5G:关键技术与系统演进 书籍 通信教材 5G：关键技术与系统演进 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 1

ISBN：9787111521976

商品编码：28739798116

丛书名： 5G-关键技术与系统演进

5G:关键技术与系统演进:关键技术与系统演

作  者: 陈鹏 著 著作 定  价: 49.8 出?版?社: 机械工业出版社 出版日期: 2016-01-01 页  数: 219 装  帧: 平装 ISBN: 9787111521976

内容简介

本书旨在为5G技术研究与标准化工作提供尽可能详实的参考资料，主要介绍了5G系统概述、需求、网络架构以及潜在关键技术。全书 对5G在靠前上的研究进展、5G网络需求和指标进行介绍，并且从网络架构和接入技术两方面对5G潜在关键技术展开具体阐述，其中接入技术包括5G的热门研究方向：大规模天线、超密集组网、高频应用、新型物理接入技术等，系统呈现了关于5G演进的思考。

本书适合作为从事无线蜂窝通信领域的研发人员、系统设计人员在技术研究开发时的参考资料，同时也可供高等院校通信及相关专业的师生参考阅读。

●序

●前言

●第1章 5G概述

●1.1 移动通信的演进背景

●1.2 5G来了

●第2章 5G需求

●2.1 5G驱动力：移动互联网/物联网飞速发展

●2.1.1 服务更多的用户

●2.1.2 支持更高的速率

●2.1.3 支持无限的连接

●2.1.4 提供个性的体验

●2.2 运营需求

●2.2.1 建设5G“轻形态”网络

●2.2.2 业务层面需求

●2.2.3 终端层面需求

●2.3 5G系统指标需求

●2.3.1 ITU-R指标需求

●2.3.2 用户体验指标

●2.3.3 系统性能指标

●2.4 5G技术框架展望

●......

前言

  伴随着社会的飞速发展，近几十年来，无线通信系统的演进始终行进在快车道上。以LTE/LTE-Advanced为代表的第四代移动通信系统（4G）的热潮方兴未艾，关于第五代移动通信系统（5G）的研究与标准化工作又已提上日程。本书着眼于5G，试图厘清5G潜在的关键技术，并系统呈现关于5G演进的思考，从而为5G技术研究与标准化工作提供尽可能详实的参考资料。

  回顾历次无线通信系统的演进，目标不同，系统架构与关键技术也均存在差异，然而其研究过程却是有规律可循的。从百花绽放的候选技术，到精炼缜密的系统设计与标准方案，其过程如大浪淘沙，大致可以分为层层递进的三个层面。

  一是总体架构层面。主要工作是甄别系统演进的方向，并进行总体设计。形象一点，这部分的工作如在旷野中，将水文、地貌诸条件查勘清楚......

《未来通信基石：构建万物互联的数字世界》 序言 我们正身处一个前所未有的信息爆炸时代。从智能手机的普及到物联网的蓬勃发展，再到虚拟现实和增强现实的逐渐成为现实，人类社会对通信技术的需求以前所未有的速度增长。传统的通信技术在面对海量连接、超高数据速率以及极致低时延的需求时，已经显得捉襟见肘。正如每一次技术革命都将人类带入新的文明阶段一样，新一代通信技术的突破，将深刻重塑我们的生活、工作乃至整个社会的面貌。 本书并非仅仅是对某种特定技术标准的罗列，而是着眼于构建未来数字世界所需的核心能力，深入剖析支撑这些能力的关键技术原理，以及它们如何有机地融合，最终演进成一个更加智能、更加普惠的通信生态系统。我们将一同探索，究竟是什么样的技术壁垒需要被打破，什么样的创新思维能够引领我们跨越鸿沟，从而为即将到来的信息洪流，为万物互联的终极愿景，打下坚实而可靠的基石。 第一章：无处不在的连接：从数字鸿沟到泛在网络 回溯通信技术的演进史，每一次的跃迁都伴随着连接范围的极大拓展和连接效率的显著提升。从最初的固定电话网络，到移动通信的普及，再到今天我们所说的“万物互联”，核心驱动力始终是对更广泛、更便捷、更可靠连接的渴望。然而，当前的通信基础设施在许多方面仍存在局限性。例如，在偏远地区，信号覆盖依然是巨大的挑战，数字鸿沟的存在加剧了信息不对称和社会不平等。在城市密集区域，海量设备的并发接入给现有网络带来了巨大的压力，导致时延增加、吞吐量下降。 展望未来，我们需要的不仅仅是简单的“连接”，而是一种“泛在连接”的能力。这意味着，无论是人、设备，还是各种智能体，都能在任何时间、任何地点，以最优化的方式接入网络，并实现高效的信息交互。这种泛在连接的能力，将为人工智能、大数据、云计算等前沿技术提供源源不断的“血液”，从而释放出它们巨大的潜能。 为了实现泛在连接，我们需要在多个维度上进行技术革新。首先，需要进一步提升网络的覆盖能力，包括探索卫星通信、高空平台通信等新型通信手段，以弥合数字鸿沟。其次，要大幅增强网络的容量和效率，应对设备数量和数据流量的指数级增长。这需要我们在无线传输、核心网架构、频谱利用等方面进行颠覆性的创新。最后，要实现极致低的时延和高可靠性，满足自动驾驶、远程医疗、工业自动化等对实时性要求极高的应用场景。 本章将首先梳理当前通信网络在连接能力上面临的挑战，然后探讨实现泛在连接所需的关键技术方向，包括但不限于：高频段的探索与利用，以获取更宽的可用带宽；先进的调制与编码技术，以提高频谱效率和抗干扰能力；智能化的网络资源调度与管理，以应对动态变化的网络需求；以及边缘计算与分布式架构，以缩短数据处理路径，降低端到端时延。我们将从理论基础出发，结合实际应用场景，深入剖析这些技术如何协同作用，最终织就一张覆盖全球、无处不在的数字信息网络。 第二章：数据的洪流：解锁海量信息的高效传输 随着互联网应用的日益丰富和智能设备的广泛普及，我们正以前所未有的速度生成、传输和消费数据。高清视频、虚拟现实、大数据分析、物联网传感器数据……这些都对通信网络的数据传输能力提出了严峻的挑战。传统的通信技术在处理如此巨大的数据量时，往往面临着传输速率瓶颈、时延过大、能耗高企等问题。 本书将聚焦于如何高效、可靠地传输海量数据。这不仅仅是简单地提升传输速度，更涉及到如何优化整个数据传输链路，包括信号的产生、编码、调制、传输、解调、解码以及最终的接收。我们将深入探讨那些能够突破当前速率限制的关键技术。 频谱的智慧利用： 频谱资源是通信的生命线。为了应对日益增长的数据需求，我们需要更加智慧地利用有限的频谱资源。本章将详细介绍动态频谱共享、认知无线电等技术，它们能够让设备根据实时网络状况智能地选择和分配频谱，从而大幅提高频谱利用效率。此外，我们将探讨太赫兹通信等新兴频段的应用前景，以期获得极大的带宽潜力。 编码与调制的艺术： 编码和调制是数据传输的核心。我们将解析先进的信道编码技术，如低密度奇偶校验码（LDPC）和极化码（Polar Code），它们能够以接近香农极限的效率纠正传输过程中的错误，确保数据的可靠性。同时，我们将探讨更高级的调制方案，如高阶QAM，它们能在有限的带宽内承载更多的数据比特。 多天线技术的威力： 大规模多输入多输出（Massive MIMO）是现代通信系统的关键技术之一。本章将深入剖析其原理，包括如何通过部署大量天线来形成定向波束，从而显著提升信号质量、降低干扰，并实现空间复用，大幅提高网络容量。我们将分析其在室内和室外场景下的部署优势和技术挑战。 网络架构的优化： 除了物理层技术，网络架构的优化同样至关重要。我们将审视软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等理念如何赋能更灵活、更高效的网络部署和管理。同时，我们将探讨内容分发网络（CDN）和边缘计算在靠近用户侧缓存和处理数据，以降低端到端时延和网络负荷方面的作用。 通过对这些技术的深入解析，本书将帮助读者理解如何构建一个能够承载未来海量数据洪流的强大通信基础设施，为数字经济的蓬勃发展提供坚实保障。 第三章：极致的响应：塑造实时交互的智能体验 在当今社会，对实时性和低延迟的需求日益迫切。从在线游戏、高清视频会议，到自动驾驶汽车的协同决策、工业生产线的实时控制，乃至远程手术的精准操作，任何微小的延迟都可能导致灾难性的后果。传统的通信网络在满足这些极致的响应需求方面，往往力不从心。 本书将深入探讨支撑“极致响应”所需的关键技术和系统设计理念。我们追求的不仅仅是“快”，更是“快且准”。 超低时延通信（URLLC）的设计原理： 本章将重点解析实现超低时延通信（URLLC）所必须克服的技术难关。这包括但不限于：短分组传输技术，以减少传输过程中的排队时延；可靠的前向纠错（FEC），确保数据在极短时间内可靠传输；精确同步机制，确保发送端和接收端的时间高度一致；以及确定性网络（Deterministic Networking）的概念，即网络能够保证数据包在固定的时间内送达，而不仅仅是平均延迟很低。 边缘计算的赋能： 边缘计算（Edge Computing）是实现低时延和高可靠性的核心技术之一。本章将详细阐述边缘计算如何将计算和存储能力部署在网络边缘，靠近数据源和用户端。这样，数据无需传输到远端的中心服务器，即可在本地进行处理，极大地缩短了数据往返的时延。我们将分析边缘计算在不同场景下的应用，例如，在自动驾驶中，车辆可以通过边缘节点进行实时的交通信息分析和决策；在工业物联网中，生产线上的设备可以通过边缘节点进行实时的状态监测和故障预测。 网络切片与资源隔离： 为了满足不同应用对网络服务的差异化需求，网络切片（Network Slicing）技术应运而生。本章将深入探讨网络切片如何将一个物理网络基础设施虚拟化成多个独立的逻辑网络，每个逻辑网络都可以根据特定应用的需求进行定制化配置，包括带宽、时延、可靠性等。我们将重点关注URLLC应用场景下的网络切片设计，如何保证其免受其他网络流量的干扰，从而实现对时延的严格控制。 人工智能在响应优化中的作用： 本章还将探讨人工智能（AI）在优化通信响应方面的巨大潜力。AI可以通过机器学习算法，对网络流量进行预测和调度，动态调整网络资源，以应对突发流量和优化端到端时延。例如，AI可以提前预测高优先级URLLC业务的出现，并为其预留充足的网络资源。 通过对这些技术的深入剖析，本书将帮助读者理解如何构建一个能够提供极致响应的通信系统，从而为自动驾驶、智能制造、远程医疗等对时延和可靠性要求极高的应用场景，提供坚实可靠的技术支撑。 第四章：智能化的脉搏：AI驱动的通信网络 人工智能（AI）正在以前所未有的速度渗透到各个领域，通信网络也不例外。从网络规划、资源调度，到故障诊断、安全防护，AI正在成为提升通信网络智能化水平的关键驱动力。一个真正智能的通信网络，能够主动感知、自主学习、智能决策、并进行自我优化。 本书将着眼于AI如何赋予通信网络“生命”，使其能够更好地适应复杂多变的网络环境，并为用户提供更优质的服务。 AI在网络规划与优化中的应用： 传统的通信网络规划和优化往往依赖于人工经验和静态模型，效率低下且难以应对快速变化的网络需求。本章将详细介绍AI如何应用于网络流量预测，基站选址优化，小区负载均衡以及无线资源动态调度。通过利用机器学习算法对海量历史数据进行分析，AI能够更准确地预测未来的网络流量分布和用户行为，从而实现更科学、更高效的网络规划和资源分配，最大化网络吞吐量和用户体验。 智能化的故障诊断与预测： 通信网络的稳定运行是关键。本章将探讨AI如何在异常检测和故障预测方面发挥重要作用。通过分析大量的网络运行日志、告警信息和性能指标，AI模型可以识别出潜在的故障迹象，甚至在故障发生前就发出预警，从而为维护人员提供宝贵的抢修时间，最大程度地减少服务中断。我们将介绍如何利用深度学习等技术来构建高效的故障诊断系统。 AI驱动的网络安全： 随着网络攻击手段的不断演进，传统的基于规则的安全防护机制已难以应对。本章将深入剖析AI在网络安全威胁检测、攻击模式识别以及自主防御方面的应用。AI可以通过分析网络流量中的异常模式，识别出未知威胁和恶意行为，并采取相应的防御措施，例如，实时隔离受感染的设备，阻止攻击蔓延，从而构建一个更加强大的网络安全屏障。 AI在用户体验优化中的角色： 最终，通信网络的目的是为用户提供优质的服务。本章将探讨AI如何通过用户行为分析，个性化服务推荐，以及自适应服务质量（QoS）调整来提升用户体验。例如，AI可以根据用户的通信习惯和应用场景，动态调整网络参数，确保用户获得最佳的通信质量。 本书将通过具体的案例和技术讲解，揭示AI如何为通信网络注入新的活力，使其能够更好地理解和响应用户的需求，实现真正意义上的智能化通信。 第五章：通信的未来图景：融合与演进的生态系统 展望未来，通信技术的发展并非孤立的技术突破，而是各种先进技术融合、生态系统协同演进的结果。本书的最后一章，将汇聚前文所述的各项关键技术，勾勒出通信的未来图景，并探讨其对整个社会产生的深远影响。 多网融合与协同： 未来，我们将看到不同通信技术（如蜂窝网络、Wi-Fi、卫星通信、甚至物联网专用网络）之间更加紧密的融合与协同。本书将探讨异构网络互联互通的技术挑战和解决方案，以及如何构建一个统一的、无缝的用户接入体验，让用户在不同网络之间自由切换，始终获得最优的网络服务。 泛在智能的物联网： 物联网（IoT）的广泛部署将产生海量的数据，并对通信网络提出更高的要求。本书将探讨面向海量连接和低功耗物联网设备的通信技术，以及如何构建一个能够支撑传感器网络、智能家居、智慧城市、智能工业等各种物联网应用的通信基础设施。AI将在其中扮演关键角色，负责海量数据的分析和处理，实现真正的“万物互联，万物智能”。 虚拟与现实的边界模糊： 随着虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等沉浸式应用的不断成熟，对通信网络的带宽、时延和可靠性提出了前所未有的挑战。本书将分析这些新兴应用对通信网络的要求，以及如何通过前沿的通信技术来支撑这些“超现实”的体验。 可持续通信的探索： 随着通信设备和网络的数量急剧增加，能耗问题日益突出。本书将探讨绿色通信技术，包括低功耗设备设计，高效的能源管理策略，以及智能化的网络节能机制，以期在满足日益增长的通信需求的同时，降低对环境的影响，实现通信的可持续发展。 开放的通信生态： 未来的通信发展离不开开放的生态系统。本书将探讨开源技术、标准化组织以及跨界合作在推动通信技术创新和普及方面的重要性。一个开放、合作的生态系统，能够汇聚全球的智慧和资源，加速新技术的研发和应用，最终惠及全人类。 通过对未来通信图景的描绘，本书旨在激发读者对通信技术未来发展的思考，鼓励更多的创新和探索，共同构建一个更加智能、更加普惠、更加可持续的数字世界。 结语 通信技术的发展永无止境。从连接人类到连接万物，从传递信息到驱动智能，每一次技术的飞跃都将深刻地改变我们所处的世界。本书所探讨的各项关键技术，都将是未来通信系统不可或缺的组成部分。理解这些技术，不仅是对当前通信发展的深入认识，更是对未来数字社会发展趋势的准确把握。我们期待，本书能为所有对通信技术充满热情的研究者、工程师、学生以及所有关心科技发展的人们，提供一份有益的参考和启迪，共同迎接更加美好的数字未来。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对通信技术充满热情的技术爱好者，我一直在追踪5G的最新发展动态。当我看到《5G：关键技术与系统演进》这本书名时，立刻被它所吸引。“关键技术”和“系统演进”这两个词组，让我预感到这本书的内容将会非常充实和具有深度。我特别期待书中能够详细阐述5G的核心技术，比如它的多址接入技术、核心网架构的演进、以及在频谱利用和功耗管理方面的创新。同时，我也想了解5G系统是如何一步步演进完善的，包括从标准制定到网络部署的整个过程。我希望这本书能够提供一种系统性的知识框架，帮助我全面理解5G技术的设计理念和实现原理。如果书中还能包含一些关于5G安全、隐私保护以及其对社会经济影响的探讨，那将更加丰富和完善。我对这本书寄予厚望，希望能它能成为我深入学习5G技术的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对新兴科技充满好奇心的在校学生，尤其对那些能够引领未来发展方向的技术领域格外关注。5G作为当下最热门的通信技术之一，其带来的变革和机遇是显而易见的。我在寻找一本能够帮助我系统学习5G知识的教材。“5G：关键技术与系统演进”这个书名，听起来非常权威且专业，让我对它充满了信心。我希望这本书能够以一种清晰易懂的方式，介绍5G的基本原理，比如它与前几代通信技术的区别，以及它所带来的革命性变化。我尤其关注那些能够激发我学习兴趣的内容，比如5G如何支持自动驾驶、远程医疗、虚拟现实等应用。我希望这本书不仅仅是枯燥的技术讲解，更能展现5G技术的无限可能，以及它将如何塑造我们未来的生活。如果书中能够包含一些图表、插图，或者案例分析，那就更好了，能够帮助我更好地理解复杂的技术概念。

评分☆☆☆☆☆

作为一名通信领域的从业者，我一直在寻找能够帮助我梳理和深化对5G理解的优质资源。市面上关于5G的书籍不少，但真正能够做到深度与广度兼具，并且逻辑清晰、条理分明的却不常见。“5G：关键技术与系统演进”这个书名，让我立刻感受到了它强大的学术气息和技术深度。我个人偏好那些能够深入剖析技术原理，并能将理论与实际应用相结合的书籍。这本书的标题暗示了它将从基础的关键技术入手，逐步展开到整个系统的演进过程，这正是我希望获得的知识体系。我猜想，书中会详细介绍诸如波束赋形、大规模MIMO、网络切片等核心技术，并可能还会探讨5G在不同应用场景下的落地情况。我对这种循序渐进、由点及面的讲解方式非常期待，认为这有助于我们这些非科班出身但又需要掌握前沿技术的工程师，能够系统地构建起对5G的认知框架。同时，如果书中还能涵盖一些实际案例分析，那就再好不过了，能够帮助我们更好地理解抽象的技术概念。

评分☆☆☆☆☆

这本《5G：关键技术与系统演进》的书名，一眼就能吸引住对通信行业发展有关注的人。我的兴趣点在于，它是否能提供一些关于5G技术演进的宏观视角。也就是说，它会不会详细讲述5G是如何从前几代通信技术逐步发展而来的，以及在发展过程中，遇到了哪些关键的技术瓶颈和挑战，又是如何被克服的。我希望这本书不仅仅是停留在介绍5G本身的技术细节，而是能够将5G置于整个通信技术发展的历史长河中来审视。例如，5G的技术突破对后续的6G技术发展又有什么样的启示，书中是否会对此有所提及？我个人比较喜欢那种能够提供战略性思考和前瞻性预测的书籍，因为它能帮助我理解技术背后的逻辑和发展趋势，而不是仅仅停留在技术层面。如果书中能够包含一些历史脉络梳理，以及对未来技术演进的展望，那我一定会非常感兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常吸引人，深邃的蓝色背景搭配简洁的银色字体，瞬间就勾勒出了科技前沿的质感。书名“5G：关键技术与系统演进”也十分直观地传达了其核心内容，让人一看便知这是一本关于下一代通信技术的专业书籍。我在书店里翻阅了几页，纸张的触感很不错，印刷清晰，排版也显得十分规整，这种细致的做工往往预示着内容的严谨和专业。虽然我还没有深入阅读，但仅从外观和初步的印象来看，它无疑是一本值得期待的通信教材。我对5G技术一直抱有浓厚的兴趣，尤其关注它在未来社会发展中所扮演的角色，以及它如何改变我们的生活方式。这本书的出现，让我看到了系统性学习5G知识的希望。我相信，通过深入研读这本书，我能够对5G的核心技术原理、发展历程以及未来演进方向有一个更加全面和深刻的理解，从而为我的学习和工作打下坚实的基础。同时，我也期待这本书能够提供一些前瞻性的观点，帮助我洞察通信技术未来的发展趋势。