从分布式MIMO到无蜂窝大规模MIMO，多节点协作传输经历20余年的研究，即将在6G的标准化中落地。无蜂窝大规模MIMO既是一种无线传输技术，也是一种移动通信组网技术。本书系统化地提出了无蜂窝无线接入网，较为完整地介绍了关键技术以及相应的试验结果。本书的主要内容涵盖无蜂窝无线接入网的基本概念和试验系统构建方法、可扩展的上下行分布式收发机、节点间的相位同步、多节点协作通感一体化、网络辅助全双工技术、智能的无线资源分配以及协议栈设计，相关的关键技术均经过试验平台的试验验证。

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1995-09 至 1999-06，电信系，重庆邮电学院，学士 1999-09 至 2002-03，信息工程系，南京邮电学院，硕士 2002-03 至 2006-03，信息科学与工程学院，东南大学，博士2006年/3月- 今东南大学通信与信息系统、未来移动通信系统、无线传输技术研究工信部IMT-2030(6G)技术推进组专家组副组长。国家重大研发计划首席科学家。紫金山实验室普适通信研究中心负责人，获得国家科技进步特等奖王东明，东南大学特聘教授、博士生导师，工信部IMT-2030(6G)技术推进组专家组副组长。国家重大研发计划首席科学家。紫金山实验室普适通信研究中心负责人。曾担任IEEE通信学会旗舰会议ICC 2015无线通信分会TPC副主席和WCSP2017无线通信分会的TPC主席和《中国科学-信息科学》编委。

目录
丛书序
前言
第1章 移动通信系统及其演进 1
1.1 蜂窝组网及移动通信系统的演进 1
1.1.1 蜂窝组网与频率复用 1
1.1.2 蜂窝移动通信系统与网络架构 2
1.1.3 室内蜂窝组网与覆盖增强 4
1.2 多天线技术的演进 6
1.2.1 点到点MIMO 7
1.2.2 点到多点MIMO 8
1.2.3 多点到多点MIMO 9
1.3 新型的无线接入网系统实现架构 13
1.3.1 D-RAN、C-RAN及cloud-RAN 13
1.3.2 O-RAN 14
1.3.3 无蜂窝无线接入网(CF-RAN) 14
1.4 CF-RAN与6G典型场景及关键指标 16
1.4.1 6G典型场景及关键指标 16
1.4.2 CF-RAN对6G关键指标的支撑 16
1.4.3 5G演进趋势与6G CF-RAN的应用前景 18
1.5 本章小结 19
参考文献 19
第2章 无蜂窝无线接入网系统 22
2.1 CF-RAN软件系统和硬件设备 22
2.1.1 5G O-RAN室内分布式小基站系统 22
2.1.2 CF-RAN的EDU和vCPU的实现 24
2.1.3 RRU/AAU 25
2.1.4 前传卡和FEC加速卡 27
2.1.5 网络设备间的时间和时钟同步 27
2.1.6 终端 29
2.2 无蜂窝RAN试验平台 29
2.2.1 sub-6GHz CF-RAN系统 30
2.2.2 毫米波CF-RAN系统 31
2.2.3 通感一体化的试验验证 32
2.3 本章小结 34
参考文献 34
第3章 无蜂窝大规模MIMO的分布式接收机技术 36
3.1 无蜂窝大规模MIMO的集中式接收机 36
3.1.1 集中式接收机 37
3.1.2 集中式接收机的前传开销 40
3.1.3 集中式接收机的计算开销 40
3.2 传统分布式接收机 41
3.2.1 完全分布式接收机 42
3.2.2 分层接收机模型 43
3.2.3 序贯MMSE接收机模型 46
3.2.4 分布式接收机的频谱效率 48
3.3 基于新型无蜂窝网络架构的分布式接收机 49
3.3.1 局部检测和全局检测的关系 49
3.3.2 分组协作分布式接收机 51
3.4 数值计算和仿真结果 53
3.4.1 不同接收方法的性能对比 53
3.4.2 复杂度分析 55
3.5 试验系统离线测试结果 56
3.6 本章小结 57
附录 关于式(3.42)推导过程 58
参考文献 59
第4章 无蜂窝大规模MIMO节点间时频同步与互易性校准技术 60
4.1 互易性失配模型 60
4.1.1 互易性失配对下行传输的影响 60
4.1.2 实际系统中硬件非理想造成的互易性失配建模 62
4.1.3 时频同步对校准系数的影响 63
4.2 网络侧互易性自校准方法 66
4.2.1 分组总体最小二乘校准 66
4.2.2 分组Argos平均校准 67
4.2.3 大规模节点的校准 69
4.2.4 校准系数的跟踪 70
4.3 UE反馈校准方法 74
4.3.1 信道信息反馈辅助校准 74
4.3.2 基于预编码参考信号的反馈辅助校准 75
4.4 校准信号设计 76
4.5 无蜂窝大规模MIMO系统中的空口校准测试结果 79
4.5.1 校准系数的时频特性 80
4.5.2 校准系数相位误差分析 82
4.5.3 下行16个数据流的总频谱效率性能对比 84
4.5.4 分布式预编码的总频谱效率性能对比 86
4.6 本章小结 89
参考文献 89
第5章 无蜂窝大规模MIMO的鲁棒预编码技术 91
5.1 无蜂窝大规模MIMO的下行传输问题 91
5.1.1 下行传输的信号模型 92
5.1.2 相位噪声问题和建模 92
5.1.3 相位噪声的基本处理思路 93
5.1.4 简单集中式和分布式的鲁棒预编码 94
5.2 传统集中式鲁棒预编码 94
5.2.1 基于SLNR的鲁棒预编码 95
5.2.2 基于WMMSE的鲁棒预编码 95
5.3 基于新型无蜂窝网络架构的鲁棒分布式预编码 96
5.3.1 基于团队决策的鲁棒预编码 97
5.3.2 级联鲁棒分布式预编码 98
5.4 数值计算和仿真结果 99
5.4.1 仿真性能 100
5.4.2 复杂度分析 102
5.5 试验系统测试结果 102
5.6 本章小结 103
附录A. WMMSE鲁棒预编码的推导 104
附录B. RCT-MMSE的推导 105
参考文献 107
第6章 无蜂窝系统的网络协作感知技术 109
6.1 无蜂窝系统遥感技术 109
6.1.1 研究背景 109
6.1.2 通感融合的波形技术 110
6.1.3 多节点协作感知技术 110
6.2 兼容5G NR波形的感知信号设计 111
6.2.1 发射侧信号生成 112
6.2.2 接收侧信号处理 113
6.2.3 OFDM符号内距离模糊消除方案 113
6.2.4 OFDM符号间距离模糊消除方案 114
6.2.5 高精度速度分辨率的帧结构设计 115
6.3 非理想硬件特性下时延-多普勒频移估计 117
6.3.1 非理想时频同步的处理 117
6.3.2 多普勒频移和时延估计 118
6.3.3 时延-多普勒频移参数匹配和多普勒频移符号确定 119
6.3.4 随机相位偏移的时域跟踪 119
6.3.5 无人机探测试验验证 120
6.4 基于Turbo-VBI的多节点协作感知技术 124
6.4.1 无蜂窝通感融合场景下的感知信号模型 124
6.4.2 基于网格的接收信号模型 126
6.4.3 概率模型 128
6.4.4 基于Turbo-VBI的感知参数估计方法 129
6.4.5 预处理 131
6.4.6 仿真结果 132
6.4.7 实测结果 134
6.5 本章小结 138
附录 近似边缘概率分布更新的推导 138
参考文献 141
第7章 毫米波无蜂窝大规模MIMO系统的双向相干传输与感知 144
7.1 毫米波CF-mMIMO相干传输与感知的非理想因素 144
7.2 系统建模 145
7.2.1 毫米波点到点系统的信道互易性建模 145
7.2.2 多点到多点系统中存在时频偏时的互易性建模 147
7.3 准静态场景下双向校准和同步方法 149
7.3.1 准静态场景下双向校准流程设计 149
7.3.2 初始射频校准系数估计 150
7.3.3 相对校准系数相位跟踪 152
7.3.4 准静态场景仿真结果 153
7.4 动态场景下校准感知一体化 154
7.4.1 动态场景下双向校准流程设计 154
7.4.2 校准辅助感知 155
7.4.3 感知辅助校准 156
7.4.4 动态场景仿真结果 157
7.5 实测验证 158
7.5.1 校准系数特性 159
7.5.2 通信测试结果 162
7.5.3 感知测试结果 166
7.6 本章小结 168
参考文献 168
第8章 无蜂窝大规模MIMO的网络辅助全双工技术 171
8.1 双工技术的演进 171
8.1.1 传统TDD和FDD系统 171
8.1.2 5G-A的SBFD 172
8.1.3 CCFD 174
8.2 无蜂窝网络辅助全双工 175
8.2.1 网络辅助全双工的基本思想 175
8.2.2 CF-NAFD与SBFD 176
8.3 网络辅助全双工的关键技术 179
8.3.1 交叉链路干扰消除 179
8.3.2 NAFD的天线模式选择 181
8.3.3 NAFD的资源管理 184
8.3.4 非理想情况与可扩展问题 186
8.3.5 NAFD与6G技术的结合 188
8.4 数值计算和仿真结果 189
8.5 本章小结 193
参考文献 194
第9章 无蜂窝试验系统中空时互换方案测试与验证 197
9.1 空时互换方案研究背景 197
9.2 无蜂窝场景下空时互换性能分析 198
9.2.1 信道模型与有限码长分析 198
9.2.2 信道色散项分析 200
9.2.3 空时互换可行性验证 204
9.3 无蜂窝场景空时互换的实现方案 205
9.4 可扩展的sub-6GHz无蜂窝试验系统性能验证 207
9.4.1 多流信道估计方案 209
9.4.2 拆分架构收发机实现 211
9.4.3 试验结果及分析 213
9.5 毫米波无蜂窝试验系统性能验证 217
9.5.1 硬件平台实现 217
9.5.2 低时延调度实现 218
9.5.3 试验结果及分析 220
9.6 本章小结 226
参考文献 226
第10章 CF-RAN的优化部署与智能的用户-节点关联 228
10.1 AP和EDU的优化部署 228
10.1.1 可达速率的上界和下界分析 229
10.1.2 大尺度衰落分析 230
10.1.3 基于遗传算法的AP和EDU关联部署 232
10.2 UE-AP-EDU的动态关联策略 234
10.2.1 基于启发式算法的用户关联策略 235
10.2.2 基于多智能体Q-learning算法的UE-AP-EDU关联策略 236
10.2.3 复杂度分析 238
10.3 UE和UCDU的关联策略 239
10.4 仿真分析 240
10.5 本章小结 242
参考文献 243
第11章 无蜂窝无线接入网系统设计 244
11.1 5G cloud-RAN与CF-RAN 244
11.1.1 5G CU-DU分离架构 245
11.1.2 支持CU-DU分离的cloud-RAN部署 246
11.1.3 前传方案 248
11.1.4 cloud-RAN的优点 248
11.1.5 新型CF-RAN实现架构 249
11.2 新型的物理层切分 250
11.2.1 新型的切分方式 250
11.2.2 新型的切分接口设计 252
11.3 CF-RAN上层协议栈的关键技术 256
11.3.1 UE-RRU-EDU-UCDU的关联 256
11.3.2 移动性管理：用户无感UCDU关联 257
11.3.3 eMAC-C的分布式空时频资源分配 258
11.4 CF-RAN的RIC技术 259
11.4.1 CF-RAN的RIC架构 259
11.4.2 CF-RAN的RIC的实现 260
11.5 本章小结 261
参考文献 261
缩略语索引 263