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大規模天線波束賦形技術原理與設計 版權信息
- ISBN：9787115523556
- 條形碼：9787115523556 ; 978-7-115-52355-6
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
大規模天線波束賦形技術原理與設計 本書特色
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*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臺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。
大規模天線波束賦形技術原理與設計 內容簡介
本書是業界首個對大規模天線原理和工程應用進行系統闡述的書籍，適應5G研究和應用熱潮。國際標準化組織目前正在開展5G標準制定工作，我國也將在2020年全球首發部署5G網絡。業界對于大規模天線的研究和應用也將掀起一個高潮，對于從事移動通信研究和應用的高校師生和工程師具有重要的參考價值。
大規模天線波束賦形技術原理與設計 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應用與發展趨勢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 大規模天線技術的應用場景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 基于導頻污染的Massive MIMO上行鏈路容量分析046
2.2.3 基于導頻污染的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*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概率的定義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 *小二乘（LS）信道估計算法137
4.1.3 *小均方誤差（MMSE）信道估計算法139
4.1.4 特征值分解信道估計算法140
4.1.5 基于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 基于碼本的隱式反饋方案167
4.4.2 基于信道互易性的反饋方式170
4.4.3 基于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 基于碼本的傳輸方案274
5.6.2 非碼本的傳輸方案281
5.6.3 上行多用戶MIMO283
5.7 準共址（QCL）284
5.7.1 QCL定義284
5.7.2 參考信號間的QCL關系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
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應用與發展趨勢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 大規模天線技術的應用場景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 基于導頻污染的Massive MIMO上行鏈路容量分析046
2.2.3 基于導頻污染的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*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概率的定義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 *小二乘（LS）信道估計算法137
4.1.3 *小均方誤差（MMSE）信道估計算法139
4.1.4 特征值分解信道估計算法140
4.1.5 基于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 基于碼本的隱式反饋方案167
4.4.2 基于信道互易性的反饋方式170
4.4.3 基于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 基于碼本的傳輸方案274
5.6.2 非碼本的傳輸方案281
5.6.3 上行多用戶MIMO283
5.7 準共址（QCL）284
5.7.1 QCL定義284
5.7.2 參考信號間的QCL關系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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大規模天線波束賦形技術原理與設計 作者簡介
陳山枝 西安電子科技大學本科、原郵電部郵電科學研究院碩士和北京郵電大學博士畢業。教授級高工，博士生導師，國家杰出青年科學基金獲得者，IEEE Fellow。現任中國信息通信科技集團有限公司（CICT）副總裁，專家委主任，無線移動通信國家重點實驗室主任，負責4G和5G移動通信技術與標準研究及產業化工作。曾獲國家科技進步特等獎、一等獎、二等獎，國家技術發明二等獎，何梁何利基金科學與技術創新獎，光華工程科技獎等。目前研究方向為5G和車聯網技術。 孫韶輝 西安電子科技大學本科、碩士和博士，教授級高工，博士生導師。現任中國信息通信科技集團有限公司（CICT）大唐無線移動創新中心總工程師，長期從事無線移動新技術研究與標準化制定工作，擔任中國IMT-2020(5G)推進組3GPP標準工作組長。曾獲國家科技進步特等獎，國家技術發明二等獎，中國通信學會、中國通信標準化協會等多項獎勵。 蘇昕 博士，教授級高工。1996年至2006年，就讀于西安電子科技大學通信專業，2006年獲博士學位。曾就任于三星電子水原總部網絡事業部系統實驗室以及大唐移動通信設備有限公司系統與標準部，現就職于中國信息通信科技集團有限公司（CICT）大唐無線移動創新中心。長期從事LTE LTE-A、UMB及HSPA等無線移動通信系統的研究和標準化工作。自2013年起，全面參與5G物理層技術研究及原型機設計工作。曾擔任IMT-2020推進組大規模天線技術專題組組長，并承擔及參與了多項國家重大專項及“863”課題工作。 王東明 東南大學信息與工程學院教授、博士生導師。在重慶郵電學院、南京郵電學院、東南大學分別獲學士、碩士以及博士學位。已發表學術論文140余篇，其中SCI收錄50余篇，已申請和授權國內和國際發明專利共30余件。主要研究興趣包括大規模MIMO、分布式天線系統和毫米波無線通信等。獲2014年江蘇省科學技術獎一等獎和2016年國家科技進步特等獎。目前擔任《中國科學：信息科學》編委。 李立華 北京郵電大學本科和博士畢業，教授。2004年至今在北京郵電大學任教，并一直從事寬帶移動通信理論與關鍵技術研究，主要研究方向為4G和5G的物理層關鍵技術，包括大規模MIMO技術、協作傳輸技術等。2008年入選教育部新世紀優秀人才計劃。 高秋彬 清華大學本科和博士畢業，2008年至今在電信科學技術研究院（大唐電信）從事無線移動通信系統研究和標準化工作，負責5G物理層關鍵技術研究和標準推進。興趣方向包括多天線、協作傳輸、信號處理以及系統建模與評估。陳山枝 西安電子科技大學本科、原郵電部郵電科學研究院碩士和北京郵電大學博士畢業。教授級高工，博士生導師，國家杰出青年科學基金獲得者，IEEE Fellow。現任中國信息通信科技集團有限公司（CICT）副總裁，專家委主任，無線移動通信國家重點實驗室主任，負責4G和5G移動通信技術與標準研究及產業化工作。曾獲國家科技進步特等獎、一等獎、二等獎，國家技術發明二等獎，何梁何利基金科學與技術創新獎，光華工程科技獎等。目前研究方向為5G和車聯網技術。 孫韶輝 西安電子科技大學本科、碩士和博士，教授級高工，博士生導師。現任中國信息通信科技集團有限公司（CICT）大唐無線移動創新中心總工程師，長期從事無線移動新技術研究與標準化制定工作，擔任中國IMT-2020(5G)推進組3GPP標準工作組長。曾獲國家科技進步特等獎，國家技術發明二等獎，中國通信學會、中國通信標準化協會等多項獎勵。 蘇昕 博士，教授級高工。1996年至2006年，就讀于西安電子科技大學通信專業，2006年獲博士學位。曾就任于三星電子水原總部網絡事業部系統實驗室以及大唐移動通信設備有限公司系統與標準部，現就職于中國信息通信科技集團有限公司（CICT）大唐無線移動創新中心。長期從事LTE LTE-A、UMB及HSPA等無線移動通信系統的研究和標準化工作。自2013年起，全面參與5G物理層技術研究及原型機設計工作。曾擔任IMT-2020推進組大規模天線技術專題組組長，并承擔及參與了多項國家重大專項及“863”課題工作。 王東明 東南大學信息與工程學院教授、博士生導師。在重慶郵電學院、南京郵電學院、東南大學分別獲學士、碩士以及博士學位。已發表學術論文140余篇，其中SCI收錄50余篇，已申請和授權國內和國際發明專利共30余件。主要研究興趣包括大規模MIMO、分布式天線系統和毫米波無線通信等。獲2014年江蘇省科學技術獎一等獎和2016年國家科技進步特等獎。目前擔任《中國科學：信息科學》編委。 李立華 北京郵電大學本科和博士畢業，教授。2004年至今在北京郵電大學任教，并一直從事寬帶移動通信理論與關鍵技術研究，主要研究方向為4G和5G的物理層關鍵技術，包括大規模MIMO技術、協作傳輸技術等。2008年入選教育部新世紀優秀人才計劃。 高秋彬 清華大學本科和博士畢業，2008年至今在電信科學技術研究院（大唐電信）從事無線移動通信系統研究和標準化工作，負責5G物理層關鍵技術研究和標準推進。興趣方向包括多天線、協作傳輸、信號處理以及系統建模與評估。
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