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第1章 无线接入网络演进1

1.1云无线接入网络4

1.1.1 C-RAN历史发展6

1.1.2 C-RAN优缺点7

1.1.3 C-RAN挑战8

1.2异构云无线接入网络9

1.3雾无线接入网络14

1.3.1 F-RAN系统架构15

1.3.2 F-RAN关键技术16

1.3.3 F-RAN技术挑战22

1.4 F-RAN网络切片架构23

1.4.1基于边缘计算的接入网络切片25

1.4.2 F-RAN接入网络切片关键技术27

1.4.3 F-RAN接入网络切片挑战31

参考文献32

第2章 云无线接入网络性能39

2.1基于空间点过程的节点位置分布模型41

2.1.1泊松点过程41

2.1.2泊松—费列罗里模型42

2.1.3用户距离分布43

2.2不同场景信道特征研究44

2.3有用信号分布46

2.3.1系统模型46

2.3.2信号源为单天线RRH46

2.3.3信号源为多天线RRH47

2.4数值仿真分析48

2.5 C-RAN上行场景性能分析51

2.5.1系统模型51

2.5.2用户接入策略53

2.5.3系统性能分析54

2.5.4数值仿真分析64

2.6 C-RAN下行场景性能分析67

2.6.1系统模型67

2.6.2用户接入策略68

2.6.3系统性能分析69

2.6.4数值仿真分析72

2.7 C-RAN室内场景性能分析73

2.7.1系统模型74

2.7.2用户接入策略75

2.7.3性能分析76

2.7.4数值仿真分析80

2.8小结82

参考文献83

第3章 异构云无线接入网络理论性能87

3.1基于用户接入的H-CRAN理论性能89

3.1.1用户接入策略90

3.1.2系统性能分析93

3.1.3数值仿真分析104

3.2基于预编码策略的中断概率性能108

3.2.1预编码技术108

3.2.2系统模型109

3.2.3不同预编码下用户SINR分布111

3.2.4两种预编码策略下的系统中断概率113

3.2.5仿真结果分析116

3.3基于预编码策略的容量和误比特率性能119

3.3.1两种预编码的系统容量120

3.3.2两种预编码的平均误比特率123

3.3.3性能分析124

参考文献126

第4章 雾无线接入网络理论性能129

4.1基于随机几何的F-RAN理论传输性能130

4.1.1典型用户接入特定RRH的有效容量135

4.1.2典型用户接入RRH协作簇的平均有效容量137

4.1.3典型用户接入RRH协作簇的能量效率140

4.1.4基于博弈理论的传输性能优化141

4.1.5仿真结果与分析149

4.2 F-RAN中基于内容缓存的传输方法153

4.2.1基于F-AP的内容传输155

4.2.2基于RRH协作簇的内容传输156

4.2.3内容接入策略和缓存部署方法157

4.2.4服务簇的传输需求量157

4.2.5内容传输的平均遍历速率159

4.2.6传输的等待时延和时延比率162

4.2.7面向时延性能的传输方法分析167

4.3仿真结果与分析169

4.3.1推论4-2和推论4-3的平均遍历速率的准确性验证169

4.3.2用户请求单个内容对象的等待时延170

4.3.3用户请求多个内容对象的等待时延171

参考文献172

第5章 云无线接入网络信道估计技术175

5.1信道估计技术概述176

5.1.1导频辅助的信道估计176

5.1.2基于叠加导频的信道估计178

5.1.3盲或半盲信道估计180

5.2分段导频传输方案和信道估计算法研究181

5.2.1系统建模183

5.2.2信道建模184

5.2.3分段导频传输186

5.2.4数据信号传输188

5.2.5信道估计算法设计189

5.2.6克拉美罗界192

5.3数据接收检测方案和导频优化设计研究198

5.3.1数据检测和导频结构设计200

5.3.2系统模型与信道建模201

5.3.3上行数据信号检测矩阵201

5.3.4去程链路导频结构设计203

5.3.5接入链路导频结构设计206

5.3.6联合MRC-ZF接收检测211

5.3.7基于频谱效率的导频设计216

5.4仿真评估与性能验证218

5.4.1仿真场景设置219

5.4.2信道估计算法的仿真实现与性能验证220

5.4.3导频结构优化设计的仿真实现与性能验证224

参考文献228

第6章 云无线接入网络的半盲信道估计233

6.1理想去程链路下的半盲信道估计234

6.1.1 C-RAN传输方法235

6.1.2 C-RAN半盲信道估计算法236

6.1.3仿真结果与分析238

6.2非理想无线去程链路下的半盲信道估计239

6.2.1系统模型与传输方法240

6.2.2半盲信道估计优化算法242

6.2.3仿真结果与分析251

6.3非理想无线去程链路下的低复杂度半盲信道估计254

6.3.1效益函数中容量的下界分析255

6.3.2效益函数中信道估计精度的上界分析256

6.3.3仿真结果与分析262

参考文献265

第7章 云无线接入网络的资源分配269

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270

7.1.1系统模型272

7.1.2混合多点协作传输方案273

7.1.3基于马尔可夫决策过程的问题建模276

7.1.4低复杂度功率和速率分配策略279

7.1.5仿真验证与结果分析283

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285

7.2.1系统模型287

7.2.2基于马尔可夫决策过程的问题建模289

7.2.3低复杂度协作预编码策略291

7.2.4性能仿真验证295

7.3基于业务队列的联合节点选择的动态无线资源优化298

7.3.1系统模型和问题建模299

7.3.2基于李雅普诺夫优化的问题转化303

7.3.3基于组稀疏波束成形的等效算法305

7.3.4基于松弛整数规划的等效算法312

7.3.5仿真验证与结果分析315

参考文献321

第8章 异构云无线接入网络的资源分配327

8.1基于业务队列的联合拥塞控制的动态无线资源优化328

8.1.1系统模型329

8.1.2准入控制模型333

8.1.3问题建模334

8.2基于李雅普诺夫优化的问题转化和分解335

8.2.1虚拟性能队列的引入335

8.2.2随机优化问题的转化337

8.2.3等效优化问题的分解338

8.3低复杂度资源分配优化算法339

8.3.1连续性放松340

8.3.2拉格朗日对偶分解341

8.4算法性能界分析344

8.4.1瞬时队列长度界344

8.4.2吞吐量效益性能345

8.5仿真验证与结果分析347

8.5.1仿真场景与参数设置347

8.5.2仿真结果与分析347

参考文献353

第9章 雾无线接入网络的资源分配357

9.1传统性能评估指标及挑战358

9.1.1传统性能指标359

9.1.2新的性能指标361

9.2基于经济频谱效率的资源分配364

9.2.1谱效模型365

9.2.2去程链路成本模型366

9.2.3经济有效的频谱效率模型367

9.2.4系统问题描述368

9.2.5系统问题建模分析369

9.2.6算法仿真结果分析377

9.3 F-RAN系统联合D2D的资源分配优化383

9.3.1 D2D模型383

9.3.2成本模型385

9.3.3系统问题描述385

9.3.4优化问题解决387

9.3.5优化问题算法仿真395

参考文献398