Introduction to Wireless Systems, 2nd Edition; Technologies, Systems, Services and Market Growth

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出版者: 作者:Harte, Lawrence, 出品人: 页数:92 译者: 出版时间:2006-11 价格:$ 22.59 装帧: isbn号码:9781932813975 丛书系列:
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具体描述

This book provides an overview of key wireless technologies, industries, systems and services. Wireless systems are communications networks that are installed and operated for information exchange between data communication devices that use wireless transmission. Although wireless networks can transfer any type of media (voice, data or video), the type of network, services used and optional configurations can dramatically affect the performance of information services. This book provides descriptions of the key types of wireless systems along with explanations of their functional parts. You will discover how mobile radios (subscriber stations), base stations, wireless networks and gateways work together to provide communication services. You will discover the fundamentals of wireless technologies and their terminology are described along with how the radio frequency spectrum is divided, the basics of radio frequency transmission and modulation, antennas and radio networks. You will learn about the different types of mobile telephone systems including cellular telephone, land mobile radio (LMR), cordless telephony and wireless PBX (WPBX). Explained are the key types of wireless personal area networks (WPANs) including Bluetooth and UWB. Discover how wireless LANs such as 802.11 WLAN are evolving to offer ultra broadband data transmission speeds. Learn how and why broadcast television, radio broadcast and wireless cable TV systems are transitioning from in way analog systems to two-way digital multimedia communication systems. Descriptions of paging systems are provided and you will discover how paging systems are evolving from one-way numeric messaging to two-way interactive informationservices. The key types of satellite systems are covered including GEO, MEO and LEO systems. An overview of fixed wireless systems including point to point microwave, wireless cable, and broadband wireless is included. Discover how WiMax systems operate and how it can provide data transmission speeds up to 155 Mbps at distances of 15 km or more. You will lean about the common types of wireless services and their approximate service costs along with the market numbers and trends for wireless industries. Some of the important topics featured are: .Functional parts of wireless networks .Descriptions of radios, base stations, mobile networks and gateways. .The market numbers and trends for wireless industries .Personal area wireless systems including Bluetooth and UWB .Mobile telephone systems from 1G, 2G, 2.5G to 3G .Private and public land mobile radio systems .Cordless and wireless office (WPBX) telephone systems. .Broadband wireless Wi-Fi and WiMax networks .Broadcast television, radio, wireless cable TV and satellite systems .Wireless service types

深入理解现代通信基础设施:下一代移动网络与频谱资源管理 本书旨在为读者提供对当前及未来无线通信系统、相关技术标准、频谱资源分配策略以及市场演进趋势的全面而深入的洞察。重点关注驱动全球移动连接性增长的核心技术突破、面临的工程挑战,以及经济学和社会效益驱动下的系统部署决策。 本书结构围绕三大核心支柱展开:基础理论与物理层创新、系统架构与网络演进,以及频谱政策与市场动态。我们避免了对特定教科书中已详述的经典信道编码或调制方案的重复介绍,而是侧重于当前研究热点和工业界实践的最新进展。 --- 第一部分:基础理论与物理层创新 本部分聚焦于无线信道建模的前沿进展以及为提升频谱效率和可靠性所采取的创新物理层技术。我们不深入讲解早期的OFDM(正交频分复用)原理,而是着重探讨其在非理想条件下的局限性及其后继或改进方案。 1.1 极端信道条件下的信号处理 探讨了在大规模MIMO(Massive MIMO)和毫米波(mmWave)通信系统中,信道状态信息(CSI)获取的挑战。特别关注了低复杂度信道估计在收发机设计中的重要性,以及如何利用深度学习/机器学习方法辅助信道预测和波束赋形(Beamforming)的实时优化。内容涵盖了基于稀疏采样的信道探测技术,以及在高度动态环境下的快速自适应调整机制。 1.2 高级调制与编码技术:超越传统LDPC 深入分析了低密度奇偶校验码(LDPC)在5G/6G系统中的应用限制及其优化策略。重点介绍下一代编码方案的探索,例如极化码(Polar Codes)在控制信道上的性能优势与实现复杂度。讨论了概率整形(Probabilistic Shaping)技术如何根据实际信道容量动态调整符号能量分布,以实现比恒定幅度调制更高的频谱效率。同时,对非正交多址接入(NOMA)在提升接入密度和异构网络中的潜力进行了批判性评估。 1.3 物理层安全与隐私保护 随着网络密度的增加,物理层安全的重要性日益凸显。本章不涉及加密协议细节,而是关注如何利用无线信道自身的随机性来抵御窃听。探讨了基于信道互信息的保密速率计算,以及在波束成形和功率控制层面如何主动引入物理层噪声以干扰恶意接收机,从而在物理层建立安全通信链路的机制。 --- 第二部分:系统架构与网络演进 本部分重点关注从4G向5G及更远未来演进过程中,网络架构的重大变革,尤其是在虚拟化、边缘计算和网络切片方面的实践。 2.1 软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV)的深度融合 详细分析了SDN/NFV如何重塑核心网和接入网的部署模式。内容集中在虚拟化基带单元(vBBUs)的资源隔离与调度算法,以及如何利用容器化技术(如Kubernetes)管理和编排网络功能(VNF)。我们着重探讨了实时性要求(如超可靠低延迟通信URLLC)在虚拟化环境中如何通过硬件卸载(Hardware Offloading)和时间敏感网络(TSN)技术得以保证。 2.2 移动边缘计算(MEC)的实际部署挑战 MEC是实现低延迟应用的关键。本书深入分析了MEC服务器的最佳部署位置选择模型(基于地理信息和业务流量预测),以及任务卸载决策算法的设计。这包括如何在本地计算能力、回程带宽限制和用户移动性之间进行权衡。讨论了针对工业物联网(IIoT)场景的确定性调度机制的实现案例。 2.3 异构网络与无缝切换管理 随着小型蜂窝(Small Cells)、Wi-Fi 6/7接入点的广泛部署,网络变得高度异构。本章侧重于跨异构接入技术(如Sub-6GHz与毫米波、蜂窝与非蜂窝)之间的无缝切换(Mobility Management)协议优化,以及如何利用集中式或分布式控制平面来管理跨层级的资源协调,避免切换乒乓效应(Ping-Pong Effect)。 --- 第三部分:频谱政策与市场动态 无线系统的部署和技术选择深受监管环境和商业模式的驱动。本部分关注频谱的经济学、技术趋势对市场结构的影响,以及对6G愿景的早期探索。 3.1 动态频谱共享(DSS)与授权共享接入(LAA)的经济影响 探讨了授权频谱(Licensed Spectrum)的稀缺性与效率利用问题。重点分析了动态频谱共享(DSS)技术如何允许运营商在同一频段内同时部署2G/3G/4G/5G服务,并评估其对网络容量和用户体验的实际影响。此外,对授权辅助接入(LAA)在非授权频段(如5GHz)的部署策略及其与Wi-Fi生态系统的共存挑战进行了深入的商业案例分析。 3.2 频谱拍卖机制与监管工具箱 分析了全球不同地区(如FCC、CEPT)频谱拍卖的设计理念(如增值税、组合拍卖)如何影响运营商的频谱获取成本和随后的网络投资决策。讨论了频谱中立性原则的实践,以及监管机构如何通过激励措施引导运营商投资于偏远地区的网络覆盖。 3.3 通信技术向6G愿景的跨越:超越速率的指标 展望下一代移动通信(6G),本书强调指标不再仅仅是峰值速率。重点探讨了太赫兹(THz)通信的物理层挑战(如大气衰减和波束形成难度),以及感知-通信一体化(ISAC)技术在6G中的融合潜力。内容聚焦于如何利用高频段的巨大带宽潜力来实现超高精度定位和环境感知,从而催生全新的服务生态。 --- 本书面向对象: 资深通信工程师、网络架构师、频谱规划专家、电信监管机构研究人员以及对无线通信系统前沿技术有深入兴趣的研究生和博士生。本书假设读者已具备扎实的通信原理和数字信号处理基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象,那种简洁中透露出专业气息的排版,以及略带科技感的蓝色调,让人一眼就知道这是一本重量级的专业书籍。然而,在深入阅读了前几章关于无线通信基础理论的部分后,我不得不承认,它在系统性地介绍核心概念方面做得非常扎实,这对于一个初学者来说无疑是巨大的福音。作者并没有急于展示那些炫目的最新技术,而是耐心地从电磁波的传播原理、调制解调的基本方法讲起,逻辑链条非常清晰。例如,在阐述频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)的区别时,书中配有的图示和数学推导都极为详尽,使得抽象的概念变得具象化。我特别欣赏作者对于“为什么”的追问,而不是仅仅罗列“是什么”。比如,它解释了为什么需要复杂的均衡技术来克服信道衰落,这背后的物理原因和工程权衡被描绘得淋漓尽致。虽然内容深度很高,但作者在保持严谨性的同时,并没有让文字变得过于晦涩难懂,每每在关键节点,都会用一些实际生活中的例子来辅助理解,这极大地降低了学习的门槛。整体来看,它更像是一位经验丰富的工程师在手把手地带你建立起无线系统的知识骨架,坚实而可靠。

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这本书在深入探讨服务演进和市场趋势的部分,展现出了一种极其审慎且务实的态度。它没有陷入对“未来五年内将实现万物互联”这类空洞口号的狂热追捧,而是非常冷静地剖析了技术落地过程中必然会遇到的经济瓶颈和商业挑战。例如,在讨论5G的部署成本效益时,作者引用了数个实际案例中的投资回报率(ROI)分析,这些数据相当有说服力,让我明白技术先进性并不等同于商业上的成功。这种“反乐观主义”的分析,对于正在进行技术选型或商业规划的专业人士来说,是极其宝贵的清醒剂。特别是关于频谱资源的稀缺性及其对不同业务性能的影响,书中将物理限制与监管政策紧密结合,揭示了技术方案的最终边界。我喜欢作者那种不偏不倚的立场,它既不盲目推崇新技术带来的所有“好处”,也不会因噎废食地否定创新潜力,而是将技术能力与实际市场需求进行精确的耦合分析。

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这本书的广度着实令人惊讶,它不像市面上很多教材那样只专注于某一个垂直领域,比如纯粹的蜂窝网络或者仅仅是射频电路。相反,它像一张精心绘制的无线技术全景地图,涵盖了从底层物理层到上层应用架构的方方面面。我原本以为它会在某个特定细分领域有所侧重,但读到关于频谱管理和法规标准的章节时,我发现作者对全球不同标准组织(如3GPP)的演进历史都有相当的洞察力。这种宏观视野对于理解整个产业的运作至关重要。举个例子,书中讨论到物联网(IoT)的低功耗广域网(LPWAN)技术时,它不仅仅提到了LoRa和NB-IoT的技术特点,更进一步分析了它们在不同商业模式下的适用性及市场定位。这种结合技术深度与市场动态的叙述方式,让这本书的价值远远超出了纯粹的教科书范畴,更像是一份行业分析报告。即便是对于那些自认为对无线领域十分熟悉的人来说,书中对新兴技术融合点的探讨,也足以提供新的思考角度,促使读者跳出固有的思维定势。

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坦白说,这本书的学术严谨性值得点赞,但它的“与时俱进”速度似乎稍慢了一拍。虽然它出色地回顾了前几代移动通信技术(2G到4G)的演进逻辑,并且扎实地构建了现代无线通信的理论基础,但当我翻阅到关于最新的无线接入技术章节时,感觉内容略显滞后。例如,对于大规模MIMO(Massive MIMO)的最新波束赋形算法细节、或者最新一代无线网络中的关键安全协议迭代,书中提供的阐述似乎停留在标准草案阶段的早期描述,缺乏对已商用或即将部署的最新规范的深度剖析。这对于那些需要紧跟行业前沿、进行最新系统原型设计的人来说,可能需要辅以大量的最新期刊论文来补充。它更像是一本为扎实打基础而设计的“基石之书”,而非紧跟市场热点的“前沿指南”。因此,它在作为入门或中级知识体系构建时价值极高,但在追求最前沿技术细节时,可能会让人感觉到信息更新的滞后性。

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阅读体验方面,这本书的编排结构简直是一场灾难,简直让人抓狂。首先,页边距窄得令人发指,密密麻麻的文字仿佛要从纸面上溢出来,每一次需要查找特定术语时,都需要耗费双倍的精力来定位。其次,插图的设计,我必须得说,它们看起来像是上世纪末期的工程图纸被直接扫描进去的,线条模糊不清,关键的波形图和协议栈示意图缺乏清晰的标注和必要的色彩区分,很多时候,我不得不自行在草稿纸上重新绘制一遍才能理解作者想表达的细节。更令人沮丧的是索引部分,它似乎是随意编排的,很多我确定在书中出现过的重要概念,在索引中却找不到对应的页码,这使得复习和快速查阅变得异常低效。一本技术书籍,尤其是在快速迭代的通信领域,其载体的易用性是检验其专业度的重要标准之一。很遗憾,这本书在装帧和排版上的粗糙处理,极大地削弱了其内容本应带来的学习愉悦感,我常常需要在阅读过程中强迫自己保持专注,以对抗视觉疲劳。

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