5G低時延通信中的非正交多址接入關鍵技術

第 1章 5G發(fā)展與非正交多址接入關鍵技術回顧 1
1.1　5G發(fā)展態(tài)勢　1
1.2　5G關鍵技術　4
1.2.1　無線傳輸關鍵技術　5
1.2.2　無線網(wǎng)絡關鍵技術　7
1.3　NOMA技術　8
1.4　NOMA技術在5G低時延通信中的應用　10
1.5　全書結構　12
參考文獻　13

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

第3章　保障上行NOMA統(tǒng)計時延QoS的靜態(tài)功率分配　27
3.1　上行NOMA系統(tǒng)模型　27
3.2　隨機網(wǎng)絡演算基礎　30
3.2.1　隨機網(wǎng)絡演算背景介紹　30
3.2.2　隨機網(wǎng)絡演算框架　32
3.3　SNR域服務過程Mellin變換　34
3.4　基于排隊時延超標概率上界的靜態(tài)功率控制　40
3.4.1　功率最小化問題建?！?0
3.4.2　問題求解　42
3.4.3　算法復雜度分析　45
3.4.4　仿真結果和分析　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　公平問題建模　53
3.6.2　問題求解　54
3.6.3　算法復雜度分析　55
3.6.4　仿真結果與分析　55
3.7　本章小結　61
參考文獻　62

第4章　保障上行NOMA統(tǒng)計時延QoS的動態(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態(tài)功率分配　68
4.2.1　上行NOMA有效容量之和最大化問題建?！?8
4.2.2　拉格朗日松弛　68
4.2.3　解對偶函數(shù)：對偶分解和連續(xù)凸近似　70
4.2.4　次梯度法求解對偶問題　75
4.2.5　算法復雜度分析　75
4.2.6　仿真結果和分析　75
4.3　最大化EEE的動態(tài)功率分配　78
4.3.1　上行NOMA EEE最大化問題建?！?8
4.3.2　松弛為擬凹問題　79
4.3.3　Dinkelbach算法迭代求解　80
4.3.4　仿真結果與分析　83
4.4　本章小結　84
參考文獻　85

第5章　保障下行NOMA系統(tǒng)統(tǒng)計時延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的隨機網(wǎng)絡演算　90
5.2.1　Nakagami-m衰落信道　91
5.2.2　Rician衰落信道　97
5.2.3　擴展到每個NOMA用戶組包含多個用戶的情形　101
5.2.4　排隊時延超標概率上界驗證　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式的驗證　110
5.3.4　與OMA有效容量的對比　113
5.4　最小化最大時延超標概率上界的功率分配　117
5.4.1　問題建模與求解　117
5.4.2　算法復雜度分析　119
5.4.3　仿真結果與分析　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　算法復雜度分析　124
5.5.4　仿真結果與分析　124
5.6　本章小結　126
參考文獻　126

第6章　保障下行NOMA統(tǒng)計時延QoS的動態(tài)功率分配　129
6.1　系統(tǒng)模型　129
6.2　考慮統(tǒng)計時延QoS的下行CR-NOMA功率分配　131
6.3　仿真結果與分析　133
6.4　本章小結　137
參考文獻　138

第7章　MU-MIMO-NOMA分層發(fā)送和SIC檢測　139
7.1　上行多天線NOMA系統(tǒng)模型　139
7.1.1　對稱容量　139
7.1.2　系統(tǒng)模型　142
7.2　基于SIC的多天線接收檢測　143
7.2.1　最大化和數(shù)據(jù)速率的MMSE-SIC　143
7.2.2　低時延低復雜度的MRC-SIC　144
7.3　基于穩(wěn)定SIC檢測的可達數(shù)據(jù)速率　145
7.3.1　穩(wěn)定SIC檢測的條件　146
7.3.2　MMSE-SIC可達的最小用戶數(shù)據(jù)速率　146
7.3.3　MRC-SIC可達的最小用戶數(shù)據(jù)速率　150
7.4　通過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　降低檢測復雜度和時延　160
7.5.3　減少傳輸時延　161
7.6　本章小結　162
參考文獻　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　169
8.3.1　完美CSI下的ZF檢測　169
8.3.2　非完美CSI下的ZF檢測　171
8.4　不同CSI下的錯誤概率　174
8.4.1　短數(shù)據(jù)包傳輸中的錯誤概率　174
8.4.2　完美CSI下的錯誤概率　175
8.4.3　非完美CSI下的錯誤概率　175
8.5　優(yōu)化導頻長度　176
8.6　仿真結果和分析　177
8.6.1　最優(yōu)導頻長度　178
8.6.2　導頻開銷　179
8.6.3　可靠性與傳輸時延之間的關系　180
8.6.4　可靠性與傳輸功率之間的關系　181
8.7　本章小結　182
參考文獻　182

第9章　全書回顧與未來展望　184
9.1　全書回顧　184
9.2　未來展望　186
9.2.1　B5G發(fā)展趨勢　186
9.2.2　低時延通信新需求　187
9.2.3　NOMA的新機遇　188
參考文獻　189
名詞索引　191