协作通信及其在LTE-Advanced中的应用 郑侃 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郑侃 著

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• 协作通信
• LTE-Advanced
• 无线通信
• 移动通信
• 通信工程
• 信号处理
• 多输入多输出
• MIMO
• 无线网络
• 5G

店铺： 典则俊雅图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115239365

商品编码：29792977084

包装：平装

出版时间：2010-12-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	协作通信及其在LTE-Advanced中的应用
作者	郑侃
定价	55.00元
ISBN号	9787115239365
出版社	人民邮电出版社
出版日期	212-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：16开	重量：0.481
版次：1	字数：	页码：

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目录

内容提要

本书系统阐述了协作通信技术的基本原理、关键技术及其在LTE-Advanced系统中的应用与性能。本书共分12章：章介绍了协作通信技术的研究和发展历程，第2章介绍了实现协作通信的各种半双工协议，第3章至第9章详细讲述了协作通信系统中的各种关键技术，0章讨论了协作通信技术在目前备受关注的LTE-Advanced系统中的应用，1章、2章介绍了LTE-Advanced协作通信系统的仿真建模与性能评估，以及VoIP业务性能等。 　　本书可供从事下一代移动通信系统研究和开发的工程技术人员参考，也适合高等院校通信和电子信息类相关专业师生阅读。

编辑推荐

受自然科学基金项目“无线通信协同预编码技术研究”及重大专项“IMT-Advanced中继技术研发”的支持。 　　紧扣前沿热点。反映协作通信研究领域的**成果,探求协作通信在LTE-Advanced系统中的具体应用。内容覆盖全面。全方位研究协作通信从链路列系统的关键技术设计。

作者介绍

序言

智联万物：信息传输的协同进化与未来图景 在信息爆炸的时代，我们赖以生存和发展的数字世界，其核心支撑便是高效、可靠的信息传输。从最初的电报到如今的5G、6G，人类对信息传输速率、稳定性和覆盖范围的追求从未停止。而在这场信息传输的革命浪潮中，“协作通信”（Cooperative Communication）的概念正以前所未有的力量，深刻地改变着通信系统的设计与性能。它不再是简单的点对点信号发送，而是将多个终端或节点的力量汇聚，形成一个协同的网络，共同完成信息传递的任务，从而克服单点传输的局限，实现性能的飞跃。 本书将带领读者深入探索协作通信这一前沿技术，并聚焦其在第四代移动通信技术——LTE-Advanced（长期演进-高级）中的具体应用。我们将系统地阐述协作通信的基本原理、关键技术，以及它如何为LTE-Advanced网络注入新的活力，提升其整体性能，满足日益增长的移动通信需求。 第一章：协作通信的基石：原理与模型 协作通信的核心思想在于“分享”与“协作”。不同于传统的独立通信模式，协作通信允许多个终端在发送自身数据信息的同时，充当其他终端的“中继站”，帮助它们传输信号。这种协作可以发生在不同的层面，例如： 信号重构（Signal Reconstruction）： 协作节点接收到发送节点的信息后，经过一定的信号处理，将其重新发送给接收节点，从而增强信号的鲁棒性。 信号合并（Signal Combination）： 接收节点可以同时接收来自发送节点和协作节点的信息，并将这些信息进行合并，以获得更强的信号。 编码协同（Cooperative Coding）： 多个节点可以协同设计编码方案，使得信息在传输过程中能够共享冗余信息，提高纠错能力。 我们将详细介绍几种经典的协作通信模型，包括： 直接和重传（Direct and Amplify-and-Forward）： 发送节点直接发送信号，接收节点在接收到信号后，进行放大并转发。 编码和解码协同（Cooperative Coding and Decoding）： 节点间共享编码信息，协同完成解码过程。 多用户协作（Multi-user Cooperation）： 多个用户之间互相协助，共同提升通信效率。 此外，我们还将深入探讨协作通信带来的关键性能优势，例如： 覆盖范围的扩大： 通过协作节点的中继作用，信号可以到达传统单点通信难以触及的区域。 传输速率的提升： 协同的信号处理和信息合并，能够有效地减少信道衰落的影响，从而提升数据传输的速率。 系统容量的增加： 协作通信可以有效地利用频谱资源，增加系统的整体容量。 能量效率的优化： 通过分布式传输和协作，可以降低单个节点的能耗，提高整体系统的能量效率。 第二章：LTE-Advanced：迈向超高速移动通信 LTE-Advanced（简称LTE-A）是4G移动通信技术的重要演进，它在LTE的基础上，引入了一系列先进的技术，极大地提升了网络的吞吐量、频谱效率、用户体验和移动性。LTE-A的目标是实现高达1Gbps的下行峰值速率和500Mbps的上行峰值速率，并且能够更好地支持各种新兴应用，如高清视频、在线游戏、物联网等。 在LTE-A中，关键的技术突破包括： 载波聚合（Carrier Aggregation, CA）： 将多个独立的载波频谱捆绑起来，形成一个更宽的传输带宽，从而大幅提升数据传输速率。 更高阶调制与编码（Higher Order Modulation and Coding）： 采用更先进的调制方式（如256QAM）和更优化的信道编码方案，在保证一定误码率的前提下，提高频谱效率。 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术的增强： 引入了大规模MIMO（Massive MIMO）和协同MIMO（Cooperative MIMO）等技术，通过增加天线数量和优化天线间的协作，显著提升信道容量和数据传输的可靠性。 中继节点（Relay Nodes）： LTE-A标准明确支持中继节点（RN），其作用是将基站的信号进行放大和转发，以改善覆盖盲区和提升边缘用户的信号质量。这正是协作通信理念的直接体现。 设备到设备通信（Device-to-Device, D2D Communication）： 允许终端设备之间直接通信，无需经过基站，在特定场景下可以提高时延、降低基站负荷，并为协作通信提供了新的可能性。 第三章：协作通信在LTE-Advanced中的关键应用 协作通信的思想与LTE-Advanced的设计理念不谋而合，并在多个方面得到了深入的应用，为LTE-A网络的性能提升注入了强大的动力。 3.1 中继节点（Relay Nodes）的角色与协同策略 中继节点是LTE-Advanced中最直接体现协作通信理念的组成部分。我们将在本章中深入探讨： 中继节点类型： 分析不同类型的中继节点，如半双工中继、全双工中继，以及它们在网络中的部署策略。 中继的协同模式： 详细介绍中继节点如何与基站（eNodeB）以及用户终端（UE）进行信息交互和协同。例如，基于信号放大、信号解码和转发、或者基于编码协同等方式。 优化中继的调度与资源分配： 讨论如何在LTE-A的网络中，智能地调度中继节点的工作，以及如何为其分配频谱资源，以最大化系统性能。例如，如何根据信道条件、用户需求和网络负载，动态地决定是否启用中继以及采用何种协作策略。 中继节点对覆盖盲区和边缘用户的改善： 通过仿真和理论分析，展示中继节点如何有效地消除基站覆盖的盲区，并提升处于基站信号边缘用户的通信质量，使得网络覆盖更加均匀。 3.2 设备到设备（D2D）通信与协作 D2D通信的引入，为LTE-A中的协作通信带来了更灵活和更广泛的应用场景。 D2D通信的基础： 介绍D2D通信的原理、优势以及在LTE-A中的标准化进展。 D2D作为协作节点： 探讨如何利用D2D通信，让用户设备之间形成临时的协作网络。例如，当用户A与基站通信信号较弱时，可以通过附近的、信号较好的用户B作为中继，将信号转发给基站，或者直接将信息传递给用户B，再由用户B完成后续传输。 D2D在增强网络覆盖与容量中的作用： 分析D2D协作通信如何帮助扩大LTE-A网络的覆盖范围，尤其是在人口密集区域，通过设备间的直接通信，分担基站的压力，提升整体网络容量。 D2D协作的干扰管理： 讨论D2D通信可能带来的干扰问题，以及在D2D协作场景下，如何进行有效的干扰协调和管理，以保证网络的正常运行。 3.3 MIMO技术的协同进化 MIMO技术在LTE-A中已经得到了极大的发展，而协作通信的思想更是为其注入了新的活力。 协同MIMO： 探讨多个基站或多个天线单元之间如何进行协同MIMO传输。例如，分布式MIMO（Distributed MIMO）可以将不同位置的天线单元协同工作，形成一个虚拟的大型MIMO阵列，显著提升信道容量和覆盖范围。 基站间的协作： 分析不同基站之间如何共享信道状态信息（CSI），并协同发送信号，以减少小区边界的干扰，提升用户体验。 用户设备间的协作： 探讨在某些特定场景下，用户设备之间是否也能通过协同MIMO的方式，提升信号质量，例如，通过共享天线资源等。 3.4 提高系统可靠性与鲁棒性 协作通信的本质在于“冗余”与“分担”，这使其在提高通信系统的可靠性和鲁棒性方面具有天然的优势。 应对信道衰落： 通过信号的多路径传输和多样性的合并，协作通信能够有效地对抗无线信道中的衰落效应，使得数据传输更加稳定。 提高网络韧性： 在面临局部干扰或节点故障时，协作网络能够通过调整通信路径和重新分配任务，保持通信的连通性，提高系统的整体韧性。 优化网络边缘性能： 尤其是在移动通信网络中，网络边缘用户的信号质量往往较差。协作通信技术，如中继和D2D协作，能够显著改善边缘用户的通信体验。 第四章：挑战与展望 尽管协作通信在LTE-Advanced中展现出了巨大的潜力，但在实际应用中仍然面临一些挑战。 同步与协调的复杂性： 协作节点之间需要精确的时钟同步和数据协调，这增加了系统的复杂度和实现难度。 反馈信息的开销： 协作通信往往需要节点之间交换大量的反馈信息，这会增加控制信道的开销，影响数据传输效率。 能量消耗与计算复杂度： 协作节点需要进行额外的信号处理，这会增加其能量消耗和计算复杂度，尤其是在低功耗设备上。 安全性问题： 协作通信中，信息的共享和传递更加频繁，如何保证信息的安全性和隐私性，防止恶意攻击，是需要认真考虑的问题。 展望未来，随着5G、6G等新一代移动通信技术的发展，协作通信将继续扮演着至关重要的角色。我们将会看到更加智能化的协作策略，例如基于人工智能和机器学习的动态资源分配和调度；更加高效的协作编码和解码技术；以及更加紧密的协作通信与边缘计算、人工智能等前沿技术的融合。协作通信将继续推动信息传输的边界，为构建万物互联的智能社会提供坚实的技术支撑。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的协作通信及其在LTE-Advanced中应用的视角，帮助您理解这项变革性技术的核心原理，掌握其关键应用，并为未来的技术发展提供启示。

评分☆☆☆☆☆

这本书在语言的运用上，体现出一种返璞归真的学术美感。尽管主题是高度专业化的，但作者在阐述复杂概念时，始终保持着一种清晰、精确且克制的表达方式。很少使用华而不实的修饰语，所有的论述都建立在坚实的数学基础之上，但即便如此，作者也总能找到一种简洁的方式来提炼出核心思想，避免让读者被冗长的推导过程所淹没。例如，在推导出某个关键性能指标（KPI）的闭式解时，作者会先用一句精炼的话概括其物理意义，然后再展示数学步骤，最后再用一句通俗的语言总结其对系统性能的贡献。这种行文节奏的把握，让阅读体验非常舒适，它既满足了专业人士对深度和严谨性的要求，也照顾到了有志于进入该领域的新人对可理解性的需求。这本书的价值，在于它成功地架起了一座连接理论深度与工程实践的坚实桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量给我留下了极其深刻的印象，这在技术书籍中并不常见。纸张的选用非常考究，即便是面对密集的公式和复杂的图表，眼睛也不会感到疲劳。图表的质量是这本书的一大亮点，它们并非简单的示意图，而是经过精心设计的性能对比图。例如，作者在展示协作通信增益时，所用的三维曲面图，其色彩的梯度处理得恰到好处，使得不同参数组合下的系统性能差异一目了然，远比枯燥的表格数据来得直观和有力。更值得称赞的是，作者在章节末尾设置的“思考与延伸”部分，这些问题往往不是简单的复述性提问，而是开放式的、引导性的挑战，有些甚至涉及到尚未完全解决的研究难题，这无疑是在培养读者的批判性思维和独立研究能力，让人感觉自己正在与一位经验丰富的导师进行对话。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调配上流线型的几何图案，立刻让人联想到高速信息流动的未来感。翻开扉页，作者的简介虽然简短，但那种严谨的学者气质已经扑面而来。我最欣赏的是它在引言部分对整个“协作通信”概念的宏观把握，没有急于扎进技术细节的泥潭，而是先构建了一个清晰的理论框架。作者似乎非常擅长用一种类比的方式，将复杂的物理层概念转化为读者易于理解的场景，比如将多用户信道视为一个繁忙的交通枢纽，而协作正是优化这个枢纽效率的“智能红绿灯系统”。这种由浅入深的叙述方式，对于初次接触该领域的读者来说，无疑是极大的福音，它成功地建立起一种探索的欲望，让人迫不及待地想要深入了解背后的数学模型和优化算法。整本书的编排逻辑非常流畅，从基础的信道模型到核心的协作策略，过渡得自然而然，没有出现那种为了堆砌知识点而生硬连接的痕迹。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在处理不同技术融合时的视野非常开阔。它没有将协作通信局限在单纯的物理层优化，而是巧妙地将视角提升到了网络层和应用层。特别是对“边缘智能协作”的探讨，作者似乎在预言未来5G乃至6G网络的核心竞争力之一。书中对“数据预处理协作”的论述，让我对如何利用分布式学习来提高网络边缘的决策质量有了全新的认识。这部分内容写得非常大胆且富有洞察力，它不再仅仅关注如何把数据准确、快速地传过去，而是关注“传什么数据”以及“如何协作地处理这些数据”。这种跨越传统界限的整合，使得这本书不仅仅是一本专注于某一技术的专著，更像是一部描绘未来无线通信系统蓝图的指南。作者对新兴技术（如零等待协议、多址接入的协同性）的把握非常敏锐，确保了这本书不会因为出版时间而迅速过时。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一场对前沿技术的深度探险。我尤其被其中关于“分布式资源管理”那一章节所吸引。作者在处理多节点决策问题时所展现出的细腻思考，简直令人叹服。他不仅仅罗列了已有的算法，更重要的是，他深入剖析了每种算法在实际部署中可能遇到的计算复杂度瓶颈和收敛速度限制。我注意到书中多次引用了最新的IEEE期刊论文作为支撑，这使得整本书的论述极具前瞻性和说服力，完全不是那种“陈旧教材”的感觉。举个例子，在讨论到基于博弈论的功率分配策略时，作者清晰地指出了纳什均衡的局限性，并巧妙地引入了受限理性（Bounded Rationality）的概念来逼近真实世界的网络行为，这种深入到哲学层面的探讨，极大地提升了这本书的学术价值。对于那些希望将理论应用于实际系统设计的工程师而言，书中提供的仿真示例代码片段（虽然是概念性的描述）也极具参考价值，它指导你如何从理论走向实践的鸿沟。