编辑推荐

适读人群 :本书的读者对象为移动通信领域的研发人员、系统设计师、工程技术人员、行业管理人员,高等院校相关专业师生,以及所有关心5G移动通信网络发展的人们。
  内容涵盖影响5G发展的各个方面
  讨论5G网络技术创新及其所面临的主要挑战
  阐述5G网络的技术路线图
  展望5G的未来发展方向
  5G不是简单的移动通信技术,而是一个生态体系,是传统互联网与移动网络标准的融合。
  互联网、云计算将在5G生态体系中发挥重要作用。
  2016年世界移动通信大会(MWC)在西班牙巴塞罗那拉开帷幕,包括华为、中兴、中国移动、爱立信在内的多家电信企业在本次大会上展示了全新5G应用技术。美国、欧洲、日韩等多家电信运营商则在会上宣布,将从2016年开始积极筹备5G网络测试,加速推进5G商用进程。多数业内人士预测,2016年将是5G商用的起步之年,5G标准很有可能将在今年被正式确定,到2020年5G网络将有望正式商用,届时用户不但可以享用更为高速的移动网络,物联网、云计算等依赖高速网络的各类数据服务,也将开始被广泛使用。本书或许能带你开启5G移动互联网新时代。

内容简介

  本书概述了5G移动网络的核心功能,讨论了5G网络技术创新及其所面临的主要挑战,阐述了5G网络的技术路线图,展望了5G的未来发展方向。本书内容丰富,涵盖影响5G发展的各个方面,包括未来的互联网、云计算、小型基站、自组织网络、协同通信、动态频谱管理、认知无线电、广播宽带融合、5G移动通信网络的安全挑战,以及绿色射频等到内容。本书首次从整体的角度,向5G产业链中的所有利益相关者阐述了5G网络关键技术的趋势,提出了解决5G移动系统无缝运行的跨学科设计方案。

作者简介

  Rui L.Aguiar,2001年获得阿威罗大学的电气工程博士学位。现在是阿威罗大学教授,之前在卡耐基梅隆大学信息网络学院担任兼职教授。他在ITAV领导了关于下一代网络架构和协议的研究团队。目前的研究方向是先进无线网络系统的实现,重点是关于未来Internet网络QoS和移动性等方面的研究。他已经发表了400余篇论文,并且作为多个学术会议的技术主席,例如Monami 2012、NTMS 2014、ISCC 2014、MobiArch 2014等,并经常被邀请进行关于5G网络的学术演讲。

  江甲沫,博士,现就职于中国信息通信研究院,主要从事3GPP标准化、IMT-Advanced系统关键技术及相关测试工作。

目录

第1章 5G驱动力:无处不在的连接型社会 /1
1.1 简介 / 1
1.2 无线通信的历史发展趋势 / 2
1.3 从LTE技术向“后4G”技术的演进 / 5
1.4 5G路线图 / 7
1.5 5G的10个核心点 / 7
1.5.1 现有无线接入技术的演进 / 8
1.5.2 高密度小小区的部署 / 9
1.5.3 自组织网络 / 9
1.5.4 机器类通信 / 10
1.5.5 发展毫米波的无线接入技术 / 10
1.5.6 重新设计回传链路 / 11
1.5.7 能量效率 / 11
1.5.8 为5G分配新的频谱资源 / 12
1.5.9 频谱共享 / 12
1.5.10 无线接入网虚拟化 / 13
1.6 欧洲5G研发情况 / 13
1.6.1 Horizon 2020框架项目 / 14
1.6.2 5G基础设施公私合作伙伴关系 / 15
1.6.3 METIS项目 / 16
1.6.4 5G创新中心 / 17
1.6.5 各公司愿景 / 17
1.7 北美5G研发情况 / 18
1.7.1 高校研究 / 19
1.7.2 企业研究 / 19
1.8 亚洲5G研发情况 / 20
1.8.1 中国5G研发情况 / 20
1.8.2 韩国5G研发情况 / 24
1.8.3 日本5G研发情况 / 26
1.9 5G架构 / 28
1.10 小结 / 30
致谢 / 31
参考文献 / 31
第2章 5G Internet /35
2.1 简介 /35
2.2 物联网与上下文感知 /39
2.2.1 物联网 /40
2.2.2 上下文感知 /42
2.3 组网重配置和虚拟化支持 /43
2.3.1 网络定义组网 /44
2.3.2 网络功能虚拟化 /46
2.4 移动性 /48
2.4.1 从现有Internet出发的演进方法 /49
2.4.2 全新设计方法clean-slate /54
2.5 服务质量控制 /56
2.5.1 网络资源供应 /57
2.5.2 聚合资源供应 /58
2.6 资源超量供应的改进方法 /61
2.6.1 控制信息寄存器 /62
2.6.2 业务许可控制策略 /63
2.6.3 网络资源提供 /63
2.6.4 控制执行功能 /65
2.6.5 网络配置 /65
2.6.6 网络操作 /66
2.7 小结 /68
致谢 /69
参考文献 /69
第3章 5G移动网络的小小区 /78
3.1 简介 /78
3.2 小小区是什么? /80
3.2.1 候选小小区技术:WiFi和家庭基站 /82
3.2.2 WiFi和家庭基站的性能-室内vs室外 /89
总结 /91
3.3 密集部署的容量限制和性能增益 /92
3.3.1 多天线技术的性能增益 /92
3.3.2 小小区的性能增益 /94
总结 /96
3.4 移动数据需求 /98
3.4.1 方案策略 /98
3.5 需求VS容量 /102
3.6 小小区的挑战 /111
3.7 小结和展望 /114
参考文献 /118
第4章 下一代无线网络中的协作通信 /126
4.1 简介 /126
4.2 协作分集和中继策略 /129
4.2.1 协作和网络编码 /129
4.2.2 协作ARQ MAC协议 /130
4.3 PHY层对MAC协议分析的影响 /133
4.3.1 快衰落和阴影衰落对QoS保证数据包接收的影响 /134
4.3.2 阴影衰落空间相关性的影响 /135
4.4 研究实例:NCCARQ /136
4.4.1 NCCARQ概述 /136
4.4.2 PHY影响 /137
4.5 性能评估 /139
4.5.1 仿真场景 /140
4.5.2 仿真结果 /141
4.6 小结 /146
致谢 /147
参考文献 /147
第5章 移动云:未来通信平台技术与业务 /150
5.1 简介 /150
5.2 移动云 /152
5.2.1 用户资源 /156
5.2.2 软件资源 /156
5.2.3 硬件资源 /157
5.2.4 网络资源 /158
5.3 移动云使能技术 /159
5.3.1 移动用户域 /160
5.3.2 无线技术 /162
5.3.3 软件和中间件 /167
5.4 网络编码 /168
5.5 小结 /174
参考文献 /174
第6章 5G无线网络的认知无线电 /177
6.1 简介 /177
6.2 5G认知无线电技术总览 /178
6.3 利用认知无线电的频谱优化 /180
6.4 5G的相关频谱优化 /181
6.4.1 动态频谱接入 /181
6.4.2 频谱管制政策 /183
6.4.3 市场政策和模型 /183
6.5 认知无线电和频谱聚合 /184
6.6 高能效的认知无线电技术 /185
6.7 5G认知终端的关键需求和挑战 /186
6.7.1 5G认知无线电终端 /187
6.7.2 5G认知终端的挑战 /190
6.8 小结 /193
参考文献 /194
第7章 解决无线频谱危机:将白频谱用于5G? /196
7.1 简介 /196
7.2 背景 /199
7.2.1 早期的频谱管理 /200
7.2.2 广播电视白频谱的历史 /201
7.2.3 雷达白频谱的历史 /203
7.3 电视白频谱技术 /203
7.3.1 标准 /205
7.3.2 白频谱的工作方式 /206
7.4 白频谱的机会与挑战 /208
7.5 广播电视白频谱的应用 /212
7.5.1 固定无线网络 /214
7.5.2 公共安全应用 /216
7.5.3 移动宽带 /217
7.6 国际上的努力 /220
7.7 白频谱在5G中的角色 /221
7.8 小结 /222
参考文献 /223
第8章 趋向统一的5G广播-宽带架构 /228
8.1 简介 /228
8.2 研究背景 /229
8.3 挑战 /233
8.3.1 频谱规划 /233
8.3.2 终端市场分裂风险 /235
8.3.3 电视消费模式转变和灵活方案需求 /236
8.3.4 商业相关障碍 /237
8.3.5 社会需求:扮演欧洲公共服务多媒体平台的电视广播 /237
8.4 广播-宽带融合方案中的候选网络架构 /238
8.4.1 方案1:电视频段上的蜂窝广播架构 /239
8.4.2 方案2:混合网络架构――采用DVB-T2 FEFs技术的LTE传
输 /241
8.4.3 方案3:下一代公共广播系统 /243
8.5 广播-宽带融合研究:需要做什么? /244
8.5.1 欧洲电视和视频的未来消费模式 /245
8.5.2 广播-宽带融合架构方案选择 /245
8.5.3 广播-宽带融合方案仿真与评估 /245
8.5.4 可行性研究 /246
8.6 小结 /246
参考文献 /247
第9章 5G通信安全 /249
9.1 简介 /249
9.2 潜在5G通信系统架构概述 /250
9.3 5G通信系统中的安全问题和挑战 /252
9.3.1 用户终端 /252
9.3.2 接入网络 /255
9.3.3 核心网 /260
9.3.4 外部IP网络 /262
9.4 小结 /263
参考文献 /263
第10章 5G移动网络的SON演进 /266
10.1 简介 /266
10.2 UMTS和LTE中的SON /268
10.3 5G中的SON需求 /280
10.4 面向小小区为主的异构网络的演进 /285
10.4.1 面向5G的SON新架构 /287
10.5 小结 /290
参考文献 /291
第11章 5G绿色灵活射频 /292
11.1 简介 /292
11.2 无线系统设计 /293
11.2.1 5G中的天线设计 /294
11.2.2 面向5G的基于SIW的无源前端设计 /308
11.2.3 射频功率放大 /313
11.3 MIMO系统中的非线性串扰 /317
11.4 小结 /323
致谢 /324
参考文献 /324
第12章 总结及未来展望 /329
12.1 下一代网络的设计驱动力 /329
12.2 5G:一种绿色的网络互联体验 /330
12.2.1 大幅减少信令开销的新方法 /334
12.3 5G移动通信的愿景 /335
12.4 小结 /339
缩略语 /343

前言/序言

  欧洲首次开始大规模部署4G网络,可以随时随地为用户提供宽带移动数据服务。然而,移动数据业务流量仍然在高速持续增长,很多高级的宽带业务需求进一步推动着当前标准的演进,实现无线技术和更高速率间的更紧密融合,需要新一代移动通信:即5G。向5G演进被认为是因特网业务与现有移动网络标准的融合,通过具有高速连接速率的异构网络实现“移动互联网”。在5G的演进路线上,绿色通信也将起到十分关键的作用,主流的移动通信研究机构通过高成本效率的设计方案构建更加绿色的移动生态系统。事实上,由新涌现的业务和技术趋势可以越来越清晰地看出,能效和单比特成本的降低,服务的泛在化以及高速连接将成为下一代网络的主要特征。
  目前,5G的概念仍不清晰,一些研究机构也提出了一些创新性的理念。本书致力于将零散的5G移动通信观点进行整合,试图描绘一个更加清晰的技术路线,明确提出1000倍传输速率提升所面临的一系列挑战和需求。
  鉴于本书作者在欧洲技术研究中积累的丰富经验,以及一直在进行5G前沿通信技术研究,本书的目的是首次对5G进行开放式讨论,希望成为包括学术界和产业界在内所有5G相关研究人员的有用工具,在这个快速演进的时代,为推动进一步的技术创新带来启发。
  Jonathan Rodriguez
  高级研究员
  葡萄牙阿威罗大学电信学院
  致谢
  编者感谢对本书各个章节作出贡献的合作者,同时也要感谢阿威罗大学电信学院4TELL团队在本书编辑过程中提出的很多有价值的建议。特别感谢Shahid Mumtaz博士在亚洲5G研究方向提供了及时地帮助以及Evariste Logota博士在结论部分(未来因特网)提供的见解,此外,也非常感谢Claudia Barbosa在本书语言文字校对方面所做出有辛勤工作和努力。
  编者也希望感谢ARTEMIS ACCUS(FCT-ARTEMIS-005-2012/GA编号 333020)为第二章5G因特网的撰写提供了灵感,同时,也特别感谢FCT SMARTVISION(PTDC/EEA-TEL/119228/2010)和FP7-CODELANCE(FP7-IAPP-285969)项目为第九章安全挑战相关内容所做出的贡献。