实战无线通信应知应会:新手入门,老手温故(第二版)
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前言

无线信息高速公路上跑的车不仅越来越快,而且样式不断翻新。这客观上迫使人们不断探讨提高这个高速公路承载能力的途径,有的人建议不断拓宽公路(带宽),有的人建议公路分层分流(多载波),还有的人建议提高汽车本身的机动性能(QoS)和可靠性(无差错传送),等等。

无线通信的发展史就是人们不断追求在有限的带宽上实现更高速率、更高质量、更丰富业务的过程。高速丰富的业务最终的物理承载必须是一定频段的无线电波。无线电波在空间和器件里的衰落和各种干扰噪声自然会影响业务的承载速率,我们引入了各种编码、调制、分集技术来克服这些无线电波传播过程中的不良影响。在本书的第一篇中,介绍了这些无线通信的基础知识,包括3章:第1章介绍了无线电波在空间的传播;第2章介绍了无线电波在射频器件里的传播;第3章介绍了信息从信源经无线环境到信宿传送的基本过程,这个过程不外乎围绕如何克服衰落、如何克服干扰、如何提高单位带宽的数据传送速率来组织的。

第二篇介绍了具体无线制式的实现、组网和资源调度方面的内容,也包括3章:第4章介绍了目前主要无线制式的技术特点,从中可以看到,承载速率不断提高,LTE最初规划的最高空口速率是100Mbit/s,而5G设计的空口速率已经达到10Gbit/s,下载一部大型电影可能用不了1秒钟的时间。这些都得益于复用技术、编码技术、扩频技术、调制技术、多天线技术的成熟和普及,而支撑这些技术成熟和普及的最深层原因则是芯片计算能力的飞速提升。第5章开始着眼于网络整体,一个人水平再高,单枪匹马很难做成大事;一个网元设备性能再强,不参与组网也是毫无用处。《世界是平的》一书中提到,在经济全球化、全球一体化的情况下,人类社会也会越来越扁平化。网络架构的变迁伴随无线通信网络发展的始终,最终会向高效扁平化的网络结构演进。网络架构的扁平化必然对每个网元的功能、性能提出更高的要求。人类社会中,各类资源如劳动力资源、矿产资源、石油天然气的高效利用在经济生活中有着举足轻重的作用,谁控制和支配了这些资源,谁就把握了社会经济的命脉。在网络中,也有各种各样的资源,这些资源的合理分配无疑是网络性能提升的关键所在。第6章介绍网络资源调度的方方面面,涉及功率控制、信道资源分配、切换控制、分组调度、准入控制等知识。

第三篇介绍了整网性能相关的知识,包括网络规划、网络优化和性能评估。事前的规划和事后的优化是很多事情操作成功的必要工作。高性能的无线网络必然要求可实施的规划方案和精耕细作的优化工作。第7章、第8章将分别介绍无线网络规划和优化方面的内容。一个较为成熟的网络,它的性能如何?我们要做出评估,以便指导网络运维和业务开展工作。第9章介绍了无线网络评估的相关概念。为了衡量无线网络健康与否,人们根据数据来源的不同、分析维度的不同、字段和算法的不同,设计了众多的指标;而且对网络健康度的评测也从传统的听诊器时代过渡到了核磁共振时代。

本书采用从基础理论到协议实现,再到实际应用的递进逻辑来把无线通信常用的术语串起来,术语之间既相互独立又彼此联系,便于快速阅读,也便于分类查询。本书主要以WCDMA和LTE制式中常见的术语为例进行介绍,如果说到其他制式,会特别指出。

无论是无线制式标准的制定,还是组网性能的提高,抗干扰、抗衰落是永恒的主题。全书采用从局部到整体、从本质到表象的结构逐步展开介绍,主要脉络就是各种无线制式如何克服无线电波的衰落和干扰,以提高频谱利用效率;如何组网,以提高网络整体性能。

本书对每组术语的重要程度、难易程度进行了评级。如果是5颗实星“★★★★★”,表示程度级别最高;1颗实星“★”代表1级,表示程度级别最低。我请了5位一线工程师对每组术语进行打分,综合得出了最后的评级,可供读者在学习和查阅的过程中参考。

任何事情都是“仁者见仁、智者见智”,欢迎广大读者对本书提出改进意见,在阅读本书的过程中如果发现任何问题都可以反馈给我们。作者邮箱:cougarwang@eyou.com。本书编辑邮箱:yangling@ptpress.com.cn。