国之重器出版工程 第五代移动通信创新技术指南

第五代移动通信（5G）为第四次工业革命提供信息基础网络设施，具有前沿性、引领性和创新性。5G开启了从人与人之间互联到万物之间互联的新纪元，通过一系列重大技术突破和基础装备能力打造，可以应对足够多样的业务场景和趋于极致的性能指标带来的挑战。本书聚焦具有创新特征的一系列5G技术，全面探讨了新型天线、新型双工、新型多载波、新型调制编码、新型多址接入、新型密集组网、新型网络架构和新型无线安全等内容，以此勾画条理清晰的5G创新技术脉络，力图为正在从事或希望了解5G创新技术的读者提供有价值的参考内容。
本书适合无线通信领域的研究开发人员、相关专业高年级学生和企业技术管理人员阅读。

*作者粟欣为清华大学教授，无线与移动通信技术研究中心副主任，工业和信息化部IMT-2030（6G）推进组专家组成员兼无线技术工作组组长。国际电气电子工程师学会（IEEE）高级会员，中国电子学会（CIE）高级会员，中国通信学会（CIC）高级会员。国内外信息通信领域多家知名核心期刊审稿人、多个重要国际学术会议技术委员会（TPC）成员。曾任工业和信息化部IMT-Advanced（4G）推进组技术工作组组长、IMT-2020 （5G）推进组技术工作组组长。现任公安部通信标准化技术委员会委员、警用移动技术创新联盟（PMT）专家组成员、宽带集群产业联盟（B-TrunC）专家组成员。长期从事无线通信理论与技术、通信网络架构与应用、高速数据传输与业务等领域的科研、教学和标准化工作。

第 1章 概论001
1.1 5G愿景和能力002
1.2 5G研发推进概况006
1.2.1 技术研发背景006
1.2.2 行业研发状态007
1.2.3 各国研发进展009
1.3 5G创新技术概述018
1.3.1 天线、双工和多载波018
1.3.2 调制编码和多址接入020
1.3.3 密集组网和网络架构022
1.3.4 无线安全技术及应用023
参考文献024
第 2章 新型天线025
2.1 新型天线概述026
2.1.1 集中式大规模天线027
2.1.2 分布式大规模天线028
2.1.3 毫米波通信天线029
2.2 天线选择算法036
2.2.1 集中式大规模MIMO天线选择算法036
2.2.2 分布式大规模MIMO天线选择算法038
2.3 大规模MIMO信道模型研究042
2.3.1 大规模MIMO信道建模分类042
2.3.2 大规模MIMO信道建模方法044
2.3.3 中低频大规模MIMO信道模型050
2.3.4 高频大规模MIMO信道模型051
2.4 天线系统中的预编码技术052
2.4.1 预编码技术概述052
2.4.2 集中式天线系统中的预编码方法053
2.4.3 分布式天线系统中的预编码方法054
2.4.4 自适应码本类型选择方法056
2.5 大规模天线系统容量分析058
2.5.1 MIMO系统容量概述058
2.5.2 大规模SU-MIMO容量分析058
2.5.3 大规模MU-MIMO容量分析059
2.6 天线系统中的射频技术060
2.6.1 移动通信中的射频技术061
2.6.2 大规模MIMO系统中的射频技术062
2.6.3 毫米波天线中的射频技术064
参考文献065
第3章 新型双工067
3.1 新型双工产生背景068
3.2 传统LTE双工069
3.2.1 频分和时分双工069
3.2.2 LTE双工的难点070
3.3 灵活双工073
3.3.1 灵活双工方案073
3.3.2 灵活双工发射端080
3.3.3 灵活双工接收端084
3.4 同时同频全双工086
3.4.1 同时同频全双工概述086
3.4.2 同时同频全双工自干扰信道087
3.4.3 同时同频全双工自干扰抑制094
参考文献109
第4章 新型多载波113
4.1 滤波器组多载波（FBMC）115
4.1.1 FBMC技术分析115
4.1.2 FBMC技术在5G中的应用120
4.2 通用滤波多载波（UFMC）123
4.2.1 UFMC技术分析123
4.2.2 UFMC技术在5G中的应用128
4.3 广义频分复用（GFDM）128
4.3.1 GFDM技术分析128
4.3.2 GFDM技术在5G中的应用131
参考文献132
第5章 新型调制编码135
5.1 面向5G的调制技术136
5.1.1 正交频分复用136
5.1.2 频率正交幅度调制141
5.1.3 空间调制141
5.1.4 正交时频空调制142
5.2 面向5G的编码技术147
5.2.1 典型编码方式147
5.2.2 低密度奇偶校验码148
5.2.3 极化码158
5.2.4 超奈奎斯特编码167
5.2.5 网络编码170
参考文献173
第6章 新型多址接入177
6.1 新型多址概述178
6.2 NOMA信道容量179
6.2.1 上行多址信道容量180
6.2.2 下行广播信道容量181
6.3 PD-NOMA181
6.3.1 PD-NOMA的原理181
6.3.2 PD-NOMA关键技术183
6.4 PDMA188
6.4.1 PDMA的原理188
6.4.2 PDMA关键技术191
6.5 SCMA195
6.5.1 SCMA的原理195
6.5.2 SCMA关键技术197
6.6 MUSA200
6.6.1 MUSA的原理200
6.6.2 MUSA关键技术201
6.7 其他新型多址技术202
6.7.1 BDM202
6.7.2 ISIM-OFDMA203
6.7.3 MU-BICM-ID204
6.7.4 RSMA205
参考文献206
第7章 新型密集组网211
7.1 面向5G的UDN212
7.1.1 UDN的必要性212
7.1.2 UDN的特点与难点214
7.2 UDN干扰管理技术216
7.2.1 小区开启和关闭216
7.2.2 分布式干扰测量220
7.2.3 基于动态分簇的干扰管理222
7.2.4 基于虚拟小区的干扰对齐228
7.2.5 多小区干扰管控的资源分配233
7.3 UDN回传技术238
7.3.1 传统回传技术238
7.3.2 新型回传技术240
7.3.3 回传技术应用244
7.4 UDN的智能化249
7.4.1 智能UDN考虑249
7.4.2 UDN与AI结合250
参考文献253
第8章 新型网络架构257
8.1 新型网络架构概述258
8.1.1 网络架构新需求258
8.1.2 5G网络架构考虑259
8.1.3 5G网络架构设计261
8.2 超蜂窝网络架构及技术266
8.2.1 超蜂窝网络架构266
8.2.2 超蜂窝网络关键技术268
8.2.3 超蜂窝基站部署及动态控制271
8.3 非栈式协议框架及网络275
8.3.1 非栈式协议框架275
8.3.2 基于非栈式协议框架的接入网279
8.3.3 基于非栈式协议框架的核心网283
8.4 异构网络融合架构285
8.4.1 异构网络融合概述285
8.4.2 5G与WLAN融合架构286
8.4.3 宏微异构网络融合架构292
参考文献297
第9章 新型无线安全301
9.1 无线安全概述302
9.1.1 无线安全需求302
9.1.2 5G安全架构303
9.1.3 物理层和应用层安全304
9.2 物理层安全304
9.2.1 物理层安全分析304
9.2.2 物理层安全技术308
9.2.3 物理层安全应用312
9.3 应用层安全319
9.3.1 应用层安全特性和风险319
9.3.2 应用层安全技术及应用322
参考文献326
缩略语329
名词索引341

IMT 2020（5G）推进组无线技术专家团队力作，国家出版基金“5G丛书”精品呈现！通过探讨新型天线、新型双工、新型多载波、新型多址接入、新型调制编码、新型密集组网、新型网络架构和新型无线安全等5G创新技术，为您勾画出5G清晰的创新技术脉络，展现5G魅力！