5G网络的机遇:研究和发展前景:a research and development perspective_PDF下载[150MB-百度云](美)胡飞著

本书特色

[

本书主要阐述了5G核心技术，主要包括毫米波通信、大规模MIMO、云化的网络、软件定义网络的支持程度、基于大数据的网络运行、高效能源协议、认知频谱管理等技术的设计细节。

]

内容简介

[

1.本书针对5G网络设计的细节和原则进行了深入的讲解。 2.本书针对毫米波通信包括毫米波的室内外传播模型进行了深入的讲解。 3.本书的作者费胡博士在传感网络方面有着很深的学术研究，本书也可以作为物联网设计的参考书籍。 4.本书作为国内*本深入讲解5G网络相关技术细节的书籍，有着广阔的市场空间。

]

作者简介

[

胡飞博士目前是阿拉巴马州塔斯卡卢萨市阿拉巴马大学电子与计算机工程系的教授。他获取了同济大学（中国上海）信号处理的博士学位（1999年）和克拉克森大学（美国纽约波茨坦）电气和计算机工程（2002年）的博士学位。胡博士的研究得到了美国国家科学基金会、思科、Sprint等的支持。他的研究领域为安全、信号、传感器。（1）安全：这主要指在复杂的无线或有线网络中如何抵御来自各方面的网络攻击。（2）信号：这主要指智能信号处理，即使利用机器学习算法以智能方式处理传感信号（模式识别）。（3）传感器：这包括微传感器设计和无线传感器网络。

]

第一部分 5G网络的基础知识第 1章 5G的基础 31.1 历史简介 41.2 引言 61.3 5G概念 71.3.1 开放式的无线架构 71.3.2 网络层 81.3.3 开放传输协议 81.3.4 应用层 91.4 5G颠覆性技术 91.4.1 以设备为中心的架构 101.4.2 毫米波 111.4.3 大规模MIMO 121.4.4 智能设备 131.4.5 支持机器间（M2M）通信 13第 2章 5G概述：关键技术 152.1 为什么是5G 162.2 什么是5G 202.3 5G的应用 212.4 5G的技术规范 222.5 面临的挑战 222.6 5G网络的关键技术 232.7 小结 25第3章从4G到5G 273.1 引言 283.2 LTE概述 293.2.1 LTE网络 293.2.2 LTE帧结构 313.2.3 eNB、S-GW以及 MME池 323.2.4 协议栈 333.2.5 首次注册 333.2.6 基于X2的无S-GW重选的切换 343.2.7 基于X2的S-GW重选的切换 353.2.8 基于S1接口的切换 363.2.9 代理移动互联网协议——LTE 393.3 LTE-A概况 403.4 5G时代的黎明 403.5 5G服务愿景 413.5.1 物联网 413.5.2 身临其境的多媒体体验 423.5.3 万物上云 423.5.4 直观的远程访问 423.6 5G的需求 423.6.1 单元边缘数据速率 433.6.2 时延 443.6.3 实时在线用户 443.6.4 成本效率 443.6.5 移动性 443.6.6 蜂窝频谱效率 453.7 5G关键技术 453.8 小结 47第4章 5G空口技术面临的挑战和问题 494.1 引言 504.2 回传/前传对5G的影响 514.3 部署场景和各自的挑战 524.3.1 3GPP发布的微蜂窝部署的基本场景 524.3.2 参考场景1：多层基础网络的干扰管理技术——C-RAN 544.3.3 参考场景2：无处不在、按需服务的高速移动微蜂窝部署方案 554.4 小结 56第二部分 5G网络的设计第5章 5G RAN规划的指导原则 615.1 蜂窝概念/蜂窝网络简史 625.1.1 从全向天线到6扇区基站 625.1.2 宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝 635.1.3 UMTS和LTE系统性能瓶颈 645.2 5G沙盘 655.2.1 增加1000倍容量的定义 655.2.2 室外vs室内业务 655.2.3 主要服务配置层 665.3 候选的5G蜂窝技术和关键技术 665.3.1 扇区高阶化 665.3.2 垂直扇区化 675.3.3 传统部署方案的演进 685.3.4 微蜂窝/超密集组网 695.3.5 分布式天线系统/动态DAS 725.3.6 大规模MIMO 735.3.7 毫米波通信 745.4 “5G/6G ”的非蜂窝方式 755.4.1 蜂窝vs非蜂窝 755.4.2 SPMA的创新性概念 76第6章 5G网络的服务质量 796.1 移动网络的QoS管理模型演进 806.2 5G网络的关键因子–QoS 826.3 5G网络的业务和业务量 846.4 QoS参数 866.5 5G网络的质量要求 876.6 小结 91第7章 5G大规模天线 937.1 MIMO基础 947.1.1 MIMO技术及其理论依据 957.1.2 多天线传输模型 967.1.3 多天线分集、复用和赋形的信道容量 1007.1.4 多用户MIMO 1027.2 天线 1047.2.1 大规模MIMO天线阵列 1057.2.2 超大型天线的问题 1067.2.3 大规模MIMO测试台 1117.3 波束赋形 1127.3.1 波束赋形概述 1127.3.2 波束赋形系统 1137.3.3 波束赋形的基本原则 1147.3.4 无线MIMO系统波束赋形技术的分类 1177.3.5 MIMO波束赋形算法 119第8章 5G异构网络中的自愈合 1218.1 SON简介 1238.1.1 SON架构 1248.1.2 5G前的SON 1248.1.3 5G中的SON 1268.2 自愈合 1288.2.1 故障来源 1308.2.2 小区中断检测 1308.2.3 小区中断补偿 1318.3 自愈合技术的发展 1318.4 案例研究：回传自愈合 1338.4.1 5G网络中的回传要求 1338.4.2 5G网络回传自愈合架构建议 1348.4.3 新的自愈合方法 1378.5 小结 144第9章 5G光纤和无线技术的融合 1459.1 引言 1469.2 无线与有线宽带及基础设施融合的趋势与课题 1499.3 容量和时延约束 1539.3.1 容量 1539.3.2 时延 1569.4 前传架构和光纤技术 1589.4.1 前传架构 1589.4.2 光纤技术 1629.5 光载无线和PON系统共用光纤的兼容性问题 1669.5.1 PON系统中的D-RoF传输 1689.5.2 用于D-RoF传输的移动前传调制解调器 1709.6 小结 1749.7 认证 175第 10章基于MCC的异构网络的功率控制 17710.1 引言 17910.2 频谱感知：一种机器学习方法 17910.2.1 特性 18010.2.2 分类器 18310.2.3 分类调制编码 18610.3 认知无线网中的功率控制 18710.3.1 基于游戏理论的分布式技术 18810.3.2 其他分布式技术 18910.3.3 集中式技术 18910.4 使用分类调制和编码的功率控制 19010.4.1 目前技术水平 19110.4.2 系统模型 19210.4.3 分类调制编码反馈 19410.4.4 一种同时用于功率控制和干扰信道学习的新型算法 19510.4.5 结论 19710.5 小结 200第 11章关于5G蜂窝网络的能源效率—光谱效率折中 20311.1 EE-SE平衡 20511.2 分布式MIMO系统 20711.2.1 D-MIMO信道模型 20811.2.2 D-MIMO的遍历容量探讨 20911.2.3 D-MIMO系统容量的近似极限 20911.2.4 D-MIMO功率模型 21011.2.5 D-MIMO的EE-SE平衡公式 21211.3 EE-SE平衡的近似闭合形式 21211.4 用例方案 21311.4.1 单无线接入单元情景 21311.4.2 M个无线接入单元 21511.4.3 M=2 RAU的D-MIMO系统 21711.4.4 CFA的准确性：数值结果 21911.5 D-MIMO EE-SE平衡下低SE的近似值 22111.6 D-MIMO EE-SE平衡下高SE的近似值 22511.7 通过C-MIMO实现D-MIMO的EE增益 22711.8 小结 229第三部分 5G物理层第 12章 5G的物理层技术 23312.1 新波形 23412.1.1 滤波器组多载波 23512.1.2 通用滤波多载波 24212.1.3 广义频分复用 24512.2 新调制 25012.3 非正交多址 25112.3.1 基本NOMA与SIC 25212.3.2 没有SIC的基本NOMA 25512.4 超奈奎斯特通信速度 25712.5 全双工无线电 261第 13章 GFDM：为5G物理层提供灵活性 26313.1 5G场景和动机 26613.1.1 Bitpipe通信 26613.1.2 物联网 26713.1.3 触觉互联网 26713.1.4 无线局域网 26813.2 GFDM原理和性能 26813.2.1 GFDM波形 26913.2.2 GFDM的矩阵表示法 27113.2.3 连续干扰消除 27413.2.4 用Zak变换设计的接收滤波器 27613.2.5 低OOB排放的解决方案 27913.2.6 GFDM符号差错率的性能分析 28213.3 GFDM的偏移量QAM 28713.3.1 时域OQAM-GFDM 28713.3.2 频域OQAM-GFDM 29013.4 通过预编码提高灵活性 29113.4.1 每个子载波的GFDM处理 29113.4.2 每个子符号的GFDM处理 29313.4.3 GFDM的预编码 29413.5 GFDM的发射分集 29713.5.1 时间反转STC-GFDM 29713.5.2 广泛线性均衡器（WLE）STC-GFDM 30213.6 LTE资源网格的GFDM参数化 30813.6.1 LTE时频资源网格 30913.6.2 LTE时频网格的GFDM参数化 31013.6.3 GFDM和LTE信号的共存 31113.7 GFDM作为各种波形的框架 31213.8 小结 316第 14章 5G微蜂窝系统的新型厘米波概念 31714.1 引言 31814.2 毫米波和厘米波的特点 32014.3 5G厘米波蜂窝系统概述 32114.3.1 主要特征 32114.3.2 理想的5G帧结构 32114.3.3 MIMO和支持的高级接收机 32414.3.4 动态TDD的支持 32414.4 动态TDD 32514.4.1 动态TDD的预期收益 32614.4.2 动态TDD的缺点 32914.5 5G厘米波蜂窝系统中的秩自适应 33114.5.1 基于Taxation的秩自适应方案 33214.5.2 绩效评估 33314.5.3 秩自适应和动态TDD 33614.6 能量效率机制 33714.7 小结 340第四部分 5G的厘米波和毫米波波形第 15章应用于5G无线网络的毫米波通信技术 34515.1 引言 34615.2 毫米波技术的标准化工作 34715.3 毫米波信道特性 34815.4 毫米波物理层技术 35115.5 毫米波通信设备 35215.6 毫米波室内接入网络架构 35315.7 小结 35415.8 未来的研究方向 355第 16章基于毫米波技术的通信网络架构、模型和性能 35716.1 引言 35816.2 频谱 35916.3 波束跟踪 36116.4 具有变化角度的信道模型 36216.5 UAB网络架构 36716.5.1 以负载为中心的回程 36816.5.2 多频传输架构 37016.6 系统级容量 37116.6.1 MIMO预编码 37116.6.2 性能评估 372第 17章毫米波无线电传播特性 37517.1 引言 37617.2 传播特性 37717.2.1 高方向性 37717.2.2 有限噪声无线系统 37917.3 传播模型和参数 38017.3.1 路径损耗模型 38017.3.2 毫米波特定衰减因子 38217.4 链路预算分析 38417.4.1 通过信噪比计算得到的香农信道容量 38517.4.2 60 GHz毫米波信道的IEEE 802.11ad基带计算 38617.5 小结 389第 18章室外环境中毫米波的通信特性 39118.1 引言 39218.2 毫米波信道特性 39318.2.1 自由空间传播 39518.2.2 大尺度衰减 39618.2.3 小尺度衰减 40218.2.4 车辆环境中的毫米波特性 40318.3 毫米波传播模型 40518.3.1 基于几何的随机信道模型 40518.3.2 近距离自由空间参考路径损耗模型 40618.3.3 射线跟踪模拟 40818.3.4 组合方法 40818.4 小结 409第 19章关于毫米波媒体访问控制的研究 41119.1 引言 41219.2 mmWave MAC设计中的定向波束管理 41319.2.1 彻底/暴力算法搜索 41319.2.2 IEEE标准中的两级光束训练 41419.2.3 交互式波束训练 41519.2.4 优先扇区搜索排序 41719.3 mmWave系统的调度和中继选择 41719.3.1 调度 41819.3.2 IEEE 802.11ad中的中继选择 41819.4 视频流 41919.4.1 室内无压缩视频流 41919.4.2 室外实时视频流 41919.5 下一代无线蜂窝网络MAC 42119.6 小结 422第 20章毫米波的MAC层设计 42520.1 引言 42620.2 MAC层设计的主要挑战和方向 42720.2.1 方向性 42820.2.2 阻塞 42820.2.3 MAC层中的CSMA问题 42820.3 空间复用 42920.4 毫米波通信中的MAC协议比较 42920.4.1 资源分配 43020.4.2 传输调度 43020.4.3 并发传输 43120.4.4 阻塞和方向性 43120.4.5 波束成形协议 43120.5 MAC设计指南 43220.6 毫米波通信标准 43320.6.1 局域网 43320.6.2 个域网络 43420.7 未来的研究方向 43520.8 小结 436参考文献 437