G網絡實現對電力設備的實時監控和調度，優化能源分配，提高能源利用效率。 智慧農業： 物聯網設備和5G網絡結閤，實現農田環境監測、精準灌溉、病蟲害預警等，提高農業生産的精細化和智能化水平。 5.3 智慧城市的構建：連接與智能的城市生活 移動通信技術是智慧城市建設的重要基礎設施，它能夠連接城市中的各類感知設備、信息係統和公共服務，實現城市管理的智能化和精細化。 智能安防： 高清視頻監控、人臉識彆、無人機巡檢等，提升城市的安全管理水平。 智能交通管理： 實時交通流量監測、信號優化、停車誘導等，緩解城市交通擁堵。 環境監測與治理： 空氣質量監測、水質監測、垃圾分類管理等，助力城市的可持續發展。 公共服務： 智慧政務、智慧醫療、智慧教育等，提升市民的辦事效率和生活品質。 智慧能源管理： 智能抄錶、需求側響應等，優化能源的生産和消費。 5.4 沉浸式體驗的未來：VR/AR與元宇宙 5G的超高帶寬和超低時延，為虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術提供瞭強大的支撐，將我們帶入全新的沉浸式體驗時代。 VR/AR遊戲與娛樂： 更逼真、更具互動性的遊戲體驗，以及身臨其境的虛擬旅遊、演唱會等。 VR/AR在教育培訓中的應用： 通過虛擬場景進行實訓，例如飛行員模擬訓練、外科手術模擬等。 AR在工業領域的應用： 遠程指導、設備維護、産品展示等，提高工作效率和準確性。 元宇宙（Metaverse）： 移動通信技術是構建元宇宙的基石，它將虛擬世界與現實世界更加緊密地連接，為社交、工作、娛樂等提供全新的交互空間。 5.5 物聯網（IoT）：萬物互聯的宏大願景 移動通信技術，特彆是5G的mMTC特性，為物聯網的實現提供瞭強大的網絡連接能力。 智能傢居： 智能傢電、智能照明、安防係統等，實現傢庭生活的智能化和便捷化。 可穿戴設備： 智能手錶、健康監測設備等，實時監測用戶健康數據，並與醫療係統連接。 智慧城市基礎設施： 智能路燈、智能井蓋、環境傳感器等，實現城市基礎設施的精細化管理。 工業物聯網（IIoT）： 對工業設備的遠程監控、預測性維護、生産過程優化等，提高工業生産效率。 從個人通信到産業升級，從城市管理到虛擬現實，移動通信技術的影響力無處不在。隨著技術的不斷發展，我們有理由相信，移動通信將繼續連接世界，賦能未來，創造一個更加智能、便捷、美好的數字生活。
