书籍详情
5G无线接入网络：雾计算和云计算
作者：彭木根 著
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2018-01-01
ISBN：9787115468796
定价：¥108.00
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内容简介
本书籍全面深入地介绍了面向第五代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结合的特征及相互间差异，显示了相应的性能增益。本书籍内容详实丰富、深入浅出，可作为高等院校的通信工程、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。
作者简介
彭木根（1978-），男，北京邮电大学教授、博士生导师，教师发展中心主任。教育部重点实验室研究中心主任、IET 会士、中国电子学会青年科学家俱乐部副zhuxi、北京科技人才研究会副秘书长。获得第三十届北京五四青年奖章， 入选首届国家自然科学基金青年基金、首届长江学者奖励计划青年学者、国家万人计划—青年拔尖人才项目等。发表本领域期刊论文40 余篇，其中7 篇论文入选ESI 高被引论文数据库，Google 学术引用3 200 余次。担任IEEECommunication Magazine、IEEE Access、IET Communications等期刊编委，在国际学术会议上做特邀报告7 次，7 次获得国际学术会议zuijia论文奖。出版专著译著12 部，包括英文专著1 部， 获得中华youxiu出版物图书奖。获得国内外shouquan技术发明专利59 项，其中转让28 项。曾获得高等学校科学研究youxiu成果奖（科学技术）技术发明奖一等奖（排名D2）和自然科学奖二等奖（排名D1）、中国通信学会技术发明奖一等奖（排名D1）、茅以升科技奖北京青年科技奖、国际电气和电子工程师协会亚太区杰出青年科学家奖等。
目录
5G无线接入网络：雾计算和云计算\t1
D1章\t无线接入网络演进\t1
1．1 云计算无线接入网络\t3
1．1．1C-RAN历史发展\t5
1．1．2C-RAN优缺点\t6
1．1．3 C-RAN挑战\t7
1．2 异构云计算无线接入网络\t8
1．3 雾计算无线接入网络\t12
1．3．1 F-RAN系统架构\t13
1．3．2 F-RAN关键技术\t14
1．3．2．1 传输模式选择\t14
1．3．2．2． 干扰抑制\t16
1．3．2．3．边缘缓存\t18
1．3．2．4． 资源调度\t18
1．3．3 F-RAN技术挑战\t20
1．3．3．1 社交感知\t20
1．3．3．2 网络功能虚拟化（NFV)和软件定义网络（SDN）\t20
1．4 F-RAN网络切片架构\t21
1．4．1基于边缘计算的接入网络切片\t22
1．4．2 F-RAN接入网络切片关键技术\t25
1．4．2．1资源的联合管理\t25
1．4．2．2维度信息感知\t26
1．4．3 F-RAN接入网络切片挑战\t28
1．4．3．1 边缘计算\t28
1．4．3．2 接入网络切片关键技术突破\t29
参考文献\t29
D2章\t云无线接入网络性能\t33
2．1 基于空间点过程的节点位置分布模型\t34
2．1．1 泊松点过程\t34
2．1．2 泊松-费列罗里模型\t35
2．1．3 用户距离分布\t36
2．2 不同场景信道特征研究\t37
2．3 有用信号分布\t39
2．3．1 系统模型\t39
2．3．2 信号源为单天线RRH\t40
2．3．3 信号源为多天线 RRH\t41
2．4 数值仿真分析\t42
2．5 云无线接入网上行场景性能分析\t46
2．5．1 系统模型\t46
2．5．2 用户接入策略\t48
2．5．3 系统性能分析\t49
2．5．4 数值仿真分析\t61
2．6 云无线接入网下行场景性能分析\t64
2．6．1 系统模型\t65
2．6．2 用户接入策略\t66
2．6．3 系统性能分析\t67
2．6．4 数值仿真分析\t70
2．7 云无线接入网室内场景性能分析\t72
2．7．1 系统模型\t72
2．7．2 用户接入策略\t73
2．7．3 性能分析\t74
2．7．4 数值仿真分析\t79
2．8 本章小结\t82
参考文献\t83
第三章异构云无线接入网络理论性能\t85
3．1 基于用户接入的H-CRAN理论性能\t87
3．1．1 用户接入策略\t88
3．1．2 系统性能分析\t92
3．1．3 数值仿真分析\t108
3．2 基于预编码策略的中断概率性能\t113
3．2．1 预编码技术\t114
3．2．2 系统模型\t116
3．2．3 不同预编码下用户SINR分布\t118
3．2．4 两种预编码策略下的系统中断概率\t121
3．2．5仿真结果分析\t125
3．3 基于预编码策略的容量和误比特率性能\t129
3．3．1 两种预编码的系统容量\t131
3．3．2 两种预编码的平均误比特率\t135
3．3．3 性能分析\t137
参考文献\t140
第四章雾无线接入网络理论性能\t141
4．1 基于随机几何的F-RAN理论传输性能\t141
4．1．1 典型用户接入特定RRH的有效容量\t146
4．1．2 典型用户接入RRH协作簇的平均有效容量\t149
4．1．3典型用户接入RRH协作簇的能量效率\t151
4．1．4 基于博弈理论的传输性能优化\t152
4．1．5 仿真结果与分析\t161
4．2F-RAN中基于内容缓存的传输方法\t167
4．2．1 基于雾无线接入节点的内容传输\t170
4．2．2 基于RRH协作簇的内容传输\t171
4．2．3 内容接入策略和缓存部署方法\t172
4．2．4 服务簇的传输需求量\t172
4．2．5 内容传输的平均遍历速率\t173
4．2．6 传输的等待时延和延迟率\t177
4．2．7面向时延性能的传输方法分析\t182
4．3 仿真结果与分析\t184
4．3．1 推论2和推论4的平均遍历速率的准确性验证\t184
4．3．2 用户请求单个内容对象的等待时延\t187
4．3．3 用户请求多个内容对象的等待时延\t187
参考文献\t190
第五章云无线接入网络信道估计技术\t192
5．1 信道估计技术概述\t192
5．1．1导频辅助的信道估计\t192
5．1．2基于叠加导频的信道估计\t193
5．1．3盲或半盲信道估计\t195
5．2 分段导频传输方案和信道估计算法研究\t196
5．2．1系统建模\t197
5．2．2 信道建模\t198
5．2．3 分段导频传输\t200
5．2．4 数据信号传输\t202
5．2．5 信道估计算法设计\t203
5．2．6 克拉美罗界\t207
5．3 数据接收检测方案和导频优化设计研究\t213
5．3．1数据检测和导频结构设计\t214
5．3．2系统模型与信道建模\t215
5．3．3上行数据信号检测矩阵\t216
5．3．4前传链路导频结构设计\t217
5．3．5接入链路导频结构设计\t221
5．3．6联合MRC-ZF接收检测\t227
5．3．7基于频谱效率的导频设计\t233
5．4 仿真研究与性能验证\t235
5．4．1仿真场景设置\t236
5．4．2信道估计算法的仿真实现与性能验证\t237
5．4．3导频结构优化设计的仿真实现与性能验证\t241
参考文献\t245
第六章云无线接入网络的半盲信道估计\t249
6．1理想前传链路下的半盲信道估计\t249
6．1．1 C-RAN传输方法\t250
6．1．2 C-RAN半盲信道估计算法\t251
6．1．3仿真结果与分析\t253
6．2 非理想无线前传链路下的半盲信道估计\t255
6．2．1 系统模型与传输方法\t255
6．2．2半盲信道估计优化算法\t258
6．2．2．1建模与分析\t258
6．2．2．2 半盲信道估计\t261
6．2．2．3 基于联盟博弈的分簇算法\t265
6．2．2．4 算法优化设计\t266
6．2．3 仿真结果与分析\t267
6．3非理想无线前传链路下的低复杂度半盲信道估计\t270
6．3．1效益函数中容量的下界分析\t271
6．3．2效益函数中信道估计精度的上界分析\t273
6．3．3仿真结果与分析\t279
参考文献\t283
第七章云计算无线接入网络的资源分配\t285
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\t285
7．1．1 系统模型\t287
7．1．2 混合多点协作传输方案\t288
7．1．3 基于马尔可夫决策过程的问题建模\t292
7．1．4 低复杂度功率和速率分配策略\t295
7．1．5 仿真验证与结果分析\t299
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\t303
7．2．1 系统模型\t304
7．2．2 基于马尔可夫决策过程的问题建模\t306
7．2．3低复杂度协作预编码策略\t308
7．2．4 性能仿真验证\t312
7．3 基于业务队列的联合节点选择的动态无线资源优化\t316
7．3．1 系统模型和问题建模\t317
7．3．2 基于李雅普诺夫优化的问题转化\t320
7．3．3 基于组稀疏波束赋形的等效算法\t323
7．3．4 基于松弛整数规划的等效算法\t329
7．3．5 仿真验证与结果分析\t333
参考文献\t339
第八章\t异构云计算无线接入网络的资源分配\t343
8．1 基于业务队列的联合拥塞控制的动态无线资源优化\t343
8．1．1系统模型\t344
8．1．2 准入控制模型\t348
8．1．3 问题建模\t349
8．2 基于李雅普诺夫优化的问题转化和分解\t350
8．2．1虚拟性能队列的引入\t350
8．2．2随机优化问题的转化\t352
8．2．3等效优化问题的分解\t353
8．3低复杂度资源分配优化算法\t355
8．3．1连续性放松\t355
8．3．2拉格朗日对偶分解\t356
8．4算法性能界分析\t359
8．4．1瞬时队列长度界\t360
8．4．2吞吐量效益性能\t360
8．5仿真验证与结果分析\t362
8．5．1仿真场景与参数设置\t363
8．5．2仿真结果与分析\t363
8．5．3 混合多点协作传输方案\t369
参考文献\t370
第九章\t雾无线接入网络的资源分配\t372
9．1传统性能评估指标及挑战\t373
9．1．1 传统性能指标\t374
9．1．2新的性能指标\t376
9．2基于经济频谱效率的资源分配\t379
9．2．1 谱效模型\t380
9．2．2 前传链路成本模型\t381
9．2．3 经济有效的频谱效率模型\t382
9．2．4 系统问题描述\t382
9．2．5 系统问题建模分析\t384
9．2．6 算法仿真结果分析\t392
9．3F-RAN系统联合D2D的资源分配优化\t398
9．3．1 D2D模型\t398
9．3．2 成本模型\t401
9．3．3 系统问题描述\t401
9．3．4 优化问题解决\t402
9．3．5 优化问题算法仿真\t411
参考文献\t416
D1章\t无线接入网络演进\t1
1．1 云计算无线接入网络\t3
1．1．1C-RAN历史发展\t5
1．1．2C-RAN优缺点\t6
1．1．3 C-RAN挑战\t7
1．2 异构云计算无线接入网络\t8
1．3 雾计算无线接入网络\t12
1．3．1 F-RAN系统架构\t13
1．3．2 F-RAN关键技术\t14
1．3．2．1 传输模式选择\t14
1．3．2．2． 干扰抑制\t16
1．3．2．3．边缘缓存\t18
1．3．2．4． 资源调度\t18
1．3．3 F-RAN技术挑战\t20
1．3．3．1 社交感知\t20
1．3．3．2 网络功能虚拟化（NFV)和软件定义网络（SDN）\t20
1．4 F-RAN网络切片架构\t21
1．4．1基于边缘计算的接入网络切片\t22
1．4．2 F-RAN接入网络切片关键技术\t25
1．4．2．1资源的联合管理\t25
1．4．2．2维度信息感知\t26
1．4．3 F-RAN接入网络切片挑战\t28
1．4．3．1 边缘计算\t28
1．4．3．2 接入网络切片关键技术突破\t29
参考文献\t29
D2章\t云无线接入网络性能\t33
2．1 基于空间点过程的节点位置分布模型\t34
2．1．1 泊松点过程\t34
2．1．2 泊松-费列罗里模型\t35
2．1．3 用户距离分布\t36
2．2 不同场景信道特征研究\t37
2．3 有用信号分布\t39
2．3．1 系统模型\t39
2．3．2 信号源为单天线RRH\t40
2．3．3 信号源为多天线 RRH\t41
2．4 数值仿真分析\t42
2．5 云无线接入网上行场景性能分析\t46
2．5．1 系统模型\t46
2．5．2 用户接入策略\t48
2．5．3 系统性能分析\t49
2．5．4 数值仿真分析\t61
2．6 云无线接入网下行场景性能分析\t64
2．6．1 系统模型\t65
2．6．2 用户接入策略\t66
2．6．3 系统性能分析\t67
2．6．4 数值仿真分析\t70
2．7 云无线接入网室内场景性能分析\t72
2．7．1 系统模型\t72
2．7．2 用户接入策略\t73
2．7．3 性能分析\t74
2．7．4 数值仿真分析\t79
2．8 本章小结\t82
参考文献\t83
第三章异构云无线接入网络理论性能\t85
3．1 基于用户接入的H-CRAN理论性能\t87
3．1．1 用户接入策略\t88
3．1．2 系统性能分析\t92
3．1．3 数值仿真分析\t108
3．2 基于预编码策略的中断概率性能\t113
3．2．1 预编码技术\t114
3．2．2 系统模型\t116
3．2．3 不同预编码下用户SINR分布\t118
3．2．4 两种预编码策略下的系统中断概率\t121
3．2．5仿真结果分析\t125
3．3 基于预编码策略的容量和误比特率性能\t129
3．3．1 两种预编码的系统容量\t131
3．3．2 两种预编码的平均误比特率\t135
3．3．3 性能分析\t137
参考文献\t140
第四章雾无线接入网络理论性能\t141
4．1 基于随机几何的F-RAN理论传输性能\t141
4．1．1 典型用户接入特定RRH的有效容量\t146
4．1．2 典型用户接入RRH协作簇的平均有效容量\t149
4．1．3典型用户接入RRH协作簇的能量效率\t151
4．1．4 基于博弈理论的传输性能优化\t152
4．1．5 仿真结果与分析\t161
4．2F-RAN中基于内容缓存的传输方法\t167
4．2．1 基于雾无线接入节点的内容传输\t170
4．2．2 基于RRH协作簇的内容传输\t171
4．2．3 内容接入策略和缓存部署方法\t172
4．2．4 服务簇的传输需求量\t172
4．2．5 内容传输的平均遍历速率\t173
4．2．6 传输的等待时延和延迟率\t177
4．2．7面向时延性能的传输方法分析\t182
4．3 仿真结果与分析\t184
4．3．1 推论2和推论4的平均遍历速率的准确性验证\t184
4．3．2 用户请求单个内容对象的等待时延\t187
4．3．3 用户请求多个内容对象的等待时延\t187
参考文献\t190
第五章云无线接入网络信道估计技术\t192
5．1 信道估计技术概述\t192
5．1．1导频辅助的信道估计\t192
5．1．2基于叠加导频的信道估计\t193
5．1．3盲或半盲信道估计\t195
5．2 分段导频传输方案和信道估计算法研究\t196
5．2．1系统建模\t197
5．2．2 信道建模\t198
5．2．3 分段导频传输\t200
5．2．4 数据信号传输\t202
5．2．5 信道估计算法设计\t203
5．2．6 克拉美罗界\t207
5．3 数据接收检测方案和导频优化设计研究\t213
5．3．1数据检测和导频结构设计\t214
5．3．2系统模型与信道建模\t215
5．3．3上行数据信号检测矩阵\t216
5．3．4前传链路导频结构设计\t217
5．3．5接入链路导频结构设计\t221
5．3．6联合MRC-ZF接收检测\t227
5．3．7基于频谱效率的导频设计\t233
5．4 仿真研究与性能验证\t235
5．4．1仿真场景设置\t236
5．4．2信道估计算法的仿真实现与性能验证\t237
5．4．3导频结构优化设计的仿真实现与性能验证\t241
参考文献\t245
第六章云无线接入网络的半盲信道估计\t249
6．1理想前传链路下的半盲信道估计\t249
6．1．1 C-RAN传输方法\t250
6．1．2 C-RAN半盲信道估计算法\t251
6．1．3仿真结果与分析\t253
6．2 非理想无线前传链路下的半盲信道估计\t255
6．2．1 系统模型与传输方法\t255
6．2．2半盲信道估计优化算法\t258
6．2．2．1建模与分析\t258
6．2．2．2 半盲信道估计\t261
6．2．2．3 基于联盟博弈的分簇算法\t265
6．2．2．4 算法优化设计\t266
6．2．3 仿真结果与分析\t267
6．3非理想无线前传链路下的低复杂度半盲信道估计\t270
6．3．1效益函数中容量的下界分析\t271
6．3．2效益函数中信道估计精度的上界分析\t273
6．3．3仿真结果与分析\t279
参考文献\t283
第七章云计算无线接入网络的资源分配\t285
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\t285
7．1．1 系统模型\t287
7．1．2 混合多点协作传输方案\t288
7．1．3 基于马尔可夫决策过程的问题建模\t292
7．1．4 低复杂度功率和速率分配策略\t295
7．1．5 仿真验证与结果分析\t299
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\t303
7．2．1 系统模型\t304
7．2．2 基于马尔可夫决策过程的问题建模\t306
7．2．3低复杂度协作预编码策略\t308
7．2．4 性能仿真验证\t312
7．3 基于业务队列的联合节点选择的动态无线资源优化\t316
7．3．1 系统模型和问题建模\t317
7．3．2 基于李雅普诺夫优化的问题转化\t320
7．3．3 基于组稀疏波束赋形的等效算法\t323
7．3．4 基于松弛整数规划的等效算法\t329
7．3．5 仿真验证与结果分析\t333
参考文献\t339
第八章\t异构云计算无线接入网络的资源分配\t343
8．1 基于业务队列的联合拥塞控制的动态无线资源优化\t343
8．1．1系统模型\t344
8．1．2 准入控制模型\t348
8．1．3 问题建模\t349
8．2 基于李雅普诺夫优化的问题转化和分解\t350
8．2．1虚拟性能队列的引入\t350
8．2．2随机优化问题的转化\t352
8．2．3等效优化问题的分解\t353
8．3低复杂度资源分配优化算法\t355
8．3．1连续性放松\t355
8．3．2拉格朗日对偶分解\t356
8．4算法性能界分析\t359
8．4．1瞬时队列长度界\t360
8．4．2吞吐量效益性能\t360
8．5仿真验证与结果分析\t362
8．5．1仿真场景与参数设置\t363
8．5．2仿真结果与分析\t363
8．5．3 混合多点协作传输方案\t369
参考文献\t370
第九章\t雾无线接入网络的资源分配\t372
9．1传统性能评估指标及挑战\t373
9．1．1 传统性能指标\t374
9．1．2新的性能指标\t376
9．2基于经济频谱效率的资源分配\t379
9．2．1 谱效模型\t380
9．2．2 前传链路成本模型\t381
9．2．3 经济有效的频谱效率模型\t382
9．2．4 系统问题描述\t382
9．2．5 系统问题建模分析\t384
9．2．6 算法仿真结果分析\t392
9．3F-RAN系统联合D2D的资源分配优化\t398
9．3．1 D2D模型\t398
9．3．2 成本模型\t401
9．3．3 系统问题描述\t401
9．3．4 优化问题解决\t402
9．3．5 优化问题算法仿真\t411
参考文献\t416
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