5G傳輸關鍵技術 王映民 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王映民 著

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• 5G
• 無綫通信
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• 無綫接入
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• 信道編碼
• 調製解調
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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121302763

商品編碼：29652017552

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-02-01

基本信息

書名：5G傳輸關鍵技術

定價：69.00元

作者：王映民

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2017-02-01

ISBN：9787121302763

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版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

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編輯推薦

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內容提要

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隨著智能終端及移動互聯網的快速發展，未來移動網絡需要滿足更高的數據傳輸能力要求。在無綫資源有限的情況下，5G係統需要研究高效的無綫傳輸關鍵技術，建立新型的無綫傳輸體係，解決移動通信網絡麵臨的頻譜效率和功率效率問題。本書將重點介紹麵嚮5G的無綫傳輸關鍵技術，結閤外學術界和工業界的*研究成果，對新型編碼調製、大規模多天綫、新型多址接入、終端間直通、全雙工、信道建模等關鍵理論和技術進行全麵介紹和詳細分析，為讀者呈現齣5G無綫傳輸技術發展的美好前景。

目錄

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章 5G移動通信發展概述1
1.1 移動通信係統發展狀況2
1.2 5G係統發展願景與需求6
1.2.1 5G發展趨勢和驅動力6
1.2.2 5G願景8
1.2.3 5G麵臨的需求和挑戰9
1.2.4 5G係統的性能指標10
1.2.5 5G標準化進展13
1.3 5G係統的無綫傳輸關鍵技術17
1.4 本章小結19
1.5 參考文獻20

第2章 新型無綫信道建模23
2.1 無綫信道建模24
2.1.1 3種基本電波傳播機製25
2.1.2 無綫信道建模26
2.1.3 基本傳輸場景30
2.2 大尺度衰落模型34
2.2.1 自由空間傳播模型34
2.2.2 對數距離路徑損耗模型與對數正態陰影衰落35
2.2.3 室內傳播模型36
2.2.4 室外傳播模型37
2.2.5 室外到室內傳播模型39
2.3 小尺度衰落模型40
2.3.1 小尺度衰落參數40
2.3.2 小尺度參數分布模型43
2.3.3 小尺度衰落建模45
2.4 3GPP 3D信道模型46
2.4.1 GBSM信道建模46
2.4.2 信道模型的參考坐標係48
2.4.3 大尺度衰落模型50
2.4.4 小尺度衰落模型52
2.4.5 3D信道模型仿真56
2.5 5G新場景無綫信道建模64
2.5.1 高頻段信道建模64
2.5.2 D2D信道建模71
2.5.3 V2V信道建模73
2.6 本章小結77
2.7 參考文獻78

第3章 大規模天綫技術87
3.1 技術背景88
3.1.1 MIMO技術的發展曆程88
3.1.2 massive MIMO技術原理和發展動態90
3.1.3 massive MIMO技術應用場景92
3.2 massive MIMO基本理論93
3.2.1 多用戶massive MIMO係統模型93
3.2.2 massive MIMO上行鏈路信道容量95
3.2.3 massive MIMO下行鏈路信道容量97
3.2.4 massive MIMO容量仿真99
3.3 massive MIMO檢測技術101
3.4 massive MIMO傳輸方案104
3.4.1 恒包絡預編碼104
3.4.2 低復雜度預編碼算法106
3.4.3 數模混閤波束賦形111
3.4.4 三維扇區化115
3.5 massive MIMO信道狀態信息反饋117
3.5.1 基於碼本的隱式反饋方案117
3.5.2 基於信道互易性的反饋方式120
3.5.3 基於壓縮感知的反饋方式121
3.5.4 預感知式反饋方式123
3.5.5 數模混閤波束賦形的信道狀態信息獲取125
3.6 導頻汙染及參考信號設計127
3.7 massive MIMO能效優化129
3.8 大規模天綫協作130
3.9 大規模天綫陣列校準131
3.10 本章小結134
3.11 參考文獻137

第4章 高效空口多址接入141
4.1 多址接入技術發展現狀142
4.1.1 蜂窩移動通信多址接入技術綜述142
4.1.2 5G移動通信多址接入技術的挑戰143
4.2 圖樣分割多址接入144
4.2.1 PDMA技術的理論和係統模型144
4.2.2 PDMA發送端關鍵技術158
4.2.3 PDMA接收端關鍵技術166
4.2.4 PDMA技術後續進一步研究的內容171
4.3 其他新型多址接入172
4.3.1 功分非正交多址接入172
4.3.2 稀疏碼分多址接入176
4.3.3 非正交波形179
4.4 本章小結185
4.5 參考文獻185

第5章 新型編碼調製189
5.1 編碼調製技術發展現狀190
5.1.1 現代信道編碼技術190
5.1.2 編碼調製的原理與方法194
5.1.3 編碼調製係統的性能度量參數198
5.1.4 編碼調製技術在蜂窩移動通信係統中的應用201
5.2 編碼與信號星座成形203
5.2.1 編碼增益與成形增益203
5.2.2 信號星座成形方法204
5.2.3 幾種簡單的成形方法206
5.3 多元LDPC編碼212
5.3.1 多元LDPC碼的基本概念及因子圖錶示213
5.3.2 多元LDPC碼的譯碼214
5.3.3 多元LDPC碼的基本構造方法225
5.4 多元LDPC編碼調製229
5.4.1 多元LDPC編碼調製係統模型229
5.4.2 聯閤迭代檢測譯碼算法231
5.5 極化碼及極化編碼調製236
5.5.1 Polar碼的基本概念與原理236
5.5.2 Polar碼的編碼方法與譯碼算法241
5.5.3 Polar編碼調製係統245
5.6 編碼調製與超奈奎斯特傳輸相結閤248
5.6.1 超奈奎斯特技術的基本原理248
5.6.2 FTN的解調算法250
5.6.3 頻域FTN技術252
5.6.4 FTN技術展望253
5.7 本章小結254
5.8 參考文獻254

第6章 C同頻同時全雙工259
6.1 同頻同時全雙工技術原理260
6.1.1 全雙工基本原理260
6.1.2 全雙工技術的發展現狀261
6.2 全雙工係統自乾擾消除技術262
6.2.1 天綫乾擾消除262
6.2.2 射頻乾擾消除266
6.2.3 數字乾擾消除270
6.2.4 器件非理想特性對乾擾消除的影響和解決方法271
6.3 全雙工技術應用場景分析273
6.3.1 點對點通信273
6.3.2 中繼273
6.3.3 無綫局域網274
6.3.4 蜂窩係統275
6.3.5 保密通信277
6.3.6 認知無綫電277
6.4 全雙工係統容量278
6.4.1 點對點通信係統容量278
6.4.2 多用戶係統容量279
6.4.3 愛爾蘭容量281
6.4.4 中繼全雙工係統容量283
6.5 全雙工係統資源分配286
6.5.1 雙工模式選擇286
6.5.2 天綫模式選擇286
6.5.3 功率分配287
6.5.4 多用戶係統資源分配287
6.6 全雙工技術與MIMO的結閤288
6.6.1 波束成型288
6.6.2 多流MIMO288
6.6.3 空間調製290
6.7 本章小結292
6.8 參考文獻293

第7章 終端間直通傳輸297
7.1 概述298
7.1.1 終端直通技術的發展曆史299
7.1.2 應用場景300
7.1.3 標準化進展302
7.2 終端直通關鍵技術304
7.2.1 D2D同步技術304
7.2.2 資源管理312
7.2.3 乾擾管理318
7.2.4 高層關鍵技術325
7.3 終端直通組網技術330
7.3.1 D2D與蜂窩組網330
7.3.2 多跳協作通信與中繼331
7.3.3 D2D通信在車聯網中的應用334
7.4 本章小結339
7.5 參考文獻341
縮略語345

作者介紹

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王映民，教授級高工，工學博士，在大唐電信集團多年主持新技術研究和標準化工作，專注於TD-SCDMA/TD-LTE及其演進係統的基礎技術研究、國際標準化推進和産品開發等方麵，做齣瞭重要的貢獻。曾獲國傢科技進步二等奬和部級科學技術一等奬、2006年信息産業科技創新先進工作者、2010年度全國勞動模範、第十四屆中國金奬等多項榮譽。申請發明200餘項。

文摘

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序言

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《5G通信：驅動未來社會的變革力量》 內容概要 本書旨在全麵深入地探討5G通信技術的核心要素、關鍵技術突破、應用前景以及對未來社會産生的深遠影響。我們將從5G技術的基本原理齣發，逐一剖析支撐其實現超高速率、超低時延和海量連接的關鍵技術，包括但不限於：新空口（NR）設計、毫米波通信、大規模 MIMO（Massive MIMO）、網絡切片、邊緣計算，以及人工智能在5G網絡中的融閤應用。同時，本書還將重點關注5G技術如何賦能各行各業的數字化轉型，從智能製造、智慧交通、智慧醫療到虛擬現實/增強現實（VR/AR）等新興應用場景，描繪5G驅動下未來社會的無限可能。 第一部分：5G的基石——技術原理與核心演進 第一章：5G時代來臨：需求驅動與技術演進的必然 本章將首先迴顧移動通信技術的發展曆程，從1G到4G，闡述每一代技術演進的主要特點和解決的痛點。在此基礎上，深入分析當前社會對於通信網絡提齣的更高、更強需求，例如日益增長的數據流量、對低時延高可靠性的強烈渴求，以及物聯網（IoT）爆炸式增長帶來的海量連接挑戰。我們將詳細梳理這些需求如何驅動5G技術的研發與標準化進程，並初步介紹5G相對於4G在速率、時延、連接數等方麵的質的飛躍，為後續技術細節的展開奠定基礎。 第二章：新空口（NR）的革命：擁抱更廣闊的頻譜與更靈活的設計 本章將聚焦5G的核心技術之一——5G新空口（NR）。我們將詳細解讀NR的設計理念，包括其在頻譜使用上的創新，如低頻段（sub-6GHz）的增強和高頻段（毫米波）的引入，以及這些頻譜選擇對網絡性能的影響。通過深入淺齣的方式，介紹NR在物理層設計上的關鍵改進，例如新的幀結構、先進的編碼技術（如LDPC和Polar碼）、多址接入方案（如OFDMA的優化）以及波束賦形等，解釋這些技術如何協同作用，實現更高的頻譜效率和更靈活的網絡部署。 第三章：毫米波通信：解鎖超高帶寬的密鑰 毫米波頻段（通常指24GHz以上）因其擁有巨大的可用帶寬，被認為是實現5G超高速率的關鍵。本章將專門探討毫米波通信的特點、優勢以及麵臨的挑戰。我們將詳細分析毫米波信號的傳播特性，例如其方嚮性強、穿透能力弱、易受阻擋等問題，並重點介紹解決這些挑戰的關鍵技術，如大規模 MIMO、波束賦形（beamforming）、波束管理（beam management）以及智能反射麵（RIS）等。通過對這些技術的深入解析，揭示毫米波如何成為5G實現 Gbps 級速率的有力支撐。 第四章：大規模 MIMO（Massive MIMO）：提升網絡容量與覆蓋的利器 大規模 MIMO（Massive MIMO）是5G網絡實現高密度覆蓋和高容量傳輸的核心技術之一。本章將詳細闡述Massive MIMO的原理，解釋其如何通過部署大量天綫單元，利用空間維度來提高頻譜效率和網絡容量。我們將深入探討其關鍵技術，例如聯閤預編碼（joint precoding）、乾擾協調（inter-cell interference coordination - ICIC）以及用戶調度算法的優化。通過理論闡述和實際案例分析，展示Massive MIMO如何有效地提升小區吞吐量，改善用戶體驗，並為應對海量設備連接提供解決方案。 第五章：網絡切片（Network Slicing）：構建按需服務與差異化保障的智能網絡 網絡切片是5G網絡架構的一項革命性創新，它允許在同一物理網絡基礎設施上為不同的應用場景提供邏輯上獨立的、具備差異化服務質量保障的虛擬網絡。本章將詳細介紹網絡切片的概念、工作原理以及實現方式。我們將深入探討網絡切片的關鍵技術，包括虛擬化技術（如SDN和NFV）、資源管理、服務編排與管理。通過對不同服務類型（如eMBB、URLLC、mMTC）所需的網絡切片特性進行分析，展示網絡切片如何實現網絡的靈活性、效率和智能化，滿足多樣化的業務需求。 第六章：邊緣計算（Edge Computing）：將智能推嚮網絡邊緣，賦能實時應用 為應對5G所帶來的海量數據處理和低時延應用的需求，邊緣計算應運而生。本章將深入分析邊緣計算的定義、優勢以及與雲計算的協同關係。我們將重點介紹邊緣計算在5G網絡中的部署模式、架構設計以及關鍵技術，例如移動邊緣計算（MEC）平颱的設計、資源調度與卸載策略。通過對邊緣計算如何支撐實時數據分析、本地智能決策以及低時延業務（如自動駕駛、工業自動化）的實現進行闡述，揭示邊緣計算在構建萬物互聯智能世界中的重要作用。 第七章：AI與5G的融閤：打造更智能、更高效的網絡 人工智能（AI）與5G網絡的深度融閤是驅動未來智能化的關鍵。本章將探討AI技術如何在5G網絡的各個層麵發揮作用，包括網絡設計、資源優化、故障預測與診斷、安全保障等方麵。我們將分析AI在網絡切片管理、用戶行為預測、流量優化、能耗管理等方麵的具體應用。通過對機器學習、深度學習等AI算法在5G網絡中的應用案例進行介紹，展示AI如何提升5G網絡的智能化水平，實現更精細化的管理和更優化的性能。 第二部分：5G的應用場景與社會價值 第八章：增強移動寬帶（eMBB）：開啓沉浸式體驗的新紀元 增強移動寬帶（eMBB）是5G的三大應用場景之一，它專注於提供超高速率和超大容量的數據傳輸能力。本章將詳細介紹eMBB如何通過5G技術實現，並重點探討其對消費級應用的影響，包括超高清視頻（4K/8K）流媒體、雲遊戲、VR/AR體驗的飛躍式提升，以及如何重塑我們的娛樂、社交和信息獲取方式。我們將分析eMBB如何為遠程辦公、在綫教育等場景提供更流暢、更高效的體驗。 第九章：超可靠低時延通信（URLLC）：驅動關鍵任務應用的安全與效率 超可靠低時延通信（URLLC）是5G的另一重要應用場景，其核心在於提供極低的端到端時延和極高的可靠性。本章將深入分析URLLC技術要求以及其在工業自動化、智能製造、遠程手術、自動駕駛等關鍵任務場景中的應用。我們將探討URLLC如何保障這些對時延和可靠性要求極高的應用能夠安全、高效地運行，並分析其對提升生産效率、改善公共安全以及推動産業升級的巨大潛力。 第十章：海量機器類通信（mMTC）：連接萬物，構建智能互聯的未來 海量機器類通信（mMTC）是5G所支持的第三大應用場景，旨在實現億萬級設備的連接。本章將聚焦mMTC在物聯網領域的廣泛應用，包括智能傢居、智慧城市、智慧農業、環境監測等。我們將分析mMTC如何通過5G網絡實現大規模、低功耗的設備連接，並探討其如何為數據采集、遠程監控和智能控製提供基礎。通過具體的應用案例，展現mMTC如何加速物聯網的普及，構建一個更加智能、互聯的社會。 第十一章：5G賦能垂直行業：數字化轉型的加速器 本章將以更宏觀的視角，深入探討5G技術如何成為各行各業數字化轉型的關鍵賦能者。我們將選取智能製造、智慧交通、智慧醫療、智慧能源等代錶性行業，詳細分析5G在這些領域內的具體應用場景和價值。例如，在智能製造領域，5G如何支持柔性生産、設備互聯和實時監控；在智慧交通領域，5G如何為車聯網、自動駕駛提供網絡支撐；在智慧醫療領域，5G如何推動遠程診斷、智慧醫院的發展。我們將通過豐富的案例和深入的分析，展示5G如何驅動産業升級，創造新的經濟增長點。 第三部分：5G的挑戰、展望與未來 第十二章：5G網絡部署的挑戰與策略 雖然5G技術前景廣闊，但在實際部署過程中仍麵臨諸多挑戰。本章將深入探討5G網絡部署麵臨的技術、成本、頻譜、安全等方麵的挑戰，例如毫米波覆蓋受限、基站密度增加、功耗管理、網絡安全防護等。我們將分析當前主要的部署策略，包括NSA（非獨立組網）和SA（獨立組網）的優劣勢，以及不同頻段的協同使用。同時，也將探討如何剋服這些挑戰，為5G網絡的規模化部署提供可行性建議。 第十三章：5G安全與隱私的考量 隨著5G網絡連接的設備數量急劇增加，數據量也呈爆炸式增長，網絡安全與隱私保護問題變得尤為重要。本章將深入分析5G網絡在安全和隱私方麵可能麵臨的新風險和挑戰，例如海量物聯網設備的安全性、切片安全、數據泄露以及新的攻擊模式。我們將探討5G標準在安全設計上的改進，以及如何通過加密技術、身份認證、訪問控製、隱私保護機製等來應對這些挑戰。 第十四章：展望未來：6G與更廣闊的連接願景 本章將著眼於未來，展望下一代移動通信技術——6G的發展趨勢和可能的技術方嚮。我們將探討6G有望在哪些方麵實現突破，例如更高頻段的應用（太赫茲）、更強的AI集成、更深度的天地一體化連接、更精密的傳感能力等。同時，也將分析6G可能帶來的更具顛覆性的應用場景，例如全息通信、觸覺互聯網等。本書將以此為結尾，勾勒齣未來通信技術的發展藍圖，強調持續的技術創新和應用探索對於構建更加智能、互聯和可持續的社會的重要性。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的篇幅相當可觀，但每一頁的價值都得到瞭充分體現，絕對稱得上是重量級的學術成果。作者在闡述核心技術時，往往會引用大量的最新研究論文作為支撐，構建起一個強大的學術引用網絡，這對於希望進一步深挖特定子領域的研究生或博士生來說，簡直是黃金礦藏。特彆值得稱贊的是，它對新型天綫技術——比如毫米波頻段下的波束控製與跟蹤算法——的詳盡描述，這部分內容極具前瞻性，並深入探討瞭這些技術在城市峽榖環境下的實際性能衰減模型。書中對這些前沿領域處理的細緻程度，遠超同類書籍的一般介紹性論述，更接近於一份高水平的綜述報告。雖然某些數學推導的復雜度要求讀者具備紮實的通信理論基礎，但作者提供的注釋和解釋，總能及時地拉迴那些即將迷失的讀者，展現齣一種對廣大技術群體負責任的態度。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本有關現代高速無綫通信的書籍，我最大的感受是它在構建理論與實際應用之間的橋梁方麵做得極其齣色。它沒有陷入對已有標準的簡單羅列和重復，而是著重於解析“為什麼”和“如何實現”這些關鍵問題。例如，在探討新型編碼和調製方案時，作者不僅僅介紹瞭它們的基本原理，更通過大量的實驗數據和仿真結果，對比瞭它們在不同信道環境下的性能錶現，這種實證精神令人信服。其中關於網絡切片和邊緣計算融閤的章節，更是緊扣當前産業界的熱點與痛點，提齣瞭許多富有洞察力的解決方案雛形。文字風格上，它保持瞭一種嚴謹而又不失溫度的敘述方式，避免瞭純粹教科書的刻闆，讓技術討論變得更具可讀性。對於從事係統集成或設備開發的工程師來說，書中對接口協議和關鍵算法實現的深入剖析，提供瞭寶貴的實戰參考價值，讓人在麵對復雜問題時，能迅速定位到技術棧的薄弱環節並加以攻剋。可以說，它不僅僅是知識的傳遞，更是一種解決問題的思維訓練。

評分☆☆☆☆☆

這本書展現瞭一種超越時代限製的洞察力。它沒有僅僅停留在對當前已商用或即將商用的5G標準特性的描述上，而是將大量的篇幅投入到對下一代無綫通信演進路徑的預測與技術儲備上，例如對太赫茲通信潛力的初步探討，以及更靈活的頻譜共享機製的研究。這種“麵嚮未來”的視角，使得本書的生命周期被極大地延長。我特彆喜歡其中關於網絡資源智能調度的部分，它引入瞭人工智能和機器學習的理念來優化資源分配，這不僅僅是技術的疊加，更是一種範式的轉變。作者以一種非常務實的態度，分析瞭將AI引入無綫網絡所麵臨的工程挑戰，例如數據采集的難度和模型實時訓練的延遲問題。這種對技術落地障礙的坦誠討論，比空泛的樂觀描繪要寶貴得多，因為它為我們指明瞭未來研發的真正難點所在。總而言之，這是一本兼具深度、廣度、前瞻性和實操價值的傑齣作品。

評分☆☆☆☆☆

這部著作的深度和廣度確實令人驚嘆，它仿佛是一把鑰匙，開啓瞭通往未來通信技術核心的神秘大門。作者對技術原理的剖析細緻入微，從宏觀的係統架構到微觀的信號處理，每一個環節都闡述得清晰有力。我尤其欣賞其中對於物理層創新點的那部分講解，那些復雜的數學模型和晦澀的理論概念，被賦予瞭生動的比喻和直觀的圖示，使得即便是初次接觸該領域的讀者也能迅速抓住精髓。書中對不同多址接入技術在5G場景下的適應性與瓶頸分析，更是體現瞭作者深厚的工程實踐經驗，而非僅僅停留在理論的空中樓閣。閱讀過程中，我能真切感受到作者試圖構建的不僅僅是一本技術手冊，更是一部能夠引導工程師和研究人員進行前沿探索的指南。它對於頻譜效率提升的各種新穎思路，如波束賦形、大規模MIMO的優化調度策略，都進行瞭深入的探討和前瞻性的展望，讓我對未來網絡的性能極限有瞭更清晰的認識和更具建設性的思考方嚮。這本書無疑是當前5G技術研究領域中一本不可多得的權威參考資料，其知識的密度和前瞻性值得反復研讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的架構設計堪稱一流，它遵循瞭一種由淺入深、層層遞進的邏輯鏈條。起始部分對前代技術（如4G LTE）的不足做瞭精煉的迴顧，從而自然地引齣瞭5G技術必須解決的核心挑戰，這種鋪墊非常到位，極大地增強瞭後續內容的代入感。最讓我眼前一亮的，是它對安全性和可靠性保障機製的論述。在高速率、低延遲的網絡環境下，安全威脅的復雜性也呈指數級增長，書中對物理層安全（如乾擾抑製）和網絡層安全（如身份認證與密鑰管理）的綜閤探討，顯示瞭作者對整個通信安全生態的深刻理解。此外，不同章節之間的銜接非常流暢，每一個技術模塊的介紹都似乎在為下一個更復雜的模塊做著必要的知識準備，使得讀者可以心無旁騖地沉浸其中，不必為理解的斷裂而感到挫敗。這種精心打磨過的閱讀體驗，使得學習過程本身成為一種享受，而非負擔。