異構蜂窩網絡關鍵理論與技術

本書共11章，全面、系統地闡述了異構蜂窩網路關鍵理論與技術，主要內容包括：垂直切換技術、干擾管理技術、內容緩存策略、能效優化的功率分配技術、NOMA資源管理技術、混合能源驅動的均勻異構蜂窩網路、混合能源驅動的非均勻異構蜂窩網路、D2D通信資源配置技術、可見光通信異構蜂窩網路動態接入，以及VLC+WiFi異構蜂窩網路通信系統設計。

本書深入淺出，概念清晰，語言流暢，可以作為電子與通信工程領域通信與資訊系統、信號與資訊處理等學科的研究生和高年級本科生的教材，也可以作為從事無線通訊系統深入研究與開發的電信工程師、工程管理人員的參考書。同時，本書對在這個領域進行教學、研究、開發的教師、學生有很好的參考價值。

第1章 概述 1
1.1 引言 1
1.2 異構蜂窩網路架構 1
1.3 異構蜂窩網路中各類型BS的特徵 2
1.4 異構蜂窩網路優點 4
參考文獻 4

第2章 垂直切換技術 6
2.1 引言 6
2.2 系統模型 7
2.3 多維屬性融合的異構蜂窩網路垂直切換判決 9
2.3.1 二維屬性融合的接入網路判決 9
2.3.2 二維屬性融合的切換時間判決 13
2.3.3 三維屬性融合的垂直切換判決 17
2.4 模擬結果與性能分析 18
2.4.1 模擬場景與參數設置 18
2.4.2 二維屬性融合的網路判決概率分析 19
2.4.3 二維屬性融合的切換觸發概率分析 20
2.4.4 三維屬性融合的切換成功概率分析 20
2.4.5 多維屬性融合的切換過程通信性能分析 21
2.5 本章小結 22
參考文獻 22

第3章 干擾管理技術 24
3.1 引言 25
3.2 系統模型與問題形成 26
3.2.1 系統模型 26
3.2.2 問題形成 28
3.3 基於干擾限制區域的干擾管理方案 29
3.3.1 干擾限制區域劃分場景 29
3.3.2 聯合模式選擇與功率控制演算法 34
3.4 覆蓋概率分析 36
3.4.1 蜂窩鏈路覆蓋概率 37
3.4.2 D2D鏈路覆蓋概率 40
3.4.3 毫微微蜂窩鏈路覆蓋概率 42
3.5 模擬結果與性能分析 44
3.6 本章小結 51
參考文獻 51

第4章 內容緩存策略 54
4.1 引言 55
4.2 系統模型 56
4.2.1 無線通訊模型 57
4.2.2 內容緩存模型 59
4.3 問題形成 59
4.3.1 時延與能耗分析 60
4.3.2 時延與能耗的最優折中 61
4.4 聯合功率感知的使用者關聯與內容緩存方案 63
4.4.1 功率感知的用戶關聯 63
4.4.2 最佳內容緩存策略 67
4.4.3 反覆運算功率感知的使用者關聯與內容緩存演算法 68
4.5 模擬結果與性能分析 69
4.6 本章小結 77
參考文獻 78

第5章 能效優化的功率分配技術 80
5.1 引言 80
5.2 系統模型及問題形成 82
5.2.1 系統模型 82
5.2.2 優化問題形成 83
5.3 用戶關聯策略 84
5.3.1 用戶關聯 84
5.3.2 基於人工魚群演算法的使用者關聯策略 85
5.4 基於ADMM的功率分配演算法 88
5.5 模擬結果與性能分析 93
5.6 本章小結 96
參考文獻 97

第6章 NOMA資源管理技術 99
6.1 引言 99
6.2 系統模型及問題形成 101
6.2.1 系統模型 101
6.2.2 問題形成 103
6.3 聯合子通道和功率分配方案 104
6.3.1 基於干擾超圖的子通道分配 104
6.3.2 基於拉格朗日的功率分配 109
6.3.3 聯合子通道和功率分配優化演算法 114
6.4 模擬結果與性能分析 115
6.5 本章小結 121
參考文獻 121

第7章 混合能源驅動的均勻異構蜂窩網路 124
7.1 引言 125
7.2 系統模型及問題形成 126
7.2.1 系統模型 126
7.2.2 問題形成 129
7.3 用戶關聯與資源配置方案 131
7.3.1 用戶關聯機制 131
7.3.2 頻寬資源配置策略 135
7.4 模擬結果與性能分析 136
7.5 本章小結 139
參考文獻 140

第8章 混合能源驅動的非均勻異構蜂窩網路 143
8.1 引言 143
8.2 系統模型及問題形成 144
8.2.1 網路和流量需求模型 144
8.2.2 能量消耗模型 146
8.2.3 無線通訊模型 147
8.2.4 問題形成 148
8.3 功率感知使用者關聯與可再生能源配置方案 152
8.3.1 功率感知使用者關聯規則 152
8.3.2 可再生能源配置的功率控制方法 154
8.3.3 可再生能源配置的能量平衡演算法 158
8.4 模擬結果與性能分析 160
8.4.1 系統中斷概率驗證 161
8.4.2 功率感知使用者關聯與可再生能源配置方案性能分析 162
8.5 本章小結 166
參考文獻 167

第9章 D2D通信資源配置技術 169
9.1 引言 170
9.2 系統模型 171
9.3 基於能效優化的D2D通信資源配置演算法設計 174
9.3.1 D2D使用者模式選擇 174
9.3.2 D2D用戶功率控制 177
9.3.3 D2D使用者通道分配 180
9.4 模擬結果與性能分析 182
9.5 本章小結 185
參考文獻 185

第10章 可見光通信異構蜂窩網路動態接入 187
10.1 引言 188
10.2 系統模型 190
10.3 理論分析 191
10.3.1 多屬性參數的計算 191
10.3.2 權重比較判決矩陣的建立 192
10.3.3 權重向量的計算 192
10.3.4 層次分析與加權和演算法相結合 193
10.3.5 非直射鏈路下的接入檢測演算法 193
10.3.6 VLC異構蜂窩網路接入判決流程 194
10.4 模擬結果與性能分析 195
10.5 本章小結 200
參考文獻 200

第11章 VLC+WiFi異構蜂窩網路通信系統設計 202
11.1 VLC+WiFi通信系統設計 202
11.1.1 發射端系統設計 203
11.1.2 中繼端系統設計 204
11.1.3 接收端系統設計 204
11.2 VLC+WiFi通信系統電路設計 205
11.3 系統測試與應用場景 211
11.3.1 系統測試 212
11.3.2 應用場景 214
11.4 本章小結 219
參考文獻 219

附錄A 內容成功傳輸概率的證明過程 220
附錄B 縮略詞對照表 225

肖海林

男，1976年11月出生，博士、教授、博士生導師，資訊與通信工程學科。浙江省錢江學者”特聘教授，廣西優秀專家，廣西省傑青”，IEEE 高級會員，中國電子學會高級會員。曾訪學英國大學赫瑞-瓦特大學和南安普頓大學。主持國家專案、省重點研發專案20多項。第一作者/通信作者在國內外發表SCI/EI期刊論文120多篇，獲國家發明專利30余項、國際/國內標準提案2項、省部級獎勵2次，2個國際期刊編委，5次擔任國際會議TPC並作特邀報告。