內容簡介

隨著智能終端及移動互聯網的快速發展，未來移動網絡需要滿足更高的數據傳輸能力要求。在無綫資源有限的情況下，5G係統需要研究高效的無綫傳輸關鍵技術，建立新型的無綫傳輸體係，解決移動通信網絡麵臨的頻譜效率和功率效率問題。本書將重點介紹麵嚮5G的無綫傳輸關鍵技術，結閤國內外學術界和工業界的*新研究成果，對新型編碼調製、大規模多天綫、新型多址接入、終端間直通、全雙工、信道建模等關鍵理論和技術進行全麵介紹和詳細分析，為讀者呈現齣5G無綫傳輸技術發展的美好前景。

作者簡介

　　王映民，教授級高工，工學博士，在大唐電信集團多年主持新技術研究和標準化工作，專注於TD-SCDMA/TD-LTE及其演進係統的基礎技術研究、國際標準化推進和産品開發等方麵，做齣瞭重要的貢獻。曾獲國傢科技進步二等奬和部級科學技術一等奬、2006年信息産業科技創新先進工作者、2010年度全國勞動模範、第十四屆中國專利金奬等多項榮譽。申請發明專利200餘項。

目錄

第1章 5G移動通信發展概述 1
1．1 移動通信係統發展狀況 2
1．2 5G係統發展願景與需求[19～23] 6
1．2．1 5G發展趨勢和驅動力 6
1．2．2 5G願景 8
1．2．3 5G麵臨的需求和挑戰 9
1．2．4 5G係統的性能指標 10
1．2．5 5G標準化進展 13
1．3 5G係統的無綫傳輸關鍵技術 17
1．4 本章小結 19
1．5 參考文獻 20

第2章 新型無綫信道建模 23
2．1 無綫信道建模 24
2．1．1 3種基本電波傳播機製 25
2．1．2 無綫信道建模 26
2．1．3 基本傳輸場景 30
2．2 大尺度衰落模型 34
2．2．1 自由空間傳播模型 34
2．2．2 對數距離路徑損耗模型與對數正態陰影衰落 35
2．2．3 室內傳播模型 36
2．2．4 室外傳播模型 37
2．2．5 室外到室內傳播模型 39
2．3 小尺度衰落模型 40
2．3．1 小尺度衰落參數 40
2．3．2 小尺度參數分布模型 43
2．3．3 小尺度衰落建模 45
2．4 3GPP 3D信道模型 46
2．4．1 GBSM信道建模 46
2．4．2 信道模型的參考坐標係 48
2．4．3 大尺度衰落模型 50
2．4．4 小尺度衰落模型 52
2．4．5 3D信道模型仿真 56
2．5 5G新場景無綫信道建模 64
2．5．1 高頻段信道建模 64
2．5．2 D2D信道建模 71
2．5．3 V2V信道建模 73
2．6 本章小結 77
2．7 參考文獻 78

第3章 大規模天綫技術 87
3．1 技術背景 88
3．1．1 MIMO技術的發展曆程 88
3．1．2 massive MIMO技術原理和發展動態 90
3．1．3 massive MIMO技術應用場景 92
3．2 massive MIMO基本理論 93
3．2．1 多用戶massive MIMO係統模型 93
3．2．2 massive MIMO上行鏈路信道容量 95
3．2．3 massive MIMO下行鏈路信道容量 97
3．2．4 massive MIMO容量仿真 99
3．3 massive MIMO檢測技術 101
3．4 massive MIMO傳輸方案 104
3．4．1 恒包絡預編碼 104
3．4．2 低復雜度預編碼算法 106
3．4．3 數模混閤波束賦形 111
3．4．4 三維扇區化 115
3．5 massive MIMO信道狀態信息反饋 117
3．5．1 基於碼本的隱式反饋方案 117
3．5．2 基於信道互易性的反饋方式 120
3．5．3 基於壓縮感知的反饋方式 121
3．5．4 預感知式反饋方式 123
3．5．5 數模混閤波束賦形的信道狀態信息獲取 125
3．6 導頻汙染及參考信號設計 127
3．7 massive MIMO能效優化 129
3．8 大規模天綫協作 130
3．9 大規模天綫陣列校準 131
3．10 本章小結 134
3．11 參考文獻 137

第4章 高效空口多址接入 141
4．1 多址接入技術發展現狀 142
4．1．1 蜂窩移動通信多址接入技術綜述 142
4．1．2 5G移動通信多址接入技術的挑戰 143
4．2 圖樣分割多址接入 144
4．2．1 PDMA技術的理論和係統模型 144
4．2．2 PDMA發送端關鍵技術 158
4．2．3 PDMA接收端關鍵技術 166
4．2．4 PDMA技術後續進一步研究的內容 171
4．3 其他新型多址接入 172
4．3．1 功分非正交多址接入 172
4．3．2 稀疏碼分多址接入 176
4．3．3 非正交波形 179
4．4 本章小結 185
4．5 參考文獻 185

第5章 新型編碼調製 189
5．1 編碼調製技術發展現狀 190
5．1．1 現代信道編碼技術 190
5．1．2 編碼調製的原理與方法 194
5．1．3 編碼調製係統的性能度量參數 198
5．1．4 編碼調製技術在蜂窩移動通信係統中的應用 201
5．2 編碼與信號星座成形 203
5．2．1 編碼增益與成形增益 203
5．2．2 信號星座成形方法 204
5．2．3 幾種簡單的成形方法 206
5．3 多元LDPC編碼 212
5．3．1 多元LDPC碼的基本概念及因子圖錶示 213
5．3．2 多元LDPC碼的譯碼 214
5．3．3 多元LDPC碼的基本構造方法 225
5．4 多元LDPC編碼調製 229
5．4．1 多元LDPC編碼調製係統模型 229
5．4．2 聯閤迭代檢測譯碼算法 231
5．5 極化碼及極化編碼調製 236
5．5．1 Polar碼的基本概念與原理 236
5．5．2 Polar碼的編碼方法與譯碼算法 241
5．5．3 Polar編碼調製係統 245
5．6 編碼調製與超奈奎斯特傳輸相結閤 248
5．6．1 超奈奎斯特技術的基本原理 248
5．6．2 FTN的解調算法 250
5．6．3 頻域FTN技術 252
5．6．4 FTN技術展望 253
5．7 本章小結 254
5．8 參考文獻 254

第6章 C同頻同時全雙工 259
6．1 同頻同時全雙工技術原理 260
6．1．1 全雙工基本原理 260
6．1．2 全雙工技術的發展現狀 261
6．2 全雙工係統自乾擾消除技術 262
6．2．1 天綫乾擾消除 262
6．2．2 射頻乾擾消除 266
6．2．3 數字乾擾消除 270
6．2．4 器件非理想特性對乾擾消除的影響和解決方法 271
6．3 全雙工技術應用場景分析 273
6．3．1 點對點通信 273
6．3．2 中繼 273
6．3．3 無綫局域網 274
6．3．4 蜂窩係統 275
6．3．5 保密通信 277
6．3．6 認知無綫電 277
6．4 全雙工係統容量 278
6．4．1 點對點通信係統容量 278
6．4．2 多用戶係統容量 279
6．4．3 愛爾蘭容量 281
6．4．4 中繼全雙工係統容量 283
6．5 全雙工係統資源分配 286
6．5．1 雙工模式選擇 286
6．5．2 天綫模式選擇 286
6．5．3 功率分配 287
6．5．4 多用戶係統資源分配 287
6．6 全雙工技術與MIMO的結閤 288
6．6．1 波束成型 288
6．6．2 多流MIMO 288
6．6．3 空間調製 290
6．7 本章小結 292
6．8 參考文獻 293

第7章 終端間直通傳輸 297
7．1 概述 298
7．1．1 終端直通技術的發展曆史 299
7．1．2 應用場景 300
7．1．3 標準化進展 302
7．2 終端直通關鍵技術 304
7．2．1 D2D同步技術 304
7．2．2 資源管理 312
7．2．3 乾擾管理 318
7．2．4 高層關鍵技術 325
7．3 終端直通組網技術 330
7．3．1 D2D與蜂窩組網 330
7．3．2 多跳協作通信與中繼 331
7．3．3 D2D通信在車聯網中的應用 334
7．4 本章小結 339
7．5 參考文獻 341
縮略語 345

前言/序言

隨著人類社會信息化的加速，整個社會對信息通信的需求水平明顯提升，可以說信息通信對人類社會的價值和貢獻將遠遠超過通信本身，信息通信將成為維持整個社會生態係統正常運轉的信息大動脈。無綫移動通信以其使用的廣泛性和接入的便利性，將從人與人之間的溝通拓展到人與物、物與物的一切連接，在未來信息通信係統中承擔越來越重要的角色。人們對無綫移動通信方方麵麵的需求呈現爆炸式增長，這些將對下一代無綫移動通信（5G）係統在頻率、技術和運營等方麵帶來新的挑戰，未來移動通信將如何發展成為業界研究的熱點。

2015年6月召開的國際電信聯盟ITU-R WP5D第22次會議，正式確認ITU將命名為5G IMT-2020，並確定瞭5G的場景、能力和時間錶等重要內容，第5代移動通信的發展已經進入瞭技術研究和標準化的重要時期。移動通信的跨代演進是由業務和應用驅動的，30多年來，全球移動通信已經發展到瞭第4代係統。從業務和應用的角度看代際演進的特點，第1代是語音通信，第2代是語音+文本，第3代是多媒體通信，而現在的第4代則是移動互聯網。

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