第 1章 5G发展与非正交多址接入关键技术回顾 1
1.1 5G发展态势 1
1.2 5G关键技术 4
1.2.1 无线传输关键技术 5
1.2.2 无线网络关键技术 7
1.3 NOMA技术 8
1.4 NOMA技术在5G低时延通信中的应用 10
1.5 全书结构 12
参考文献 13
第 2章 NOMA和低时延通信关键技术 16
2.1 NOMA关键技术 16
2.1.1 单载波NOMA关键技术 17
2.1.2 多载波NOMA关键技术 18
2.1.3 研究展望 21
2.2 低时延通信关键技术 21
2.2.1 FBL信息理论 21
2.2.2 基于分集的技术 22
2.2.3 短数据包调制和编码技术 22
2.2.4 FD技术 22
2.3 低时延的上行免调度NOMA 23
2.4 本章小结 23
参考文献 24
第3章 保障上行NOMA统计时延QoS的静态功率分配 27
3.1 上行NOMA系统模型 27
3.2 随机网络演算基础 30
3.2.1 随机网络演算背景介绍 30
3.2.2 随机网络演算框架 32
3.3 SNR域服务过程Mellin变换 34
3.4 基于排队时延超标概率上界的静态功率控制 40
3.4.1 功率最小化问题建模 40
3.4.2 问题求解 42
3.4.3 算法复杂度分析 45
3.4.4 仿真结果和分析 45
3.5 基于有效容量的功率控制 50
3.5.1 有效容量理论概述 50
3.5.2 上行NOMA系统中的有效容量 51
3.6 保障有效容量公平性的静态功率控制 53
3.6.1 公平问题建模 53
3.6.2 问题求解 54
3.6.3 算法复杂度分析 55
3.6.4 仿真结果与分析 55
3.7 本章小结 61
参考文献 62
第4章 保障上行NOMA统计时延QoS的动态功率分配 65
4.1 系统模型 65
4.2 最大化有效容量之和的动态功率分配 68
4.2.1 上行NOMA有效容量之和最大化问题建模 68
4.2.2 拉格朗日松弛 68
4.2.3 解对偶函数:对偶分解和连续凸近似 70
4.2.4 次梯度法求解对偶问题 75
4.2.5 算法复杂度分析 75
4.2.6 仿真结果和分析 75
4.3 最大化EEE的动态功率分配 78
4.3.1 上行NOMA EEE最大化问题建模 78
4.3.2 松弛为拟凹问题 79
4.3.3 Dinkelbach算法迭代求解 80
4.3.4 仿真结果与分析 83
4.4 本章小结 84
参考文献 85
第5章 保障下行NOMA系统统计时延QoS的静态功率分配 87
5.1 下行NOMA系统模型 87
5.2 Nakagami-m和Rician信道中下行NOMA的随机网络演算 90
5.2.1 Nakagami-m衰落信道 91
5.2.2 Rician衰落信道 97
5.2.3 扩展到每个NOMA用户组包含多个用户的情形 101
5.2.4 排队时延超标概率上界验证 101
5.3 Nakagami-m和Rician信道中下行NOMA 的有效容量 103
5.3.1 Nakagami-m信道中的渐近有效容量 105
5.3.2 Rician信道中的渐近有效容量 107
5.3.3 有效容量及其渐近表达式的验证 110
5.3.4 与OMA有效容量的对比 113
5.4 最小化最大时延超标概率上界的功率分配 117
5.4.1 问题建模与求解 117
5.4.2 算法复杂度分析 119
5.4.3 仿真结果与分析 120
5.5 最大化最小有效容量的功率分配 121
5.5.1 问题建模与求解 121
5.5.2 最大化最小有效容量的渐近功率分配 122
5.5.3 算法复杂度分析 124
5.5.4 仿真结果与分析 124
5.6 本章小结 126
参考文献 126
第6章 保障下行NOMA统计时延QoS的动态功率分配 129
6.1 系统模型 129
6.2 考虑统计时延QoS的下行CR-NOMA功率分配 131
6.3 仿真结果与分析 133
6.4 本章小结 137
参考文献 138
第7章 MU-MIMO-NOMA分层发送和SIC检测 139
7.1 上行多天线NOMA系统模型 139
7.1.1 对称容量 139
7.1.2 系统模型 142
7.2 基于SIC的多天线接收检测 143
7.2.1 最大化和数据速率的MMSE-SIC 143
7.2.2 低时延低复杂度的MRC-SIC 144
7.3 基于稳定SIC检测的可达数据速率 145
7.3.1 稳定SIC检测的条件 146
7.3.2 MMSE-SIC可达的最小用户数据速率 146
7.3.3 MRC-SIC可达的最小用户数据速率 150
7.4 通过速率分割最大化最小用户数据速率 152
7.4.1 适用于MMSE-SIC的速率分割 152
7.4.2 适用于MRC-SIC的速率分割 153
7.5 仿真结果与分析 157
7.5.1 最大化最小用户数据速率 158
7.5.2 降低检测复杂度和时延 160
7.5.3 减少传输时延 161
7.6 本章小结 162
参考文献 163
第8章 完美和非完美CSI下的MU-MIMO-NOMA优化 165
8.1 大规模MU-MIMO-NOMA的研究意义 166
8.2 PACE系统模型 167
8.3 不同CSI下的ZF检测 169
8.3.1 完美CSI下的ZF检测 169
8.3.2 非完美CSI下的ZF检测 171
8.4 不同CSI下的错误概率 174
8.4.1 短数据包传输中的错误概率 174
8.4.2 完美CSI下的错误概率 175
8.4.3 非完美CSI下的错误概率 175
8.5 优化导频长度 176
8.6 仿真结果和分析 177
8.6.1 最优导频长度 178
8.6.2 导频开销 179
8.6.3 可靠性与传输时延之间的关系 180
8.6.4 可靠性与传输功率之间的关系 181
8.7 本章小结 182
参考文献 182
第9章 全书回顾与未来展望 184
9.1 全书回顾 184
9.2 未来展望 186
9.2.1 B5G发展趋势 186
9.2.2 低时延通信新需求 187
9.2.3 NOMA的新机遇 188
参考文献 189
名词索引 191
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