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內(nèi)容簡介

　　本書主要涵蓋第五代（The 5th Generation，5G）及未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)下的協(xié)同多點(diǎn)傳輸及其性能分析。異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)是5G網(wǎng)絡(luò)乃至未來6G網(wǎng)絡(luò)的典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是提升移動(dòng)數(shù)據(jù)速率以及網(wǎng)絡(luò)覆蓋的主要技術(shù)，但異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)的引入也帶來了復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間協(xié)調(diào)和組網(wǎng)安全等問題。協(xié)同多點(diǎn)傳輸技術(shù)預(yù)期能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間協(xié)調(diào)，降低網(wǎng)絡(luò)間干擾，進(jìn)一步提高異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)的性能，并且異構(gòu)協(xié)作技術(shù)結(jié)合物理層安全技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無線信號在物理層的安全傳輸。本書圍繞典型異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)場景，結(jié)合異構(gòu)協(xié)作的網(wǎng)絡(luò)覆蓋與容量研究，建立異構(gòu)協(xié)作模型，從理論上建模、分析和優(yōu)化異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)協(xié)作安全組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋、安全覆蓋、吞吐量和安全容量等。本書既有關(guān)于異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作安全組網(wǎng)新型機(jī)制的介紹，也有異構(gòu)協(xié)作安全組網(wǎng)性能的分析，可作為相關(guān)領(lǐng)域研究者的參考材料。

作者簡介

　　吳慧慈，博士，北京郵電大學(xué)助理教授。畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，獲“北京市優(yōu)秀畢業(yè)生”榮譽(yù)稱號，北京郵電大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者。加拿大滑鐵盧大學(xué)訪問學(xué)者（2016-2017），主要研究方向?yàn)楫悩?gòu)協(xié)作組網(wǎng)與無線接入安全，發(fā)表SCI/EI檢索論文30余篇，包括IEEE JSAC，IEEE IoT Journal， IEEE TCOM，IEEE TVT。長期擔(dān)任IEEE COMM MAG， IEEE TIFS， IEEE TWC， IEEE TCOM， IEEE TVT， IEEE ACCESS， IEEE COMML等國際學(xué)術(shù)期刊審稿人，2018年亞太地區(qū)通信會議（APCC 2018）出版聯(lián)合主席，曾擔(dān)任APCC 2018、IEEE ICC 2019 /2020技術(shù)委員會成員（TPC member）。

圖書目錄

目錄

第1章異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)及異構(gòu)協(xié)作概述1
1.1異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)1
1.2基于COMP的異構(gòu)協(xié)作概述5
1.3異構(gòu)融合協(xié)作挑戰(zhàn)7
1.3.1異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變7
1.3.2異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合無線新技術(shù)7
1.3.3異構(gòu)融合無線網(wǎng)絡(luò)中差異化的無線電傳播環(huán)境8
參考文獻(xiàn)8
第2章基于隨機(jī)幾何的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)分析13
2.1隨機(jī)幾何概述13
2.2典型的隨機(jī)點(diǎn)過程14
2.2.1泊松點(diǎn)過程14
2.2.2簇點(diǎn)過程19
2.2.3Hardcore點(diǎn)過程19
2.2.4其他隨機(jī)點(diǎn)過程20
2.3網(wǎng)絡(luò)干擾分析20
2.4隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)容量分析24
2.4.1同構(gòu)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)分析25
2.4.2異構(gòu)聚合網(wǎng)絡(luò)分析26
參考文獻(xiàn)27
第3章非均勻異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)多點(diǎn)協(xié)作30
3.1引言30
3.2基于用戶位置信息的異構(gòu)多小區(qū)協(xié)作30
3.2.1兩層非均勻異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型30
3.2.2基于MU位置信息的多小區(qū)協(xié)作機(jī)制31
3.2.3移動(dòng)用戶的覆蓋概率分析33
3.2.4數(shù)值分析與仿真結(jié)果37
3.2.5小結(jié)40
3.3基于基站接入容量與安全感知的異構(gòu)多點(diǎn)協(xié)作40
3.3.1非均勻異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型與基礎(chǔ)數(shù)學(xué)概念41
3.3.2頻譜效率和單位面積頻譜效率分析43
3.3.3基站部署密度優(yōu)化47
3.3.4數(shù)值、仿真與分析49
3.3.5小結(jié)55
3.4本章定理證明55
參考文獻(xiàn)57

第4章支持緩存與能量收集技術(shù)的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)協(xié)作覆蓋與容量提升59
4.1支持緩存與能量收集技術(shù)的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型60
4.1.1網(wǎng)絡(luò)部署模型60
4.1.2能量收集模型61
4.1.3內(nèi)容緩存模型61
4.1.4基于基站能量狀態(tài)、緩存和信道資源聯(lián)合感知的基站協(xié)調(diào)機(jī)制61
4.2小區(qū)負(fù)載分布分析62
4.2.1MBS的小區(qū)負(fù)載分布62
4.2.2SBS的小區(qū)負(fù)載分布63
4.3用戶平均容量和覆蓋概率分析64
4.3.1累積信息信號強(qiáng)度與累積干擾信號強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特性65
4.3.2用戶平均容量67
4.3.3覆蓋概率67
4.4數(shù)值、仿真與分析69
4.4.1協(xié)作RSS門限的影響69
4.4.2SBS的最大信道復(fù)用數(shù)的影響71
4.4.3能量收集能力的影響71
4.4.4基站緩存容量的影響72
4.5總結(jié)73
4.6本章引理、定理證明74
4.6.1引理4.1證明74
4.6.2引理4.2證明74
4.6.3引理4.3證明74
4.6.4引理4.4證明75
4.6.5定理4.2證明75
參考文獻(xiàn)77
第5章考慮差異化基站高度的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)
聯(lián)合傳輸頻譜效率與業(yè)務(wù)卸載分析80
5.1考慮差異化基站高度的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型80
5.1.1網(wǎng)絡(luò)部署模型80
5.1.2內(nèi)容緩存模型81
5.1.3無線信號傳播模型81
5.1.4以用戶為中心的異構(gòu)協(xié)作傳輸與卸載機(jī)制82
5.2小區(qū)負(fù)載分布與業(yè)務(wù)卸載分析84
5.2.1SBS的小區(qū)負(fù)載分布及卸載概率分析84
5.2.2MBS的小區(qū)負(fù)載分布分析85
5.3頻譜效率分析85
5.3.1用戶被MBS服務(wù)的平均頻譜效率86
5.3.2用戶被SBS服務(wù)的平均頻譜效率88
5.4數(shù)值、仿真與分析91
5.4.1基站高度的影響91
5.4.2協(xié)作距離門限的影響92
5.4.3緩存容量的影響93
5.4.4基站密度的影響94
5.5總結(jié)96
5.6本章引理、證明96
5.6.1引理5.2證明96
5.6.2引理5.3證明98
5.6.3引理5.4證明99
參考文獻(xiàn)99
第6章無人機(jī)輔助的空地異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作與
小區(qū)邊緣性能提升102
6.1引言102
6.2空地異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型103
6.2.1非均勻地面基站部署和移動(dòng)用戶模型103
6.2.2無人機(jī)運(yùn)動(dòng)模型和移動(dòng)覆蓋區(qū)域模型104
6.2.3地對地?zé)o線信道模型和空對地?zé)o線信道模型104
6.3用戶調(diào)度與小區(qū)邊緣用戶卸載105
6.4小區(qū)負(fù)載分布分析106
6.5頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量分析109
6.5.1Mcellcenter用戶：從宏基站獲取無線服務(wù)109
6.5.2Scellcenter用戶：從其最近微基站獲取無線服務(wù)110
6.5.3小區(qū)邊緣用戶：從地面協(xié)作基站獲取無線服務(wù)111
6.5.4小區(qū)邊緣用戶：從無人機(jī)基站獲取無線服務(wù)114
6.5.5平均頻譜效率和吞吐量115
6.6數(shù)值、仿真與分析116
6.7總結(jié)121
6.8本章引理、定理證明121
6.8.1引理6.1證明121
6.8.2定理6.1證明121
6.8.3定理6.2證明122
6.8.4定理6.3證明123
6.8.5定理6.4證明123
參考文獻(xiàn)124
第7章異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)安全建模與協(xié)作
物理層安全傳輸125
7.1引言125
7.2基于動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)選擇的異構(gòu)接入與安全傳輸分析126
7.2.1系統(tǒng)模型與假設(shè)126
7.2.2單層同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)安全覆蓋分析128
7.2.3兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分析安全中斷概率分析132
7.2.4小結(jié)135
7.3基于協(xié)作干擾的物理層安全增強(qiáng)研究136
7.3.1非系統(tǒng)模型與問題描述136
7.3.2全CSI已知條件下MISOME下行竊聽信道優(yōu)化139
7.3.3竊聽者CDI已知條件下MISOME下行廣播竊聽信道優(yōu)化144
7.3.4數(shù)值、仿真與分析147
7.3.5小結(jié)152
7.4總結(jié)153
7.5本章引理、定理證明153
7.5.1定理7.1證明153
7.5.2定理7.2證明154
7.5.3引理7.4證明155
7.5.4定理7.4和定理7.5證明156
7.5.5定理7.6證明158
參考文獻(xiàn)158
第8章未來空地異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)協(xié)作安全組網(wǎng)162
8.1異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作組網(wǎng)挑戰(zhàn)162
8.2異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)的安全挑戰(zhàn)163