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5G與B4G關鍵技術：部分信道信息下OFDMA和NOMA系統資源分配與優化（簡體書）
- ISBN13：9787111613145
- 替代書名：5G and B4G Key Technologies：the Resource Allocation and Optimization in Ofdma and Noma Systems Under Partial CSI
- 出版社：機械工業出版社
- 作者：陳晨
- 裝訂／頁數：精裝／103頁
- 規格：24cm*17cm (高/寬)
- 版次：一版
- 出版日：2019/06/01
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商品簡介
作者簡介
序
商品簡介
《5G與B4G關鍵技術：部分信道信息下OFDMA和NOMA系統資源分配與優化》研究內容得到國家自然科學基金項目《部分信道狀態信息下的OFDMA系統資源分配理論和關鍵技術研究》（資助編號：61471008 ）的支持，面向5G移動通信數據流量爆發性增長的需求，進行無線通信系統資源分配理論和關鍵技術攻關。
《5G與B4G關鍵技術：部分信道信息下OFDMA和NOMA系統資源分配與優化》介紹的理論及關鍵技術成果均曾以英文學術論文的形式在國際期刊和會議上公開發表，達到國際先進水平，對5G通信理論和技術的發展有推動作用。
《5G與B4G關鍵技術：部分信道信息下OFDMA和NOMA系統資源分配與優化》介紹的理論及關鍵技術成果均曾以英文學術論文的形式在國際期刊和會議上公開發表，達到國際先進水平，對5G通信理論和技術的發展有推動作用。
作者簡介
陳晨，是北京大學信息科學技術學院副教授，主要研究方向包括新一代通信及信息系統的核心技術、大數據分析及人工智能理論和技術等。
作者作為項目負責人承擔國家自然科學基金面上項目、國家重點研發計劃（973）項目、國防“十一五”“十二五”“十三五”預研及型研項目等10餘項國家和部（省）級科研項目。
近年來，作者在《IEEE Journal on Selected Areas in Commmunications》《IEEE Intelligent Systems》等國際刊物及Globecom、ICC、VTC等全球學術會議上發表論文80餘篇，其中SCI檢索論文50篇，並以作者身份獲得2017年IEEE ICNC論文獎：以作者身份獲得北京市青年優秀科技論文獎兩I頁。
作者是IEEE高級會員、中國通信學會高級會員、北京通信學會理事會青年委員、中國機載公眾聯盟理事會成員。
作者作為項目負責人承擔國家自然科學基金面上項目、國家重點研發計劃（973）項目、國防“十一五”“十二五”“十三五”預研及型研項目等10餘項國家和部（省）級科研項目。
近年來，作者在《IEEE Journal on Selected Areas in Commmunications》《IEEE Intelligent Systems》等國際刊物及Globecom、ICC、VTC等全球學術會議上發表論文80餘篇，其中SCI檢索論文50篇，並以作者身份獲得2017年IEEE ICNC論文獎：以作者身份獲得北京市青年優秀科技論文獎兩I頁。
作者是IEEE高級會員、中國通信學會高級會員、北京通信學會理事會青年委員、中國機載公眾聯盟理事會成員。
序
B4G關鍵技術——正交頻分複用多址（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access，OFDMA）技術通過將寬帶的頻率選擇性信道分為多個正交的平衰落的子載波信道，從而具備了良好的抵抗頻率選擇性衰落的能力，並且能夠利用信道的頻率選擇特性獲得頻率和多用戶的分集增益，因而已經得到了廣泛的應用。在此基礎之上，為了應對當前通信數據量爆發性的增長，5G關鍵技術——非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiplexing Access，NOMA）又重新進入大眾的視野。與正交多址技術相比，NOMA技術在頻譜效率、用戶接入能力、端到端延時等方面都具有明顯優勢，是當前通信領域研究的熱點問題。根據信道狀態信息（Channel State Information，CSI簡稱，信道信息）有效合理地分配子載波和發送功率，對於最優化移動寬帶通信的性能至關重要。然而在實際通信系統中想獲得完美CSI是不可能的，因而本書圍繞部分CSI條件下OFDMA和NOMA系統的資源分配與優化問題開展了研究，主要工作可以概括為以下幾個方面：
首先，本書提出了CSI存在噪聲和檢測誤差、CSI存在噪聲和傳輸延遲時基站對當前CSI進行預測、反饋速率受限用戶導致CSI存在量化誤差等三種部分CSI場景下真實的CSI相對於部分CSI的條件概率分佈表達式，為研究部分CSI下的資源分配與優化問題建立了統一的數學理論基礎。
其次，本書重點研究了部分CSI下OFDMA和NOMA系統中三個重要的資源分配與優化問題，分別為最大化OFDMA系統中最差用戶的安全通信速率、在保證用戶通信速率QoS需求的條件下最大化OFDMA系統整體的能量效率以及在單天線單載波NOMA系統中最小化最大中斷概率（the Minimization of the Maximum Outage Probability， MMOP）問題的資源分配算法。對於OFDMA系統中的物理層安全和能量效率問題，本書提出了具有較低複雜度的問題的次優算法，仿真結果證明次優算法的性能可以逼近問題的最優解。針對NOMA系統中的MMOP問題，本書基於基站了解用戶的平均信道增益並以此為依據將各用戶解碼順序固定為平均信道增益遞增的順序的基本假設，給出了各用戶的中斷概率的閉合表達式，並給出了兩種不同部分CSI條件下的用戶選擇方案，同時基於各用戶的中斷概率表達式給出了MMOP問題的低複雜度的功率分配方案。
最後，本書介紹了基於MATLAB軟件中GUI控件的資源分配算法仿真驗證平台的設計與實現過程。該平台適用於絕大多數OFDMA系統和部分NOMA系統應用場景下的資源分配算法的仿真工作。平台支持仿真參數的靈活可視化配置，仿真場景、約束條件、優化算法的動態選擇，可實現同一優化問題不同算法之間性能的比較。基於該仿真平台可以完成所提出算法和技術方案的性能驗證、評估與比較。
首先，本書提出了CSI存在噪聲和檢測誤差、CSI存在噪聲和傳輸延遲時基站對當前CSI進行預測、反饋速率受限用戶導致CSI存在量化誤差等三種部分CSI場景下真實的CSI相對於部分CSI的條件概率分佈表達式，為研究部分CSI下的資源分配與優化問題建立了統一的數學理論基礎。
其次，本書重點研究了部分CSI下OFDMA和NOMA系統中三個重要的資源分配與優化問題，分別為最大化OFDMA系統中最差用戶的安全通信速率、在保證用戶通信速率QoS需求的條件下最大化OFDMA系統整體的能量效率以及在單天線單載波NOMA系統中最小化最大中斷概率（the Minimization of the Maximum Outage Probability， MMOP）問題的資源分配算法。對於OFDMA系統中的物理層安全和能量效率問題，本書提出了具有較低複雜度的問題的次優算法，仿真結果證明次優算法的性能可以逼近問題的最優解。針對NOMA系統中的MMOP問題，本書基於基站了解用戶的平均信道增益並以此為依據將各用戶解碼順序固定為平均信道增益遞增的順序的基本假設，給出了各用戶的中斷概率的閉合表達式，並給出了兩種不同部分CSI條件下的用戶選擇方案，同時基於各用戶的中斷概率表達式給出了MMOP問題的低複雜度的功率分配方案。
最後，本書介紹了基於MATLAB軟件中GUI控件的資源分配算法仿真驗證平台的設計與實現過程。該平台適用於絕大多數OFDMA系統和部分NOMA系統應用場景下的資源分配算法的仿真工作。平台支持仿真參數的靈活可視化配置，仿真場景、約束條件、優化算法的動態選擇，可實現同一優化問題不同算法之間性能的比較。基於該仿真平台可以完成所提出算法和技術方案的性能驗證、評估與比較。
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