了得網工業技術_5G低時延通信中的非正交多址接入關鍵技術

編輯推薦

1、作者長期從事無線移動通信的科研工作，具有豐富的專業知識和科研經驗。本書以作者的高水平學術論文為基礎，具有很強的專業性和理論深度。

2、作為專業型圖書，對於從事無線通信研究並且有一定經濟實力的通信技術研發人員以及電信和IT企業具有十分強烈的吸引力。

3、具有理論深度，適合於理工科通信類專業的高年級學生、繼續深造的碩士生和博士生參考學習，具有廣泛的受眾。

內容簡介

在移動通信的發展歷程中，eMBB等移動互聯網應用場景和mMTC、URLLC等物聯網應用場景成為主要驅動力，在設備連接數、頻譜效率、時延和可靠性等方面對未來無線通信網絡提出了巨大挑戰。NOMA技術能夠在相同的時頻資源內為更多設備提供連接，提升繫統頻譜效率、降低傳輸時延，成為支撐無線通信繫統未來演進的關鍵技術之一。本書從低時延通信場景特性和NOMA技術的基本概念、技術分類、發端圖樣以及先進接收機設計等方面展開描述。同時，本書分析了NOMA在低時延通信中的應用，並結合物聯網場景的特性，從功率分配、繫統有效容量、傳輸時延和錯誤概率的角度出發，分別提出了相應的繫統性能優化方案。本書探討了未來移動通信繫統的發展趨勢以及低時延通信的新需求，並對NOMA研究的新機遇進行了展望。

本書適合信息通信專業技術人員和管理人員閱讀，可作為高等院校通信、電子、計算機、自動化等專業碩士、博士研究生的參考書。

作者簡介

曾捷北京理工大學網絡空間安全學院副教授、特別研究員、博士生導師，清華大學“水木學者”博士後，IEEE、中國通信學會、中國電子學會高級會員。長期從事前沿無線通信相關研究，包括低時延高可靠通信、專用寬帶無線通信、空天信息網絡與安全等方向。作為項目/課題負責人和技術骨干參與過20多個國家級重要科研項目，並取得了多項突出的研究成果。以第一作者或通訊作者在IEEE COMST/JSAC/TWC/IOTJ等本領域期刊發表SCI論文20餘篇；編撰出版中文學術專著3部，英文學術專著1部；長期參與國際和國內標準化工作，相關研究成果已轉化為具有自主知識產權的專利和標準化文稿，獲授權專利50餘項（排名前二的授權專利40餘項），申請國際PCT專利10餘項；參與制定國家標準1項，牽頭制定通信行業標準、協會標準各1項。肖馳洋博士。分別於2013年、2016年和2020年獲得清華大學電子工程繫學士學位、工學碩士學位和工學博士學位。碩博期間，在國內外重要期刊和會議發表高水平學術論文10餘篇，並獲得優秀碩士學位論文榮譽。參加的科研項目有：國家科技重大專項“5G超密集組網技術與試驗繫統研發”，國家科技重大專項“5G多空中接口的動態業務疏導技術研究、標準化與測試驗證”，國家科技重大專項“基於R15 5G基站預商用設備研發”，國家高技術研究發展（863）計劃“5G新型調制編碼與高效鏈路技術研究開發”，教育部-中移動科研基金項目“面向3GPP標準化的5G無線傳輸關鍵技術研究與評估”等。研究方向集中在新型多址接入、大規模MIMO、機器學習和信號處理等領域。

第 1章 5G發展與非正交多址接入關鍵技術回顧 1

1.15G發展態勢1

1.25G關鍵技術4

1.2.1無線傳輸關鍵技術5

1.2.2無線網絡關鍵技術7

1.3NOMA技術8

1.4NOMA技術在5G低時延通信中的應用10

第 1章 5G發展與非正交多址接入關鍵技術回顧 1

1.15G發展態勢1

1.25G關鍵技術4

1.2.1無線傳輸關鍵技術5

1.2.2無線網絡關鍵技術7

1.3NOMA技術8

1.4NOMA技術在5G低時延通信中的應用10

1.5全書結構12

參考文獻13

第2章 NOMA和低時延通信關鍵技術16

2.1NOMA關鍵技術16

2.1.1單載波NOMA關鍵技術17

2.1.2多載波NOMA關鍵技術18

2.1.3研究展望21

2.2低時延通信關鍵技術21

2.2.1FBL信息理論21

2.2.2基於分集的技術22

2.2.3短數據包調制和編碼技術22

2.2.4FD技術22

2.3低時延的上行免調度NOMA23

2.4本章小結23

參考文獻24

第3章保障上行NOMA統計時延QoS的靜態功率分配27

3.1上行NOMA繫統模型27

3.2隨機網絡演算基礎30

3.2.1隨機網絡演算背景介紹30

3.2.2隨機網絡演算框架32

3.3SNR域服務過程Mellin變換34

3.4基於排隊時延超標概率上界的靜態功率控制40

3.4.1功率最小化問題建模40

3.4.2問題求解42

3.4.3算法復雜度分析45

3.4.4仿真結果和分析45

3.5基於有效容量的功率控制50

3.5.1有效容量理論概述50

3.5.2上行NOMA繫統中的有效容量51

3.6保障有效容量公平性的靜態功率控制53

3.6.1公平問題建模53

3.6.2問題求解54

3.6.3算法復雜度分析55

3.6.4仿真結果與分析55

3.7本章小結61

參考文獻62

第4章保障上行NOMA統計時延QoS的動態功率分配65

4.1繫統模型65

4.2最大化有效容量之和的動態功率分配68

4.2.1上行NOMA有效容量之和最大化問題建模68

4.2.2拉格朗日松弛68

4.2.3解對偶函數：對偶分解和連續凸近似70

4.2.4次梯度法求解對偶問題75

4.2.5算法復雜度分析75

4.2.6仿真結果和分析75

4.3最大化EEE的動態功率分配78

4.3.1上行NOMA EEE最大化問題建模78

4.3.2松弛為擬凹問題79

4.3.3Dinkelbach算法迭代求解80

4.3.4仿真結果與分析83

4.4本章小結84

參考文獻85

第5章保障下行NOMA繫統統計時延QoS的靜態功率分配87

5.1下行NOMA繫統模型87

5.2Nakagami-m和Rician信道中下行NOMA的隨機網絡演算90

5.2.1Nakagami-m衰落信道91

5.2.2Rician衰落信道97

5.2.3擴展到每個NOMA用戶組包含多個用戶的情形101

5.2.4排隊時延超標概率上界驗證101

5.3Nakagami-m和Rician信道中下行NOMA 的有效容量103

5.3.1Nakagami-m信道中的漸近有效容量105

5.3.2Rician信道中的漸近有效容量107

5.3.3有效容量及其漸近表達式的驗證110

5.3.4與OMA有效容量的對比113

5.4最小化最大時延超標概率上界的功率分配117

5.4.1問題建模與求解117

5.4.2算法復雜度分析119

5.4.3仿真結果與分析120

5.5最大化最小有效容量的功率分配121

5.5.1問題建模與求解121

5.5.2最大化最小有效容量的漸近功率分配122

5.5.3算法復雜度分析124

5.5.4仿真結果與分析124

5.6本章小結126

參考文獻126

第6章保障下行NOMA統計時延QoS的動態功率分配129

6.1繫統模型129

6.2考慮統計時延QoS的下行CR-NOMA功率分配131

6.3仿真結果與分析133

6.4本章小結137

參考文獻138

第7章MU-MIMO-NOMA分層發送和SIC檢測139

7.1上行多天線NOMA繫統模型139

7.1.1對稱容量139

7.1.2繫統模型142

7.2基於SIC的多天線接收檢測143

7.2.1最大化和數據速率的MMSE-SIC143

7.2.2低時延低復雜度的MRC-SIC144

7.3基於穩定SIC檢測的可達數據速率145

7.3.1穩定SIC檢測的條件146

7.3.2MMSE-SIC可達的最小用戶數據速率146

7.3.3MRC-SIC可達的最小用戶數據速率150

7.4通過速率分割最大化最小用戶數據速率152

7.4.1適用於MMSE-SIC的速率分割152

7.4.2適用於MRC-SIC的速率分割153

7.5仿真結果與分析157

7.5.1最大化最小用戶數據速率158

7.5.2降低檢測復雜度和時延160

7.5.3減少傳輸時延161

7.6本章小結162

參考文獻163

第8章完美和非完美CSI下的MU-MIMO-NOMA優化165

8.1大規模MU-MIMO-NOMA的研究意義166

8.2PACE繫統模型167

8.3不同CSI下的ZF檢測169

8.3.1完美CSI下的ZF檢測169

8.3.2非完美CSI下的ZF檢測171

8.4不同CSI下的錯誤概率174

8.4.1短數據包傳輸中的錯誤概率174

8.4.2完美CSI下的錯誤概率175

8.4.3非完美CSI下的錯誤概率175

8.5優化導頻長度176

8.6仿真結果和分析177

8.6.1最優導頻長度178

8.6.2導頻開銷179

8.6.3可靠性與傳輸時延之間的關繫180

8.6.4可靠性與傳輸功率之間的關繫181

8.7本章小結182

參考文獻182

第9章全書回顧與未來展望184

9.1全書回顧184

9.2未來展望186

9.2.1B5G發展趨勢186

9.2.2低時延通信新需求187

9.2.3NOMA的新機遇188

參考文獻189

名詞索引191

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