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內(nèi)容簡介

　　本書將重點介紹面向5G的大規(guī)模天線波束賦形技術(shù)，結(jié)合近年來國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的*新研究成果，對大規(guī)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(tǒng)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化制定以及試驗平臺開發(fā)與驗證等關(guān)鍵技術(shù)原理和系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行全面介紹和詳細(xì)分析，為讀者呈現(xiàn)出5G多天線技術(shù)發(fā)展的美好前景。

作者簡介

　　陳山枝西安電子科技大學(xué)本科、郵電部郵電科學(xué)研究院碩士和北京郵電大學(xué)博士畢業(yè)。教授級高工，博士生導(dǎo)師，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者?，F(xiàn)任中國信息通信科技集團(tuán)有限公司（CICT）副總裁，無線移動通信國家重點實驗室主任，負(fù)責(zé)4G和5G移動通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究及產(chǎn)業(yè)化工作。曾獲國家科技進(jìn)步特等獎、一等獎、二等獎，國家技術(shù)發(fā)明二等獎，何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎，光華工程科技獎等。目前研究方向為5G和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。孫韶輝西安電子科技大學(xué)本科、碩士和博士，教授級高工，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任中國信息通信科技集團(tuán)有限公司（CICT）大唐無線移動創(chuàng)新中心總工程師，長期從事無線移動新技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)化制定工作，擔(dān)任中國IMT-2020（5G）推進(jìn)組3GPP標(biāo)準(zhǔn)工作組長。曾獲國家科技進(jìn)步特等獎，國家技術(shù)發(fā)明二等，中國通信學(xué)會、中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)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(xué)通信專業(yè)，2006年獲博士學(xué)位。曾就任于三星電子水原總部網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部系統(tǒng)實驗室以及大唐移動通信設(shè)備有限公司系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)部，現(xiàn)就職于中國信息通信科技集團(tuán)有限公司（CICT）大唐無線移動創(chuàng)新中心。長期從事LTE/LTE-A、UMB及HSPA等無線移動通信系統(tǒng)的研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。自2013年起，全面參與5G物理層技術(shù)研究及原型機設(shè)計工作。曾擔(dān)任IMT-2020推進(jìn)組大規(guī)模天線技術(shù)專題組組長，并承擔(dān)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(xué)信息與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。在重慶郵電學(xué)院、南京郵電學(xué)院、東南大學(xué)分別獲學(xué)士、碩士以及博士學(xué)位。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文140余篇，其中SCI收錄50余篇，已申請和授權(quán)國內(nèi)和國際發(fā)明專利共30余件。主要研究興趣包括大規(guī)模MIMO、分布式天線系統(tǒng)和毫米波無線通信等。獲2014年江蘇省科學(xué)技術(shù)獎一等獎和2016年國家科技進(jìn)步特等獎。目前擔(dān)任《中國科學(xué)：信息科學(xué)》編委。李立華北京郵電大學(xué)本科和博士畢業(yè)，教授。2004年至今在北京郵電大學(xué)任教，并一直從事寬帶移動通信理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，主要研究方向為4G和5G的物理層關(guān)鍵技術(shù)，包括大規(guī)模MIMO技術(shù)、協(xié)作傳輸技術(shù)等。2008年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計劃。高秋彬清華大學(xué)本科和博士畢業(yè)，2008年至今在電信科學(xué)技術(shù)研究院（大唐電信）從事無線移動通信系統(tǒng)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作，負(fù)責(zé)5G物理層關(guān)鍵技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)。興趣方向包括多天線、協(xié)作傳輸、信號處理以及系統(tǒng)建模與評估。

圖書目錄

第　1章多天線及波束賦形技術(shù)發(fā)展概述　001
1．1　緒論　002
1．2　多天線及波束賦形理論基礎(chǔ)　005
1．3　多天線傳輸技術(shù)分類　010
1．3．1　閉環(huán)空間復(fù)用　011
1．3．2　開環(huán)空間復(fù)用　017
1．3．3　波束賦形　018
1．3．4　發(fā)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(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢　028
1．5　天線陣列結(jié)構(gòu)對MIMO技術(shù)發(fā)展的影響　030
1．6　大規(guī)模天線技術(shù)的研究方向　033
1．7　大規(guī)模天線技術(shù)的應(yīng)用場景　038
1．8　多天線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化狀況　038
1．9　小結(jié)　040
第　2章大規(guī)模天線理論　041
2．1　Massive MIMO技術(shù)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(dǎo)頻污染的Massive MIMO上行鏈路容量分析　046
2．2．3　基于導(dǎo)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(tǒng)容量的最新研究進(jìn)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(tǒng)性能分析　073
2．4　小結(jié)　081
第3章　大規(guī)模天線無線信道建?！?83
3．1　概述　084
3．2　部署場景　085
3．3　場景建?！?88
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(biāo)系模型　090
3．4．1　坐標(biāo)系的定義　091
3．4．2　坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換　091
3．4．3　簡化坐標(biāo)系轉(zhuǎn)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?！?00
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(shù)模型　110
3．7．2　多徑分量統(tǒng)計互相關(guān)矩陣的定義　112
3．7．3　ZSD/ZSA隨機分布參數(shù)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(jié)　126
第4章　大規(guī)模天線波束賦形關(guān)鍵技術(shù)　135
4．1　大規(guī)模天線信道估計　136
4．1．1　系統(tǒng)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(shù)　150
4．2．1　線性檢測技術(shù)　151
4．2．2　非線性檢測技術(shù)　153
4．3　預(yù)編碼技術(shù)　155
4．3．1　線性預(yù)編碼技術(shù)　156
4．3．2　非線性預(yù)編碼技術(shù)　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(yù)感知式反饋方式　174
4．5　大規(guī)模天線的校準(zhǔn)　176
4．6　大規(guī)模天線波束協(xié)作技術(shù)　181
4．6．1　多小區(qū)協(xié)作傳輸方案　183
4．6．2　多小區(qū)協(xié)作傳輸技術(shù)分析　186
4．6．3　大規(guī)模多天線波束協(xié)作技術(shù)　189
4．7　小結(jié)　195
第5章　5G多天線傳輸標(biāo)準(zhǔn)　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(shè)計　211
5．3．1　解調(diào)參考信號（DM-RS）設(shè)計　212
5．3．2　信道狀態(tài)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(tài)信息反饋　235
5．4．1　框架設(shè)計　235
5．4．2　大規(guī)模波束賦形碼本設(shè)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(fù)過程　268
5．6　上行多天線技術(shù)　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MIMO　283
5．7　準(zhǔn)共址（QCL）　284
5．7．1　QCL定義　284
5．7．2　參考信號間的QCL關(guān)系　287
5．8　物理信道設(shè)計　289
5．8．1　下行同步信道設(shè)計　289
5．8．2　上行初始接入　296
5．8．3　控制信道設(shè)計　301
5．8．4　業(yè)務(wù)信道設(shè)計　304
5．9　5G增強技術(shù)　305
5．10　小結(jié)　307
第6章　大規(guī)模天線波束賦形實現(xiàn)方案與驗證　309
6．1　大規(guī)模有源天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　310
6．2　大規(guī)模天線陣列結(jié)構(gòu)　311
6．2．1　MIMO天線單元　311
6．2．2　大規(guī)模天線去耦技術(shù)　314
6．2．3　大規(guī)模天線賦形技術(shù)　315
6．2．4　大規(guī)模天線波束賦形的實現(xiàn)案例　320
6．3　大規(guī)模天線波束賦形原型機　327
6．3．1　大規(guī)模有源天線射頻前端設(shè)計　327
6．3．2　大規(guī)模天線數(shù)字基帶處理設(shè)計　331
6．4　大規(guī)模天線測試驗證　332
6．4．1　大規(guī)模天線OTA測試需求　333
6．4．2　近場和遠(yuǎn)場測量　334
6．4．3　OTA測試流程　335
6．4．4　大規(guī)模天線波束賦形性能測試　337
6．5　小結(jié)　343
參考文獻(xiàn)　345
縮略語　353