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超密集无线网络

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作者: (法) 大卫·洛佩斯-佩雷斯, (澳) 丁铭著
出版社: 机械工业出版社
ISBN: 9787111773283

出版时间: 2025-04
装帧: 平装
开本: 24

作者: (法) 大卫·洛佩斯-佩雷斯, (澳) 丁铭著
出版社: 机械工业出版社

ISBN: 9787111773283
出版时间: 2025-04

装帧: 平装
开本: 24

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计算机与互联网

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前言
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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1950年到2000年，蜂窝通信网络的密度增加了约3000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。2014年，高通（Qualcomm）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100倍时，网络容量只增至40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（Georg Wilhelm Friedrich Hegel）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8章才会揭晓，请耐心期待。让我们开始吧！

导语摘要
本书通过对超高密度小基站蜂窝通信网络的数学论证，讨论了现实中的网络部署、运营和优化等问题，还介绍了网络覆盖率和面积比特效率（ASE）等性能指标，并探讨了超密集网络与当前网络的不同之处。书中深入浅出的描述和数学证明的结论能够帮助运营商升级其网络服务。此外，基于理论分析和网络仿真，本书介绍了超密集无线通信网络的最新研究成果，涵盖来自3GPP、小基站论坛（Small Cell Forum）、相关学术期刊和会议论文集的200多个资料，并包含所有其他相关的重要专题内容。对于从事超密集无线通信网络的开发、部署、运营和维护的专业人员，以及通信专业的研究人员和研究生来说，本书是一本理想的参考书。

作者简介
大卫·洛佩斯－佩雷斯（David López-Pérez）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Wi-Fi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Wi-Fi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2019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150多篇相关主题的文章。他提交了52项专利申请，迄今已获得超过25项专利授权，并荣获多个著名奖项。他还是IEEE Transactions on Wireless Communications的编辑。
丁铭澳大利亚联邦科学与工业研究组织Data61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150多篇论文，为3GPP标准做出了20余项贡献，并出版了Multi-point Cooperative Communication Systems: Theory and Applications (Springer, 2013)。此外，他还拥有21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100多项有关4G/5G技术的专利。目前，他是IEEE Transactions on Wireless Communications和IEEE Communications Surveys and Tutorials的编辑。此外，他还担任过许多IEEE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。

目录
本书通过对超高密度小基站蜂窝通信网络的数学论证, 讨论了现实中的网络部署、运营和优化等问题, 还介绍了网络覆盖率和面积比特效率 (ASE) 等性能指标, 并探讨了超密集网络与当前网络的不同之处。书中深入浅出的描述和数学证明的结论能够帮助运营商升级其网络服务。此外, 基于理论分析和网络仿真, 本书介绍了超密集无线通信网络的最新研究成果, 涵盖来自3GPP、小基站论坛 (SmallCellForum)、相关学术期刊和会议论文集的200多个资料, 并包含所有其他相关的重要专题内容。

内容摘要
本书通过对超高密度小基站蜂窝通信网络的数学论证，讨论了现实中的网络部署、运营和优化等问题，还介绍了网络覆盖率和面积比特效率（ASE）等性能指标，并探讨了超密集网络与当前网络的不同之处。书中深入浅出的描述和数学证明的结论能够帮助运营商升级其网络服务。此外，基于理论分析和网络仿真，本书介绍了超密集无线通信网络的最新研究成果，涵盖来自3GPP、小基站论坛（Small Cell Forum）、相关学术期刊和会议论文集的200多个资料，并包含所有其他相关的重要专题内容。对于从事超密集无线通信网络的开发、部署、运营和维护的专业人员，以及通信专业的研究人员和研究生来说，本书是一本理想的参考书。

主编推荐
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。
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