5G移动通信网络中的光纤-无线融合技术

  


本书深入探讨了5G移动通信网络中光纤与无线通信无缝融合时出现的新技术、新概念和新的解决方案。这本书从移动通信网络中前传与回传链路的视角出发，集中阐述了基于光纤-无线融合的混合多点接入通信网络技术，分享了作者对于该网络技术生态系统进行管理的见解。此外，本书的内容还涵盖了一些优选的技术主题，包括：光纤-无线通信(FiWi)、混合光纤-无线(HFW)系统、可见光通信(VLC)、光传感技术；还有一些新技术和新方案，如实时IoT应用、触觉互联网、雾计算(FC)、网络功能虚拟化(NFV)、软件定义网络(SDN)等。

本书全面讨论了5G移动通信网络对于光纤-无线融合的需求、网络架构部署和技术解决方案，可作为通信工程和电子工程及相关专业广大师生和研究人员的参考教材，也可作为固定通信和移动通信从业者的参考资料。

第1章 5G及未来通信网络中面向光纤-无线融合的前传/回传解决方案 1
1.1 简介 1
1.2 蜂窝网络的接口与实现方案 2
1.2.1 MBH/MFH架构 2
1.2.2 MBH/MFH传送网的融合 3
1.3 5G的关键性使能技术 4
1.3.1 超密度网络 4
1.3.2 C-RAN和RAN虚拟化 4
1.3.3 高级无线电区域协调 6
1.3.4 毫米波蜂窝 7
1.3.5 大规模MIMO(M-MIMO) 8
1.3.6 5G网络中的新型多载波调制 8
1.4 光纤-无线网络覆盖 9
1.5 光载无线电传输方案 10
1.5.1 数字光载无线电(D-RoF)传输 10
1.5.2 模拟光载无线电(A-RoF)传输 10
1.6 光纤MBH/MFH传送网中的复用方案 11
1.6.1 基于波分复用(WDM)的方案 11
1.6.2 基于空分复用(SDM)的方案 12
1.7 基于无线技术的MBH/MFH方案 16
1.7.1 FSO系统 16
1.7.2 混合RF/FSO技术 19
1.7.3 中继辅助的FSO传输技术 19
1.8 信道的实验测量与特性分析 20
1.9 实验结果与讨论 21
1.10 结论 22
致谢 22
参考文献 23
第2章 面向5G的GPON混合光纤-无线(HFW)拓展技术 29
2.1 简介 29
2.2 无源光网络 30
2.2.1 GPON和EPON标准 30
2.3 基于无线技术的光链路实现透明的无线接入延伸 31
2.3.1 基于相干RoF(CRoF)的光链路实现透明的无线接入延伸 32
2.4 关键光子学与电子学使能技术 33
2.4.1 相干光子混频器 33
2.4.2 单边带马赫-曾德尔调制器 37
2.4.3 用于GPON扩展的E波段高功率放大器 39
2.4.4 集成无线接入单元 42
2.5 基于无线拓展的2.5 Gbps GPON现场实验 44
2.5.1 Rx吞吐量与丢包 49
2.5.2 延时 49
2.5.3 抖动 50
2.6 结论 50
参考文献 51
第3章 融合接入网-城域网中的软件定义网络和网络功能虚拟化技术 53
3.1 简介 53
3.2 5G需求驱动网络的融合与虚拟化 54
3.3 接入网与城域网的融合 57
3.3.1 长距离无源光网络 58
3.3.2 支持5G网络、网络虚拟化和移动功能分割的新型网络架构 60
3.4 CO的功能整合与虚拟化 63
3.4.1 基础设施 64
3.4.2 管理与控制 67
3.4.3 交叉层组件 70
3.5 结论 71
参考文献 71
第4章 5G前传链路演进中的多芯光纤技术 77
4.1 为何5G通信需要光空间复用技术 77
4.2 多芯光纤传输技术回顾 79
4.2.1 同构MCF 80
4.2.2 异构MCF 81
4.3 多芯光纤链路在无线接入网中的应用 82
4.3.1 中心局与基站之间的基本MCF链路 84
4.3.2 基于MCF的RoF C-RAN 85
4.3.3 基于MCF的DRoF C-RAN 87
4.4 基于多芯光纤的微波信号处理 89
4.4.1 同构MCF链路中的信号处理 91
4.4.2 同构MCF多腔器件中的信号处理 93
4.5 结论 96
参考文献 96
第5章 面向5G的VLC与WiFi网络技术及架构 101
5.1 简介 101
5.2 无线光通信(OWC)系统 103
5.3 可见光通信(VLC)系统基础 105
5.4 VLC当前和未来可能的应用领域 108
5.4.1 水下无线通信领域中的应用 110
5.4.2 民航与航空领域中的应用 111
5.4.3 医院中的应用 111
5.4.4 车载通信系统中的应用 112
5.4.5 一些敏感区域中的应用 112
5.4.6 制造和工业中的应用 112
5.4.7 零售商店中的应用 113
5.4.8 消费电子领域的应用 113
5.4.9 物联网中的应用 113
5.4.10 其他领域中的应用 114
5.5 混合VLC/RF网络 114
5.6 挑战与尚未解决的问题 115
5.6.1 光源的闪烁与调光 116
5.6.2 数据传输速率的提升 116
5.7 结论 117
致谢 117
参考文献 118
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