5G 權威指南：信號處理算法及實現 (Signal Processing for 5G: Algorithms and Implementations)

目錄

第一部分　5G的調製、編碼和波形圖

第1章　5G網路的調製和波形簡介 / 2

1.1　動因和背景 / 2

1.2　新型調製技術 、GFDM、BFDM、UFMC和TFP / 5

1.3　波形選擇 / 14

1.4　總結與結束語 / 15

第2章　5G通信中的超奈奎斯特傳輸 / 18

2.1　FTN信號簡介 / 18

2.2　時域FTN：接收器和性能 / 24

2.3　頻域FTN信號 / 31

2.4　總結 / 35

第3章　從OFDM到 原理與對比 / 36

3.1　引言 / 36

3.2　濾波器組 / 37

3.3　多相實現 / 40

3.4　OFDM / 42

3.5　  / 46

3.6　 和濾波OFDM的比較 / 48

3.7　總結 / 50

第4章　用於大規模MIMO的濾波器組多載波 / 52

4.1　大規模MIMO中的系統模型和 公式 / 53

4.2　大規模MIMO中 的自均衡特性 / 57

4.3　與OFDM的比較 / 62

4.4　盲平衡和導頻去汙 / 62

4.5　總結 / 67

第5章　帶寬壓縮多載波通信：SEFDM / 69

5.1　引言 / 69

5.2　SEFDM基礎 / 71

5.3　塊SEFDM / 74

5.4　Turbo-SEFDM / 78

5.5　實際條件和實驗論證 / 82

5.6　總結 / 87

第6章　非正交多用戶疊加和共用接入 / 90

6.1　引言 / 90

6.2　非正交多用戶接入的基本原理和特性 / 90

6.3　下行非正交多用戶傳輸 / 93

6.4　上行鏈路非正交多用戶接入 / 101

6.5　總結和未來工作 / 110

第7章　非正交多址接入（NOMA）：概念和設計 / 113

7.1　引言 / 113

7.2　概念 / 114

7.3　效益和動機 / 117

7.4　介面設計 / 118

7.5　MIMO支援 / 120

7.6　性能評估 / 124

7.7　總結 / 132

第8章　主要5G波形的候選：概述和比較 / 134

8.1　為什麼我們需要新的波形 / 134

8.2　主要多載波調製的候選 / 135

8.3　定性對比 / 141

8.4　總結 / 145

第二部分　5G空間信號處理新技術

第9章　5G大規模MIMO：原理、實現和原型設計 / 152

9.1　引言 / 152

9.2　大規模天線技術原理 / 154

9.3　大規模天線通道 / 157

9.4　大規模MIMO技術的實現 / 161

9.5　測試床設計 / 169

9.6　同步 / 177

9.7　未來的挑戰和總結 / 180

第10章　毫米波MIMO發射接收機：原理，設計，實施部署 / 183

10.1　引言 / 183

10.2　毫米波MIMO發射接收機結構的概述 / 185

10.3　點對點單用戶系統 / 187

10.4　點對多點多用戶系統 / 192

10.5　擴展 / 197

10.6　總結 / 198

第11章　3D傳播通道：建模和測量 / 202

11.1　引言 / 202

11.2　測量技術 / 204

11.3　傳播效應 / 207

11.4　測量結果 / 209

11.5　通道模型 / 211

11.6　總結和開放問題 / 213

第12章　大規模陣列3D-MIMO：理論、實現和測試 / 217

12.1　簡介 / 217

12.2　大規模天線3D-MIMO的應用場景 / 218

12.3　基於當前標準化的技術獲取3D-MIMO增益 / 220

12.4　系統級仿真評估 / 224

12.5　大規模天線3D-MIMO外場測試 / 228

12.6　大規模天線3D-MIMO：從理論到實現 / 232

12.7　總結 / 233

第13章　基於軌道角動量的無線通信：設計與實現 / 235

13.1　攜帶OAM的電磁波 / 235

13.2　OAM在RF通信中的應用 / 236

13.3　OAM波束的生成、複用和檢測 / 237

13.4　採用OAM複用的無線通信 / 240

13.5　總結和展望 / 249

第三部分　5G頻譜新機遇

第14章　面向5G的毫米波：從理論到實踐 / 254

14.1　引言 / 254

14.2　構建毫米波概念驗證系統 / 254

14.3　毫米波原型系統的理想特性 / 255

14.4　毫米波蜂窩網路概念驗證系統 / 259

14.5　總結 / 279

第15章　5G毫米波通信通道和技術概述 / 280

15.1　引言 / 280

15.2　毫米波通道特性 / 280

15.3　5G毫米波通道模型的需求 / 282

15.4　用於5G的毫米波通道模型 / 283

15.5　毫米波頻段5G無線接入技術的信號處理 / 290

15.5.1　波束採集和通道估計 / 290

15.5.2　協作通信和干擾處理 / 292

15.6　總結 / 293

第16章　全雙工傳輸的一般原理和基本演算法 / 295

16.1　引言 / 295

16.2　自干擾：基本分析和模型 / 297

16.3　SIC技術和演算法 / 298

16.4　硬體損耗和實施挑戰 / 305

16.5　全雙工MIMO系統概覽 / 311

16.6　總結和展望 / 314

第17章　全雙工收發器的設計與實現 / 319

17.1　研究挑戰 / 321

17.2　天線設計 / 324

17.3　射頻自干擾消除方法 / 326

17.4　數位自干擾消除演算法 / 327

17.5　示例 / 336

17.6　總結 / 337

第四部分　5G的新型系統級使能技術

第18章　C-RAN：上行鏈路通道估計與下行鏈路預編碼 / 342

18.1　引言 / 342

18.2　技術背景 / 342

18.3　上行鏈路：在何處執行通道估計？ / 344

18.4　下行鏈路：在何處執行通道編碼和預編碼？ / 350

18.5　總結 / 361

第19章　5G D2D通信基於能量效率的資源分配 / 364

19.1　引言 / 364

19.2　信號模型 / 365

19.3　資源分配 / 368

19.4　分式規劃 / 369

19.5　演算法 / 372

19.6　序列分式規劃 / 375

19.7　系統優化 / 376

19.8　數值結果 / 380

19.9　總結 / 383

第20章　超密集網路：總體介紹與設計概述 / 386

20.1　引言 / 386

20.2　干擾管理 / 388

20.3　移動管理 / 394

20.4　架構與回傳 / 397

20.5　5G UDN中的其他問題 / 401

20.6　總結 / 402

第21章　無線資源管理和5G網路優化 / 405

21.1　引言 / 405

21.2　研究背景 / 406

21.3　單天線協同超密網路的最優策略 / 408

21.4　多天線協作與合作超密集組網中的優化策略 / 417

21.5　總結和未來的研究方向 / 423

第五部分　參考設計和5G標準的發展

第22章　5G中的全雙工無線電：基礎、設計和原型實驗 / 428

22.1　引言 / 428

22.2　自干擾 / 429

22.3　類比自干擾消除 / 430

22.4　數位自干擾消除 / 434

22.5　全雙工無線電的原型設計 / 436

22.6　總體性能評估 / 443

22.7　總結 / 444

第23章　5G標準的發展：技術和路線圖 / 446

23.1　引言 / 446

23.2　從4G到5G的標準路線 / 446

23.3　5G蜂窩通信標準的準備 / 452

23.4　總結 / 455