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出版者:JOHN WILEY AND SONS LTD

作者:HEIKKI KAARANEN

出品人:

页数:422

译者:

出版时间:2005

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470011058

丛书系列:

图书标签:

• UMTS
• 移动通信
• 无线网络
• 3G
• 网络技术
• 通信工程
• 移动网络
• 无线通信
• 通信系统
• 网络协议

《UMTS NETWORKS》这本著作，旨在深入剖析第三代通用移动通信系统（UMTS）的核心技术、网络架构及其演进之路。本书并非仅仅罗列技术名词，而是通过严谨的逻辑和详实的论述，为读者构建一个关于UMTS网络全貌的清晰认知。 第一部分：UMTS网络基础 本部分将从UMTS的起源与发展开始，追溯其诞生的历史背景，阐述其相比前代技术（如GSM）在数据速率、业务能力和频谱效率等方面的显著提升。我们将详细介绍UMTS所采用的核心技术，包括宽带码分多址（W-CDMA）的原理，解释其如何实现多用户接入和高效频谱利用。此外，本书还将深入探讨UMTS的物理层特性，包括信道编码、交织、调制解调等关键技术，以及它们在提升数据传输质量和鲁棒性方面所起的作用。 在网络架构方面，我们将以图文并茂的方式，详细解析UMTS的核心网（Core Network）和无线接入网（Radio Access Network, UTRAN）的组成部分。核心网部分，将重点介绍其关键节点，如移动交换中心（MSC）、网关移动交换中心（GMSC）、服务GPRS支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点（GGSN）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AuC）以及短消息服务中心（SMSC）等，并阐述它们之间的功能划分和互联互通。对于UTRAN，我们将深入剖析其主要组成部分，如无线网络控制器（RNC）和基站（Node B），并解释它们如何协同工作，为用户提供无线接入服务。 本部分还将触及UMTS的安全机制，包括用户身份鉴权、加密传输以及网络接入控制等，确保通信的私密性和完整性。同时，也会对UMTS的业务承载能力进行探讨，分析其如何支持语音、数据、多媒体等多种业务，并介绍相关的业务流程和协议栈。 第二部分：UMTS的关键技术细节 在掌握了UMTS的基础架构后，本部分将聚焦于一些更为深入和关键的技术细节。我们将详细阐述W-CDMA的多种工作模式，如DS-WCDMA（直接序列宽带码分多址）和MC-WCDMA（多载波宽带码分多址），分析它们在不同场景下的优缺点。对于多址技术，我们将深入探讨其同步和异步模式，以及它们如何影响网络性能和容量。 多用户检测（Multi-user Detection, MUD）作为W-CDMA中一项重要的技术，将被详细介绍。我们将解释MUD如何通过检测和消除用户间的干扰，显著提升系统的容量和数据传输速率，并介绍几种典型的MUD算法。 切换（Handover）是移动通信网络中至关重要的一个环节，本部分将对UMTS中的切换机制进行深度剖析。我们将详细介绍不同类型的切换，如软切换（Soft Handover）和硬切换（Hard Handover），分析它们的工作原理、流程以及对用户体验的影响。我们将探讨切换过程中涉及的信令交互和资源管理，确保用户在移动过程中业务的连续性。 功率控制（Power Control）是W-CDMA系统中另一项核心技术。本书将深入分析其必要性和工作原理，包括上行链路功率控制和下行链路功率控制。我们将探讨闭环功率控制（Closed-loop Power Control）和开环功率控制（Open-loop Power Control）的机制，以及它们如何协同工作，在保证通信质量的同时，最大程度地减少干扰和降低功耗。 本部分还将涵盖UMTS的调度算法（Scheduling Algorithms）。我们将解释在UTRAN中，RNC和Node B如何根据不同的业务需求、信道条件以及用户优先级，动态地分配资源，实现高效的调度。我们将介绍几种典型的调度策略，例如比例公平调度（Proportional Fair Scheduling）和最大比例公平调度（Max-Proportional Fair Scheduling），并分析它们对网络吞吐量和公平性的影响。 第三部分：UMTS网络的演进与未来 移动通信技术的发展从未止步，UMTS作为3G技术的主流，也经历了持续的演进。本部分将重点介绍UMTS的增强技术，尤其是HSPA（High-Speed Packet Access）及其后续版本HSPA+。我们将详细解析HSPA在下行链路和上行链路方面所带来的性能提升，例如更高的峰值速率、更低的延迟以及更高的频谱效率。我们将深入探讨HSPA+在调制方式、信道编码、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）等方面的改进，以及它们如何进一步优化用户体验。 此外，本部分还将简要介绍UMTS向4G（LTE）演进的历程。我们将阐述UMTS与LTE在网络架构、传输技术和频谱利用等方面的根本性差异，以及UMTS演进到LTE所面临的挑战和机遇。虽然本书的重点是UMTS，但理解其向更先进技术演进的背景，有助于更全面地把握通信技术的发展脉络。 最后，我们将对UMTS网络在实际部署中可能遇到的挑战进行探讨，例如网络规划、优化、干扰管理以及容量规划等。我们将分享一些实际案例和经验，帮助读者更好地理解UMTS网络在实际运行中的复杂性，并为网络优化提供思路。 通过以上三个部分的系统性论述，《UMTS NETWORKS》旨在为读者提供一个全面、深入、且富有洞察力的UMTS技术学习平台。本书内容详实，逻辑清晰，适合通信工程专业学生、网络工程师、研发人员以及对移动通信技术感兴趣的广大读者。它不仅能够帮助读者掌握UMTS的核心技术，更能引发对移动通信网络未来发展的思考。

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我通常对这种偏向于底层协议栈的书籍持保留态度，因为它们很容易陷入晦涩难懂的泥潭。但《UMTS NETWORKS》成功地做到了在保持技术严谨性的同时，保持了令人惊讶的可读性。作者显然花了大量时间来打磨语言和结构。书中对QoS（服务质量）参数的定义和保障机制的阐述，尤其让我受益匪浅。在当前网络拥塞频发的情况下，理解UMTS如何通过资源调度和分配来保证关键业务（如VoIP）的体验，是构建稳定系统的核心。书中详细比较了不同调度算法（如TTI捆绑对吞吐量的影响）的性能指标，并且给出了量化的分析结果。我对比了书中给出的仿真结果和我自己测试的数据，发现吻合度非常高，这极大地增强了我对书本内容的信任感。这本书更像是一部详尽的“网络设计哲学”的体现，它教会的不仅仅是如何做，更是“为什么这么做”的思考框架。

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说实话，我拿到这本书的时候，内心是有点忐忑的，毕竟“UMTS”这个词听起来就充满了时代的印记，我担心内容会过于陈旧，无法应对如今5G甚至6G时代的挑战。然而，这本书的价值恰恰在于其对“基础原理的深刻挖掘”。它没有过多纠缠于最新的应用层技术，而是专注于剖析为什么3G网络会是现在这个样子，那些设计决策背后的权衡与取舍是什么。作者对于空口接口的设计思想的阐述，简直可以作为通信系统设计方法的经典案例。书中对RNC（无线网络控制器）和NodeB（基站）之间的信令流程的描述，细致到每一个时隙和每一个控制信息的位域解析，这对于任何想深入调试或设计移动核心网协议栈的人来说，都是无价之宝。我甚至将书中关于切换（Handover）的流程图打印出来，贴在了我的工作台前，每当遇到疑难杂症，对照着书里的描述，总能迅速定位问题的根源。这种经典理论与实践相结合的深度，是很多新出版的“快餐式”技术书籍所不具备的。

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这本书的排版和印刷质量也值得称赞，这对于一本需要长时间面对的专业书籍来说非常重要。纸张的选择适中，既不会反光刺眼，又能很好地承载那些复杂的波形图和星座图。但最让我印象深刻的，是作者在讲解复杂算法时所展现出的那种清晰的逻辑层次感。例如，在描述WCDMA的扩频和解扩过程时，作者没有直接抛出最终的公式，而是先从信息论的基础出发，一步步推导出为什么需要特定的正交函数集，以及这些函数集如何有效地对抗多径效应。这种“溯源式”的讲解方法，极大地降低了初学者的理解门槛，同时也让有经验的工程师能够回顾和巩固被日常工作磨损的理论基础。我特别喜欢书中的那些“工程师笔记”式的侧栏评论，它们像是作者在耳边低语，分享着一些书本知识以外的、关于实际部署中遇到的“坑”和“技巧”，让人感觉作者不仅是理论大师，更是一位身经百战的实战派。

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这本书的价值，超越了单纯的技术手册范畴，它更像是一部关于移动通信系统演进史的微观切片。虽然UMTS技术已经不像十年前那样处于技术前沿，但这本书所揭示的那些关于频谱效率、功率控制、以及多址接入的精妙设计，仍然是理解后续所有移动通信系统的基石。我发现，许多我们现在在5G中使用的mMIMO（大规模多输入多输出）的早期思想雏形，都能在UMTS的某些技术文档中找到其理论铺垫。作者对“迭代优化”过程的描述，让我领悟到任何复杂的工程系统都不是一蹴而就的，而是经过无数次测试、失败、再修正的产物。对于希望从事通信领域研发或者高级维护工作的年轻工程师来说，这本书是建立扎实理论根基的绝佳选择，它能让你在面对新技术时，不再是盲目地接受，而是能够批判性地审视其设计合理性，这才是真正的技术素养。

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这本书的封面设计真是让人眼前一亮，那种深沉的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，透着一股专业和沉稳的气息。我是在一个技术论坛上偶然看到有人推荐的，说是对理解现代移动通信的底层逻辑非常有帮助。翻开目录，内容覆盖了从基础的信道编码到复杂的网络优化策略，感觉作者对UMTS技术的掌握可谓是庖丁解牛，深入骨髓。特别是关于HSDPA和HSUPA部分，讲解得丝丝入扣，很多我在实际工作中摸索了很久才明白的细节，在这里都有清晰的图示和数学推导作为支撑。我尤其欣赏作者的叙事方式，它不是那种干巴巴的教科书式的堆砌概念，而是像一位经验丰富的工程师在手把手地教你如何搭建和维护一个高效的3G网络。读完前几章，我感觉自己对“软容量”和“干扰抑制”这些曾经感到模糊的概念，一下子豁然开朗，仿佛打开了一扇通往更深层次理解的大门。这本书的厚度也足以说明其内容的详实程度，但奇怪的是，阅读过程却异常流畅，让人忍不住一口气读下去，生怕错过任何一个关键的论述。

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