5G無線接入網(wǎng)絡：霧計算和云計算

第 1章 無線接入網(wǎng)絡演進 001
1．1 云無線接入網(wǎng)絡 005
1．1．1 C-RAN歷史發(fā)展 007
1．1．2 C-RAN優(yōu)缺點 008
1．1．3 C-RAN挑戰(zhàn) 009
1．2 異構(gòu)云無線接入網(wǎng)絡 010
1．3 霧無線接入網(wǎng)絡 015
1．3．1 F-RAN系統(tǒng)架構(gòu) 016
1．3．2 F-RAN關(guān)鍵技術(shù) 018
1．3．3 F-RAN技術(shù)挑戰(zhàn) 024
1．4 F-RAN網(wǎng)絡切片架構(gòu) 025
1．4．1 基于邊緣計算的接入網(wǎng)絡切片 026
1．4．2 F-RAN接入網(wǎng)絡切片關(guān)鍵技術(shù) 029
1．4．3 F-RAN接入網(wǎng)絡切片挑戰(zhàn) 033
參考文獻 034
第 2章 云無線接入網(wǎng)絡性能 039
2．1 基于空間點過程的節(jié)點位置分布模型 041
2．1．1 泊松點過程 041
2．1．2 泊松—費列羅里模型 042
2．1．3 用戶距離分布 043
2．2 不同場景信道特征研究 044
2．3 有用信號分布 046
2．3．1 系統(tǒng)模型 046
2．3．2 信號源為單天線RRH 047
2．3．3 信號源為多天線RRH 048
2．4 數(shù)值仿真分析 048
2．5 C-RAN上行場景性能分析 052
2．5．1 系統(tǒng)模型 052
2．5．2 用戶接入策略 053
2．5．3 系統(tǒng)性能分析 054
2．5．4 數(shù)值仿真分析 065
2．6 C-RAN下行場景性能分析 067
2．6．1 系統(tǒng)模型 068
2．6．2 用戶接入策略 069
2．6．3 系統(tǒng)性能分析 070
2．6．4 數(shù)值仿真分析 073
2．7 C-RAN室內(nèi)場景性能分析 074
2．7．1 系統(tǒng)模型 074
2．7．2 用戶接入策略 076
2．7．3 性能分析 077
2．7．4 數(shù)值仿真分析 081
2．8 小結(jié) 083
參考文獻 084
第3章 異構(gòu)云無線接入網(wǎng)絡理論性能 087
3．1 基于用戶接入的H-CRAN理論性能 089
3．1．1 用戶接入策略 091
3．1．2 系統(tǒng)性能分析 093
3．1．3 數(shù)值仿真分析 105
3．2 基于預編碼策略的中斷概率性能 109
3．2．1 預編碼技術(shù) 109
3．2．2 系統(tǒng)模型 110
3．2．3 不同預編碼下用戶SINR分布 112
3．2．4 兩種預編碼策略下的系統(tǒng)中斷概率 114
3．2．5 仿真結(jié)果分析 118
3．3 基于預編碼策略的容量和誤比特率性能 119
3．3．1 兩種預編碼的系統(tǒng)容量 121
3．3．2 兩種預編碼的平均誤比特率 125
3．3．3 性能分析 126
參考文獻 128
第4章 霧無線接入網(wǎng)絡理論性能 129
4．1 基于隨機幾何的F-RAN理論傳輸性能 130
4．1．1 典型用戶接入特定RRH的有效容量 136
4．1．2 典型用戶接入RRH協(xié)作簇的平均有效容量 138
4．1．3 典型用戶接入RRH協(xié)作簇的能量效率 140
4．1．4 基于博弈理論的傳輸性能優(yōu)化 141
4．1．5 仿真結(jié)果與分析 150
4．2 F-RAN中基于內(nèi)容緩存的傳輸方法 154
4．2．1 基于F-AP的內(nèi)容傳輸 157
4．2．2 基于RRH協(xié)作簇的內(nèi)容傳輸 158
4．2．3 內(nèi)容接入策略和緩存部署方法 159
4．2．4 服務簇的傳輸需求量 160
4．2．5 內(nèi)容傳輸?shù)钠骄闅v速率 161
4．2．6 傳輸?shù)牡却龝r延和時延比率 165
4．2．7 面向時延性能的傳輸方法分析 170
4．3 仿真結(jié)果與分析 172
4．3．1 推論4-2和推論4-3的平均遍歷速率的準確性驗證 172
4．3．2 用戶請求單個內(nèi)容對象的等待時延 173
4．3．3 用戶請求多個內(nèi)容對象的等待時延 174
參考文獻 175
第5章 云無線接入網(wǎng)絡信道估計技術(shù) 177
5．1 信道估計技術(shù)概述 178
5．1．1 導頻輔助的信道估計 179
5．1．2 基于疊加導頻的信道估計 180
5．1．3 盲或半盲信道估計 182
5．2 分段導頻傳輸方案和信道估計算法研究 184
5．2．1 系統(tǒng)建模 185
5．2．2 信道建模 187
5．2．3 分段導頻傳輸 189
5．2．4 數(shù)據(jù)信號傳輸 191
5．2．5 信道估計算法設計 192
5．2．6 克拉美羅界 196
5．3 數(shù)據(jù)接收檢測方案和導頻優(yōu)化設計研究 202
5．3．1 數(shù)據(jù)檢測和導頻結(jié)構(gòu)設計 204
5．3．2 系統(tǒng)模型與信道建模 204
5．3．3 上行數(shù)據(jù)信號檢測矩陣 205
5．3．4 前傳鏈路導頻結(jié)構(gòu)設計 207
5．3．5 接入鏈路導頻結(jié)構(gòu)設計 210
5．3．6 聯(lián)合MRC-ZF接收檢測 216
5．3．7 基于頻譜效率的導頻設計 221
5．4 仿真評估與性能驗證 223
5．4．1 仿真場景設置 224
5．4．2 信道估計算法的仿真實現(xiàn)與性能驗證 225
5．4．3 導頻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的仿真實現(xiàn)與性能驗證 229
參考文獻 233
第6章 云無線接入網(wǎng)絡的半盲信道估計 237
6．1 理想前傳鏈路下的半盲信道估計 239
6．1．1 C-RAN傳輸方法 239
6．1．2 C-RAN半盲信道估計算法 240
6．1．3 仿真結(jié)果與分析 242
6．2 非理想無線前傳鏈路下的半盲信道估計 244
6．2．1 系統(tǒng)模型與傳輸方法 244
6．2．2 半盲信道估計優(yōu)化算法 247
6．2．3 仿真結(jié)果與分析 257
6．3 非理想無線前傳鏈路下的低復雜度半盲信道估計 260
6．3．1 效益函數(shù)中容量的下界分析 260
6．3．2 效益函數(shù)中信道估計精度的上界分析 262
6．3．3 仿真結(jié)果與分析 267
參考文獻 271
第7章 云無線接入網(wǎng)絡的資源分配 273
7．1 基于業(yè)務隊列的協(xié)作多點傳輸下的動態(tài)無線資源分配 274
7．1．1 系統(tǒng)模型 276
7．1．2 混合多點協(xié)作傳輸方案 277
7．1．3 基于馬爾可夫決策過程的問題建模 281
7．1．4 低復雜度功率和速率分配策略 284
7．1．5 仿真驗證與結(jié)果分析 288
7．2 基于業(yè)務隊列的面向預編碼優(yōu)化的動態(tài)無線資源優(yōu)化 292
7．2．1 系統(tǒng)模型 293
7．2．2 基于馬爾可夫決策過程的問題建模 295
7．2．3 低復雜度協(xié)作預編碼策略 297
7．2．4 性能仿真驗證 302
7．3 基于業(yè)務隊列的聯(lián)合節(jié)點選擇的動態(tài)無線資源優(yōu)化 305
7．3．1 系統(tǒng)模型和問題建模 306
7．3．2 基于李雅普諾夫優(yōu)化的問題轉(zhuǎn)化 309
7．3．3 基于組稀疏波束成形的等效算法 312
7．3．4 基于松弛整數(shù)規(guī)劃的等效算法 318
7．3．5 仿真驗證與結(jié)果分析 322
參考文獻 328
第8章 異構(gòu)云無線接入網(wǎng)絡的資源分配 333
8．1 基于業(yè)務隊列的聯(lián)合擁塞控制的動態(tài)無線資源優(yōu)化 334
8．1．1 系統(tǒng)模型 336
8．1．2 準入控制模型 339
8．1．3 問題建模 340
8．2 基于李雅普諾夫優(yōu)化的問題轉(zhuǎn)化和分解 342
8．2．1 虛擬性能隊列的引入 342
8．2．2 隨機優(yōu)化問題的轉(zhuǎn)化 344
8．2．3 等效優(yōu)化問題的分解 345
8．3 低復雜度資源分配優(yōu)化算法 346
8．3．1 連續(xù)性放松 347
8．3．2 拉格朗日對偶分解 348
8．4 算法性能界分析 351
8．4．1 瞬時隊列長度界 351
8．4．2 吞吐量效益性能 352
8．5 仿真驗證與結(jié)果分析 354
8．5．1 仿真場景與參數(shù)設置 354
8．5．2 仿真結(jié)果與分析 354
參考文獻 360
第9章 霧無線接入網(wǎng)絡的資源分配 363
9．1 傳統(tǒng)性能評估指標及挑戰(zhàn) 364
9．1．1 傳統(tǒng)性能指標 366
9．1．2 新的性能指標 367
9．2 基于經(jīng)濟頻譜效率的資源分配 371
9．2．1 譜效模型 371
9．2．2 前傳鏈路成本模型 373
9．2．3 經(jīng)濟有效的頻譜效率模型 373
9．2．4 系統(tǒng)問題描述 374
9．2．5 系統(tǒng)問題建模分析 375
9．2．6 算法仿真結(jié)果分析 384
9．3 F-RAN系統(tǒng)聯(lián)合D2D的資源分配優(yōu)化 390
9．3．1 D2D模型 390
9．3．2 成本模型 392
9．3．3 系統(tǒng)問題描述 393
9．3．4 優(yōu)化問題解決 394
9．3．5 優(yōu)化問題算法仿真 402
參考文獻 406
名詞索引 409