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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

参考文献340

缩略语343