國之重器出版工程大規模天線波束賦形技術原理與設計

內容簡介

本書將重點介紹面向5G的大規模天線波束賦形技術，結合近年來國內外學術界和工業界的*新研究成果，對大規模天線的基本原理、三維和高頻段信道建模方法、波束賦形傳輸方案、系統設計、標準化制定以及試驗平台開發與驗證等關鍵技術原理和系統設計進行全面介紹和詳細分析，為讀者呈現出5G多天線技術發展的美好前景。

圖書目錄

第 1章多天線及波束賦形技術發展概述 001

1．1 緒論 002

1．2 多天線及波束賦形理論基礎 005

1．3 多天線傳輸技術分類 010

1．3．1 閉環空間復用 011

1．3．2 開環空間復用 017

1．3．3 波束賦形 018

1．3．4 發射分集 022

1．3．5 多天線傳輸方案的選擇 025

1．4 多天線及波束賦形技術的套用與發展趨勢 028

1．5 天線陣列結構對MIMO技術發展的影響 030

1．6 大規模天線技術的研究方向 033

1．7 大規模天線技術的套用場景才煉頁幾 038

1．8 多天線技術的標準化狀況 038

1．9 小結 040

第 2章大規模天線理論 041

2．1 Massive MIMO技術基本原理 042

2．2 Massive MIMO的基本理論 044

2．2．1 理想信道下Massive MIMO的容量 044

2．2．2 基於導頻污染的Massive MIMO上行鏈路容量分析 046

2．2．3 基於導頻污染的Massive MIMO下行鏈路容量分析 048

2．2．4 Massive MIMO的容量仿真 050

2．3 Massive MIMO系統容量的最新研究進展 053

2．3．1 萊斯衰落信道下Massive MIMO的容量 053

2．3．2 時變信道下Massive MIMO容量分析 061

2．3．3 非理想互易性對Massive MIMO容量的影響 067

2．3．4 Massive MIMO的系統性能分析 073

2．4 小結 081

第3章大規模天線無線拜屑愚多信道建模 083

3．1 概述 084

3．2 部署場景 085

3．3 場景建模 088

3．3．1 3D信道場景 088

3．3．2 UMa場景和仔巴殃UMi場景 089

3．3．3 Indoor Office場景 090

3．4 坐標系模型 090

3．4．1 坐標系的定義 091

3．4．2 坐標系間的轉換 091

3．4．3 簡化坐標系轉換 096

3．5 天線模型 096

3．5．1 雙極化天線模型 098

3．5．2 UE方向及天線模型 099

3．6 大尺度信道建模 100

3．6．1 3D距離的定義 100

3．6．2 LOS機率的定義 101

3．6．3 路徑損耗計算模型 104

3．6．4 穿透損耗計算模型 108

3．7 小尺度達重催信道建模 109

3．7．1 垂直角度參數模型 110

3．7．2 多徑分量統計互相關矩陣的定義 112

3．7．3 ZSD/ZSA隨機分布汗匪參數的定義 114

3．7．4 ZOD/ZOA的生成方法 114

3．8 信道建模流程 116

3．9 小結 126

第4章大規模囑櫃嚷天線波束賦形關鍵技術 135

4．1 大規模天線信道估計 136

4．1．1 系統分析模型 136

4．1．2 最小二乘（LS）信道估計算法 137

4．1．3 最小均方誤差（MMSE）信道估計算法 139

4．1．4 特徵值分解信道估計烏廈蘭算法 140

4．1．5 基於壓縮感知的信道估計 142

4．2 檢測技術 150

4．2．1 線性檢測技術 151

4．2．2 非線性檢測技術 153

4．3 預編碼技術 155

4．3．1 線性預編碼技術 156

4．3．2 非線性預編碼技術 161

4．4 CSI獲取及反饋 166

4．4．1 基於碼本的隱式反饋方案 167

4．4．2 基於信道互易性的反饋方式 170

4．4．3 基於壓縮感知的反饋方式 172

4．4．4 預感知式反饋方式 174

4．5 大規模天線的校準 176

4．6 大規模天線波束協作技術 181

4．6．1 多小區協作傳輸方案 183

4．6．2 多小區協作傳輸技術分析 186

4．6．3 大規模多天線波束協作技術 189

4．7 小結 195

第5章 5G多天線傳輸標準 197

5．1 概述 198

5．2 多天線傳輸方案 203

5．2．1 下行傳輸方案 203

5．2．2 上行傳輸方案 211

5．3 參考信號設計 211

5．3．1 解調參考信號（DM-RS）設計 212

5．3．2 信道狀態信息參考信號（CSI-RS） 216

5．3．3 相位跟蹤參考信號（PT-RS） 221

5．3．4 上行探測參考信號（SRS） 226

5．4 信道狀態信息反饋 235

5．4．1 框架設計 235

5．4．2 大規模波束賦形碼本設計 238

5．4．3 信道測量機制 251

5．4．4 信道信息反饋機制 252

5．4．5 信道互易性 257

5．5 模擬波束管理 259

5．5．1 波束管理過程 260

5．5．2 波束測量和上報 262

5．5．3 波束指示 266

5．5．4 波束恢復過程 268

5．6 上行多天線技術 274

5．6．1 基於碼本的傳輸方案 274

5．6．2 非碼本的傳輸方案 281

5．6．3 上行多用戶MIMO 283

5．7 準共址（QCL） 284

5．7．1 QCL定義 284

5．7．2 參考信號間的QCL關係 287

5．8 物理信道設計 289

5．8．1 下行同步信道設計 289

5．8．2 上行初始接入 296

5．8．3 控制信道設計 301

5．8．4 業務信道設計 304

5．9 5G增強技術 305

5．10 小結 307

第6章大規模天線波束賦形實現方案與驗證 309

6．1 大規模有源天線系統結構 310

6．2 大規模天線陣列結構 311

6．2．1 MIMO天線單元 311

6．2．2 大規模天線去耦技術 314

6．2．3 大規模天線賦形技術 315

6．2．4 大規模天線波束賦形的實現案例 320

6．3 大規模天線波束賦形原型機 327

6．3．1 大規模有源天線射頻前端設計 327

6．3．2 大規模天線數字基帶處理設計 331

6．4 大規模天線測試驗證 332

6．4．1 大規模天線OTA測試需求 333

6．4．2 近場和遠場測量 334

6．4．3 OTA測試流程 335

6．4．4 大規模天線波束賦形性能測試 337

6．5 小結 343

參考文獻 345

縮略語 353

索引 361

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