书籍详情
5G权威指南：信号处理算法及实现
作者：[美] 罗发龙（Fa-long Luo） 著
出版社：机械工业出版社
出版时间：2018-07-01
ISBN：9787111596639
定价：¥158.00
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内容简介
《5G指南：信号处理算法及实现》为《Signal Processing for 5G》的翻译版，该英文书籍由无线通信信号处理领域专家撰写，由IEEE和WILEY联合出版。该英文书籍内容涵盖包括调制、编码、波形、多天线、新频谱等5G网络的基础性技术以及新型网络设计，其技术专业性较强，对于全球5G技术研究都有一定指导作用。 自第二代蜂窝通信系统开始，信号处理技术就在无线通信中扮演着重要的角色，在5G无线网络中使用新型信号处理技术不仅能显著地提高峰值速率，还能提高网络性能、覆盖率、可靠性、低延迟、有效性、灵活性、兼容性以及收敛性，从而满足由于大数据、云服务、机器对机器（M2M）和关键任务通信等应用日益增加的需求。本书对于应用在5G无线网络中的所有信号处理技术进行了全面和详细的分析。它由独特的四大部分组成——新的调制和编码、新的空间处理、新的频谱机会以及新的系统使能技术，涵盖了从网络架构、物理层（下行和上行）、协议和空中接口、小区采集、调度和速率适应、接入处理和中继以及频谱分配。本书涵盖了全球5G标准的开发和部署所需的全部技术和主要路线图。 这是一本全面且宝贵的5G技术指南，完成了一体化的实现和实践。对于所有想学习5G技术的人而言，这是一本国际上公认的必读宝典。
作者简介
[美]罗发龙（Fa-Long Luo）博士 IEEE院士和两家国际领先公司的首席科学家，负责软件无线电和无线多媒体相关研究工作。同时他还是华盛顿大学的教授。从2007年到2011年，他是“国际数字多媒体广播杂志”的创始主编。从2011年到2012年，他担任IEEE工业DSP常务委员会主席和IEEE信号处理协会技术委员会成员。他现在是IEEE Access和IEEE物联网杂志的副主编。他在信号处理、多媒体，通信和广播领域拥有33年的工程、应用和标准化方面的研究和行业经验，并获得了国际认可。他出版了5本书，100多篇技术论文，并在这些领域拥有18项专利。他曾被德国亚历山大？冯？洪堡基金会授予奖学金。 [美]张建中（Charlie（JIANZHONG）Zhang）博士 美国三星公司的副总裁兼标准和研究实验室主管，负责领导5G蜂窝系统和下一代多媒体网络的研究和标准工作。从2009年8月至2013年8月，他担任3GPP RAN1工作组副主席，领导开发LTE和LTE-Advanced技术，如3D信道建模、UL-MIMO、CoMP和TD-LTE载波聚合等。加入三星之前，2006年至2007年在摩托罗拉从事3GPP HSPA标准工作，2001至2006年在诺基亚研究中心从事IEEE 802.16e（WiMAX）标准和EDGE / CDMA算法工作。他在威斯康星大学麦迪逊分校学位获得了博士学位，同时也是IEEE院士。
目录
目录
第一部分 5G的调制、编码和波形图
第1章 5G网络的调制和波形简介 / 2
1.1 动因和背景 / 2
1.2 新型调制技术：FBMC、GFDM、BFDM、UFMC和TFP / 5
1.3 波形选择 / 14
1.4 总结与结束语 / 15
第2章 5G通信中的超奈奎斯特传输 / 18
2.1 FTN信号简介 / 18
2.2 时域FTN：接收器和性能 / 24
2.3 频域FTN信号 / 31
2.4 总结 / 35
第3章 从OFDM到FBMC：原理与对比 / 36
3.1 引言 / 36
3.2 滤波器组 / 37
3.3 多相实现 / 40
3.4 OFDM / 42
3.5 FBMC / 46
3.6 FBMC和滤波OFDM的比较 / 48
3.7 总结 / 50
第4章 用于大规模MIMO的滤波器组多载波 / 52
4.1 大规模MIMO中的系统模型和FBMC公式 / 53
4.2 大规模MIMO中FBMC的自均衡特性 / 57
4.3 与OFDM的比较 / 62
4.4 盲平衡和导频去污 / 62
4.5 总结 / 67
第5章 带宽压缩多载波通信：SEFDM / 69
5.1 引言 / 69
5.2 SEFDM基础 / 71
5.3 块SEFDM / 74
5.4 Turbo-SEFDM / 78
5.5 实际条件和实验论证 / 82
5.6 总结 / 87
第6章 非正交多用户叠加和共享接入 / 90
6.1 引言 / 90
6.2 非正交多用户接入的基本原理和特性 / 90
6.3 下行非正交多用户传输 / 93
6.4 上行链路非正交多用户接入 / 101
6.5 总结和未来工作 / 110
第7章 非正交多址接入（NOMA）：概念和设计 / 113
7.1 引言 / 113
7.2 概念 / 114
7.3 效益和动机 / 117
7.4 接口设计 / 118
7.5 MIMO支持 / 120
7.6 性能评估 / 124
7.7 总结 / 132
第8章 主要5G波形的候选：概述和比较 / 134
8.1 为什么我们需要新的波形 / 134
8.2 主要多载波调制的候选 / 135
8.3 定性对比 / 141
8.4 总结 / 145
第二部分 5G空间信号处理新技术
第9章 5G大规模MIMO：原理、实现和原型设计 / 152
9.1 引言 / 152
9.2 大规模天线技术原理 / 154
9.3 大规模天线信道 / 157
9.4 大规模MIMO技术的实现 / 161
9.5 测试床设计 / 169
9.6 同步 / 177
9.7 未来的挑战和总结 / 180
第10章 毫米波MIMO发射接收机：原理，设计，实施部署 / 183
10.1 引言 / 183
10.2 毫米波MIMO发射接收机结构的概述 / 185
10.3 点对点单用户系统 / 187
10.4 点对多点多用户系统 / 192
10.5 扩展 / 197
10.6 总结 / 198
第11章 3D传播信道：建模和测量 / 202
11.1 引言 / 202
11.2 测量技术 / 204
11.3 传播效应 / 207
11.4 测量结果 / 209
11.5 信道模型 / 211
11.6 总结和开放问题 / 213
第12章 大规模阵列3D-MIMO：理论、实现和测试 / 217
12.1 简介 / 217
12.2 大规模天线3D-MIMO的应用场景 / 218
12.3 基于当前标准化的技术获取3D-MIMO增益 / 220
12.4 系统级仿真评估 / 224
12.5 大规模天线3D-MIMO外场测试 / 228
12.6 大规模天线3D-MIMO：从理论到实现 / 232
12.7 总结 / 233
第13章 基于轨道角动量的无线通信：设计与实现 / 235
13.1 携带OAM的电磁波 / 235
13.2 OAM在RF通信中的应用 / 236
13.3 OAM波束的生成、复用和检测 / 237
13.4 采用OAM复用的无线通信 / 240
13.5 总结和展望 / 249
第三部分 5G频谱新机遇
第14章 面向5G的毫米波：从理论到实践 / 254
14.1 引言 / 254
14.2 构建毫米波概念验证系统 / 254
14.3 毫米波原型系统的理想特性 / 255
14.4 毫米波蜂窝网络概念验证系统 / 259
14.5 总结 / 279
第15章 5G毫米波通信信道和技术概述 / 280
15.1 引言 / 280
15.2 毫米波信道特性 / 280
15.3 5G毫米波信道模型的需求 / 282
15.4 用于5G的毫米波信道模型 / 283
15.5 毫米波频段5G无线接入技术的信号处理 / 290
15.5.1 波束采集和信道估计 / 290
15.5.2 协作通信和干扰处理 / 292
15.6 总结 / 293
第16章 全双工传输的一般原理和基本算法 / 295
16.1 引言 / 295
16.2 自干扰：基本分析和模型 / 297
16.3 SIC技术和算法 / 298
16.4 硬件损耗和实施挑战 / 305
16.5 全双工MIMO系统概览 / 311
16.6 总结和展望 / 314
第17章 全双工收发器的设计与实现 / 319
17.1 研究挑战 / 321
17.2 天线设计 / 324
17.3 射频自干扰消除方法 / 326
17.4 数字自干扰消除算法 / 327
17.5 示例 / 336
17.6 总结 / 337
第四部分 5G的新型系统级使能技术
第18章 C-RAN：上行链路信道估计与下行链路预编码 / 342
18.1 引言 / 342
18.2 技术背景 / 342
18.3 上行链路：在何处执行信道估计？ / 344
18.4 下行链路：在何处执行信道编码和预编码？ / 350
18.5 总结 / 361
第19章 5G D2D通信基于能量效率的资源分配 / 364
19.1 引言 / 364
19.2 信号模型 / 365
19.3 资源分配 / 368
19.4 分式规划 / 369
19.5 算法 / 372
19.6 序列分式规划 / 375
19.7 系统优化 / 376
19.8 数值结果 / 380
19.9 总结 / 383
第20章 超密集网络：总体介绍与设计概述 / 386
20.1 引言 / 386
20.2 干扰管理 / 388
20.3 移动管理 / 394
20.4 架构与回传 / 397
20.5 5G UDN中的其他问题 / 401
20.6 总结 / 402
第21章 无线资源管理和5G网络优化 / 405
21.1 引言 / 405
21.2 研究背景 / 406
21.3 单天线协同超密网络的最优策略 / 408
21.4 多天线协作与合作超密集组网中的优化策略 / 417
21.5 总结和未来的研究方向 / 423
第五部分 参考设计和5G标准的发展
第22章 5G中的全双工无线电：基础、设计和原型实验 / 428
22.1 引言 / 428
22.2 自干扰 / 429
22.3 模拟自干扰消除 / 430
22.4 数字自干扰消除 / 434
22.5 全双工无线电的原型设计 / 436
22.6 总体性能评估 / 443
22.7 总结 / 444
第23章 5G标准的发展：技术和路线图 / 446
23.1 引言 / 446
23.2 从4G到5G的标准路线 / 446
23.3 5G蜂窝通信标准的准备 / 452
23.4 总结 / 455
中英文对照与索引 / 457
......
第一部分 5G的调制、编码和波形图
第1章 5G网络的调制和波形简介 / 2
1.1 动因和背景 / 2
1.2 新型调制技术：FBMC、GFDM、BFDM、UFMC和TFP / 5
1.3 波形选择 / 14
1.4 总结与结束语 / 15
第2章 5G通信中的超奈奎斯特传输 / 18
2.1 FTN信号简介 / 18
2.2 时域FTN：接收器和性能 / 24
2.3 频域FTN信号 / 31
2.4 总结 / 35
第3章 从OFDM到FBMC：原理与对比 / 36
3.1 引言 / 36
3.2 滤波器组 / 37
3.3 多相实现 / 40
3.4 OFDM / 42
3.5 FBMC / 46
3.6 FBMC和滤波OFDM的比较 / 48
3.7 总结 / 50
第4章 用于大规模MIMO的滤波器组多载波 / 52
4.1 大规模MIMO中的系统模型和FBMC公式 / 53
4.2 大规模MIMO中FBMC的自均衡特性 / 57
4.3 与OFDM的比较 / 62
4.4 盲平衡和导频去污 / 62
4.5 总结 / 67
第5章 带宽压缩多载波通信：SEFDM / 69
5.1 引言 / 69
5.2 SEFDM基础 / 71
5.3 块SEFDM / 74
5.4 Turbo-SEFDM / 78
5.5 实际条件和实验论证 / 82
5.6 总结 / 87
第6章 非正交多用户叠加和共享接入 / 90
6.1 引言 / 90
6.2 非正交多用户接入的基本原理和特性 / 90
6.3 下行非正交多用户传输 / 93
6.4 上行链路非正交多用户接入 / 101
6.5 总结和未来工作 / 110
第7章 非正交多址接入（NOMA）：概念和设计 / 113
7.1 引言 / 113
7.2 概念 / 114
7.3 效益和动机 / 117
7.4 接口设计 / 118
7.5 MIMO支持 / 120
7.6 性能评估 / 124
7.7 总结 / 132
第8章 主要5G波形的候选：概述和比较 / 134
8.1 为什么我们需要新的波形 / 134
8.2 主要多载波调制的候选 / 135
8.3 定性对比 / 141
8.4 总结 / 145
第二部分 5G空间信号处理新技术
第9章 5G大规模MIMO：原理、实现和原型设计 / 152
9.1 引言 / 152
9.2 大规模天线技术原理 / 154
9.3 大规模天线信道 / 157
9.4 大规模MIMO技术的实现 / 161
9.5 测试床设计 / 169
9.6 同步 / 177
9.7 未来的挑战和总结 / 180
第10章 毫米波MIMO发射接收机：原理，设计，实施部署 / 183
10.1 引言 / 183
10.2 毫米波MIMO发射接收机结构的概述 / 185
10.3 点对点单用户系统 / 187
10.4 点对多点多用户系统 / 192
10.5 扩展 / 197
10.6 总结 / 198
第11章 3D传播信道：建模和测量 / 202
11.1 引言 / 202
11.2 测量技术 / 204
11.3 传播效应 / 207
11.4 测量结果 / 209
11.5 信道模型 / 211
11.6 总结和开放问题 / 213
第12章 大规模阵列3D-MIMO：理论、实现和测试 / 217
12.1 简介 / 217
12.2 大规模天线3D-MIMO的应用场景 / 218
12.3 基于当前标准化的技术获取3D-MIMO增益 / 220
12.4 系统级仿真评估 / 224
12.5 大规模天线3D-MIMO外场测试 / 228
12.6 大规模天线3D-MIMO：从理论到实现 / 232
12.7 总结 / 233
第13章 基于轨道角动量的无线通信：设计与实现 / 235
13.1 携带OAM的电磁波 / 235
13.2 OAM在RF通信中的应用 / 236
13.3 OAM波束的生成、复用和检测 / 237
13.4 采用OAM复用的无线通信 / 240
13.5 总结和展望 / 249
第三部分 5G频谱新机遇
第14章 面向5G的毫米波：从理论到实践 / 254
14.1 引言 / 254
14.2 构建毫米波概念验证系统 / 254
14.3 毫米波原型系统的理想特性 / 255
14.4 毫米波蜂窝网络概念验证系统 / 259
14.5 总结 / 279
第15章 5G毫米波通信信道和技术概述 / 280
15.1 引言 / 280
15.2 毫米波信道特性 / 280
15.3 5G毫米波信道模型的需求 / 282
15.4 用于5G的毫米波信道模型 / 283
15.5 毫米波频段5G无线接入技术的信号处理 / 290
15.5.1 波束采集和信道估计 / 290
15.5.2 协作通信和干扰处理 / 292
15.6 总结 / 293
第16章 全双工传输的一般原理和基本算法 / 295
16.1 引言 / 295
16.2 自干扰：基本分析和模型 / 297
16.3 SIC技术和算法 / 298
16.4 硬件损耗和实施挑战 / 305
16.5 全双工MIMO系统概览 / 311
16.6 总结和展望 / 314
第17章 全双工收发器的设计与实现 / 319
17.1 研究挑战 / 321
17.2 天线设计 / 324
17.3 射频自干扰消除方法 / 326
17.4 数字自干扰消除算法 / 327
17.5 示例 / 336
17.6 总结 / 337
第四部分 5G的新型系统级使能技术
第18章 C-RAN：上行链路信道估计与下行链路预编码 / 342
18.1 引言 / 342
18.2 技术背景 / 342
18.3 上行链路：在何处执行信道估计？ / 344
18.4 下行链路：在何处执行信道编码和预编码？ / 350
18.5 总结 / 361
第19章 5G D2D通信基于能量效率的资源分配 / 364
19.1 引言 / 364
19.2 信号模型 / 365
19.3 资源分配 / 368
19.4 分式规划 / 369
19.5 算法 / 372
19.6 序列分式规划 / 375
19.7 系统优化 / 376
19.8 数值结果 / 380
19.9 总结 / 383
第20章 超密集网络：总体介绍与设计概述 / 386
20.1 引言 / 386
20.2 干扰管理 / 388
20.3 移动管理 / 394
20.4 架构与回传 / 397
20.5 5G UDN中的其他问题 / 401
20.6 总结 / 402
第21章 无线资源管理和5G网络优化 / 405
21.1 引言 / 405
21.2 研究背景 / 406
21.3 单天线协同超密网络的最优策略 / 408
21.4 多天线协作与合作超密集组网中的优化策略 / 417
21.5 总结和未来的研究方向 / 423
第五部分 参考设计和5G标准的发展
第22章 5G中的全双工无线电：基础、设计和原型实验 / 428
22.1 引言 / 428
22.2 自干扰 / 429
22.3 模拟自干扰消除 / 430
22.4 数字自干扰消除 / 434
22.5 全双工无线电的原型设计 / 436
22.6 总体性能评估 / 443
22.7 总结 / 444
第23章 5G标准的发展：技术和路线图 / 446
23.1 引言 / 446
23.2 从4G到5G的标准路线 / 446
23.3 5G蜂窝通信标准的准备 / 452
23.4 总结 / 455
中英文对照与索引 / 457
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