国之重器出版工程 大规模天线波束赋形技术原理与设计PDF电子书下载

第1章 多天线及波束赋形技术发展概述 1

1.1绪论 2

1.2多天线及波束赋形理论基础 5

1.3多天线传输技术分类 10

1.3.1闭环空间复用 11

1.3.2开环空间复用 17

1.3.3波束赋形 18

1.3.4发射分集 22

1.3.5多天线传输方案的选择 25

1.4多天线及波束赋形技术的应用与发展趋势 28

1.5天线阵列结构对MIMO技术发展的影响 30

1.6大规模天线技术的研究方向 33

1.7大规模天线技术的应用场景 38

1.8多天线技术的标准化状况 38

1.9小结 40

第2章 大规模天线理论 41

2.1 Massive MIMO技术基本原理 42

2.2 Massive MIMO的基本理论 44

2.2.1理想信道下Massive MIMO的容量 44

2.2.2基于导频污染的Massive MIMO上行链路容量分析 46

2.2.3基于导频污染的Massive MIMO下行链路容量分析 48

2.2.4 Massive MIMO的容量仿真 50

2.3 Massive MIMO系统容量的最新研究进展 53

2.3.1莱斯衰落信道下Massive MIMO的容量 53

2.3.2时变信道下Massive MIMO容量分析 61

2.3.3非理想互易性对Massive MIMO容量的影响 67

2.3.4 Massive MIMO的系统性能分析 73

2.4小结 81

第3章 大规模天线无线信道建模 83

3.1概述 84

3.2部署场景 85

3.3场景建模 88

3.3.1 3D信道场景 88

3.3.2 UMa场景和UMi场景 89

3.3.3 Indoor Office场景 90

3.4坐标系模型 90

3.4.1坐标系的定义 91

3.4.2坐标系间的转换 91

3.4.3简化坐标系转换 96

3.5天线模型 96

3.5.1双极化天线模型 98

3.5.2 UE方向及天线模型 99

3.6大尺度信道建模 100

3.6.1 3D距离的定义 100

3.6.2 LOS概率的定义 101

3.6.3路径损耗计算模型 104

3.6.4穿透损耗计算模型 108

3.7小尺度信道建模 109

3.7.1垂直角度参数模型 110

3.7.2多径分量统计互相关矩阵的定义 112

3.7.3 ZSD/ZSA随机分布参数的定义 114

3.7.4 ZOD/ZOA的生成方法 114

3.8信道建模流程 116

3.9小结 126

第4章 大规模天线波束赋形关键技术 135

4.1大规模天线信道估计 136

4.1.1系统分析模型 136

4.1.2最小二乘（LS）信道估计算法 137

4.1.3最小均方误差（MMSE）信道估计算法 139

4.1.4特征值分解信道估计算法 140

4.1.5基于压缩感知的信道估计 142

4.2检测技术 150

4.2.1线性检测技术 151

4.2.2非线性检测技术 153

4.3预编码技术 155

4.3.1线性预编码技术 156

4.3.2非线性预编码技术 161

4.4 CSI获取及反馈 166

4.4.1基于码本的隐式反馈方案 167

4.4.2基于信道互易性的反馈方式 170

4.4.3基于压缩感知的反馈方式 172

4.4.4预感知式反馈方式 174

4.5大规模天线的校准 176

4.6大规模天线波束协作技术 181

4.6.1多小区协作传输方案 183

4.6.2多小区协作传输技术分析 186

4.6.3大规模多天线波束协作技术 189

4.7小结 195

第5章 5G多天线传输标准 197

5.1概述 198

5.2多天线传输方案 203

5.2.1下行传输方案 203

5.2.2上行传输方案 211

5.3参考信号设计 211

5.3.1解调参考信号（DM-RS）设计 212

5.3.2信道状态信息参考信号（CSI-RS） 216

5.3.3相位跟踪参考信号（PT-RS） 221

5.3.4上行探测参考信号（SRS） 226

5.4信道状态信息反馈 235

5.4.1框架设计 235

5.4.2大规模波束赋形码本设计 238

5.4.3信道测量机制 251

5.4.4信道信息反馈机制 252

5.4.5信道互易性 257

5.5模拟波束管理 259

5.5.1波束管理过程 260

5.5.2波束测量和上报 262

5.5.3波束指示 266

5.5.4波束恢复过程 268

5.6上行多天线技术 274

5.6.1基于码本的传输方案 274

5.6.2非码本的传输方案 281

5.6.3上行多用户MIMO 283

5.7准共址（QCL） 284

5.7.1 QCL定义 284

5.7.2参考信号间的QCL关系 287

5.8物理信道设计 289

5.8.1下行同步信道设计 289

5.8.2上行初始接入 296

5.8.3控制信道设计 301

5.8.4业务信道设计 304

5.9 5G增强技术 305

5.10小结 307

第6章 大规模天线波束赋形实现方案与验证 309

6.1大规模有源天线系统结构 310

6.2大规模天线阵列结构 311

6.2.1 MIMO天线单元 311

6.2.2大规模天线去耦技术 314

6.2.3大规模天线赋形技术 315

6.2.4大规模天线波束赋形的实现案例 320

6.3大规模天线波束赋形原型机 327

6.3.1大规模有源天线射频前端设计 327

6.3.2大规模天线数字基带处理设计 331

6.4大规模天线测试验证 332

6.4.1大规模天线OTA测试需求 333

6.4.2近场和远场测量 334

6.4.3 OTA测试流程 335

6.4.4大规模天线波束赋形性能测试 337

6.5小结 343

参考文献 345

缩略语 353