作 者:(瑞典)埃里克·达尔曼(Erik Dahlman),(瑞典)斯蒂芬·帕克威尔(Stefan Parkvall),(瑞典)约翰·斯科德(Johan Skold) 著 定 价:128 出 版 社:东南大学出版社 出版日期:2017年09月01日 页 数:590 装 帧:平装 ISBN:9787564171773 ●Preface
●Acknowledgments
●Abbreviations and Acronyms
●CHAPTER 1Introduction
●1.1 IG and 2G——Voice-Centric Technologies
●1.2 3G and 4G——Mobile Broadband
●1.3 5G——Beyond Mobile Broadband——Networked Society
●1.4 Outline
●CHAPTER 2 Spectrum Regulation and Standardization From 3G to 5G
●2.1 Overview of Standardization and Regulation
●2.2 ITU-R Activities From 3G to 5G
●2.2.1 The Role of ITU-R
●2.2.2 IMT-2000 and IMT-Advanced
●2.2.3 IMT-2020
●2.3 Spectrum for Mobile Systems
●2.3.1 Spectrum Defined for IMT Systems by the ITU-R
●2.3.2 Frequency Bands for LTE
●2.3.3 New Frequency Bands
●2.4 Spectrum for 5G
●2.4.1 New Frequency Bands to be Studied by WRC
●部分目录
内容简介
3GPP将在2018年发布5G技术规范,包括LTE-Advanced Pro和全新的5G无线接入技术。与3GPP相关的工程师们通过这本实用而富有成效的书,提供了一个深入了解3GPP所采用的近期新技术与标准的机会。本书不仅对这些具体方案的选取原因以及在LTE、LTE-Advanced和LTE-Advanced Pro中的应用情况进行了详尽阐述,还对通向5G的发展之路和相关的潜在技术进行了详细介绍。 (瑞典)埃里克·达尔曼(Erik Dahlman),(瑞典)斯蒂芬·帕克威尔(Stefan Parkvall),(瑞典)约翰·斯科德(Johan Skold) 著 埃里克·达尔曼,供职于爱立信研究中心,并深度参与了3G与4G的发展与标准化工作。他是相关领域的专家,如今仍在3GPP里为4G和5G的标准化工作积极贡献力量。
斯蒂芬·帕克威尔,供职于爱立信研究中心,并深度参与了3G与4G的发展与标准化工作。他是相关领域的专家,如今仍在3GPP里为4G和5G的标准化工作积极贡献力量。
约翰·斯科德,供职于爱立信研究中心,并深度参与了3G与4G的发展与标准化工作。他是相关领域的专家,如今仍在3GPP里为4G和5G的标准化工作积极贡献力量。
《4G LTE-Advanced Pro与通往5G之路》 一、 时代背景与技术演进 我们正身处一个数据爆炸、连接无处不在的时代。从智能手机的普及到物联网设备的激增,再到高清视频流媒体和沉浸式虚拟现实体验的需求,这一切都对移动通信网络提出了前所未有的挑战。在这样的背景下,通信技术以前所未有的速度向前发展,每一次代际的飞跃都带来了性能的质变和应用场景的拓展。 4G LTE(Long-Term Evolution)作为前几代移动通信技术的集大成者,凭借其高带宽、低延迟的优势,深刻地改变了我们的生活和工作方式。它不仅承载了我们日常的信息交流、娱乐消费,更成为各行各业数字化转型的重要基础设施。然而,随着对网络能力要求的不断提升,单一的4G LTE已逐渐显露出其局限性。特别是在面对海量连接、极低延迟的严苛需求时,4G LTE已无法完全满足。 正是在这种技术演进的必然趋势下,4G LTE-Advanced Pro应运而生。它并非一次颠覆性的技术革命,而是对现有4G LTE技术的一次重大升级与演进,旨在进一步挖掘4G的潜力,弥合其与下一代通信技术(5G)之间的技术鸿沟。4G LTE-Advanced Pro是4G演进的终点,也是通往5G的坚实桥梁,它在性能上实现了显著的提升,为5G时代的到来奠定了重要的技术基础和产业基础。 二、 4G LTE-Advanced Pro:4G技术的巅峰之作 4G LTE-Advanced Pro,顾名思义,是4G LTE技术在“Advanced”阶段的进一步深化和优化。它并非一项单一的技术标准,而是涵盖了一系列增强功能和关键技术的集合,这些技术共同作用,将4G网络的峰值速率、用户体验速率、连接密度、频谱效率以及能效等方面推向了新的高度。 极致的速度与容量的飞跃: 4G LTE-Advanced Pro通过引入载波聚合(Carrier Aggregation)的深度应用,实现了多载波的无缝融合,将多条不同频段的频谱汇聚在一起,极大地提升了网络的总带宽。例如,更多的载波组合、更大的聚合带宽,使得用户峰值速率可以轻松突破Gbps级别,远超早期4G的体验。同时,先进的调制编码方案(如256QAM)的引入,也使得数据传输更加高效,单位频谱内的容量得到了显著提升。 低延迟的极致追求: 随着新兴应用如自动驾驶、远程手术、工业自动化等对通信延迟的极度敏感,4G LTE-Advanced Pro在降低延迟方面也进行了重点攻关。通过优化调度算法、缩短传输时延、引入边缘计算(Edge Computing)等技术,可以显著降低端到端的时延,使其能够满足部分对延迟要求较高的场景需求,尽管与5G的毫秒级延迟尚有差距,但已为这些应用场景的初步探索提供了可能性。 海量连接的支撑: 物联网(IoT)的蓬勃发展对网络的连接能力提出了巨大的挑战。4G LTE-Advanced Pro引入了窄带物联网(NB-IoT)和LTE Cat-M1等低功耗广域网(LPWA)技术。这些技术专门针对物联网设备设计,以极低的功耗、极小的成本、极广的覆盖范围支持海量设备的连接,即使在室内、地下等信号不佳的环境也能提供可靠的连接。这为智能家居、智慧城市、工业监测等大规模物联网应用的部署奠定了坚实基础。 网络能力的智能化与高效化: 4G LTE-Advanced Pro更加注重网络的智能化和自动化。例如,引入了更多基于人工智能和机器学习的网络管理和优化技术,能够实现对网络资源的动态分配、故障的智能预测与恢复、以及用户体验的自适应调整,从而提高网络的运行效率和可靠性。同时,在能效方面也进行了优化,降低了网络的整体能耗,符合绿色通信的发展趋势。 向5G演进的关键技术融合: 4G LTE-Advanced Pro并非孤立的技术,它在许多方面已经开始融合5G的关键技术思想和实现方式。例如,对网络虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)的支持,为构建更灵活、可编程的5G网络积累了宝贵的经验。此外,一些5G核心网的关键技术,如服务化架构(SBA)的早期形态,也在4G LTE-Advanced Pro中有所体现,为后续的5G网络部署提供了平滑过渡的路径。 三、 通往5G之路:承前启后的关键角色 4G LTE-Advanced Pro的出现,并非终点,而是通往5G的“必经之路”。它在多个层面上扮演着承前启后的关键角色: 技术成熟与标准铺垫: 4G LTE-Advanced Pro所引入和优化的许多技术,如载波聚合、先进的调制编码、NB-IoT等,本身就孕育了5G发展的土壤。通过这些技术的规模化部署和实际验证,为5G相关技术的研发和标准化奠定了坚实的基础。很多在4G LTE-Advanced Pro中得到充分发展的技术,直接被吸收和集成到5G标准中,并得到了进一步的强化。 网络基础设施的平滑升级: 5G网络的建设是一个复杂且耗资巨大的工程。4G LTE-Advanced Pro的网络基础设施,如基站、核心网等,在很多方面都可以通过软件升级或少量硬件改造,实现向5G的平滑演进。这种演进策略大大降低了运营商的投资风险和网络升级成本,使得5G的部署过程更加经济高效。例如,许多4G基站可以利用其物理结构,通过增加新的射频单元和软件升级来支持5G NR(New Radio)的运行,实现“4G/5G协同覆盖”。 应用场景的初步探索与成熟: 4G LTE-Advanced Pro在速度、延迟和连接密度上的提升,已经足以支撑一些对网络能力有较高要求的应用场景的初步落地。例如,高清视频直播、云游戏、部分AR/VR体验、以及初级的物联网应用等。这些应用在4G LTE-Advanced Pro网络上的成功部署和商业化探索,积累了宝贵的运营经验,也培养了用户对下一代移动通信服务的需求和接受度,为5G更广泛的应用场景的推广奠定了市场基础。 产业链的协同与成熟: 4G LTE-Advanced Pro的推广和部署,推动了整个移动通信产业链(芯片、终端、设备、网络服务商等)的协同发展和技术成熟。在这个过程中,各方积累了丰富的生产、测试、集成和优化经验,为5G终端和设备的研发生产打下了良好的基础。例如,对支持载波聚合、更高阶调制等技术的芯片和终端的研发,直接加速了5G芯片和终端的成熟进程。 频谱资源的有效利用: 4G LTE-Advanced Pro通过更精细化的频谱管理和利用技术,能够充分挖掘现有频谱资源的潜力。这为5G网络腾出和优化了宝贵的频谱资源,也为5G网络的部署提供了更灵活的频谱选择。 四、 迈向5G:新一代移动通信的愿景 5G,并非仅仅是4G速度的简单提升,它是一次面向未来的、全方位的技术变革。5G被寄予厚望,旨在赋能万物互联的智能世界,实现人类社会生产生活方式的深刻变革。 三大场景的突破: 5G主要面向三大应用场景: 增强移动宽带(eMBB): 旨在提供比4G更快的下载和上传速度,实现超高清视频、沉浸式AR/VR等体验。 海量机器类通信(mMTC): 旨在支持海量设备的连接,实现物联网应用的指数级增长,如智能家居、智慧城市、工业互联网等。 超可靠低时延通信(uRLLC): 旨在提供极低的通信延迟和极高的可靠性,满足自动驾驶、远程医疗、工业控制等对实时性和可靠性有极致要求的应用。 核心技术的革新: 5G采用了多项革命性的技术,包括: 新空口(NR): 旨在更高效地利用频谱,支持更广泛的频段,包括毫米波等高频段。 网络切片(Network Slicing): 允许在同一物理网络上创建多个逻辑上独立的虚拟网络,为不同应用场景提供定制化的服务质量。 大规模天线技术(Massive MIMO): 利用大量天线提升信号的定向性和覆盖范围,显著提高频谱效率和容量。 边缘计算(MEC): 将计算和存储能力部署在网络边缘,靠近用户,从而降低延迟,提升响应速度。 云化与软件化: 核心网采用服务化架构(SBA)和网络功能虚拟化(NFV),实现网络的灵活性、可编程性和自动化。 五、 结语 4G LTE-Advanced Pro作为4G技术的巅峰之作,它不仅在性能上实现了质的飞跃,更重要的是,它以一种平滑、经济、高效的方式,将我们带入了通往5G的轨道。它不仅是现有通信网络的优化和延伸,更是未来通信技术发展的基石。理解4G LTE-Advanced Pro的技术内涵及其在演进过程中的重要作用,有助于我们更清晰地认识5G的到来,以及它将如何深刻地改变我们的世界。从4G LTE-Advanced Pro到5G,这是一次技术持续迭代、应用不断拓展的伟大征程,它将开启一个更智能、更互联、更美好的未来。
对于《4G LTE-Advanced Pro和通向5G之路》这本书,我的好奇心早已被它所揭示的时代变迁所点燃。我认为,这不仅仅是一本书名,更是一段跨越两个通信时代的重要旅程的浓缩。我设想,书中会首先细致地勾勒出4G LTE-Advanced Pro的精髓,它在数据传输效率、网络可靠性以及用户体验方面所达到的成熟度,仿佛是一座坚实的地基,为未来的革新奠定了基础。而“通向5G之路”这个部分,则是我最期待的章节。我渴望书中能够深入剖析5G的宏伟蓝图,从其革命性的技术架构,如网络切片、边缘计算,到其赋能万物互联的巨大潜力,例如在智能交通、智慧城市、工业自动化等领域的广泛应用。我期望能从书中了解到,从4G到5G的演进并非一蹴而就,而是经历了无数的技术攻关、标准博弈和产业协同。这本书,在我看来,将是一次对未来通信发展轨迹的深刻洞察,它不仅满足了我对技术的好奇,更让我对人类社会在5G时代可能发生的深刻变革充满了期待,仿佛预见了一个更加智能、互联、高效的未来世界。