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5G Mobile and Wireless Communications Technology

于 2020-12-06 发布
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关于5G通信和无线传输的相关知识5G Mobile and wirelessCommunications TechnologyEDITED BYAFIF OSSEIRANEricssonJOSE F MONSERRATUniversitat politecnica de valenciaPATRICK MARSCHCAMBRIDGEUNIVERSITY PRESSCAMBRIDGEUNIVERSITY PRESSUniversity Printing House, Cambridge CB2 8BS, United KingdomCambridge University Press is part of the University of CambridgeIt furthers the Universitys mission by disseminating knowledge in the pursuit ofeducation learning and research at the highest international levels of excellencewww.cambridge.orgInformationonthistitlewww.cambridge.org/9781107130098C Cambridge University Press 2016This publication is in copyright. Subject to statutory exceptionand to the provisions of relevant collective licensing agreementsno reproduction of any part may take place without the writtenpermission of Cambridge University PressFirst published 2016Printed in the United Kingdom by TJ International Ltd. Padstow Cornwalla catalogue record for this publication is available from the british libraryLibrary of Congress Cataloguing in Publication dataOsseiran. Afif editor5G mobile and wireless communications technology /[edited by] Afif Osseiran, EricssonJose F monserrat, Polytechnic University of Valencia, Patrick Marsch, Nokia NetworksNew York: Cambridge University Press, 2016LCCN2015045732|ISBN978110713009( hardback)LCSH: Global system for mobile communications. Mobile communication systems- StandardsLCC TK5103483A152016DDC62138456dc23Lcrecordavailableathttp://icCn.loc.gov/2015045732IsBN 978-1-107-13009-8 HardbackCambridge University Press has no responsibility for the persistence or accuracy ofURLS for external or third- party internet websites referred to in this publicationand does not guarantee that any content on such websites is, or will remainaccurate or appropriateTo my new born son S, my twin sons H& N, my wife L s-y for her unwaveringencouragement, and in the memory of a great lady my aunt K eA OsseiranTo my son, the proud fifth generation of the name Jose Monserrat. And with thewarmest love to my daughter and wife, for being always there.E MonserratTo my two small sons for their continuous energetic entertainment, and my dearwife for her amazing patience and support.P MarschContentsList of contributorspage xIvForewordAcknowledgmentsXIXAcronymsXXIIIntroduction1. 1 Historical background1.1.1 Industrial and technological revolution: from steam enginesto the internet1. 1.2 Mobile communications generations: from IG to 4G1.1.3 From mobile broadband ( mbb) to extreme MBB1. 1.4 IoT: relation to 5G1.2 From ICT to the whole economy6771.3 Rationale of 5G: high data volume, twenty-five billion connecteddevices and wide requirements1.3.1 Security1.4 Global initiatives1. 4.1 METIS and the 5G-PPP1. 4.2 China: 5G promotion group2241. 4.3 Korea: 5G Forum141. 4.4 Japan: ARIB 2020 and Beyond Ad Hoc1. 4.5 Other 5G initiatives14.6 Iot activities1.5 Standardization activities445551.5.1ITU-R1.5.23GPP161.5.3 EEE161.6 Scope of the book16References185G use cases and system concept212. 1 Use cases and requirements212.1.1 Use cases212. 1.2 Requirements and key performance indicatorsContents2.2 5G system concept322.2.1 Concept overview322. 2.2 Extreme mobile broadband342.2.3 Massive machine-type communication362.2.4 Ultra-reliable machine-type communication382.2.5 Dynamic radio access network392.2.6 Lean system control plane432. 2. 7 Localized contents and traffic flows52.2.8 Spectrum toolbox2. 3 Conclusions48References48The 5g architecture503.1 Introduction503.1.1 NFV and SDN503.1.2 Basics about ran architecture533.2 High-level requirements for the 5G architecture563.3 Functional architecture and 5g flexibility573.3.1 Functional split criteria583.3.2 Functional split alternatives593.3.3 Functional optimization for specific applications3.3.4 Integration of lte and new air interface to fulfill 5Grequirements3.3.5 Enhanced Multi-RAT coordination features663. 4 Physical architecture and 5G deployment3.4.1 Deployment enablers673.4.2 Flexible function placement in 5G deployments713.5 Conclusions74References75Machine-type communications774.1 Introduction774.1.1 Use cases and categorization of mto774.1.2 MTC requirements804.2 Fundamental techniques for MTC834.2.1 Data and control for short packets834.2.2 Non-orthogonal access protocols854.3 Massive mtc864.3.1 Design principles864.3.2 Technology components864.3. 3 Summary of mMTC features944.4 Ultra-reliable low-latency MTC944.4. 1 Design principles944.4.2 Technology componentsContents4.4.3 Summary of uMTC features1014.5 Conclusions102References103Device-to-device(D2D)communications1075.1 D2D: from 4G to 5G1075.1.1 D2D standardization: 4G LTE D2D1095.1. 2 D2D in 5G: research challenges1125.2 Radio resource management for mobile broadband D2D1135.2.1 RRM techniques for mobile broadband d2d5.2.2 RRM and system design for D2D1145.2.3 5G D2D RRM concept: an example5.3 Multi-hop d2d communications for proximity and emergencyservices1205.3.1 National security and public safety requirements in 3GPPand Metis1215.3.2 Device discovery without and with network assistance125.3.3 Network-assisted multi-hop d2d communications1225.3.4 Radio resource management for multi-hop D2D1245.3.5 Performance of D2D communications in the proximitcommunications scenario1255. 4 Multi-operator d2d communication1275.4.1 Multi-operator D2D discovery275.4.2 Mode selection for multi-operator D2D1285.4.3 Spectrum allocation for multi-operator D2D295.5 Conclusions133References1346Millimeter wave communications1376. 1 Spectrum and regulations1376.2 Channel propagation1396.3 Hardware technologies for mm W systems1396.3.1 Device technology1396.3.2 Antennas1426.3.3 Beamforming architecture1436.4 Deployment scenarios6. 5 Architecture and mobility1466.5.1 Dual connectivit1476.5.2 Mobility1476.6 Beamforming1496.6. 1 Beamforming techniques1496.6.2 Beam finding1506.7 Physical layer techniques1526.7.1 Duplex scheme152

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ZEMAX-XE(展版)ZEMAX-EE传专业版)。 ZEMAX在成像光学,特别是透镜设计方面应用十分广泛。CODE V是应用非常广泛的光学设计和分析软件,是世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件,为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用,并广泛适用于照相设备、摄影机和医疗器具等,功能强大使用简单灵活。其功能主要包括变焦结构优化和分析、环境热量分析、MIF和RMS波阵面基础公差分析、用户自定义优化、干涉和光学校正准直、非连续建模、矢量衍射计算及偏振、全球综合优化光学设计方法等。ASAP是 Breault Research Organization研制的一套不受限制的、非序列光线追迹软件。它具有对物理光学、成像系统和照明系统进行建模分析的强大功能,它的图形工具允许用户进行截图分析,或者对几何模型、光线追迹、分析结果进行三维演示。ASAP还可以分析散射、衍射、反射、折射、吸收、偏振、非序列光线追迹和高斯光束传播。Light Tools.是 Optical Research Associate制的一套全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系,它提供最现代化的手段直接描述光学系统中的光源、透镜、反射角、分束器、衍射光学元件、棱镜、机槭结构以及光路。由 Light Tools把光学和机械元件集合在统一的体系下处理,并配置“放置”光源、发射光线的非序列追迹强大功能,使它在系统初步设计、复杂系统设计规划、光机一体设计、杂光分析、照明系统设计分析、单位各部门间学术交流和数据交換、课题论证或产品推广等各环节中发挥重要的作用。TracePro是美国 Lambda Research公司开发的一款基于蒙特卡罗法( Mante Carlo)的非序列光线追迹(Non- Sequential Ray Tracing)软件,它是一套以符合工业标准的ACIS固体建模引擎为核心所发展出来的光学机构仿真软件,是一套结合了真实固体建模、强大光学分析功能、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件,它可将真实立体模型与光学分析紧密结合起来。目前,国际上在照明系统分析、传统光学分析、辐射度以及光度分析,在镜头杂散光分析、背光板、LED设计及应用、照明灯具、车灯、投影显示器等众多领域中已经大量采用该软件进行计算机辅助设计。本书主要采用该软件进行模拟设计(读者需对 TracePro软件的使用有一定了解,可以参考《 TracePro7.0中文使用手册》)。TracePro用于照明设计的一般流程如图1所示。建立模型□>建立模型建立光源优化属性结果不符合定义属性光线追迹结果分析图1模拟设计流程图三、几个知名品牌的LED模型下载地址下面是各个种类的LED模型下载地址,模型包括用在 Trace Pro里面的,也有Light Tools,,也有 ZEMAX的,下载下来直接在相应的软件上调用就可以了,十分方便。1.mh:http://www.philipslumileds.com/resources/design/listing.cfm?catoptical然后打开 Optical Design Resources点击LE链接2.lim(Cree):http:/www.cree.com/products/ledlamps.asp.然后打开 LED Components页面点击LED3.欧司朗http://www.osram-os.com/ray-filcs然后点击LED下载。第一章导光管设计实例在 TracePro中进行导光管设计,将使用到面平扫功能。主要步骤如下:打开 Trace Pro软件2.在下拉工具菜单 Insert选择实体模型 Insert/Primitive solids命令3.在基本实体模型设置对话框中,选择 Cylinder/Cone设置栏4.选中 Cylinder,在Bae下的 Major栏输入底面半径为2,在1op下的 Length输入30。如图1.1所示。■ nsert Pr盈itSolidsBlock Cylinder/Cone Torus I Sphere Thin Sheet IName: Obiect 1C Cylind. C Cone厂 EllipticalBTMajMajMinor aLength 30Base Posi tionBase rotationx:0Y:0Y:o2:in Degreesset,□li图1.15.点击 Insert插入,再点击缩放工具图标二如图1.2所示。ladel: [UntitledSurface 1tity 4Cyl/C图下一步将使用 Revolve对上面建立的导光管右端面进行旋转延伸操作:1.选中导光管右端面,即 Object 1下的 Surface22.执行下拉菜单 Edit/Surface/ Revolve命令。在 Revolve surface Selection对话框设置旋转角度为90度,半径为25mm。4.在位置坐标栏输入(0-2530);(100)。具体见图1.3所示。5.点击 Revolve surface插入旋转延伸。如图14所示。Revolve Surface Selection DXAngle 90planar suIfaces on副yDraft angle oin DegreesRadius250Positicn on axis of revolution Axis cf RevolutionPosition X 0Axis X 1Positon丫AxisY 0Position Z30Axis20Get Position fiom last mouse clickCalculate a Position using selected surfaceRevolve Surface图1.3Fuel: [Untitled1]回xobject I中 ur tace 0中 Surtace2Entity 4Model Source Radi anee图1最后将进行Swep面平扫,完成导光管的实体模型:1.选中端面 Surface3,执行下拉菜单 Edit/Surface/Sweep命令。2.在 Sweep Surface Selection对话框中,输入 Distance为l5mm,Draf为-2度。
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