无线通信技术+2

内容简介

本书介绍了第五代移动通信系统中物理层及网络层的新技术，以及在物联网产业中无线通信技术的应用。本书共10章，包括无线通信基础、移动通信系统的发展与应用、信道编码技术、调制与接入技术、毫米波通信系统、中继技术与异构网络、大规模天线技术、5G网络新技术与新架构、5G网络中的安全问题和无线通信技术与物联网。本书适合作为高校物联网及计算机相关专业的教材，也适合从事物联网、无线通信技术相关工作的人员自学参考使用。

目录

第 1章 无线通信基础 11．1　无线通信系统　11．1．1　无线通信系统的分类　31．1．2　无线通信技术　41．2　无线信道　81．2．1　信道的衰落　81．2．2　信道输入/输出模型　111．2．3　信道统计模型　131．3　本章小结　151．4　课后习题　15第　2章 移动通信系统的发展与应用　172．1　移动通信系统标准化　172．1．1　移动通信标准化研究机构　182．1．2　移动通信接口标准　182．1．3　移动通信系统标准化　202．2　什么是5G　222．2．1　移动业务需求趋势　222．2．2　5G标准化进展　232．2．3　5G性能指标　252．3　5G新技术与应用　262．3．1　5G新技术　262．3．2　5G新场景　282．3．3　5G新应用　302．4　本章小结　352．5　课后习题　35第3章　信道编码技术　373．1　信道编码　373．1．1　编译码原理　383．1．2　卷积码及其应用　453．1．3　Turbo码及其应用　493．2　信道编码新技术　533．2．1　极化码　543．2．2　LDPC　553．3　本章小结　583．4　课后习题　58第4章　调制与接入技术　604．1　信号的调制　614．1．1　模拟调制　614．1．2　数字调制　654．1．3　多载波调制　674．1．4　5G候选新波形　714．2　多址接入技术　764．2．1　传统多址接入　764．2．2　新型多址技术　794．3　本章小结　864．4　课后习题　86第5章　毫米波通信系统　885．1　毫米波通信的概念及特点　885．1．1　毫米波的信道建模　905．1．2　毫米波信道模型　915．2　毫米波的应用　935．2．1　毫米波频段部署及应用　935．2．2　毫米波无线局域网标准化工作　965．3　本章小结　1035．4　课后习题　103第6章　中继技术与异构网络　1056．1　中继技术　1056．1．1　中继站的概念　1076．1．2　中继技术的发展　1106．1．3　中继站管理与资源优化　1136．2　异构网络　1156．2．1　异构网络的概念　1156．2．2　异构网络关键技术　1166．3　本章小结　1206．4　课后习题　120第7章　大规模天线技术　1227．1　大规模天线技术的概念、特点与应用　1227．1．1　大规模天线技术的概念　1237．1．2　大规模天线技术的特点　1247．1．3　大规模天线技术的应用　1267．2　大规模天线技术的关键技术　1287．2．1　信道信息的获取　1287．2．2　预编码　1297．3　本章小结　1327．4　课后习题　132第8章　5G网络新技术与新架构　1348．1　概述　1348．1．1　5G网络面临的挑战　1358．1．2　新技术与新架构　1358．2　网络功能虚拟化　1378．2．1　网络功能虚拟化框架　1388．2．2　虚拟化设施管理平台　1398．3　软件定义网络　1408．3．1　软件定义网络的概念　1408．3．2　软件定义网络的应用　1418．4　网络切片技术　1428．5　移动边缘计算　1438．5．1　技术发展及基本框架　1438．5．2　移动边缘计算的标准与架构　1458．5．3　移动边缘计算的特点与应用场景　1478．6　本章小结　1508．7　课后习题　150第9章　5G网络中的安全问题　1529．1　5G网络安全机制及安全架构　1529．2　空口安全　1549．3　传输安全　157

摘要与插图

3．单向传输系统和双向传输系统

人们收听广播依托的就是单向传输系统，手机通信依托的就是双向传输系统。双向传输系统包括单工系统、半双工系统和双工系统3种类型。

(1)单工系统：系统通信的双方通过不同的时间或不同的频段交替地进行消息的发射和接收，根据发射信号和接收信号频率的不同可以分为同频单工和异频单工。同频单工是指通信双方使用相同的频率在不同的时间发射信号，即发射的时候不接收，接收的时候不发射。异频单工是指通信双方使用不同的频率发射信号，但是发射机与接收机不能同时工作，因此其收发的过程也不能同时进行。

(2)半双工系统：发射和接收可以使用相同的无线信道，但是同一时间内用户只能发射或者接收信号。这样的切换可以由用户自己来控制，如“按下通话”“放开收听”等。

(3)双工系统：通信双方可以同时进行信号的发射和接收。为了避免发射信号与接收信号相互“打架”，发射和接收的信号需要通过两条相互独立的信道进行传输。双工系统分为频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)系统和时分双工(Time Division Duplexing，TDD)系统。

在频分双工系统下，每个用户具有两个不同频段的通信信道，可以在接收信号的同时发射信号。在时分双工系统下，信号的发射和接收在同一频段内完成，用户可以将该信道的一部分时间用于发射信号，另一部分时间用于接收信号。1．1．2无线通信技术

根据通信服务范围的远近，可以将无线通信技术分为近距离无线通信技术与远距离无线通信技术。近距离无线通信技术是指通信双方在较近的距离范围内利用无线电波传输数据，其应用范围广泛。与近距离无线通信技术相对的是远距离无线通信技术。常用的远距离无线通信系统包括移动通信系统、卫星通信系统等。

根据无线通信系统空中接口可以承载的业务带宽的大小，无线通信技术可分为宽带无线通信技术和窄带无线通信技术。

1．近距离无线通信技术

随着移动物联网技术的发展，很多近距离无线通信技术，如ZigBee、蓝牙、射频识别(RadioFrequency IDentification，RFID)等技术都得到了进一步的发展。 (1)．ZigBee技术 ZigBee是一种低速率、近距离、低功耗的