具体描述
寰宇星轨：现代通信网络架构与演进 作者： 孙文博 出版社： 科技视野出版社 ISBN： 978-7-5675-XXXX-X --- 内容简介 《寰宇星轨：现代通信网络架构与演进》是一部深度剖析当前及未来通信技术核心框架、运行机制与发展趋势的权威著作。本书旨在为通信工程专业人士、高校师生以及对下一代信息基础设施感兴趣的技术爱好者，提供一个全面、系统且富有洞察力的知识图谱。它聚焦于全球信息社会赖以运转的无线接入、核心网演进、网络功能虚拟化（NFV）、软件定义网络（SDN）以及前沿的空天地一体化通信布局，旨在揭示支撑万物互联的复杂系统是如何设计、部署和优化的。 本书严格避开了对特定历史阶段或特定制式（如CDMA）的详细技术探讨，而是将视角拉高至更宏观、更具普适性的网络架构层面。全书结构严谨，逻辑清晰，内容紧随全球通信技术标准组织（如3GPP、ITU）的最新进展，力求反映当前通信技术最前沿的研究热点与工程实践。 --- 详细章节概览 全书共分为六大部分，近三十章内容，力求覆盖现代通信网络从物理层到应用层的完整技术栈。 第一部分：现代移动通信系统基础与演进逻辑 本部分为全书的理论基石，不涉及特定历史技术的细节，而是从信息论和随机过程的角度，构建对现代高效频谱利用的理解框架。 第一章：信息传输的物理层基石 阐述了香农定理在现代通信中的工程意义，深入探讨了正交频分复用（OFDM）技术在应对多径衰落中的核心优势，以及其在多载波系统中的关键参数设计。重点分析了信道编码的最新进展，包括低密度奇偶校验码（LDPC）和极化码（Polar Code）在提高编码增益方面的原理差异与应用场景。 第二章：空中接口的多址接入策略 对比了时分、频分、码分和基于正交性的多址接入方式的适用性，着重分析了正交频分多址（OFDMA）和非正交多址（NOMA）的频谱效率权衡。深入解析了大规模多输入多输出（Massive MIMO）系统中预编码与波束赋形的原理，及其如何通过空间复用和阵列增益显著提升系统容量。 第三章：分组域核心网的架构演进 详细介绍了从传统电路交换向全IP分组域转变的驱动力。重点解析了4G LTE中的Evolved Packet Core (EPC) 结构，并着重铺陈了向5G核心网（5GC）过渡的关键技术，特别是服务化架构（SBA）的设计理念，探讨了控制面与用户面的分离（CUPS）对网络灵活性的贡献。 --- 第二部分：软件定义与网络功能虚拟化 本部分是理解当代网络弹性、可编程性和效率提升的关键所在，是网络运维范式转变的核心。 第四章：软件定义网络（SDN）的控制与转发分离 阐述了SDN的“控制平面集中化”哲学，详细介绍了OpenFlow协议的工作机制及其在流量工程中的应用潜力。分析了SDN在网络优化、故障隔离和快速业务部署中的实际价值，并讨论了面向运营商网络的SDN控制器的设计挑战。 第五章：网络功能虚拟化（NFV）的基础设施与编排 深入探讨了NFV如何将传统专用硬件设备的功能（如防火墙、网关）转化为可在通用服务器上运行的虚拟网络功能（VNF）。重点剖析了NFV基础设施（NFVI）的组成，包括虚拟化层（Hypervisor/容器技术）的选择与性能考量。 第六章：云原生网络功能的设计与部署 聚焦于如何将VNF演进为更具弹性和可扩展性的云原生网络功能（CNF）。详细介绍了容器化技术（如Docker和Kubernetes）在网络功能部署中的作用，讨论了CI/CD流水线在网络运维中的自动化实践。 --- 第三部分：面向未来的无线接入技术 本部分聚焦于5G及更高速率、更低时延的无线传输探索。 第七章：5G NR的物理层创新 系统介绍5G新空口（NR）的关键技术，包括灵活的帧结构设计、新的波束管理流程以及超大规模MIMO（Ultra Massive MIMO）的实现路径。对毫米波（mmWave）和中频段（Sub-6GHz）在覆盖与容量上的权衡进行了深入分析。 第八章：极低时延与高可靠性通信（URLLC） 阐述了实现毫秒级端到端时延的技术路径，包括快速重传机制、优化的调度算法以及基于时间敏感网络（TSN）的固定网络协同。分析了URLLC在工业自动化和远程医疗等关键垂直领域中的应用要求。 第九章：非地面网络（NTN）与空天地一体化 探讨了将卫星通信和高空平台（HAPS）纳入主流移动通信生态系统的技术挑战与机遇。重点分析了星座设计、地面站与卫星链路的切换机制，以及如何实现无缝的地面到非地面网络的融合覆盖。 --- 第四部分：网络智能化与自动化运维 本部分关注如何利用人工智能技术来管理日益复杂的通信网络。 第十章：AI赋能的网络切片管理 详细阐述了网络切片（Network Slicing）的动态资源分配需求。介绍了基于强化学习和深度学习的模型，如何用于预测业务负载、优化切片隔离度和SLA保障。 第十一章：自组织网络（SON）的迭代发展 回顾了早期的SON机制，并深入探讨了在5G架构下，如何利用集中式和分布式AI模型实现更高级别的网络自配置、自优化和自修复能力。重点分析了AI在信道状态信息（CSI）获取与利用中的提速作用。 第十二章：网络安全与隐私保护 讨论了现代通信网络面临的新型威胁，如针对虚拟化基础设施的侧信道攻击。重点介绍了基于区块链技术的安全认证机制，以及在边缘计算环境中实施的零信任安全模型。 --- 第五部分：下一代网络技术展望 本部分对未来十年内可能引领通信技术变革的方向进行前瞻性探讨。 第十三章：6G核心概念与关键技术探索 探讨了6G对“万物智联”的需求驱动，分析了太赫兹通信（THz）、全息通信的可能性，以及如何利用AI原生架构来设计更加内生智能的通信系统。 第十四章：光网络与接入网的融合 分析了固定接入网（如FTTH）与移动回传网之间的深度融合趋势。讨论了无源光网络（PON）的最新演进，及其在满足高密度用户宽带需求中的地位。 第十五章：边缘计算（MEC）的深度部署 详细阐述了MEC如何将计算和存储能力下沉到更靠近用户的网络边缘。分析了MEC架构下的应用部署策略、资源调度复杂性以及与无线接入网的协同机制。 --- 第六部分：通信网络中的量化分析工具 本部分提供实用的数学工具和仿真方法，以验证和评估网络性能。 第十六章：排队论在网络流量分析中的应用 使用马尔可夫链和吉布斯抽样方法，对核心网和无线接入链路的缓存溢出、延迟抖动进行建模与分析。 第十七章：通信系统仿真平台与建模 介绍主流的通信仿真软件（如MATLAB/Simulink, NS-3）在现代通信系统建模中的应用范例，重点展示如何利用其构建和测试5G波束管理算法。 第十八章：性能指标与测试方法论 系统梳理了网络容量、频谱效率、端到端时延、连接密度等关键性能指标（KPI）的精确计算方法，并介绍了基于标准符合性测试（Conformance Testing）的行业最佳实践。 --- 适用对象 通信工程、电子信息工程、计算机科学等相关专业的高年级本科生及研究生。 从事移动通信设备研发、网络规划、优化与维护的工程师。 对前沿信息技术架构感兴趣的研发人员和技术管理者。 本书通过对宏观架构的深刻洞察和对前沿技术的细致剖析，为读者构建了一个清晰、全面的现代通信技术知识体系，是理解信息时代“连接”如何被重新定义的重要参考书。
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