
开本:16开 |
纸张:胶版纸 |
包装:平装-胶订 |
是否套装:否 |
国际标准书号ISBN:9787111773283 |
所属分类:图书>计算机/网络>网络与数据通信>网络配置与管理 |
从网络容量“质量转换”的视角,系统阐述超密集网络的各个方面。
编辑推荐
本书将带领读者踏上令人兴奋的探索超密集无线通信网络基本原理的旅程,尤其有助于探索稀疏、密集和超密集的通用无线网络在不同信道和网络特性下,利用电磁波实现网络节点和用户终端之间通信的信息容量极限。书中从指出无线网络容量与网络中的基站密度呈线性关系的黄金法则——信息容量定律,到网络容量“量质转换”过程,层层递进,能满足该领域专业人士对前沿知识的需求,从事超密集小蜂窝网络领域的开发、部署、运营和维护的专业人士,以及通信领域的研究人员和研究生均可从本书受益。
前 言
前言
本书将带领读者踏上令人兴奋的探索超密集无线通信网络基本原理的旅程。这一旅程尤其有助于探索稀疏、密集和超密集的通用无线网络在不同信道和网络特性下,利用电磁波实现网络节点和用户终端之间通信的信息容量极限。本书所回答的问题虽然很基础,但非常引人入胜,类似于我们青少年时期在物理课上学习牛顿万有引力定律时提出的问题:苹果为什么会从树上掉下来?这些问题引人深思,其结论也令人兴奋。
前言
本书将带领读者踏上令人兴奋的探索超密集无线通信网络基本原理的旅程。这一旅程尤其有助于探索稀疏、密集和超密集的通用无线网络在不同信道和网络特性下,利用电磁波实现网络节点和用户终端之间通信的信息容量极限。本书所回答的问题虽然很基础,但非常引人入胜,类似于我们青少年时期在物理课上学习牛顿万有引力定律时提出的问题:苹果为什么会从树上掉下来?这些问题引人深思,其结论也令人兴奋。
最初的理论分析提出了密集无线通信网络的信息容量定律,该定律简单、直观、令人信服。这个定律指出,无线网络容量与网络中的基站密度呈线性关系。这一线性规律意味着一条黄金法则,即基站密度增加一倍,网络容量就会增加一倍,从而为无限提高通信系统的性能提供了一种工具。重要的是,近年来的实践已经部分验证了这一规律,从年到年,蜂窝通信网络的密度增加了约倍,由此带来了网络容量的相应增长。
然而,当更大的网络容量需求出现时,情况开始发生变化。年,高通()等公司发布了新的实验结果:为提升终端用户体验而增加网络密度,当小区密度扩大为倍时,网络容量只增至倍,这与上述线性规律有很大差异。在随后的几年里,无线通信领域的研究人员重新关注了类似的实验结果,并彻底重新审视了之前的理论认识。经过多年的研究,研究人员已经得出结论:当基站密度较高时,线性规律无法描述网络容量的增长特性,应该引入新的规律。在本书中,我们将逐步引入和介绍一个新定律,并阐述该定律背后的原理和发现。
有趣的是,对密集无线网络容量规律的理解所取得的进展,与对宇宙万有引力规律的理解所取得的进展十分相似。在牛顿万有引力定律能解释几乎所有物理现象的时代,人们可以根据经验认为,万有引力的大小与两个物体质量的乘积呈线性关系。然而,事实证明,当物体的质量非常大(如黑洞)时,万有引力定律就会失效,应该使用广义相对论这个完全不同的定律来描述引力。
当“事物的数量”显著增长时,描述事物的规律也会发生变化,这已不再令人惊讶,它已经发生在大千世界的很多领域中。格奥尔格·威廉·弗里德里希·黑格尔( )在他的辩证法三大定律中将这种规律的变化称为“从量变到质变”的规律。举几个例子,前面提到的物理学中的万有引力、化学中的水随温度变化而改变形态、人类学中的认知功能随灵长类动物脑容量大小的变化,这些元规律如何起作用是非常耐人寻味的。我们将共同开启的探索之旅是“量质转换”的另一个例子,探索过程中充满了惊喜。
需要提醒读者的是,网络容量“量质转换”过程的全貌要到第章才会揭晓,请耐心期待。让我们开始吧!
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目 录
目录
译者序
推荐序一
推荐序二
前言
致谢
作者简介
第一部分入门指南
第章绪论
无线通信系统容量面临的挑战
网络密集化
小基站系统发展简史
从理念到市场化产品
小基站理论的演变:本书简介目录
译者序
推荐序一
推荐序二
前言
致谢
作者简介
第一部分入门指南
第章绪论
无线通信系统容量面临的挑战
网络密集化
小基站系统发展简史
从理念到市场化产品
小基站理论的演变:本书简介
本书概要
定义
相关文献
第章超密集无线网络建模与分析
性能分析构建模块
网络布局
移动终端的位置
流量模型
移动终端与基站的关联
天线增益
路径损耗
阴影衰落
多径快衰落
接收信号强度
噪声功率
信号质量
关键性能指标
系统级仿真
链路级和系统级仿真
静态和动态系统级仿真
基于静态快照的系统级仿真
理论性能分析
随机几何和点过程
基于随机几何的理论性能分析
本章小结
第章传统稀疏和密集无线网络的性能分析
概述
参考系统模型
部署
小基站
移动终端
天线辐射图
单斜率路径损耗模型
阴影衰落
多径衰落
用户关联策略
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
讨论
案例研究
网络覆盖率
面积比特效率
小基站部署和建模对主要结果的影响
阴影衰落和多径衰落及其建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
第二部分超密集小基站通信网络基础
第章视距传输对超密集无线通信网络的影响
概述
系统模型修正
多斜率路径损耗模型
用户关联策略
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
计算复杂度
讨论
案例研究
网络覆盖率的性能
面积比特效率的性能
视距传输概率和建模对主要结果的影响
多径衰落和建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
附录引理的证明
附录引理的证明
附录引理的证明
第章天线高度对超密集无线通信网络的影响
概述
系统模型修正
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
计算复杂度
讨论
案例研究
网络覆盖率的性能
面积比特效率的性能
天线辐射图和下倾角以及建模对主要结果的影响
多径衰落和建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
附录定理的证明
第章有限用户密度对超密集无线通信网络的影响
概述
系统模型修正
有限移动终端密度
小基站的空闲态模式能力
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
活跃小基站密度
面积比特效率
计算复杂度
讨论
案例研究
活跃小基站密度
网络覆盖率的性能
面积比特效率的性能
多径衰落和建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
附录定理的证明
附录定理的证明
附录定理的证明
第章超密集无线通信网络对多用户
分集的影响
概述
系统模型修正
小基站有限移动终端密度和空闲态模式能力
每个活跃小基站的移动终端数量
比例公平调度算法
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
计算复杂度
讨论
案例研究
网络覆盖率的性能
面积比特效率的性能
多径衰落和建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
附录定理的证明
附录引理的证明
附录定理的证明
第三部分容量比例定律
第章超密集无线通信网络的容量比例定律
概述
系统模型修正
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
计算复杂度
容量比例定律
网络覆盖率的渐近现象
面积比特效率的渐近现象
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作者简介
大卫·洛佩斯-佩雷斯( óé)电信工程师,他职业生涯的大部分时间致力于蜂窝通信网络和网络的研究,研究内容主要包括网络性能分析(理论分析和仿真)、网络规划和优化,以及技术和功能开发。他的主要贡献集中在对小基站网络和超密集网络的研究上。他还开创了蜂窝和互通方面的研究工作,并研究了未来室内通信网络的多天线性能和超可靠低延迟特性。他于年被评为贝尔实验室杰出员工,出版了一本关于小基站通信网络的书籍,发表了多篇相关主题的文章。他提交了项专利申请,迄今已获得超过项专利授权,并荣获多个著名奖项。他还是 的编辑。
丁铭 澳大利亚联邦科学与工业研究组织数字创新中心的高级研究员。他的研究方向包括信息技术、无线通信网络、数据隐私与安全、机器学习与人工智能。他发表了多篇论文,为标准做出了余项贡献,并出版了 。此外,他还拥有项美国专利,并在中国、日本、韩国和一些欧洲国家与人合作注册了多项有关技术的专利。目前,他是 和 的编辑。此外,他还担任过许多顶级期刊会议的客座编辑、联合主席、联合导师和技术委员会成员,并因其研究工作和专业服务而获得多个奖项。
编辑推荐
本书将带领读者踏上令人兴奋的探索超密集无线通信网络基本原理的旅程,尤其有助于探索稀疏、密集和超密集的通用无线网络在不同信道和网络特性下,利用电磁波实现网络节点和用户终端之间通信的信息容量极限。书中从指出无线网络容量与网络中的基站密度呈线性关系的黄金法则——信息容量定律,到网络容量“量质转换”过程,层层递进,能满足该领域专业人士对前沿知识的需求,从事超密集小蜂窝网络领域的开发、部署、运营和维护的专业人士,以及通信领域的研究人员和研究生均可从本书受益。
前 言
前言
本书将带领读者踏上令人兴奋的探索超密集无线通信网络基本原理的旅程。这一旅程尤其有助于探索稀疏、密集和超密集的通用无线网络在不同信道和网络特性下,利用电磁波实现网络节点和用户终端之间通信的信息容量极限。本书所回答的问题虽然很基础,但非常引人入胜,类似于我们青少年时期在物理课上学习牛顿万有引力定律时提出的问题:苹果为什么会从树上掉下来?这些问题引人深思,其结论也令人兴奋。
前言
本书将带领读者踏上令人兴奋的探索超密集无线通信网络基本原理的旅程。这一旅程尤其有助于探索稀疏、密集和超密集的通用无线网络在不同信道和网络特性下,利用电磁波实现网络节点和用户终端之间通信的信息容量极限。本书所回答的问题虽然很基础,但非常引人入胜,类似于我们青少年时期在物理课上学习牛顿万有引力定律时提出的问题:苹果为什么会从树上掉下来?这些问题引人深思,其结论也令人兴奋。
最初的理论分析提出了密集无线通信网络的信息容量定律,该定律简单、直观、令人信服。这个定律指出,无线网络容量与网络中的基站密度呈线性关系。这一线性规律意味着一条黄金法则,即基站密度增加一倍,网络容量就会增加一倍,从而为无限提高通信系统的性能提供了一种工具。重要的是,近年来的实践已经部分验证了这一规律,从年到年,蜂窝通信网络的密度增加了约倍,由此带来了网络容量的相应增长。
然而,当更大的网络容量需求出现时,情况开始发生变化。年,高通()等公司发布了新的实验结果:为提升终端用户体验而增加网络密度,当小区密度扩大为倍时,网络容量只增至倍,这与上述线性规律有很大差异。在随后的几年里,无线通信领域的研究人员重新关注了类似的实验结果,并彻底重新审视了之前的理论认识。经过多年的研究,研究人员已经得出结论:当基站密度较高时,线性规律无法描述网络容量的增长特性,应该引入新的规律。在本书中,我们将逐步引入和介绍一个新定律,并阐述该定律背后的原理和发现。
有趣的是,对密集无线网络容量规律的理解所取得的进展,与对宇宙万有引力规律的理解所取得的进展十分相似。在牛顿万有引力定律能解释几乎所有物理现象的时代,人们可以根据经验认为,万有引力的大小与两个物体质量的乘积呈线性关系。然而,事实证明,当物体的质量非常大(如黑洞)时,万有引力定律就会失效,应该使用广义相对论这个完全不同的定律来描述引力。
当“事物的数量”显著增长时,描述事物的规律也会发生变化,这已不再令人惊讶,它已经发生在大千世界的很多领域中。格奥尔格·威廉·弗里德里希·黑格尔( )在他的辩证法三大定律中将这种规律的变化称为“从量变到质变”的规律。举几个例子,前面提到的物理学中的万有引力、化学中的水随温度变化而改变形态、人类学中的认知功能随灵长类动物脑容量大小的变化,这些元规律如何起作用是非常耐人寻味的。我们将共同开启的探索之旅是“量质转换”的另一个例子,探索过程中充满了惊喜。
需要提醒读者的是,网络容量“量质转换”过程的全貌要到第章才会揭晓,请耐心期待。让我们开始吧!
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译者序
推荐序一
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前言
致谢
作者简介
第一部分入门指南
第章绪论
无线通信系统容量面临的挑战
网络密集化
小基站系统发展简史
从理念到市场化产品
小基站理论的演变:本书简介目录
译者序
推荐序一
推荐序二
前言
致谢
作者简介
第一部分入门指南
第章绪论
无线通信系统容量面临的挑战
网络密集化
小基站系统发展简史
从理念到市场化产品
小基站理论的演变:本书简介
本书概要
定义
相关文献
第章超密集无线网络建模与分析
性能分析构建模块
网络布局
移动终端的位置
流量模型
移动终端与基站的关联
天线增益
路径损耗
阴影衰落
多径快衰落
接收信号强度
噪声功率
信号质量
关键性能指标
系统级仿真
链路级和系统级仿真
静态和动态系统级仿真
基于静态快照的系统级仿真
理论性能分析
随机几何和点过程
基于随机几何的理论性能分析
本章小结
第章传统稀疏和密集无线网络的性能分析
概述
参考系统模型
部署
小基站
移动终端
天线辐射图
单斜率路径损耗模型
阴影衰落
多径衰落
用户关联策略
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
讨论
案例研究
网络覆盖率
面积比特效率
小基站部署和建模对主要结果的影响
阴影衰落和多径衰落及其建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
第二部分超密集小基站通信网络基础
第章视距传输对超密集无线通信网络的影响
概述
系统模型修正
多斜率路径损耗模型
用户关联策略
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
计算复杂度
讨论
案例研究
网络覆盖率的性能
面积比特效率的性能
视距传输概率和建模对主要结果的影响
多径衰落和建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
附录引理的证明
附录引理的证明
附录引理的证明
第章天线高度对超密集无线通信网络的影响
概述
系统模型修正
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
计算复杂度
讨论
案例研究
网络覆盖率的性能
面积比特效率的性能
天线辐射图和下倾角以及建模对主要结果的影响
多径衰落和建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
附录定理的证明
第章有限用户密度对超密集无线通信网络的影响
概述
系统模型修正
有限移动终端密度
小基站的空闲态模式能力
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
活跃小基站密度
面积比特效率
计算复杂度
讨论
案例研究
活跃小基站密度
网络覆盖率的性能
面积比特效率的性能
多径衰落和建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
附录定理的证明
附录定理的证明
附录定理的证明
第章超密集无线通信网络对多用户
分集的影响
概述
系统模型修正
小基站有限移动终端密度和空闲态模式能力
每个活跃小基站的移动终端数量
比例公平调度算法
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
计算复杂度
讨论
案例研究
网络覆盖率的性能
面积比特效率的性能
多径衰落和建模对主要结果的影响
本章小结
附录定理的证明
附录定理的证明
附录引理的证明
附录定理的证明
第三部分容量比例定律
第章超密集无线通信网络的容量比例定律
概述
系统模型修正
理论性能分析及主要结果
网络覆盖率
面积比特效率
计算复杂度
容量比例定律
网络覆盖率的渐近现象
面积比特效率的渐近现象
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作者简介
大卫·洛佩斯-佩雷斯( óé)电信工程师,他职业生涯的大部分时间致力于蜂窝通信网络和网络的研究,研究内容主要包括网络性能分析(理论分析和仿真)、网络规划和优化,以及技术和功能开发。他的主要贡献集中在对小基站网络和超密集网络的研究上。他还开创了蜂窝和互通方面的研究工作,并研究了未来室内通信网络的多天线性能和超可靠低延迟特性。他于年被评为贝尔实验室杰出员工,出版了一本关于小基站通信网络的书籍,发表了多篇相关主题的文章。他提交了项专利申请,迄今已获得超过项专利授权,并荣获多个著名奖项。他还是 的编辑。
丁铭 澳大利亚联邦科学与工业研究组织数字创新中心的高级研究员。他的研究方向包括信息技术、无线通信网络、数据隐私与安全、机器学习与人工智能。他发表了多篇论文,为标准做出了余项贡献,并出版了 。此外,他还拥有项美国专利,并在中国、日本、韩国和一些欧洲国家与人合作注册了多项有关技术的专利。目前,他是 和 的编辑。此外,他还担任过许多顶级期刊会议的客座编辑、联合主席、联合导师和技术委员会成员,并因其研究工作和专业服务而获得多个奖项。