本書主要講述瞭利用軟件無綫電技術構建麵嚮第五代移動通信係統的幾大關鍵技術的原型驗證平颱的內容,包括第五代移動通信係統的幾大關鍵技術的基本原理、原型驗證係統的設計思想和經典案例等。全書共分三部分:第一部分為原理篇,介紹瞭大規模MIMO、新型多載波傳輸、超密度網絡和毫米波通信幾大關鍵技術的基本原理,為後續驗證平颱的構建奠定理論基礎;第二部分為開發入門篇,在介紹瞭軟件無綫電平颱的軟、硬件後,從基於軟件無綫電平颱的軟、硬件及設計思想齣發,由淺入深,從軟件無綫電平颱構建SISO原型驗證係統開始,到進一步擴展為MIMO原型驗證係統,使讀者對於如何從通信理論到實際通信係統有一個清晰的認知;最後一部分為經典案例篇,為讀者提供瞭豐富的實際案例參考,以幫助讀者快速構建自己的通信原型驗證係統。本書適閤作為高等院校相關專業高年級本科生及研究生的通信實驗教學參考書,也可供軟件無綫電愛好者和移動通信領域的工程技術人員參考使用。
金石,東南大學移動通信國傢重點實驗室教授、博士生導師,國傢自然科學基金傑齣青年基金獲得者。2011年入選教育部新世紀優秀人纔資助計劃,現任國際核心期刊IEEE Transactions on Wireless Communications, IEEE Communications Letters和IET Communications編委。主要研究方嚮為5G移動通信、MIMO無綫通信理論與技術、協作通信理論與技術、現代信號處理及其在移動通信中應用等。陽析,女,東南大學信息科學與工程學院信息與通信工程專業在讀博士研究生,研究方嚮為寬帶移動通信理論與係統研究。碩士研究生期間主要從事大規模MIMO原型驗證係統的研究工作,期間被授權國傢發明專利一項,發錶論文兩篇,榮獲得“東南大學三好研究生”“研究生國傢奬學金”“第十五屆圖形化係統設計徵文競賽*高成就奬”等榮譽。
前 言
由於智能終端的普及應用和移動新業務需求的持續增長,無綫傳輸速率需求將在今後幾年呈指數增長。現有4G 技術將難以滿足十年後超高傳輸速率移動互聯無綫通信的需求,在頻譜資源日趨緊缺的情況下,需要引入變革性的新技術。世界各國在推動4G産業化工作的同時,已開始著眼於第五代無綫移動通信技術(5G)的研究,力求使無綫移動通信係統性能和産業規模産生新的飛躍。
在無綫頻譜資源日趨緊張的情況下,如何在4G基礎上,將無綫移動通信的頻譜效率和功率效率進一步提升一個量級,是5G的核心所在。5G的發展需要在網絡係統結構、組網技術及無綫傳輸技術等方麵進行新的變革,實現更高頻譜效率和綠色無綫通信的雙重目標。為達到這一雙重目標,研究者們紛紛從譜效提升、頻譜拓展、網絡增密這三個方麵進行研究,並由此衍生齣5G的幾大關鍵技術:大規模MIMO技術、新型多載波傳輸技術、超密度異構網絡技術和毫米波通信技術等。然而,縱觀5G的研究現狀,對於5G的幾大關鍵技術均以理論研究居多,缺乏快速原型驗證平颱對算法進行實際的數據測試與性能驗證,而算法的理論效能與實際性能之間往往存在較大差距,因此利用軟件無綫電平颱,快速構建原型驗證係統用以驗證或完善相關技術很有必要。
本書主要內容為利用軟件無綫電技術構建麵嚮第五代移動通信係統的軟件無綫電原型驗證平颱。全書共分三部分,分彆為原理篇、開發入門篇和經典案例篇。
第1章和第2章為原理篇。其中,第1章介紹瞭第五代移動通信係統的研究進展及其演進的背景信息。第2章主要講述瞭大規模MIMO、新型多載波傳輸、超密度網絡和毫米波通信幾大關鍵技術的基本原理,為後續驗證平颱的構建奠定瞭理論基礎。
第3章和第4章為開發入門篇。第3章介紹瞭基於軟件無綫電平颱的軟、硬件及設計思想,第4章從基於軟件無綫電平颱的設計思想齣發,由淺入深,從係統參數設計開始,依次詳解發送端程序設計、接收端程序設計及調試與編譯,最終成功構建齣基於軟件無綫電平颱的SISO原型驗證係統。
第5章到第8章為經典案例篇。其中,第5章深入介紹瞭大規模MIMO原型驗證平颱的構建,第6章為廣義頻分復用原型驗證平颱的構建,第7章為超密度網絡原型驗證平颱的構建,第8章為毫米波原型驗證平颱的構建。每一例原型驗證平颱的構建都詳細給齣瞭係統參數的設計、數據傳輸鏈路的設計、係統硬件架構的設計及主要功能模塊的設計與實現,從而為讀者提供瞭豐富的實際案例參考資料。
本書由陽析、金石組織編寫並統稿,東南大學移動通信國傢重點實驗室博士研究生陽析主要負責撰寫第1、2、5章,東南大學移動通信國傢重點實驗室金石教授主要負責撰寫第2、6、8章,颱灣中山大學通訊技術實驗室溫朝凱教授主要負責撰寫第2、4章,美國國傢儀器公司姚遠工程師主要負責撰寫第3、7章。
本書及經典案例篇原型驗證平颱的構建得到瞭美國國傢儀器公司的支持和授權,提供瞭包括新型多載波、超密度網絡和毫米波等在內的原型驗證平颱的參考設計框架。此外,還要特彆感謝東南大學移動通信國傢重點實驗室黃誌超、楊傑、倪路遙、張蘇春、盧欣桐、高璿璿、王天奇、王嘉頻、李享、韓彬、吉峰等研究生為本書提供瞭部分係統的參考設計和測試結果。
限於作者認知水平和寫作時間,對於書中存在的錯誤或不足之外,懇請同行專傢與讀者給予批評指正,我們將不勝感謝!
作 者
於中國無綫榖
我是一名在校研究生,目前的研究方嚮與下一代移動通信技術息息相關。在導師的推薦下,我瞭解到《麵嚮5G移動通信的軟件無綫電平颱原型驗證與開發》這本書,並對它産生瞭濃厚的興趣。從書名來看,它似乎能夠很好地連接我所學的理論知識與未來的工程實踐。我非常期待書中能夠對軟件無綫電的原理及其在5G係統中的應用進行清晰的闡述,特彆是關於如何利用SDR實現靈活的信號處理和協議棧。我尤其關注“原型驗證”這個部分,希望它能為我們提供一些關於如何構建小型5G測試平颱的指導。例如,書中是否會介紹如何選擇閤適的SDR硬件,以及如何進行基本的配置和連接?在軟件開發方麵,我希望能看到關於如何利用常見的SDR開發工具(如MATLAB/Simulink、Python配閤NumPy/SciPy,或者GNU Radio)來實現5G關鍵技術(如OFDM、MIMO等)的詳細步驟和代碼示例。此外,如果書中還能涵蓋一些關於5G的特色技術,例如邊緣計算、網絡切片等,以及SDR平颱如何支持這些新興應用,那將是對我非常有價值的補充,能夠為我的畢業論文提供重要的參考。
評分這本書的封麵設計就充滿瞭科技感,那種深邃的藍色調搭配著抽象的波形圖案,一下就抓住瞭我的眼球。作為一名對5G技術和軟件無綫電領域都有著濃厚興趣的讀者,我一直希望能找到一本既能深入講解技術原理,又能提供實踐指導的書籍。這本書的書名《麵嚮5G移動通信的軟件無綫電平颱原型驗證與開發》恰好點燃瞭我的希望。我尤其期待書中能夠詳盡地闡述軟件無綫電(SDR)在5G通信中的關鍵作用,比如它如何通過靈活的軟件配置來適應不斷變化的通信標準和頻率需求,又如何剋服傳統硬件無綫電的局限性。此外,書中關於“平颱原型驗證與開發”的部分,更是讓我充滿瞭好奇。我想知道作者會選擇什麼樣的SDR硬件平颱?是基於FPGA的,還是更通用的處理平颱?在軟件層麵,又會使用哪些主流的開發工具和框架,例如GNU Radio,或者更專業的通信協議棧實現?書中是否會提供詳細的開發流程和代碼示例,幫助讀者一步步搭建自己的SDR原型?我對書中關於5G關鍵技術,如大規模MIMO、波束賦形、網絡切片等,如何與SDR平颱相結閤的論述也充滿瞭期待,希望能夠從中獲得對未來5G演進的一些深刻洞見。
評分作為一名長期關注通信行業發展的技術愛好者,我對《麵嚮5G移動通信的軟件無綫電平颱原型驗證與開發》這本書的書名感到非常興奮。它觸及瞭我一直以來非常感興趣的兩個前沿領域——5G移動通信和軟件無綫電。我希望這本書不僅僅是停留在理論概念的介紹,更重要的是能在“平颱原型驗證與開發”這個環節提供紮實的實踐指導。我非常好奇書中會如何具體闡述軟件無綫電在5G時代所扮演的角色,以及它如何通過軟件的靈活性來應對5G多樣化的業務需求和不斷演進的標準。在“原型驗證”方麵,我期待書中能提供一些關於如何搭建、測試和優化SDR原型平颱的具體方法和案例。例如,書中是否會涉及一些實際的實驗場景,如低延遲通信的驗證,或者高吞吐量數據的傳輸測試?在“開發”方麵,我更希望能看到一些關於如何選擇閤適的SDR硬件、配置開發環境、以及編寫關鍵通信算法的詳細步驟。如果書中能提供一些實際的開發經驗和調試技巧,那將對我理解和掌握SDR技術有著極大的幫助,讓我能夠更深入地體會到軟件無綫電在推動5G技術發展中的巨大潛力。
評分我是一位在通信行業摸爬滾打瞭多年的工程師,深知理論知識與實際工程經驗之間的鴻溝。近來,5G技術的飛速發展和軟件無綫電的日益普及,讓我萌生瞭進一步深化學習的念頭。當我在書店偶然翻到《麵嚮5G移動通信的軟件無綫電平颱原型驗證與開發》這本書時,內心是既興奮又審慎的。興奮在於,書名直接點齣瞭我所關心的兩個核心技術領域。審慎則是因為,我見過太多浮於錶麵的技術書籍。我迫切地想知道,本書在“原型驗證”這部分,究竟能為讀者帶來多大的實踐價值。它是否會涉及具體的硬件選型、開發闆的使用,甚至是實際的信道測試、性能評估的案例?比如,在驗證一些關鍵的5G物理層算法時,書中是否會提供仿真和實測的對比分析?對於通信協議棧的實現,它會是基於標準的框架,還是會介紹一些定製化的優化方案?我尤其關心書中在“開發”部分,會詳細到何種程度。是僅僅提供一些概念性的介紹,還是會深入到具體的編程接口、API調用,甚至是調試技巧?如果書中能夠詳細介紹如何利用SDR平颱實現端到端的5G通信鏈路,那將對我現有的工作帶來極大的幫助,解決我長期以來在實際部署中遇到的一些難題。
評分讀到《麵嚮5G移動通信的軟件無綫電平颱原型驗證與開發》這個書名,我的第一反應是好奇和期待。作為一名對通信技術有初步瞭解但缺乏深入實踐經驗的學習者,我一直渴望能找到一本能夠“上手”的書,而不僅僅是停留在概念層麵。這本書的“原型驗證與開發”這個副標題,恰好擊中瞭我的痛點。我特彆想知道,書中會以何種方式來引導讀者進行“原型驗證”。是否會提供一些具體的實驗案例,比如如何利用SDR搭建一個簡易的5G信道模擬器,或者如何驗證某種調製解調算法的性能?我希望書中在“開發”的部分,能夠提供詳實的代碼示例和開發流程,幫助我理解如何將理論知識轉化為實際可運行的程序。例如,關於如何使用MATLAB/Simulink或者Python配閤SDR庫來實現一些基本的5G物理層功能,諸如OFDM信號的生成和接收,或者波束賦形的基本概念。此外,我還希望書中能對5G的核心技術,如網絡切片、邊緣計算等,如何通過SDR平颱得以實現或加速有所闡述,這樣我纔能更好地理解SDR在未來通信網絡中的戰略地位。
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