5G无线接入网络

目录译者序前言致谢作者贡献者本书构成第1章 以用户为中心的5G无线接入网的无框架网络架构 1 1.1 相关工作 2 1.2 以用户为中心的无线接入网无框架网络架构 3 1.3 节能型控制平面和用户平面的适应方案 4 1.3.1 控制天线单元与数据天线单元之间的主从关系 5 1.3.2 联合天线单元和子载波分配的以用户为中心的用户平面结构 6 1.3.3 基于功率调整的博弈论的用户平面适应方案 10 1.3.4 仿真结果和分析 13 1.4 支持OpenFlow的无框架网络架构演进中的路由策略 16 1.4.1 支持OpenFlow 的无框架网络架构的演进过程 16 1.4.2 流程定义和路由策略 17 1.4.3 仿真结果 18 1.5 结论 19 参考文献 19 第2章 面向高效移动边缘计算管理的分布式5G 移动网络架构 22 2.1 引言 22 2.2 面向未来的移动网络架构 24 2.2.1 4G移动网络架构 24 2.2.2 基于C-RAN的移动网络架构 24 2.2.3 包含SCC和集中管理的架构 25 2.3 SCC 的分布式管理计算架构 26 2.3.1 分层SCM 26 2.3.2 虚拟分层SCM 28 2.4 小小区云管理协议 29 2.4.1 身份认证和授权 30 2.4.2 迁移 31 2.4.3 系统清理 32 2.5 SCM与SCeNBce之间的信令分析 32 2.6 性能分析 34 2.6.1 用于绩效评估的方案和参数 34 2.6.2 绩效评估 35 2.7 结论 37参考文献 37第3章 5G网络的NOMA方案研究 40 3.1 引言 40 3.2 OMA和NOMA 40 3.2.1 OMA技术 40 3.2.2 NOMA技术 41 3.3 NOMA系统模型 42 3.4 上行链路传输的NOMA 43 3.5 下行链路传输的NOMA 44 3.5.1 NOMA的系统级性能 44 3.5.2 C-RAN 45 3.5.3 多用户波束成形系统 46 3.5.4 中继信道 46 3.5.5 协作NOMA 47 3.5.6 下行链路传输中的NOMA频率复用技术 48 3.5.7 NOMA采用单用户MIMO 48 3.5.8 接收机复杂性 48 3.6 非正交访问方案的类型 49 3.7 结论 50 参考文献 50 第4章 C-RAN环境中下行链路传输中的NOMA性能评估 54 4.1 引言 54 4.2 技术背景 55 4.2.1 传统无线接入网 55 4.2.2 C-RAN 56 4.2.3 多址接入方案 57 4.3 文献综述 58 4.4 系统模型设计和分析 59 4.4.1 无线下行链路传输的C-RAN 系统模型 60 4.4.2 WD-CRAN吞吐量分析 60 4.4.3 WD-CRAN中NOMA 的功率分配 62 4.5 模拟环境和结果 63 4.5.1 基站数量对和速率的影响 63 4.5.2 无线传播环境对和速率的影响 64 4.5.3 云边缘基站对和速率的影响 64 4.5.4 信道质量的影响 65 4.5.5 不同传播模型下信道质量与和速率的影响 65 4.6 结论 66 参考文献 66 第5章 拥有广阔前景的云计算 68 5.1 引言 68 5.2 背景和基本术语 68 5.2.1 云计算概述 68 5.2.2 云联合概述 72 5.3 被未来移动网络重新定义的移动云计算 75 5.3.1 MCC的架构 75 5.3.2 移动云计算的移动网络方法 79 5.4 主要的云管理框架概述 83 5.5 OpenStack一次交互 87 5.5.1 OpenStack的架构 87 5.5.2 概念架构 87 5.6 结论 89参考文献 90 第6章 C-RAN中的SDN和NFV 93 6.1 引言 93 6.2 SDN 94 6.2.1 SDN架构 95 6.2.2 标准化活动 96 6.2.3 移动网络中的数据和控制分离 96 6.3 NFV 97 6.3.1 NFV架构 98 6.3.2 按行业接收 98 6.4 C-RAN在5G系统中的作用 99 6.4.1 C-RAN架构 99 6.4.2 挑战、限制和支持技术 100 6.5 SDN 和NFV 在C-RAN部署中的作用 101 6.5.1 无线接入中的软件化 101 6.5.2 无线接入中的虚拟化 102 6.5.3 移动核心网络中的软件化和虚拟化 103 6.5.4 主要研究挑战 105 6.6 结论 105 致谢 106参考文献 106 第7章 C-RAN中的SDN 108 7.1 SDN的需求背景 108 7.2 SDN的体系架构 109 7.2.1 基础设施层 109 7.2.2 控制层 110 7.2.3 应用层 111 7.3 SDN的技术挑战 111 7.3.1 可扩展性 111 7.3.2 可靠性 112 7.3.3 控制器配置 112 7.3.4 控制器-应用接口 112 7.3.5 有效的资源管理 112 7.3.6 安全性 113 7.4 SDN的未来 113 7.5 结论 114 参考文献 114 第8章 SDN中的移动性管理——一个实例描述 115 8.1 SDN概述 115 8.2 SDN控制器介绍 118 8.2.1 未来网络中的SDN控制器 119 8.2.2 SDN控制器比较 121 8.3 由内及外的OpenDaylight控制器 122 8.3.1 OpenDaylight术语 122 8.3.2 OpenDaylight控制器 123 8.3.3 OpenDaylight软件框架 125 8.3.4 OpenDaylightSAL 介绍 127 8.3.5 MD-SAL体系结构 128 8.4 SDN环境中的移动性管理应用 131 8.4.1 用例场景、挑战和技术 132 8.4.2 网络架构 133 8.4.3 SDN移动性管理应用程序 134 8.5 实施OpenDaylight和Mininet建议的移动管理解决方案 136 8.5.1 运行环境 136 8.5.2 使用Maven生成MD-SAL项目框架 136 8.5.3 生成Karaf分发项目 139 8.5.4 Karaf特征模块 140 8.5.5 MMA控制器插件的实现 142 8.5.6 使用Mininet测试控制器 151 8.6 结论 152 参考文献 153 第9章 自动网络管理 154 9.1 引言 154 9.2 基本术语概述 154 9.2.1 自主网络 154 9.2.2 认知网络 155 9.2.3 自组织网络 155 9.2.4 基本代理术语和概念 155 9.3 Self-X网络管理设置阶段 156 9.4 相关方法评估 154 9.4.1 FOCALE 159 9.4.2 自主网络 159 9.4.3 SOCRATES 160 9.4.4 端到端的效率项目 161 9.4.5 EFIPSANS 161 9.4.6 基于代理的方法 162 9.5 Self-X网络管理框架的提出 163 9.5.1 自主控制代理 163 9.5.2 代理架构的实现 165 9.5.3 分层的电信网络架构 167 9.6 转换函数 169 9.6.1 不同目标函数关系概述 171 9.6.2 全局目标函数 171 9.6.3 局部目标函数 173 9.7 代理间Self-X网络管理的交互 175 9.7.1 代理间QoE/吞吐量**化的交互 175 9.7.2 代理间切换优化的交互 176 9.7.3 代理间链路自适应的交互 177 9.7.4 代理间呼叫接入控制的交互 177 9.7.5 代理间负载均衡的交互 178 9.7.6 代理间拥塞避免的交互 179 9.8 用户案例——拥塞地区运营商的用户策略 180 9.8.1 基于用例的触发器的生成 181 9.8.2 基于用例的跨实体间的交互 182 9.9 结论 183参考文献 183第10 章分布式数据聚合、压缩与传统式压缩应用于5G虚拟RAN IoT传感器 186 10.1 引言 186 10.1.1 背景和研究目的 186 10.1.2 本章贡献 187 10.1.3 章节概述 187 10.2 C-RAN的背景 188 10.2.1 工业发展历史 188 10.2.2 C-RAN架构概述 188 10.3 集中式C-RAN与WSNs相结合的解决方案 190 10.4 分布式信源编码基础与新成果 193 10.4.1 Slepian-Wolf编码 193 10.4.2 Wyner-Ziv编码 195 10.4.3 对Wyner-Ziv码关于无速率损失性能扩展的新结论 198 10.5 用于温度监测的分布式联合源信道编码系统 199 10.5.1 DJSCC系统架构 200 10.5.2 相关建模 201 10.5.3 压缩性能的实验结果 201 10.6 低分辨率视觉传感器的分布式视频编码 202 10.6.1 变换域DVC体系结构 203 10.6.2 码字的形成和量化 204 10.6.3 边信息的生成和细化 205 10.6.4 实验结果 209 10.7 结论 212 参考文献 212 第11 章 支持大规模业务传感网络服务的5G C-RAN上行链路跨层优化 217 11.1 引言 217 11.1.1 背景及研究目的 217 11.1.2 本章内容 217 11.1.3 5G C-RAN的下一代移动网络场景 218 11.2 C-RAN的设计因素 219 11.3 C-RAN的干扰因素 220 11.3.1 底噪等级评估 220 11.3.2 期望小区间干扰估计 221 11.3.3 小区间干扰自动协调算法 224 11.4 信干噪比因素考虑 227 11.4.1 信干噪比*设计限制条件 228 11.4.2 CEP小区选择——