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出版者:机械工业出版社

作者:范小寰等编

出品人:

页数:255

译者:

出版时间:2004-8

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111126140

丛书系列:

图书标签:

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现代通信技术前沿探索：从有线到5G的演进与实践 第一章 现代通信系统的基本原理与架构 本卷深入剖析了当前主流通信系统的核心理论基础，旨在为读者构建一个坚实的理论框架，以理解复杂通信网络的工作机制。 1.1 信息论基础与信道编码 本章详细阐述了香农信息论的核心概念，包括信息熵、互信息以及信道容量的计算方法。我们重点讨论了现代通信中纠错码的应用，对比了卷积码、Turbo 码在不同信噪比环境下的性能差异。特别分析了低密度奇偶校验码（LDPC）作为5G标准关键技术的优势，并提供了其译码算法（如BP算法）的数学推导与仿真实例。读者将掌握如何根据实际信道条件选择和设计最优的信道编码方案。 1.2 调制解调技术的高级应用 本节超越了传统的幅移键控（ASK）和频移键控（FSK），聚焦于高阶正交幅度调制（QAM）和相移键控（PSK）在频谱效率提升中的作用。详细讲解了MIMO（多输入多输出）系统的预编码技术（如迫零、迫零加干扰消除），以及如何利用空时联合编码（STBC）提升系统抗衰落能力。对于OFDM（正交频分复用）技术，本章深入探讨了循环前缀（CP）的设置对多径干扰的抑制效果，并讨论了非正交多址接入（NOMA）在提高系统接入密度方面的潜力与挑战。 1.3 移动通信网络架构的演变 本章系统梳理了从2G GSM到4G LTE（Long-Term Evolution）再到5G NR（New Radio）的网络结构变迁。详细解析了EPC（演进的分组核心网）与5G核心网（5GC）的关键区别，特别是服务化架构（SBA）和网络功能虚拟化（NFV）/软件定义网络（SDN）在5GC中的实施细节。我们对无线接入网（RAN）的空口接口协议进行了详尽分析，包括物理层、媒体访问控制层（MAC）的调度机制，以及异构网络（HetNets）的干扰协调策略。 --- 第二章 5G新空口（NR）技术深度解析 本章专注于5G时代的核心技术——新空口标准，旨在提供从物理层参数配置到高级波束赋形应用的全面指南。 2.1 5G物理层关键参数与帧结构 详细解读了5G NR相对于LTE的重大改进，包括子载波间隔（SCS）的可扩展性（如15kHz, 30kHz, 60kHz乃至更高）如何适应不同的业务场景（eMBB, uRLLC, mMTC）。本节精确描述了5G的帧结构、时隙结构（Slot Structure）以及传输时间间隔（TTI）的动态调整机制。重点剖析了波束索引表（Beam Index Table）的生成和管理过程。 2.2 高级天线技术与波束管理 本章是针对高频段通信的关键部分。深入讲解了大规模MIMO（Massive MIMO）的原理，包括信道互信息增益的理论基础。详细介绍了有源天线单元（AAU）的工作原理、模拟波束赋形与混合波束赋形的实现路径。对于毫米波（mmWave）通信，我们提供了精确的路径损耗模型，并详述了波束扫描、波束追踪和波束恢复的算法流程，确保系统在复杂城市环境下的链路可靠性。 2.3 超可靠低延迟通信（uRLLC）的实现 uRLLC是5G区别于前几代技术的核心能力之一。本章剖析了为实现毫秒级端到端时延所需的技术组合：包括超短TTI、快速重传机制（如快速ARQ）、以及时间敏感网络（TSN）在回传链路中的应用。我们提供了基于确定性网络协议的调度模型，并探讨了边缘计算（MEC）如何通过缩短数据处理距离来满足超低时延需求。 --- 第三章 现代光通信与网络承载 本卷将视野扩展至支撑移动通信的骨干网络，重点研究高速光传输系统及其在现代数据中心和运营商网络中的应用。 3.1 相干光通信技术 深入讲解了相干接收机的基本原理，包括本振光与信号光的混频过程，以及如何利用数字信号处理（DSP）技术补偿色散（CD）和偏振模色散（PMD）。详细对比了相干系统中的调制格式，如DP-QPSK, DP-16QAM, DP-64QAM在传输距离和频谱效率上的权衡。本章提供了先进的非线性补偿技术（如数字后向混合补偿 DFB）的数学模型。 3.2 分组光网络（PON）与接入网优化 本章聚焦于接入层技术，系统梳理了GPON、XG-PON到下一代XGS-PON的技术演进。重点分析了无源光网络中上行突发传输的机制，以及如何通过动态带宽分配（DBA）算法实现公平高效的资源利用。此外，探讨了光纤到户（FTTH）部署中的光预算计算与维护规范。 3.3 网络切片（Network Slicing）与SDN/NFV的集成 网络切片是5G业务差异化的关键。本章详细介绍了如何基于SDN控制器和NFV基础设施（NFVI）实现端到端逻辑隔离的网络资源。我们阐述了切片映射、资源隔离（基于硬件与虚拟化层）的最佳实践，并提供了Kubernetes等容器编排技术在承载5G核心网功能（如AMF, SMF）时的部署架构案例分析。 --- 第四章 通信系统测试、优化与故障诊断 本章关注于通信系统从实验室走向实际部署后的性能保障和维护工作，侧重于测试方法和优化策略。 4.1 无线信道测量与评估 本节提供了使用专业矢量信号分析仪（VSA）和信道探测仪进行现场测量的操作指南。重点讲解了如何精确测量关键的无线性能指标，如误差向量幅度（EVM）、峰均功率比（PAPR）、带外辐射（OOBE）以及接收机灵敏度。深入分析了不同环境（室内、室外密集城区）下信道脉冲响应的特性对系统性能的影响。 4.2 移动网络性能优化（KPIs与调优） 系统阐述了衡量4G/5G网络健康状况的核心性能指标（KPIs），包括掉线率（CDR）、切换成功率（HOSR）、上下行吞吐量、以及用户体验速率（Throughput per User）。提供了基于KPI数据进行覆盖优化、干扰抑制和负载均衡的实际调优流程，包括调整PCI/PCIe配置、下倾角设置及功率控制参数的经验法则。 4.3 综合网络故障的定位与解决 本章聚焦于复杂故障的诊断流程。涵盖了从物理层告警（如光功率异常、基站同步丢失）到核心网信令流程错误（如鉴权失败、会话建立失败）的排查步骤。提供了基于信令跟踪工具（如Wireshark在S1/N2接口的捕获分析）来快速定位跨层协议问题的案例研究。同时，讨论了网络安全事件（如DoS攻击）对通信链路的影响及初步缓解措施。 --- 结语 本书汇集了通信工程领域最前沿、最实用的知识体系，旨在培养具备深厚理论基础和丰富工程实践能力的复合型专业人才。它不仅覆盖了移动通信技术的过去与现在，更以前瞻性的视角审视了未来的无线与光传输技术发展方向。

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