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5G移动通信技术

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  • 主 编:崔海滨 杜永生 陈巩
  • 书代号:615700
  • I S B N:978-7-5606-5855-1
  • 出版日期:2020-09
  • 印刷日期:2020-09
  • 业务分类:本科;
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  • 纸书价格:- 元 原价:45.00
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内容简介
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本书共10章,系统介绍了5G的概念和5G网络的理论、技术及应用。主要内容包括:5G演进、概念、三大应用场景和关键性能,5G无线空口技术、协议和无线接入网,5G核心网协议、架构,5G关键技术,5G承载技术,5G网络部署、5G网络优化和中兴通讯的5G典型基站设备与设备开通等。

本书一方面着重介绍了5G独有的新技术、新特性,另一方面着重介绍了一些在5G中得到融合发展并使5G更加强大和完善的信息技术,比如虚拟技术、移动边缘计算技术、云计算技术等。

本书内容全面,突出技术实践,力争好教好学;可以作为高等院校通信工程专业、电子信息工程专业及其相关专业的专业课教材,也可以作为5G从业者的学习参考书。

从20世纪90年代开始,移动通信就成为通信行业中最具活力和创造力、最具市场驱动力的领域,数不胜数的各种新型业务得势乘时,推动移动通信技术高速发展,促进移动通信网络快速建设。移动通信经历1G到4G的大发展之后,又一个具备划时代意义的将驱使人类社会产生重大变革的新的通信技术和通信网络已经诞生了—5G,已经来了!

5G虽然从4G演进而来,但是相对于4G,5G的提升是全方位的。3GPP将5G的应用定义成三大场景,分别是增强移动宽带、海量机器类通信、低时延高可靠通信。增强移动宽带场景主要提升以“人”为中心的工作、生活、娱乐、社交等个人业务的通信体验,适用于高速率、大带宽的移动宽带业务;海量机器类通信主要面向物物连接的应用场景,满足海量物物连接的通信需求,面向以传感和数据采集为目标的应用;低时延高可靠通信则基于其低时延和高可靠的特点,主要面向垂直行业的稳定可靠、实时可控为需求的应用场景,比如车联网、工业生产、远程医疗等。三大场景在应用的广度上涵盖了人与人、人与物、物与物的各个方面;在应用的深度上,5G新技术使网络性能大幅度提升,使应用的效果、效率和体验趋于完美。5G将使人类社会真正进入“万物互联”的新时代。

而要真正实现“万物互联”,根基在于5G诞生的新型技术在各种新应用中的广泛使用。5G中新的网络架构、新的空口技术、新的网络技术以及与信息技术的融合,使5G的功能、性能空前强大。尤其是各种信息技术在5G中的运用,使5G更清晰地呈现出“信息即通信、通信即信息”的特点。本教材的编写正是体现了5G的以上特点,一方面着重介绍了5G独有的新技术、新特性,另一方面介绍了一些在5G中得到融合发展并使5G更加强大和完善的信息技术,比如虚拟技术、移动边缘计算技术、云计算技术等。

本教材共分10章,前两章是5G的入门部分,主要介绍5G的定义和应用。第1章为绪论,介绍了移动通信的发展历程,在分析4G网络应对多种业务局限性的基础上,引出了5G,并详细介绍了5G的演进和标准化情况。第2章主要介绍5G的三大应用场景,具体介绍了三大场景的分类和关键性能指标要求,列举了三大场景的一些典型应用。最后,介绍了5G的行业发展和市场规模。

第3~6章是5G技术的主要部分,重点介绍5G的无线架构、网络架构和相关技术。空中接口技术是每一代无线通信技术中皇冠上的明珠,最能体现人类的智慧和思维能力。第3章重点介绍了5G NR的空中接口相关内容,包括帧结构、信道和信号、调制方式和编码,这一章中,因为numerology是5G NR空中接口的关键特性,所以需要重点关注。第4章介绍了5G NR无线接入网的架构、接口和功能、协议栈和5G特有的业务流程。这一章内容中,CU和DU架构是5G无线接入网最重要的特性,也是实现5G三大场景不同业务特性的无线技术基础。核心网也是体现移动通信进步的重要部分,第5章介绍了5G核心网的架构、接口和功能以及协议栈。特别需要指出的是,各种计算机技术在5G中特别是核心网中得到了广泛的应用,因此第5章还重点介绍了SDN/NFV技术在催生5G网络架构服务化、云化和虚拟化方面的作用。第6章是本书难点之一,主要介绍了5G中的关键技术,包括无线关键技术和网络关键技术。其中无线关键技术包括波形技术、双工技术、大规模MIMO技术、毫米波技术、频谱共享技术、D2D技术、超密集组网技术等,网络技术则包括网络切片技术、移动边缘计算技术、QoS技术、SON技术等。

信息的交互和传送离不开传输的通道,因此在任何一个网络里,传输(承载)都扮演着重要的角色。在5G中传输(承载)的作用更加重要,5G承载需要更大的带宽和更低的时延。第7章单独把5G中的承载技术做了介绍,介绍了5G网络对于承载技术的要求、5G承载技术、5G承载网的架构以及5G网络各种前传、中传和回传的承载方案。

5G网络要真正发挥作用,5G工程是最后一环。第8~9章主要介绍了5G工程建设中5G网络部署和网络优化方面的内容。第8章主要介绍网络部署中的两大部署方式SA和NSA组网,还介绍了无线频率分配、云化无线接入网组网等。特别地,为了应对5G三大场景不同的应用需求,无线接入网通过不同的部署方式来获得不同的性能,这一部分对此进行了详细阐述。同时,这一部分也对核心网的部署需求、部署框架和部署方案进行了阐述,并重点介绍了4G、5G核心网云端共存和云化部署。网络优化是网络建设期和维护期的重要工作内容,第9章重点介绍了5G网络优化的流程和方法,偏重于5G网络建设期间的优化,比如工程优化、单站优化和覆盖优化等。另外,大数据和人工智能在5G网络优化中将发挥越来越大的作用,本章对大数据和人工智能对网络优化的作用也进行了初步的阐述。

第10章介绍了5G基站的系统架构和组成,并重点介绍了中兴通讯研发的BBU+AAU类型的基站,包括BBU和AAU的特点、性能、硬件和接口以及基站开通流程、步骤和数据配置等。

本教材由工作在一线的通信工程师和齐鲁工业大学、济宁学院、滨州学院、济宁职业技术学院和山东服装职业学院的通信专业教师共同编写,因此教材的编写融合了企业与高校两者所长,理论和实践并重。在理论方面,内容全面、详尽但不繁杂,叙述条理清晰、语言流畅、通俗易懂,并配有丰富的图形和表格方便阅读理解。在实践方面,介绍了5G网络部署、5G网络优化和5G基站开通的内容,对学习5G工程的相关内容有很好的指导效果。因此本教材非常适合高等院校电子信息工程、通信工程、物联网、信息工程、计算机应用等专业本科和专科教学使用。

由于编者水平有限且时间仓促,书中难免有疏漏和不当之处,恳请各位读者批评指正,帮助编者进一步修改和完善,谢谢。

编 者

2020年7月23日

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