5G通信系统

目录

第1章 概述 1

1.1 移动通信的发展 1

1.2 5G 特性 2

1.3 研发现状 4

1.3.1 全球主要的5G 活动 4

1.3.2 标准化进程 6

1.4 本书的内容介绍 7

1.4.1 5G 传输技术 7

1.4.2 5G 网络系统 8

1.4.3 5G 与人工智能 9

第2章 终端到终端通信 10

2.1 D2D 通信概念 10

2.2 D2D 邻近设备发现 11

2.3 D2D 通信模式选择 12

2.4 D2D 通信干扰分析 14

2.5 D2D 资源调配 16

2.6 基于FFR 的资源管理 18

2.7 多跳D2D 通信 23

2.8 D2D 通信的发展挑战 24

第3章 大规模多输入多输出 26

3.1 大规模MIMO 的概念 26

3.2 大规模MIMO 信道模型 27

3.3 大规模MIMO 波束成形 30

3.4 导频污染 32

3.5 系统容量 34

3.6 大规模MIMO 的发展挑战 36

第4章 全双工 37

4.1 全双工概述 37

4.2 全双工的发展过程 38

4.3 全双工通信的自干扰抵消 38

4.3.1 天线干扰消除 40

4.3.2 射频干扰消除 42

4.3.3 数字干扰消除 42

4.4 全双工的性能 43

4.5 全双工的发展挑战 44

第5章 毫米波 47

5.1 毫米波概述 47

5.2 毫米波传播特性 48

5.3 28GHz 室内外穿透损耗和反射特性的测量 51

5.4 毫米波通信的优点 55

5.5 毫米波通信的发展挑战 56

第6章 信道编码 57

6.1 信道编码概述 57

6.2 低密度奇偶校验码 58

6.3 咬尾卷积码 61

6.4 极化码 63

6.5 信道编码的发展挑战 65

第7章 波形设计 67

7.1 波形设计概述 67

7.2 FBMC 技术 68

7.3 GFDM 技术 69

7.4 UFMC 技术 70

7.5 F-OFDM 技术 71

7.6 波形技术特性总结 72

7.6.1 波形技术特征 72

7.6.2 波形技术性能分析 73

第8章 软件定义的空中接口 76

8.1 软件定义的空中接口概述 76

8.2 软件无线电 77

8.3 认知无线电 78

8.4 空中接口的软件定义 80

8.5 空中接口的发展挑战 84

第9章 多址技术 86

9.1 非正交多址 86

9.2 图分多址接入 88

9.3 多用户共享接入 91

9.4 稀疏编码多址接入 93

9.5 多址接入的发展挑战 95

第10章 接入与回传 97

10.1 接入与回传概述 97

10.2 C-RAN 的产生背景 98

10.3 C-RAN 的基本结构 99

10.4 C-RAN 的技术实现 102

10.5 混合回传网络 103

10.6 回传网络性能 104

10.7 接入与回传的发展挑战 105

第11章 自组织网络 107

11.1 自组织网络概述 107

11.2 自组织网络的架构 108

11.3 超密集场景下的网络自组织关键技术 109

11.4 自组织网络的标准化进展 111

11.5 5G 对SON 的需求 113

11.6 自组织网络的发展挑战 115

第12章 异构网络融合 117

12.1 异构网络概述 117

12.2 异构部署的网络方案 118

12.3 异构网络的干扰管理 118

12.3.1 频域内干扰管理方案 119

12.3.2 时域内干扰管理方案 120

12.3.3 空域内抗干扰方案 121

12.4 异构网络的接入 122

12.5 异构网络的切换 123

12.6 异构网络的节能 125

12.7 异构网络的发展挑战 126

第13章 软件定义网络 127

13.1 产生背景 127

13.2 SDN 的典型架构 127

13.3 SDN 的关键技术 129

13.4 基于SDN 的接入技术 132

13.5 基于SDN 的负载均衡 135

13.6 基于SDN 的“三朵云”5G 网络架构 136

13.7 SDN 的发展挑战 136

第14章 网络功能虚拟化 138

14.1 NFV 产生背景 138

14.2 NFV 的参考架构 139

14.3 基于NFV 的转发 142

14.4 网络切片 143

14.5 NFV 的发展挑战 147

第15章 网络安全 148

15.1 网络安全概述 148

15.2 网络安全构架 149

15.2.1 身份可信，行为可溯 150

15.2.2 网络可信，安全分级 152

15.2.3 实体可信，内建免疫 153

15.3 物理层的链路安全 153

15.4 SDN 控制层的安全控制 155

15.5 基于SDN 的网络安全 156

15.6 网络安全的发展挑战 157

第16章 人工智能在5G 中的应用 160

16.1 机器学习概述 160

16.2 机器学习在5G 中的应用 161

16.3 深度学习 163

16.4 深度学习在5G 中的应用 165

16.4.1 无线物理层深度学习 165

16.4.2 深度学习辅助的SCMA 168

16.4.3 基于深度学习的网络流量预测 168

16.5 人工智能应用于5G 的发展挑战 169

第17章 5G 的应用场景 172

17.1 应用场景概述 172

17.2 4G 演化的增强移动宽带应用 173

17.2.1 VR 173

17.2.2 高铁动车组的无线通信 174

17.3 低时延高可靠的车联网 175

17.3.1 车联网的结构组成 176

17.3.2 5G 车联网的特征 176

17.4 低功耗大连接的窄带物联网 177

17.5 基于云处理的业务应用 179

17.6 5G 业务应用的发展挑战 182

第18章 系统方案 183

18.1 总体框架 183

18.2 仿真平台 185

18.3 5G 外场测试 188

18.4 5G 标准进展 191

18.4.1 频谱进展 191

18.4.2 5G 传输标准进展 192

18.5 5G 商用的发展挑战 193

参考文献 195

缩略词 200