5G低時(shí)延通信中的非正交多址接入關(guān)鍵技術(shù)

第 1章 5G發(fā)展與非正交多址接入關(guān)鍵技術(shù)回顧 1
1.1　5G發(fā)展態(tài)勢(shì)　1
1.2　5G關(guān)鍵技術(shù)　4
1.2.1　無(wú)線傳輸關(guān)鍵技術(shù)　5
1.2.2　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)　7
1.3　NOMA技術(shù)　8
1.4　NOMA技術(shù)在5G低時(shí)延通信中的應(yīng)用　10
1.5　全書(shū)結(jié)構(gòu)　12
參考文獻(xiàn)　13

第　2章 NOMA和低時(shí)延通信關(guān)鍵技術(shù)　16
2.1　NOMA關(guān)鍵技術(shù)　16
2.1.1　單載波NOMA關(guān)鍵技術(shù)　17
2.1.2　多載波NOMA關(guān)鍵技術(shù)　18
2.1.3　研究展望　21
2.2　低時(shí)延通信關(guān)鍵技術(shù)　21
2.2.1　FBL信息理論　21
2.2.2　基于分集的技術(shù)　22
2.2.3　短數(shù)據(jù)包調(diào)制和編碼技術(shù)　22
2.2.4　FD技術(shù)　22
2.3　低時(shí)延的上行免調(diào)度NOMA　23
2.4　本章小結(jié)　23
參考文獻(xiàn)　24

第3章　保障上行NOMA統(tǒng)計(jì)時(shí)延QoS的靜態(tài)功率分配　27
3.1　上行NOMA系統(tǒng)模型　27
3.2　隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算基礎(chǔ)　30
3.2.1　隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算背景介紹　30
3.2.2　隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算框架　32
3.3　SNR域服務(wù)過(guò)程Mellin變換　34
3.4　基于排隊(duì)時(shí)延超標(biāo)概率上界的靜態(tài)功率控制　40
3.4.1　功率最小化問(wèn)題建?！?0
3.4.2　問(wèn)題求解　42
3.4.3　算法復(fù)雜度分析　45
3.4.4　仿真結(jié)果和分析　45
3.5　基于有效容量的功率控制　50
3.5.1　有效容量理論概述　50
3.5.2　上行NOMA系統(tǒng)中的有效容量　51
3.6　保障有效容量公平性的靜態(tài)功率控制　53
3.6.1　公平問(wèn)題建模　53
3.6.2　問(wèn)題求解　54
3.6.3　算法復(fù)雜度分析　55
3.6.4　仿真結(jié)果與分析　55
3.7　本章小結(jié)　61
參考文獻(xiàn)　62

第4章　保障上行NOMA統(tǒng)計(jì)時(shí)延QoS的動(dòng)態(tài)功率分配　65
4.1　系統(tǒng)模型　65
4.2　最大化有效容量之和的動(dòng)態(tài)功率分配　68
4.2.1　上行NOMA有效容量之和最大化問(wèn)題建?！?8
4.2.2　拉格朗日松弛　68
4.2.3　解對(duì)偶函數(shù)：對(duì)偶分解和連續(xù)凸近似　70
4.2.4　次梯度法求解對(duì)偶問(wèn)題　75
4.2.5　算法復(fù)雜度分析　75
4.2.6　仿真結(jié)果和分析　75
4.3　最大化EEE的動(dòng)態(tài)功率分配　78
4.3.1　上行NOMA EEE最大化問(wèn)題建模　78
4.3.2　松弛為擬凹問(wèn)題　79
4.3.3　Dinkelbach算法迭代求解　80
4.3.4　仿真結(jié)果與分析　83
4.4　本章小結(jié)　84
參考文獻(xiàn)　85

第5章　保障下行NOMA系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)時(shí)延QoS的靜態(tài)功率分配　87
5.1　下行NOMA系統(tǒng)模型　87
5.2　Nakagami-m和Rician信道中下行NOMA的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算　90
5.2.1　Nakagami-m衰落信道　91
5.2.2　Rician衰落信道　97
5.2.3　擴(kuò)展到每個(gè)NOMA用戶組包含多個(gè)用戶的情形　101
5.2.4　排隊(duì)時(shí)延超標(biāo)概率上界驗(yàn)證　101
5.3　Nakagami-m和Rician信道中下行NOMA 的有效容量　103
5.3.1　Nakagami-m信道中的漸近有效容量　105
5.3.2　Rician信道中的漸近有效容量　107
5.3.3　有效容量及其漸近表達(dá)式的驗(yàn)證　110
5.3.4　與OMA有效容量的對(duì)比　113
5.4　最小化最大時(shí)延超標(biāo)概率上界的功率分配　117
5.4.1　問(wèn)題建模與求解　117
5.4.2　算法復(fù)雜度分析　119
5.4.3　仿真結(jié)果與分析　120
5.5　最大化最小有效容量的功率分配　121
5.5.1　問(wèn)題建模與求解　121
5.5.2　最大化最小有效容量的漸近功率分配　122
5.5.3　算法復(fù)雜度分析　124
5.5.4　仿真結(jié)果與分析　124
5.6　本章小結(jié)　126
參考文獻(xiàn)　126

第6章　保障下行NOMA統(tǒng)計(jì)時(shí)延QoS的動(dòng)態(tài)功率分配　129
6.1　系統(tǒng)模型　129
6.2　考慮統(tǒng)計(jì)時(shí)延QoS的下行CR-NOMA功率分配　131
6.3　仿真結(jié)果與分析　133
6.4　本章小結(jié)　137
參考文獻(xiàn)　138

第7章　MU-MIMO-NOMA分層發(fā)送和SIC檢測(cè)　139
7.1　上行多天線NOMA系統(tǒng)模型　139
7.1.1　對(duì)稱容量　139
7.1.2　系統(tǒng)模型　142
7.2　基于SIC的多天線接收檢測(cè)　143
7.2.1　最大化和數(shù)據(jù)速率的MMSE-SIC　143
7.2.2　低時(shí)延低復(fù)雜度的MRC-SIC　144
7.3　基于穩(wěn)定SIC檢測(cè)的可達(dá)數(shù)據(jù)速率　145
7.3.1　穩(wěn)定SIC檢測(cè)的條件　146
7.3.2　MMSE-SIC可達(dá)的最小用戶數(shù)據(jù)速率　146
7.3.3　MRC-SIC可達(dá)的最小用戶數(shù)據(jù)速率　150
7.4　通過(guò)速率分割最大化最小用戶數(shù)據(jù)速率　152
7.4.1　適用于MMSE-SIC的速率分割　152
7.4.2　適用于MRC-SIC的速率分割　153
7.5　仿真結(jié)果與分析　157
7.5.1　最大化最小用戶數(shù)據(jù)速率　158
7.5.2　降低檢測(cè)復(fù)雜度和時(shí)延　160
7.5.3　減少傳輸時(shí)延　161
7.6　本章小結(jié)　162
參考文獻(xiàn)　163

第8章　完美和非完美CSI下的MU-MIMO-NOMA優(yōu)化　165
8.1　大規(guī)模MU-MIMO-NOMA的研究意義　166
8.2　PACE系統(tǒng)模型　167
8.3　不同CSI下的ZF檢測(cè)　169
8.3.1　完美CSI下的ZF檢測(cè)　169
8.3.2　非完美CSI下的ZF檢測(cè)　171
8.4　不同CSI下的錯(cuò)誤概率　174
8.4.1　短數(shù)據(jù)包傳輸中的錯(cuò)誤概率　174
8.4.2　完美CSI下的錯(cuò)誤概率　175
8.4.3　非完美CSI下的錯(cuò)誤概率　175
8.5　優(yōu)化導(dǎo)頻長(zhǎng)度　176
8.6　仿真結(jié)果和分析　177
8.6.1　最優(yōu)導(dǎo)頻長(zhǎng)度　178
8.6.2　導(dǎo)頻開(kāi)銷　179
8.6.3　可靠性與傳輸時(shí)延之間的關(guān)系　180
8.6.4　可靠性與傳輸功率之間的關(guān)系　181
8.7　本章小結(jié)　182
參考文獻(xiàn)　182

第9章　全書(shū)回顧與未來(lái)展望　184
9.1　全書(shū)回顧　184
9.2　未來(lái)展望　186
9.2.1　B5G發(fā)展趨勢(shì)　186
9.2.2　低時(shí)延通信新需求　187
9.2.3　NOMA的新機(jī)遇　188
參考文獻(xiàn)　189
名詞索引　191