5G无线接入网络:雾计算和云计算

  

本书全面深入地介绍了面向 5G移动通信系统的雾无线接入网络和云无线接入网络，包括系统架构、理论组网性能、信道估计、资源分配等，突出了云计算和雾计算与无线接入网络相结合的特征及相互间的差异，给出了相应的性能。
本书内容翔实丰富、深入浅出，可作为高等院校通信工程、电子信息工程和计算机应用等专业的研究生和高年级本科生相关课程的教材或者理论科研参考书，也可作为相关工程技术人员的理论指导手册。

  

章无线接入网络演进001
1.1云无线接入网络005
1.1.1C-RAN历史发展007
1.1.2C-RAN优缺点008
1.1.3C-RAN挑战009
1.2异构云无线接入网络010
1.3雾无线接入网络015
1.3.1F-RAN系统架构016
1.3.2F-RAN关键技术018
1.3.3F-RAN技术挑战024
1.4F-RAN网络切片架构025
1.4.1基于边缘计算的接入网络切片026
1.4.2F-RAN接入网络切片关键技术029
1.4.3F-RAN接入网络切片挑战033
参考文献034
第2章云无线接入网络性能039
2.1基于空间点过程的节点位置分布模型041
2.1.1泊松点过程041
2.1.2泊松—费列罗里模型042
2.1.3用户距离分布043
2.2不同场景信道特征研究044
2.3有用信号分布046
2.3.1系统模型046
2.3.2信号源为单天线RRH047
2.3.3信号源为多天线RRH048
2.4数值仿真分析048
2.5C-RAN上行场景性能分析052
2.5.1系统模型052
2.5.2用户接入策略053
2.5.3系统性能分析054
2.5.4数值仿真分析065
2.6C-RAN下行场景性能分析067
2.6.1系统模型068
2.6.2用户接入策略069
2.6.3系统性能分析070
2.6.4数值仿真分析073
2.7C-RAN室内场景性能分析074
2.7.1系统模型074
2.7.2用户接入策略076
2.7.3性能分析077
2.7.4数值仿真分析081
2.8小结083
参考文献084
第3章异构云无线接入网络理论性能087
3.1基于用户接入的H-CRAN理论性能089
3.1.1用户接入策略091
3.1.2系统性能分析093
3.1.3数值仿真分析105
3.2基于预编码策略的中断概率性能109
3.2.1预编码技术109
3.2.2系统模型110
3.2.3不同预编码下用户SINR分布112
3.2.4两种预编码策略下的系统中断概率114
3.2.5仿真结果分析118
3.3基于预编码策略的容量和误比特率性能119
3.3.1两种预编码的系统容量121
3.3.2两种预编码的平均误比特率125
3.3.3性能分析126
参考文献128
第4章雾无线接入网络理论性能129
4.1基于随机几何的F-RAN理论传输性能130
4.1.1典型用户接入特定RRH的有效容量136
4.1.2典型用户接入RRH协作簇的平均有效容量138
4.1.3典型用户接入RRH协作簇的能量效率140
4.1.4基于博弈理论的传输性能优化141
4.1.5仿真结果与分析150
4.2F-RAN中基于内容缓存的传输方法154
4.2.1基于F-AP的内容传输157
4.2.2基于RRH协作簇的内容传输158
4.2.3内容接入策略和缓存部署方法159
4.2.4服务簇的传输需求量160
4.2.5内容传输的平均遍历速率161
4.2.6传输的等待时延和时延比率165
4.2.7面向时延性能的传输方法分析170
4.3仿真结果与分析172
4.3.1推论4-2和推论4-3的平均遍历速率的准确性验证172
4.3.2用户请求单个内容对象的等待时延173
4.3.3用户请求多个内容对象的等待时延174
参考文献175
第5章云无线接入网络信道估计技术177
5.1信道估计技术概述178
5.1.1导频辅助的信道估计179
5.1.2基于叠加导频的信道估计180
5.1.3盲或半盲信道估计182
5.2分段导频传输方案和信道估计算法研究184
5.2.1系统建模185
5.2.2信道建模187
5.2.3分段导频传输189
5.2.4数据信号传输191
5.2.5信道估计算法设计192
5.2.6克拉美罗界196
5.3数据接收检测方案和导频优化设计研究202
5.3.1数据检测和导频结构设计204
5.3.2系统模型与信道建模204
5.3.3上行数据信号检测矩阵205
5.3.4前传链路导频结构设计207
5.3.5接入链路导频结构设计210
5.3.6联合MRC-ZF接收检测216
5.3.7基于频谱效率的导频设计221
5.4仿真评估与性能验证223
5.4.1仿真场景设置224
5.4.2信道估计算法的仿真实现与性能验证225
5.4.3导频结构优化设计的仿真实现与性能验证229
参考文献233
第6章云无线接入网络的半盲信道估计237
6.1理想前传链路下的半盲信道估计239
6.1.1C-RAN传输方法239
6.1.2C-RAN半盲信道估计算法240
6.1.3仿真结果与分析242
6.2非理想无线前传链路下的半盲信道估计244
6.2.1系统模型与传输方法244
6.2.2半盲信道估计优化算法247
6.2.3仿真结果与分析257
6.3非理想无线前传链路下的低复杂度半盲信道估计260
6.3.1效益函数中容量的下界分析260
6.3.2效益函数中信道估计精度的上界分析262
6.3.3仿真结果与分析267
参考文献271
第7章云无线接入网络的资源分配273
7.1基于业务队列的协作多点传输下的动态无线资源分配274
7.1.1系统模型276
7.1.2混合多点协作传输方案277
7.1.3基于马尔可夫决策过程的问题建模281
7.1.4低复杂度功率和速率分配策略284
7.1.5仿真验证与结果分析288
7.2基于业务队列的面向预编码优化的动态无线资源优化292
7.2.1系统模型293
7.2.2基于马尔可夫决策过程的问题建模295
7.2.3低复杂度协作预编码策略297
7.2.4性能仿真验证302
7.3基于业务队列的联合节点选择的动态无线资源优化305
7.3.1系统模型和问题建模306
7.3.2基于李雅普诺夫优化的问题转化309
7.3.3基于组稀疏波束成形的等效算法312
7.3.4基于松弛整数规划的等效算法318
7.3.5仿真验证与结果分析322
参考文献328
第8章异构云无线接入网络的资源分配333
8.1基于业务队列的联合拥塞控制的动态无线资源优化334
8.1.1系统模型336
8.1.2准入控制模型339
8.1.3问题建模340
8.2基于李雅普诺夫优化的问题转化和分解342
8.2.1虚拟性能队列的引入342
8.2.2随机优化问题的转化344
8.2.3等效优化问题的分解345
8.3低复杂度资源分配优化算法346
8.3.1连续性放松347
8.3.2拉格朗日对偶分解348
8.4算法性能界分析351
8.4.1瞬时队列长度界351
8.4.2吞吐量效益性能352
8.5仿真验证与结果分析354
8.5.1仿真场景与参数设置354
8.5.2仿真结果与分析354
参考文献360
第9章雾无线接入网络的资源分配363
9.1传统性能评估指标及挑战364
9.1.1传统性能指标366
9.1.2新的性能指标367
9.2基于经济频谱效率的资源分配371
9.2.1谱效模型371
9.2.2前传链路成本模型373
9.2.3经济有效的频谱效率模型373
9.2.4系统问题描述374
9.2.5系统问题建模分析375
9.2.6算法仿真结果分析384
9.3F-RAN系统联合D2D的资源分配优化390
9.3.1D2D模型390
9.3.2成本模型392
9.3.3系统问题描述393
9.3.4优化问题解决394
9.3.5优化问题算法仿真402
参考文献406
名词索引409