5G 移動無線通信技術 5G移动无线通信技术

Afif Osseiran是愛立信全球研究院大師級研究員，兼歐盟METIS 5G項目總體負責人。他目前擔任職務是愛立信CTO辦公室的無線電通信總監。他擁有瑞典斯德哥爾摩皇家理工學院的博士學位。自1999以來，他在愛立信公司擔任過多個職位，曾與人合作編著了兩本有關IMT-Advanced的書，他也是IEEE的高級會員。

Patrick Marsch是諾基亞無線電研究部門的負責人，並擔任5G-PPP項目METIS-II的技術經理。他也是EASY-C項目的技術項目協調員，該項目建立了世界上第1大的LTE-Advanced研究測試平台。他與人合作編著了《移動通信多點協作》（Coordinated Multi-Point in Mobile Communications）（劍橋大學出版社，2011年）一書。
Jose F. Monserrat是瓦倫西亞理工大學通信系的教授。他是IEEE的高級會員，曾參與歐洲的多個項目，包括NEWCOM、PROSIMOS、WINNER+，METIS和METIS-II。

1.概述
1.1歷史回顧
1.1.1工業和技術革命：從蒸汽機到互聯網
1.1.2移動通信的發展：從1G到4G 
1.1.3從移動寬帶到極限移動寬帶
1.1.4物聯網（IoT）和5G的關係
1.2從ICT產業到社會經濟
1.35G基本原理：海量數據，250億連接設備和廣泛的需求
1.4全球5G倡議
1.4.1 METIS和5G—PPP 
1.4.2中國：5G推進組
1.4.3韓國： 5G論壇
1.4.4日本：ARIB2020和未來專項
1.4.5其他5G倡議
1.4.6物聯網的活動
1.5標準化活動
1.5.1 ITU—R 
1.5.23GPP 
1.5.3 IEEE 
1.6本書的內容介紹

第二章5G用例和概念
2.1用例和需求
2.1.1用例
2.1.2要求和重要性能指標
2.25G系統概念
2.2.1概念簡介
2.2.2極限移動寬帶
2.2.3海量機器通信
2.2.4超可靠機器類通信
2.2. 5動態無線接入網絡
2.2.6極簡系統控制面
2.2.7局部內容和數據流
2.2.8頻譜工具箱
2.3總結

第三章5G架構
3.1介紹
3.1.1 NFV和SDN 
3.1.2 RAN架構基礎
3.25G架構的高級要求
3.3功能架構和5G靈活性
3.3. 1功能分拆準則
3.3.2功能分拆選項
3.3.3特定應用的功能優化
3.3.4集成LTE和新的空中接口來滿足5G需求
3.3.5多RAT協作功能
3.4物理架構和5G部署
3.4.1部署賦能工具
3.4.25G靈活的功能分佈
3.5總結

第四章機器類通信
4.1介紹
4.1.1用例和MTC分類
4.1.2 MTC需求
4.2 MTC基礎技術
4.2.1短包的數據和控制
4.2.2非正交接入協議
4.3海量MTC 
4.3.1設計原理
4.3.2技術元素
4.4超可靠低時延MTC 
4.4.1設計原則
4.4.2技術元素
4.4.3 uMTC功能總結
4.5結論

第五章終端到終端通信
5.1 D2D：從4G到5G
5.1.1 D2D標準：4GLTED2D 
5.1.25G中的D2D：研究活動的挑戰
5.2移動寬帶D2D無線資源管理
5.2.1移動寬帶D2DRRM技術
5.2.2 D2D的RRM和系統設計
5.2.35GD2DRRM概念舉例
5.3臨近通信和緊急服務多跳D2D通信
5.3.13GPP和METIS中國家安全和公共安全要求
5.3.2網絡輔助或者無網絡輔助的終端搜索
5.3.3網絡輔助多跳D2D通信
5.3.4多跳D2D無線資源管理
5.3. 5臨近D2D通信性能
5.4多運營商D2D通信
5.4.1多運營商D2D搜索
5.4.2多運營商D2D模式選擇
5.4.3跨運營商D2D頻譜分配
5.5結論

6毫米波通信
6.1頻譜與法規
6.2信道傳播
6.3毫米波系統的硬件技術
6.3.1設備技術
6.3.2天線
6.3.3波束賦形架構
6.4部署場景
6.5架構和移動性
6.5.1雙連接
6.5.2移動性
6.6波束賦形
6.6.1波束賦形技術
6.6.2波束髮現
6.7物理層技術
6.7.1雙工方式
6.7.2傳輸方案
6.8結論

75G無線接入技術
7.1多用戶通信的接入設計原則
7.1.1正交多址系統
7.1.2擴頻多址系統
7.1.3多址方法的容量限制
7.2濾波的多載波：一個新的波形
7.2.1基於濾波器組的多載波
7.2.2通用濾波OFDM 
7.3用於高效多址的非正交方案
7.3.1非正交多址（NOMA）
7.3.2稀疏碼多址（SCMA）
7.3.3交織分多址（IDMA）
7.4密集部署的無線接入
7.4.1小區部署的OFDM數字參數
7.4.2小小區子幀結構
7.5V2X通信的無線接入
7.6用於大規模機器類型通信的無線接入
7.6.1大規模接入的問題
7.6.2擴展接入預留
7.6.3直接隨機接入
7.7結論

8大規模多輸入多輸出（MIMO）系統
8.1介紹
8.2理論背景
8.2.1單用戶MIMO 
8.2.2多用戶MIMO 
8.2.3大規模MIMO的容量：摘要
8.3大規模MIMO的導頻設計
8.3.1導頻數據之間的權衡和CSI的影響
8.3 .2減少導頻污染的技術
8.4大規模MIMO的資源分配和收發機算法
8.4.1用於大規模MIMO的分佈式協調收發機設計
8.4.2干擾分簇和用戶分組
8.5大規模MIMO中基帶和射頻實現的基本原理
8.5.1大規模MIMO實現的基本形式
8.5.2基於CSI的預編碼的混合固定波束成形（FBCP）
8.5.3用於乾擾分簇和用戶分組的混合波束成形
8.6信道模型
8.7結論

95G中的協調多點傳輸
9.1介紹
9.2 JTCoMP使能器
9.2.1信道預測
9.2.2簇和乾擾基底成形
9.2.3用戶調度和預編碼
9.2.4干擾減緩框架
9.2.55G中的JTCoMP 
9.3 JTCoMP與超密度網絡的結合
9.4分佈式協作傳輸
9.4.1具有本地CSI的分散的預編碼／濾波設計
9.4.2干擾對齊
9.5帶高級接收機的JT CoMP 
9.5.1具有多個天線UE的JT CoMP的動態分簇
9.5.2網絡輔助干擾消除
9.6結論

10中繼與無線網絡編碼
10.1中繼技術和網絡編碼技術在5G無線網絡中的角色
10.1.1中繼的複興
10.1.2從4G到5G 
10.1.35G中的新型中繼技術
10.1.45G中的關鍵應用
10.2多流無線回傳
10.2.1直傳與中繼的協同傳輸模式（CDR）
10.2.2四向中繼（FWR）
10.2.3無線模擬有線（WEW）回傳
10.3高度靈活的多流中繼
10.3.1多流中繼的基本思想
10.3.2實現5G高吞吐量
10.3.3性能評估
10.4緩存輔助的中繼
10.4.1為何緩存
10.4.2中繼選擇
10.4.3中繼間干擾的處理
10.4.4擴展
10.5小結

11干擾管理，移動性管理和動態重配
11.1網絡部署類型
11.1.1超密集網絡或網絡密集化
11.1.2移動網絡（MNs）
11.1.3異構網絡
11.25G中的干擾管理
11.2.1UDN中的干擾管理
11.2.2移動中繼節點的干擾管理
11.2.3干擾消除
11.35G中的移動性管理
11.3.1UE控制與網絡控制的切換
11.3.2異構5G網絡中的移動性管理
11.3.3移動性管理中的內容可感知
11.45G中的動態網絡重配
11.4.1控制面／用戶面的分離帶來的節能
11.4.2基於移動基站網絡的靈活部署
11.5小結

12頻譜
12.1介紹
12.1.14G頻譜
12.1.25G的頻譜挑戰
12.25G頻譜格局和要求
12.3頻譜接入模式和共享場景
12.45G頻譜技術
12.4.1頻譜工具箱
12.4.2主要技術組件
12.55G的頻譜價值：從技術—經濟學的角度分析
12.6總結

第13章5G無線傳播信道模型
13.1簡介
13.2建模需求與場景
13.2.1信道建模需求
13.2.2傳播場景
13.3 METIS信道模型
13.3.1基於地圖的模型
13.3.2隨機過程模型
13.4小結

14仿真方法
14.1評估方法
14.1.1性能指標
14.1.2信道簡化
14.2校準
14.2.1鏈路級校準
14.2.2系統級校準
14.35G建模的新挑戰
14.3.1真實場景
14.3.2新波形
14.3.3大規模MIMO 
14.3.4較高頻段
14.3.5終端到終端鏈路
14.3.6移動網絡
14.4結語
縮略語
參考文獻