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5G系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)詳解 版權(quán)信息
- ISBN：9787115492777
- 條形碼：9787115492777 ; 978-7-115-49277-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
5G系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)詳解 本書特色
本書深入介紹了5G 無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)，包括無線接入網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)邊 緣計(jì)算、全雙工、大規(guī)模MIMO、毫米波、NOMA、物聯(lián)網(wǎng)、M2M 通信、D2D 通信、 移動(dòng)數(shù)據(jù)分流、干擾抑制技術(shù)、無線資源管理、可見光通信和智能數(shù)據(jù)定價(jià)等關(guān)鍵主題。 本書適合從事無線通信和網(wǎng)絡(luò)研究的技術(shù)人員、學(xué)習(xí)工程師和研究生參考閱讀。
5G系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)詳解 內(nèi)容簡介
本書深入介紹當(dāng)前全面的5G技術(shù)概述，5G無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)。通過本書掌握云無線接入網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)邊緣計(jì)算、全雙工、大規(guī)模MIMO、毫米波、NOMA、物聯(lián)網(wǎng)、M2M通信、D2D通信、移動(dòng)數(shù)據(jù)分流、干擾抑制技術(shù)、無線資源管理、可見光通信和智能數(shù)據(jù)定價(jià)等關(guān)鍵主題。通過本書向?qū)W術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的研究人員學(xué)習(xí)該領(lǐng)域的理論發(fā)展。通過本書了解每種潛在技術(shù)如何提高無線系統(tǒng)的容量，頻譜效率和能量效率。
5G系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)詳解 目錄
目 錄
第 1章 5G系統(tǒng)新技術(shù)的概況1
1.1 引言2
1.2 云無線接入網(wǎng)絡(luò)4
1.3 云計(jì)算和霧計(jì)算5
1.4 非正交多址接入5
1.5 靈活的物理層設(shè)計(jì)7
1.6 大規(guī)模MIMO8
1.7 全雙工通信10
1.8 毫米波12
1.9 移動(dòng)數(shù)據(jù)分流、非授權(quán)頻段LTE和智能數(shù)據(jù)定價(jià)13
1.10 IoT、M2M和D2D15
1.11 無線資源管理、干擾緩解和緩存16
1.12 能量收集通信17
1.13 可視化光通信19
第 1部分 5G系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
第 2章 5G系統(tǒng)的云無線接入網(wǎng)絡(luò)23
2.1 重新思考5G的基礎(chǔ)知識(shí)24
2.2 用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)26
2.3 C-RAN基礎(chǔ)知識(shí)26
2.4 下一代前傳接口用于5G C-RAN的FH解決方案28
2.5 虛擬化C-RAN的概念證明驗(yàn)證32
2.5.1 數(shù)據(jù)分組34
2.5.2 測(cè)試過程34
2.5.3 測(cè)試結(jié)果35
2.6 重新思考C-RAN的協(xié)議棧36
2.6.1 動(dòng)機(jī)37
2.6.2 多級(jí)集中式和分布式協(xié)議棧37
2.7 總結(jié)41
第3章 云無線接入網(wǎng)絡(luò)的前向回傳感知設(shè)計(jì)43
3.1 引言44
3.2 前傳感知的協(xié)作傳輸和接收46
3.2.1 上行鏈路47
3.2.2 下行鏈路52
3.3 前傳感知的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層57
3.3.1 上行鏈路59
3.3.2 下行鏈路64
3.4 總結(jié)68
第4章 移動(dòng)邊緣計(jì)算69
4.1 引言70
4.2 移動(dòng)邊緣計(jì)算71
4.3 參考體系結(jié)構(gòu)73
4.4 優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景74
4.4.1 面向用戶的用例74
4.4.2 面向運(yùn)營商的用例75
4.5 研究挑戰(zhàn)76
4.5.1 計(jì)算分流76
4.5.2 對(duì)計(jì)算資源的通信訪問77
4.5.3 多資源調(diào)度78
4.5.4 移動(dòng)性管理78
4.5.5 資源分配和定價(jià)79
4.5.6 網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化79
4.5.7 安全與隱私80
4.5.8 與新興技術(shù)的集成81
4.6 總結(jié)82
第5章 無線密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的分布式無線資源管理83
5.1 引言84
5.2 系統(tǒng)模型85
5.2.1 SINR表達(dá)式87
5.2.2 負(fù)載和成本函數(shù)表達(dá)式87
5.3 聯(lián)合BSCSA UECSA開關(guān)切換策略88
5.3.1 策略選擇和信標(biāo)傳輸88
5.3.2 用戶關(guān)聯(lián)89
5.3.3 信道分離算法90
5.3.4 更新混合策略92
5.4 計(jì)算機(jī)仿真93
5.5 總結(jié)96
第 2部分 物理層通信技術(shù)
第6章 適用于5G系統(tǒng)下的非正交多址（NOMA）99
6.1 引言101
6.2 單輸入單輸出（SISO）系統(tǒng)中的NOMA103
6.2.1 NOMA的基礎(chǔ)知識(shí)104
6.2.2 用戶配對(duì)對(duì)NOMA的影響105
6.2.3 認(rèn)知無線電對(duì)NOMA的啟發(fā)108
6.3 在MIMO系統(tǒng)中運(yùn)用的NOMA112
6.3.1 MIMO-NOMA方案中的系統(tǒng)模型113
6.3.2 有限CSIT預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)115
6.3.3 理想CSIT預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)117
6.4 總結(jié)和未來的方向121
第7章 靈活的物理層設(shè)計(jì)123
7.1 引言124
7.2 廣義頻分復(fù)用126
7.3 軟件定義波形129
7.3.1 時(shí)域處理129
7.3.2 實(shí)施架構(gòu)130
7.4 GFDM接收機(jī)設(shè)計(jì)132
7.4.1 同步單元133
7.4.2 信道估計(jì)單元135
7.4.3 多輸入多輸出廣義頻分復(fù)用檢測(cè)單元136
7.5 總結(jié)和展望138
第8章 分布式大規(guī)模MIMO在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用139
8.1 引言140
8.2 大規(guī)模MIMO基本原理141
8.2.1 上行鏈路 下行鏈路信道模型142
8.2.2 有利傳播143
8.3 線性接收機(jī)在大規(guī)模MIMO上行鏈路中的性能144
8.4 線性預(yù)編碼器在大規(guī)模MIMO下行鏈路中的性能147
8.5 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的信道估計(jì)147
8.5.1 上行鏈路傳輸148
8.5.2 下行鏈路傳輸149
8.6 大規(guī)模MIMO技術(shù)的應(yīng)用150
8.6.1 全雙工中繼與大規(guī)模天線陣列150
8.6.2 聯(lián)合無線信息傳輸和能量傳輸?shù)姆植际酱笠?guī)模MIMO153
8.7 未來開放式的研究方向156
8.8 總結(jié)157
第9章 5G網(wǎng)絡(luò)全雙工協(xié)議設(shè)計(jì)159
9.1 引言160
9.2 全雙工系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)161
9.2.1 帶內(nèi)全雙工工作模式161
9.2.2 自干擾和同信道干擾162
9.2.3 通信鏈路中的全雙工收發(fā)機(jī)163
9.2.4 其他全雙工收發(fā)機(jī)的應(yīng)用166
9.3 全雙工協(xié)議設(shè)計(jì)167
9.3.1 全雙工運(yùn)行中的挑戰(zhàn)和機(jī)遇167
9.3.2 5G網(wǎng)絡(luò)中的全雙工通信場(chǎng)景168
9.4 全雙工協(xié)議分析170
9.4.1 寬帶衰落信道中的操作模式170
9.4.2 寬帶傳輸中的全雙工與半雙工170
9.5 總結(jié)172
9.5.1 未來的科學(xué)研究方向172
9.5.2 商用5G網(wǎng)絡(luò)中的全雙工172
第 10章 5G網(wǎng)絡(luò)的毫米波通信175
10.1 動(dòng)機(jī)與機(jī)遇176
10.2 毫米波的無線傳輸177
10.2.1 無線衰減177
10.2.2 自由空間路徑損耗179
10.2.3 嚴(yán)重的陰影衰落180
10.2.4 毫米波信道模型181
10.2.5 鏈路預(yù)算分析182
10.3 波束賦形結(jié)構(gòu)184
10.3.1 模擬波束賦形方案184
10.3.2 混合波束賦形解決方案188
10.3.3 低分辨率接收機(jī)結(jié)構(gòu)189
10.4 信道采集技術(shù)189
10.4.1 波束對(duì)齊的子空間采樣190
10.4.2 壓縮信道估計(jì)技術(shù)194
10.5 部署挑戰(zhàn)和應(yīng)用195
10.5.1 毫米波頻率下的EM接觸195
10.5.2 異構(gòu)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)195
第 11章 無線網(wǎng)絡(luò)的干擾抑制技術(shù)197
11.1 引言198
11.2 5G場(chǎng)景下的干擾管理挑戰(zhàn)199
11.2.1 5G的主要目標(biāo)及其對(duì)干擾的影響199
11.2.2 提高網(wǎng)絡(luò)效率和干擾抑制的技術(shù)200
11.3 改善邊緣用戶體驗(yàn)：多點(diǎn)協(xié)作201
11.3.1 部署場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)202
11.3.2 上行鏈路的CoMP技術(shù)204
11.3.3 下行鏈路的CoMP技術(shù)205
11.4 干擾對(duì)齊：利用信號(hào)空間維度206
11.4.1 線性干擾對(duì)齊的概念207
11.4.2 X信道208
11.4.3 K用戶干擾信道和蜂窩網(wǎng)絡(luò)：漸近干擾對(duì)齊209
11.4.4 干擾協(xié)作網(wǎng)絡(luò)210
11.4.5 從IA到無線網(wǎng)絡(luò)容量限制210
11.5 計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議：上行鏈路接收方的合作211
11.5.1 CoF協(xié)議的編碼和解碼211
11.5.2 可實(shí)現(xiàn)速率區(qū)域和整數(shù)方程選擇213
11.5.3 CoF協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn)215
11.6 總結(jié)216
第 12章 5G系統(tǒng)下的有限回程PHY緩存217
12.1 引言218
12.2 什么是PHY緩存220
12.2.1 典型物理層拓?fù)?20
12.2.2 PHY緩存的基本組件222
12.2.3 PHY緩存的好處223
12.2.4 PHY緩存中的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)與解決方案225
12.3 用于緩存無線網(wǎng)絡(luò)的DoF上界227
12.3.1 緩存無線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)227
12.3.2 一般的緩存模型228
12.3.3 緩存—輔助PHY傳輸模型231
12.3.4 緩存無線網(wǎng)絡(luò)的DoF總和的上界233
12.4 MDS編碼的PHY緩存和可實(shí)現(xiàn)的DoF238
12.4.1 使用異步訪問的MDS編碼的PHY緩存238
12.4.2 PHY中緩存—輔助的MIMO協(xié)作240
12.4.3 使用異步訪問的MDS編碼PHY緩存的MIMO合作概率241
12.4.4 用于緩存無線網(wǎng)絡(luò)的可實(shí)現(xiàn)DoF243
12.5 *大化DoF的緩存內(nèi)容放置算法244
12.6 封閉式DoF的分析和討論246
12.6.1 內(nèi)容流行性模型和DoF增益的定義247
12.6.2 漸進(jìn)DoF增益與文件數(shù)量的關(guān)系247
12.6.3 漸進(jìn)DoF增益與用戶數(shù)量的關(guān)系249
12.7 總結(jié)和未來的工作249
第 13章 基于智能電網(wǎng)與再生能源供能的成本感知型蜂窩網(wǎng)絡(luò)251
13.1 引言252
13.2 蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的供能和需求254
13.3 能量協(xié)作256
13.3.1 聚合器輔助下的能源交易257
13.3.2 聚合器輔助下的能源共享257
13.4 通信協(xié)作258
13.4.1 自感知流量疏解259
13.4.2 成本感知頻譜共享260
13.4.3 成本感知多點(diǎn)協(xié)同（CoMP）260
13.5 聯(lián)合能源和通信協(xié)作261
13.5.1 聯(lián)合能源和頻譜共享261
13.5.2 聯(lián)合能源協(xié)作和CoMP方案262
13.5.3 研究實(shí)例262
13.6 擴(kuò)展和未來的方向265
13.7 總結(jié)266
第 14章 5G中的可見光通信研究267
14.1 引言268
14.2 光保真技術(shù)與可見光通信的差別269
14.3 LiFi LED技術(shù)271
14.4 LiFi Attocell網(wǎng)絡(luò)272
14.4.1 光OFDM傳輸273
14.4.2 信道模型275
14.4.3 光源輸出功率280
14.4.4 信號(hào)限幅281
14.4.5 接收機(jī)噪聲282
14.4.6 多址接入和空間復(fù)用方案283
14.5 LiFi 毫微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置283
14.5.1 共信道干擾*小化284
14.5.2 *大化有用信號(hào)的強(qiáng)度285
14.5.3 參數(shù)配置286
14.6 LiFi毫微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的信干噪比（SINR）287
14.6.1 系統(tǒng)模型設(shè)定288
14.6.2 六邊形小區(qū)部署288
14.6.3 PPP小區(qū)部署291
14.6.4 SINR的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與討論295
14.7 小區(qū)數(shù)據(jù)率和中斷概率297
14.8 有限網(wǎng)絡(luò)和多徑效應(yīng)下的網(wǎng)絡(luò)性能301
14.9 實(shí)際小區(qū)部署場(chǎng)景303
14.9.1 方形網(wǎng)絡(luò)303
14.9.2 硬核點(diǎn)過程網(wǎng)絡(luò)304
14.9.3 性能對(duì)比304
14.10 LiFi毫微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)與微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比305
14.11 總結(jié)307
第3部分 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、算法和設(shè)計(jì)
第 15章 大規(guī)模MIMO調(diào)度協(xié)議311
15.1 引言312
15.2 網(wǎng)絡(luò)模型和問題的描述314
15.2.1 時(shí)間尺度314
15.2.2 請(qǐng)求隊(duì)列和網(wǎng)絡(luò)實(shí)用性*大化315
15.3 動(dòng)態(tài)調(diào)度策略318
15.3.1 DPP表達(dá)式319
15.3.2 UE側(cè)的擁塞控制320
15.3.3 UE側(cè)個(gè)體實(shí)用性的貪婪*大化321
15.3.4 基站側(cè)的物理速率調(diào)度321
15.4 策略性能322
15.5 大規(guī)模MU-MIMO下的無線系統(tǒng)模型324
15.5.1 大規(guī)模MIMO基站的物理速率324
15.5.2 大規(guī)模MIMO基站的傳輸調(diào)度327
15.6 數(shù)值實(shí)驗(yàn)328
15.7 總結(jié)331
第 16章 異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)數(shù)據(jù)分流333
16.1 引言334
16.2 目前的標(biāo)準(zhǔn)化工作335
16.2.1 接入網(wǎng)發(fā)現(xiàn)和選擇功能335
16.2.2 熱點(diǎn)2.0336
16.2.3 下一代熱點(diǎn)337
16.2.4 無線資源管理337
16.2.5 數(shù)據(jù)分流算法的設(shè)計(jì)考量338
16.3 DAWN：延遲感知Wi-Fi分流和網(wǎng)絡(luò)選擇338
16.3.1 系統(tǒng)模型338
16.3.2 問題公式化340
16.3.3 一般DAWN算法341
16.3.4 閾值策略344
16.3.5 性能估計(jì)345
16.4 考慮能量-延遲權(quán)衡的數(shù)據(jù)分流347
16.4.1 能量感知數(shù)據(jù)分流的背景347
16.4.2 系統(tǒng)模型348
16.4.3 問題公式化350
16.4.4 能量感知網(wǎng)絡(luò)選擇和資源分配（ENSRA）算法351
16.4.5 ENSRA的性能分析352
16.4.6 性能評(píng)估353
16.5 開放式問題353
16.6 總結(jié)354
第 17章 大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩 5G接入355
17.1 引言356
17.2 網(wǎng)絡(luò)接入中的IoT業(yè)務(wù)模式357
17.3 適用于IoT的蜂窩接入特征362
17.4 蜂窩接入?yún)f(xié)議概述363
17.4.1 一級(jí)接入364
17.4.2 二級(jí)接入365
17.4.3 周期報(bào)告365
17.4.4 案例研究：LTE連接建立366
17.5 5G系統(tǒng)一級(jí)接入的性能提高368
17.6 5G系統(tǒng)的可靠二級(jí)接入369
17.7 5G系統(tǒng)的可靠周期報(bào)告接入370
17.8 物聯(lián)網(wǎng)的新興技術(shù)371
17.8.1 LTE-M：適用于機(jī)器的LTE372
17.8.2 窄帶物聯(lián)網(wǎng)：低成本物聯(lián)網(wǎng)的3GPP方法373
17.8.3 擴(kuò)展覆蓋的GSM：IoT的GSM的演進(jìn)373
17.9 總結(jié)374
第 18章 M2M的介質(zhì)訪問控制、資源管理和擁塞控制375
18.1 引言376
18.2 M2M通信架構(gòu)377
18.2.1 M2M通信的WLAN架構(gòu)377
18.2.2 M2M通信的蜂窩無線接入網(wǎng)絡(luò)378
18.2.3 M2M通信的異構(gòu)云無線接入網(wǎng)絡(luò)380
18.2.4 M2M通信的FogNet架構(gòu)382
18.3 M2M通信的MAC設(shè)計(jì)382
18.3.1 H-CRAN中基于分組的M2M的MAC383
18.3.2 FogNet WLAN中基于訪問類型限制的M2M的MAC384
18.3.3 基于隨機(jī)退避的M2M的MAC386
18.3.4 低功耗 低復(fù)雜度機(jī)器的協(xié)調(diào)M2M的MAC386
18.4 擁塞控制和低復(fù)雜度 低吞吐量大規(guī)模M2M通信390
18.4.1 基于ACB的M2M的MAC中的擁塞控制390
18.4.2 大規(guī)模MTC和低復(fù)雜度 低吞吐量的IoT通信391
18.5 總結(jié)394
第 19章 在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于能量收集的D2D通信395
19.1 引言396
19.2 能量收集的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)398
19.2.1 能量收集區(qū)域399
19.2.2 能量收集過程和UE中繼分布400
19.2.3 傳輸模式選擇和中斷概率401
19.3 數(shù)值分析與討論405
19.4 總結(jié)407
第 20章 非授權(quán)頻段的LTE：概述和分布式共存設(shè)計(jì)409
20.1 動(dòng)機(jī)410
20.1.1 更好的網(wǎng)絡(luò)性能413
20.1.2 增強(qiáng)的用戶體驗(yàn)413
20.1.3 統(tǒng)一的LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)413
20.1.4 與Wi-Fi平等共存413
20.2 非授權(quán)頻段LTE中的共存問題414
20.3 非授權(quán)頻段LTE的分布式資源分配應(yīng)用416
20.3.1 匹配理論框架416
20.3.2 靜態(tài)資源分配：學(xué)生-項(xiàng)目分配匹配418
20.3.3 動(dòng)態(tài)資源分配：匹配穩(wěn)定性的隨機(jī)路徑423
20.4 總結(jié)429
第 21章 毫米波網(wǎng)絡(luò)調(diào)度431
21.1 引言432
21.2 背景433
21.2.1 毫米波網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)433
21.2.2 定向天線433
21.2.3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)434
21.3 獨(dú)有區(qū)域434
21.3.1 情況1：全向天線到全向天線436
21.3.2 情況2：定向天線到全向天線437
21.3.3 情況3：全向天線到定向天線437
21.3.4 情況4：定向天線到定向天線438
21.4 REX：隨機(jī)獨(dú)立區(qū)域調(diào)度器438
21.5 使用REX估算并發(fā)傳輸?shù)钠骄鶖?shù)439
21.5.1 情況1：全向天線到全向天線441
21.5.2 情況2：定向天線到全向天線441
21.5.3 情況3：全向天線到定向天線441
21.5.4 情況4：定向天線到定向天線442
21.5.5 邊緣效應(yīng)442
21.6 性能評(píng)估442
21.6.1 空間復(fù)用增益443
21.6.2 公平性444
21.7 未來討論445
21.7.1 快衰落445
21.7.2 陰影效應(yīng)445
21.7.3 三維網(wǎng)絡(luò)446
21.7.4 分布式媒體訪問446
21.7.5 混合媒體訪問447
21.7.6 *優(yōu)調(diào)度447
21.8 總結(jié)448
第 22章 5G系統(tǒng)中的智能數(shù)據(jù)定價(jià)449
22.1 引言450
22.2 智能數(shù)據(jù)定價(jià)454
22.2.1 ISP如何為數(shù)據(jù)收費(fèi)454
22.2.2 ISP應(yīng)該為數(shù)據(jù)收費(fèi)455
22.2.3 ISP應(yīng)負(fù)責(zé)什么456
22.3 交易手機(jī)數(shù)據(jù)457
22.3.1 數(shù)據(jù)拍賣相關(guān)工作458
22.3.2 建模用戶和ISP行為458
22.3.3 用戶和ISP的優(yōu)點(diǎn)459
22.4 贊助移動(dòng)數(shù)據(jù)461
22.4.1 建模內(nèi)容提供者的行為461
22.4.2 贊助數(shù)據(jù)的影響462
22.5 卸載移動(dòng)數(shù)據(jù)464
22.5.1 用戶采用和示例場(chǎng)景464
22.5.2 *佳ISP行為465
22.6 未來方向466
22.6.1 容量擴(kuò)展和新的補(bǔ)充網(wǎng)絡(luò)466
22.6.2 兩年合同與基于使用的定價(jià)467
22.6.3 激勵(lì)霧計(jì)算467
22.7 總結(jié)468
參考文獻(xiàn)469
系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)詳解
目錄
14
第 1章 5G系統(tǒng)新技術(shù)的概況1
1.1 引言2
1.2 云無線接入網(wǎng)絡(luò)4
1.3 云計(jì)算和霧計(jì)算5
1.4 非正交多址接入5
1.5 靈活的物理層設(shè)計(jì)7
1.6 大規(guī)模MIMO8
1.7 全雙工通信10
1.8 毫米波12
1.9 移動(dòng)數(shù)據(jù)分流、非授權(quán)頻段LTE和智能數(shù)據(jù)定價(jià)13
1.10 IoT、M2M和D2D15
1.11 無線資源管理、干擾緩解和緩存16
1.12 能量收集通信17
1.13 可視化光通信19
第 1部分 5G系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
第 2章 5G系統(tǒng)的云無線接入網(wǎng)絡(luò)23
2.1 重新思考5G的基礎(chǔ)知識(shí)24
2.2 用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)26
2.3 C-RAN基礎(chǔ)知識(shí)26
2.4 下一代前傳接口用于5G C-RAN的FH解決方案28
2.5 虛擬化C-RAN的概念證明驗(yàn)證32
2.5.1 數(shù)據(jù)分組34
2.5.2 測(cè)試過程34
2.5.3 測(cè)試結(jié)果35
2.6 重新思考C-RAN的協(xié)議棧36
2.6.1 動(dòng)機(jī)37
2.6.2 多級(jí)集中式和分布式協(xié)議棧37
2.7 總結(jié)41
第3章 云無線接入網(wǎng)絡(luò)的前向回傳感知設(shè)計(jì)43
3.1 引言44
3.2 前傳感知的協(xié)作傳輸和接收46
3.2.1 上行鏈路47
3.2.2 下行鏈路52
3.3 前傳感知的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層57
3.3.1 上行鏈路59
3.3.2 下行鏈路64
3.4 總結(jié)68
第4章 移動(dòng)邊緣計(jì)算69
4.1 引言70
4.2 移動(dòng)邊緣計(jì)算71
4.3 參考體系結(jié)構(gòu)73
4.4 優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景74
4.4.1 面向用戶的用例74
4.4.2 面向運(yùn)營商的用例75
4.5 研究挑戰(zhàn)76
4.5.1 計(jì)算分流76
4.5.2 對(duì)計(jì)算資源的通信訪問77
4.5.3 多資源調(diào)度78
4.5.4 移動(dòng)性管理78
4.5.5 資源分配和定價(jià)79
4.5.6 網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化79
4.5.7 安全與隱私80
4.5.8 與新興技術(shù)的集成81
4.6 總結(jié)82
第5章 無線密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的分布式無線資源管理83
5.1 引言84
5.2 系統(tǒng)模型85
5.2.1 SINR表達(dá)式87
5.2.2 負(fù)載和成本函數(shù)表達(dá)式87
5.3 聯(lián)合BSCSA UECSA開關(guān)切換策略88
5.3.1 策略選擇和信標(biāo)傳輸88
5.3.2 用戶關(guān)聯(lián)89
5.3.3 信道分離算法90
5.3.4 更新混合策略92
5.4 計(jì)算機(jī)仿真93
5.5 總結(jié)96
第 2部分 物理層通信技術(shù)
第6章 適用于5G系統(tǒng)下的非正交多址（NOMA）99
6.1 引言101
6.2 單輸入單輸出（SISO）系統(tǒng)中的NOMA103
6.2.1 NOMA的基礎(chǔ)知識(shí)104
6.2.2 用戶配對(duì)對(duì)NOMA的影響105
6.2.3 認(rèn)知無線電對(duì)NOMA的啟發(fā)108
6.3 在MIMO系統(tǒng)中運(yùn)用的NOMA112
6.3.1 MIMO-NOMA方案中的系統(tǒng)模型113
6.3.2 有限CSIT預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)115
6.3.3 理想CSIT預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)117
6.4 總結(jié)和未來的方向121
第7章 靈活的物理層設(shè)計(jì)123
7.1 引言124
7.2 廣義頻分復(fù)用126
7.3 軟件定義波形129
7.3.1 時(shí)域處理129
7.3.2 實(shí)施架構(gòu)130
7.4 GFDM接收機(jī)設(shè)計(jì)132
7.4.1 同步單元133
7.4.2 信道估計(jì)單元135
7.4.3 多輸入多輸出廣義頻分復(fù)用檢測(cè)單元136
7.5 總結(jié)和展望138
第8章 分布式大規(guī)模MIMO在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用139
8.1 引言140
8.2 大規(guī)模MIMO基本原理141
8.2.1 上行鏈路 下行鏈路信道模型142
8.2.2 有利傳播143
8.3 線性接收機(jī)在大規(guī)模MIMO上行鏈路中的性能144
8.4 線性預(yù)編碼器在大規(guī)模MIMO下行鏈路中的性能147
8.5 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的信道估計(jì)147
8.5.1 上行鏈路傳輸148
8.5.2 下行鏈路傳輸149
8.6 大規(guī)模MIMO技術(shù)的應(yīng)用150
8.6.1 全雙工中繼與大規(guī)模天線陣列150
8.6.2 聯(lián)合無線信息傳輸和能量傳輸?shù)姆植际酱笠?guī)模MIMO153
8.7 未來開放式的研究方向156
8.8 總結(jié)157
第9章 5G網(wǎng)絡(luò)全雙工協(xié)議設(shè)計(jì)159
9.1 引言160
9.2 全雙工系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)161
9.2.1 帶內(nèi)全雙工工作模式161
9.2.2 自干擾和同信道干擾162
9.2.3 通信鏈路中的全雙工收發(fā)機(jī)163
9.2.4 其他全雙工收發(fā)機(jī)的應(yīng)用166
9.3 全雙工協(xié)議設(shè)計(jì)167
9.3.1 全雙工運(yùn)行中的挑戰(zhàn)和機(jī)遇167
9.3.2 5G網(wǎng)絡(luò)中的全雙工通信場(chǎng)景168
9.4 全雙工協(xié)議分析170
9.4.1 寬帶衰落信道中的操作模式170
9.4.2 寬帶傳輸中的全雙工與半雙工170
9.5 總結(jié)172
9.5.1 未來的科學(xué)研究方向172
9.5.2 商用5G網(wǎng)絡(luò)中的全雙工172
第 10章 5G網(wǎng)絡(luò)的毫米波通信175
10.1 動(dòng)機(jī)與機(jī)遇176
10.2 毫米波的無線傳輸177
10.2.1 無線衰減177
10.2.2 自由空間路徑損耗179
10.2.3 嚴(yán)重的陰影衰落180
10.2.4 毫米波信道模型181
10.2.5 鏈路預(yù)算分析182
10.3 波束賦形結(jié)構(gòu)184
10.3.1 模擬波束賦形方案184
10.3.2 混合波束賦形解決方案188
10.3.3 低分辨率接收機(jī)結(jié)構(gòu)189
10.4 信道采集技術(shù)189
10.4.1 波束對(duì)齊的子空間采樣190
10.4.2 壓縮信道估計(jì)技術(shù)194
10.5 部署挑戰(zhàn)和應(yīng)用195
10.5.1 毫米波頻率下的EM接觸195
10.5.2 異構(gòu)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)195
第 11章 無線網(wǎng)絡(luò)的干擾抑制技術(shù)197
11.1 引言198
11.2 5G場(chǎng)景下的干擾管理挑戰(zhàn)199
11.2.1 5G的主要目標(biāo)及其對(duì)干擾的影響199
11.2.2 提高網(wǎng)絡(luò)效率和干擾抑制的技術(shù)200
11.3 改善邊緣用戶體驗(yàn)：多點(diǎn)協(xié)作201
11.3.1 部署場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)202
11.3.2 上行鏈路的CoMP技術(shù)204
11.3.3 下行鏈路的CoMP技術(shù)205
11.4 干擾對(duì)齊：利用信號(hào)空間維度206
11.4.1 線性干擾對(duì)齊的概念207
11.4.2 X信道208
11.4.3 K用戶干擾信道和蜂窩網(wǎng)絡(luò)：漸近干擾對(duì)齊209
11.4.4 干擾協(xié)作網(wǎng)絡(luò)210
11.4.5 從IA到無線網(wǎng)絡(luò)容量限制210
11.5 計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議：上行鏈路接收方的合作211
11.5.1 CoF協(xié)議的編碼和解碼211
11.5.2 可實(shí)現(xiàn)速率區(qū)域和整數(shù)方程選擇213
11.5.3 CoF協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn)215
11.6 總結(jié)216
第 12章 5G系統(tǒng)下的有限回程PHY緩存217
12.1 引言218
12.2 什么是PHY緩存220
12.2.1 典型物理層拓?fù)?20
12.2.2 PHY緩存的基本組件222
12.2.3 PHY緩存的好處223
12.2.4 PHY緩存中的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)與解決方案225
12.3 用于緩存無線網(wǎng)絡(luò)的DoF上界227
12.3.1 緩存無線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)227
12.3.2 一般的緩存模型228
12.3.3 緩存—輔助PHY傳輸模型231
12.3.4 緩存無線網(wǎng)絡(luò)的DoF總和的上界233
12.4 MDS編碼的PHY緩存和可實(shí)現(xiàn)的DoF238
12.4.1 使用異步訪問的MDS編碼的PHY緩存238
12.4.2 PHY中緩存—輔助的MIMO協(xié)作240
12.4.3 使用異步訪問的MDS編碼PHY緩存的MIMO合作概率241
12.4.4 用于緩存無線網(wǎng)絡(luò)的可實(shí)現(xiàn)DoF243
12.5 *大化DoF的緩存內(nèi)容放置算法244
12.6 封閉式DoF的分析和討論246
12.6.1 內(nèi)容流行性模型和DoF增益的定義247
12.6.2 漸進(jìn)DoF增益與文件數(shù)量的關(guān)系247
12.6.3 漸進(jìn)DoF增益與用戶數(shù)量的關(guān)系249
12.7 總結(jié)和未來的工作249
第 13章 基于智能電網(wǎng)與再生能源供能的成本感知型蜂窩網(wǎng)絡(luò)251
13.1 引言252
13.2 蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的供能和需求254
13.3 能量協(xié)作256
13.3.1 聚合器輔助下的能源交易257
13.3.2 聚合器輔助下的能源共享257
13.4 通信協(xié)作258
13.4.1 自感知流量疏解259
13.4.2 成本感知頻譜共享260
13.4.3 成本感知多點(diǎn)協(xié)同（CoMP）260
13.5 聯(lián)合能源和通信協(xié)作261
13.5.1 聯(lián)合能源和頻譜共享261
13.5.2 聯(lián)合能源協(xié)作和CoMP方案262
13.5.3 研究實(shí)例262
13.6 擴(kuò)展和未來的方向265
13.7 總結(jié)266
第 14章 5G中的可見光通信研究267
14.1 引言268
14.2 光保真技術(shù)與可見光通信的差別269
14.3 LiFi LED技術(shù)271
14.4 LiFi Attocell網(wǎng)絡(luò)272
14.4.1 光OFDM傳輸273
14.4.2 信道模型275
14.4.3 光源輸出功率280
14.4.4 信號(hào)限幅281
14.4.5 接收機(jī)噪聲282
14.4.6 多址接入和空間復(fù)用方案283
14.5 LiFi 毫微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置283
14.5.1 共信道干擾*小化284
14.5.2 *大化有用信號(hào)的強(qiáng)度285
14.5.3 參數(shù)配置286
14.6 LiFi毫微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的信干噪比（SINR）287
14.6.1 系統(tǒng)模型設(shè)定288
14.6.2 六邊形小區(qū)部署288
14.6.3 PPP小區(qū)部署291
14.6.4 SINR的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與討論295
14.7 小區(qū)數(shù)據(jù)率和中斷概率297
14.8 有限網(wǎng)絡(luò)和多徑效應(yīng)下的網(wǎng)絡(luò)性能301
14.9 實(shí)際小區(qū)部署場(chǎng)景303
14.9.1 方形網(wǎng)絡(luò)303
14.9.2 硬核點(diǎn)過程網(wǎng)絡(luò)304
14.9.3 性能對(duì)比304
14.10 LiFi毫微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)與微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比305
14.11 總結(jié)307
第3部分 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、算法和設(shè)計(jì)
第 15章 大規(guī)模MIMO調(diào)度協(xié)議311
15.1 引言312
15.2 網(wǎng)絡(luò)模型和問題的描述314
15.2.1 時(shí)間尺度314
15.2.2 請(qǐng)求隊(duì)列和網(wǎng)絡(luò)實(shí)用性*大化315
15.3 動(dòng)態(tài)調(diào)度策略318
15.3.1 DPP表達(dá)式319
15.3.2 UE側(cè)的擁塞控制320
15.3.3 UE側(cè)個(gè)體實(shí)用性的貪婪*大化321
15.3.4 基站側(cè)的物理速率調(diào)度321
15.4 策略性能322
15.5 大規(guī)模MU-MIMO下的無線系統(tǒng)模型324
15.5.1 大規(guī)模MIMO基站的物理速率324
15.5.2 大規(guī)模MIMO基站的傳輸調(diào)度327
15.6 數(shù)值實(shí)驗(yàn)328
15.7 總結(jié)331
第 16章 異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)數(shù)據(jù)分流333
16.1 引言334
16.2 目前的標(biāo)準(zhǔn)化工作335
16.2.1 接入網(wǎng)發(fā)現(xiàn)和選擇功能335
16.2.2 熱點(diǎn)2.0336
16.2.3 下一代熱點(diǎn)337
16.2.4 無線資源管理337
16.2.5 數(shù)據(jù)分流算法的設(shè)計(jì)考量338
16.3 DAWN：延遲感知Wi-Fi分流和網(wǎng)絡(luò)選擇338
16.3.1 系統(tǒng)模型338
16.3.2 問題公式化340
16.3.3 一般DAWN算法341
16.3.4 閾值策略344
16.3.5 性能估計(jì)345
16.4 考慮能量-延遲權(quán)衡的數(shù)據(jù)分流347
16.4.1 能量感知數(shù)據(jù)分流的背景347
16.4.2 系統(tǒng)模型348
16.4.3 問題公式化350
16.4.4 能量感知網(wǎng)絡(luò)選擇和資源分配（ENSRA）算法351
16.4.5 ENSRA的性能分析352
16.4.6 性能評(píng)估353
16.5 開放式問題353
16.6 總結(jié)354
第 17章 大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩 5G接入355
17.1 引言356
17.2 網(wǎng)絡(luò)接入中的IoT業(yè)務(wù)模式357
17.3 適用于IoT的蜂窩接入特征362
17.4 蜂窩接入?yún)f(xié)議概述363
17.4.1 一級(jí)接入364
17.4.2 二級(jí)接入365
17.4.3 周期報(bào)告365
17.4.4 案例研究：LTE連接建立366
17.5 5G系統(tǒng)一級(jí)接入的性能提高368
17.6 5G系統(tǒng)的可靠二級(jí)接入369
17.7 5G系統(tǒng)的可靠周期報(bào)告接入370
17.8 物聯(lián)網(wǎng)的新興技術(shù)371
17.8.1 LTE-M：適用于機(jī)器的LTE372
17.8.2 窄帶物聯(lián)網(wǎng)：低成本物聯(lián)網(wǎng)的3GPP方法373
17.8.3 擴(kuò)展覆蓋的GSM：IoT的GSM的演進(jìn)373
17.9 總結(jié)374
第 18章 M2M的介質(zhì)訪問控制、資源管理和擁塞控制375
18.1 引言376
18.2 M2M通信架構(gòu)377
18.2.1 M2M通信的WLAN架構(gòu)377
18.2.2 M2M通信的蜂窩無線接入網(wǎng)絡(luò)378
18.2.3 M2M通信的異構(gòu)云無線接入網(wǎng)絡(luò)380
18.2.4 M2M通信的FogNet架構(gòu)382
18.3 M2M通信的MAC設(shè)計(jì)382
18.3.1 H-CRAN中基于分組的M2M的MAC383
18.3.2 FogNet WLAN中基于訪問類型限制的M2M的MAC384
18.3.3 基于隨機(jī)退避的M2M的MAC386
18.3.4 低功耗 低復(fù)雜度機(jī)器的協(xié)調(diào)M2M的MAC386
18.4 擁塞控制和低復(fù)雜度 低吞吐量大規(guī)模M2M通信390
18.4.1 基于ACB的M2M的MAC中的擁塞控制390
18.4.2 大規(guī)模MTC和低復(fù)雜度 低吞吐量的IoT通信391
18.5 總結(jié)394
第 19章 在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于能量收集的D2D通信395
19.1 引言396
19.2 能量收集的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)398
19.2.1 能量收集區(qū)域399
19.2.2 能量收集過程和UE中繼分布400
19.2.3 傳輸模式選擇和中斷概率401
19.3 數(shù)值分析與討論405
19.4 總結(jié)407
第 20章 非授權(quán)頻段的LTE：概述和分布式共存設(shè)計(jì)409
20.1 動(dòng)機(jī)410
20.1.1 更好的網(wǎng)絡(luò)性能413
20.1.2 增強(qiáng)的用戶體驗(yàn)413
20.1.3 統(tǒng)一的LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)413
20.1.4 與Wi-Fi平等共存413
20.2 非授權(quán)頻段LTE中的共存問題414
20.3 非授權(quán)頻段LTE的分布式資源分配應(yīng)用416
20.3.1 匹配理論框架416
20.3.2 靜態(tài)資源分配：學(xué)生-項(xiàng)目分配匹配418
20.3.3 動(dòng)態(tài)資源分配：匹配穩(wěn)定性的隨機(jī)路徑423
20.4 總結(jié)429
第 21章 毫米波網(wǎng)絡(luò)調(diào)度431
21.1 引言432
21.2 背景433
21.2.1 毫米波網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)433
21.2.2 定向天線433
21.2.3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)434
21.3 獨(dú)有區(qū)域434
21.3.1 情況1：全向天線到全向天線436
21.3.2 情況2：定向天線到全向天線437
21.3.3 情況3：全向天線到定向天線437
21.3.4 情況4：定向天線到定向天線438
21.4 REX：隨機(jī)獨(dú)立區(qū)域調(diào)度器438
21.5 使用REX估算并發(fā)傳輸?shù)钠骄鶖?shù)439
21.5.1 情況1：全向天線到全向天線441
21.5.2 情況2：定向天線到全向天線441
21.5.3 情況3：全向天線到定向天線441
21.5.4 情況4：定向天線到定向天線442
21.5.5 邊緣效應(yīng)442
21.6 性能評(píng)估442
21.6.1 空間復(fù)用增益443
21.6.2 公平性444
21.7 未來討論445
21.7.1 快衰落445
21.7.2 陰影效應(yīng)445
21.7.3 三維網(wǎng)絡(luò)446
21.7.4 分布式媒體訪問446
21.7.5 混合媒體訪問447
21.7.6 *優(yōu)調(diào)度447
21.8 總結(jié)448
第 22章 5G系統(tǒng)中的智能數(shù)據(jù)定價(jià)449
22.1 引言450
22.2 智能數(shù)據(jù)定價(jià)454
22.2.1 ISP如何為數(shù)據(jù)收費(fèi)454
22.2.2 ISP應(yīng)該為數(shù)據(jù)收費(fèi)455
22.2.3 ISP應(yīng)負(fù)責(zé)什么456
22.3 交易手機(jī)數(shù)據(jù)457
22.3.1 數(shù)據(jù)拍賣相關(guān)工作458
22.3.2 建模用戶和ISP行為458
22.3.3 用戶和ISP的優(yōu)點(diǎn)459
22.4 贊助移動(dòng)數(shù)據(jù)461
22.4.1 建模內(nèi)容提供者的行為461
22.4.2 贊助數(shù)據(jù)的影響462
22.5 卸載移動(dòng)數(shù)據(jù)464
22.5.1 用戶采用和示例場(chǎng)景464
22.5.2 *佳ISP行為465
22.6 未來方向466
22.6.1 容量擴(kuò)展和新的補(bǔ)充網(wǎng)絡(luò)466
22.6.2 兩年合同與基于使用的定價(jià)467
22.6.3 激勵(lì)霧計(jì)算467
22.7 總結(jié)468
參考文獻(xiàn)469
系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)詳解
目錄
14
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5G系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)詳解 作者簡介
Vincent W. S. Wong是加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的教授，美國電子電氣工程師協(xié)會(huì)的研究員。 Robert Schober是一名亞歷山大·馮·洪堡教席，德國埃爾蘭根-紐倫堡弗里德里希-亞歷山大大學(xué)的數(shù)字通信主席。他是加拿大工程院和加拿大工程研究院的院士和美國電子電氣工程師協(xié)會(huì)的研究員。 Derrick Wing Kwan Ng是澳大利亞新南威爾士大學(xué)電氣工程與電信學(xué)院的講師，也是IEEE Communications Letters的副主編。 Li-Chun Wang是臺(tái)灣交通大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的教授，也是美國電子電氣工程師協(xié)會(huì)的一名研究員。
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