经典译丛 LTE-A和下一代无线网络 信道建模与传播PDF电子书下载

第一部分 背景知识 2

第1章3GPP LTE-A网络的支撑技术 2

1.1简介 2

1.2 IMT-A的一般特征和需求 3

1.2.1业务 4

1.2.2频谱 4

1.2.3技术性能 4

1.3 LTE-A的需求 7

1.3.1和容量相关的需求 8

1.3.2系统性能 9

1.3.3实施部署 10

1.4 LTE-A的支撑技术 10

1.4.1载波聚合 10

1.4.2先进的MIMO技术 13

1.4.3协作多点发送或接收 15

1.4.4中继 16

1.4.5家用eNodeB的增强 18

1.4.6机器类通信 19

1.4.7自优化网络（SON） 20

1.4.8控制和用户平面延迟的改善 22

1.5小结 23

参考文献 23

第2章 无线信道建模的基本原理 25

2.1传播原理 25

2.1.1自由空间传播和天线增益 25

2.1.2反射和透射 26

2.1.3绕射 27

2.1.4散射 28

2.1.5波导 28

2.1.6多径传播 29

2.2确定性的信道描述 30

2.2.1时变冲激响应 30

2.2.2 MIMO矩阵的方向性描述 31

2.2.3极化 32

2.2.4超宽带信道的描述 33

2.3统计性信道描述 33

2.3.1路损及阴影衰落 34

2.3.2小尺度衰落 34

2.3.3宽平稳非相关散射信道（WSSUS） 36

2.3.4推广的WSSUS 37

2.4信道建模方法 37

2.4.1确定性建模方法 37

2.4.2模型架构 38

2.4.3分簇 39

2.4.4统计性建模 41

2.4.5基于几何的统计模型 43

2.4.6绕射多径分量 44

2.4.7多链路统计信道模型 45

参考文献 45

第二部分 无线信道 50

第3章 室内模型 50

3.1引言 50

3.2室内大尺度衰落 51

3.2.1室内大尺度模型 51

3.2.2室内大尺度特性 53

3.2.3室内传输的重要因素 58

3.3室内小尺度衰落 61

3.3.1基于几何的随机信道模型 61

3.3.2时延域的统计特性 63

3.3.3角度域的统计参数 65

3.3.4室内场景下的交叉极化鉴别度 67

3.3.5室内MIMO信道的3-D建模 68

3.3.6俯仰角分布的影响 69

参考文献 70

第4章 室外信道 73

4.1引言 73

4.2参考信道模型 73

4.3小尺度变化 76

4.3.1一阶统计特性 77

4.3.2二阶统计特性 79

4.4路径损耗和大尺度变化 86

4.5小结 87

致谢 88

参考文献 88

第55章 室外到室内的信道 91

5.1引言 91

5.2模型理论 91

5.3经验传播模型 94

5.3.1路径损耗的衰减指数模型 94

5.3.2包括建筑物穿透平均损耗的路径损耗衰减指数模型 96

5.3.3基于分区的室外到室内模型 96

5.3.4包括建筑物穿透损耗的路径损耗衰减指数模型 96

5.3.5 COST 231建筑物穿透损耗模型 97

5.3.6穿透建筑物的附加路径损耗模型 98

5.3.7扩展COST 231在LOS情况下的建筑物穿透损耗 100

5.3.8 WINNER Ⅱ室外到室内路径损耗模型 100

5.4确定模型 101

5.4.1FDTD 102

5.4.2基于射线的方法 102

5.4.3智能射线投影法（Intelligent Ray Launching Algorithm，IRLA） 103

5.5混合模型 104

5.5.1天线辐射方向图 105

5.5.2校准 105

5.5.3 IRLA案例的学习：INSA 106

5.5.4 IRLA实例学习：兴海 107

致谢 108

参考文献 108

第6章 车载信道 111

6.1引言 111

6.2无线信道测量 111

6.2.1信道探测器 112

6.2.2车载天线 114

6.2.3车载测量方案 114

6.3车载信道特性 116

6.3.1信道的时变性 116

6.3.2车载信道参数的时变性 120

6.3.3经验结果 122

6.4车载通信的信道模型 125

6.4.1信道建模技术 125

6.4.2基于几何的随机信道建模 126

6.4.3低复杂度的GSCM仿真 129

6.5新车载通信技术 131

6.5.1 OFDM物理层（PHY）和接入层 131

6.5.2中继技术 131

6.5.3合作编码和分布式传感 132

6.5.4展望 132

参考文献 132

第7章 多用户MIMO信道 136

7.1引言 136

7.2多用户MIMO测量 136

7.2.1测量概述 136

7.2.2测量技术 137

7.2.3相位噪声 138

7.2.4测量天线 139

7.2.5测量场景 139

7.3多用户信道特征描述 141

7.4多用户信道模型 144

7.4.1分析模型 144

7.4.2常规簇模型 146

7.4.3簇模型的详细实现 149

参考文献 152

第8章 宽带信道 155

8.1大尺度信道特性 155

8.1.1路径损耗：距离依赖性 156

8.1.2路径增益：频率依赖性 157

8.2 UWB信道冲激响应 158

8.2.1 IEEE802.15.4a冲激响应 158

8.2.2自由空间中天线冲激响应的影响 159

8.2.3真实室内信道中天线冲激响应的表示 160

8.2.4新UWB信道模型 161

8.2.5 UWB信道冲激响应：实际应用的简化模型 161

8.2.6 UWB信道冲激响应-结论 162

8.3 UWB信道的频率选择性衰落 162

8.3.1衰落深度 164

8.3.2衰落的概率分布函数 167

8.4多天线技术 172

8.4.1宽带阵列描述 172

8.4.2天线阵列：UWB OFDM系统 173

8.5针对LTE-A的应用 175

参考文献 176

第9章 无线体域网信道 178

9.1背景简介 178

9.2可穿戴天线 179

9.3近人天线分析 181

9.3.1媒介的复介电常数和等效电导率 181

9.3.2人体组织的特性 182

9.3.3生物体组织内的能量损失 184

9.3.4人体对可穿戴天线的Q因子、带宽的影响 184

9.4人体表面典型传播模型的研究 186

9.5植入天线的未来趋势 189

9.6小结 190

参考文献 190

第三部分 仿真与性能 194

第10章 射线跟踪模型 194

10.1简介 194

10.2传播中的主要物理现象 195

10.2.1基本术语和准则 195

10.2.2自由空间传播 196

10.2.3反射和透射（Transmission） 196

10.2.4绕射 196

10.2.5散射 197

10.3植被的影响 198

10.3.1树冠绕射的建模 198

10.3.2树阴影的建模 198

10.3.3树的漫反射模型 199

10.4射线跟踪方法 199

10.4.1环境的建模 200

10.4.2射线轨迹的几何计算 201

10.4.3直接方法或射线发射 201

10.4.4图像法射线跟踪 202

10.4.5加速技术 203

10.4.6混合技术 204

10.4.7电磁波场强的确定和空时输出 204

10.4.8扩展到超宽带信道模型 205

参考文献 206

第11章 有限差分建模 209

11.1简介 209

11.2求解麦克斯韦方程组的模型 209

11.2.1 FDTD 210

11.2.2部分流 211

11.3 FD模型的实际应用 213

11.3.1与射线跟踪模型的比较 213

11.3.2降低复杂度 213

11.3.3校准 214

11.3.4天线方向图的影响 215

11.3.5 3D估计 215

11.4仿真结果 217

11.4.1路径损耗预测 217

11.4.2衰落预测 217

11.5有限差分模型的展望 220

11.5.1扩展到3D模型 220

11.5.2与射线跟踪模型联合使用 220

11.5.3宽带信道建模的应用 223

11.6小结与展望 224

致谢 224

参考文献 224

第12章 无线网络规划的传播模型 226

12.1 RNP地理数据 226

12.1.1术语 226

12.1.2生产技术 227

12.1.3传播模型所需的具体细节 228

12.1.4栅格层多分辨率 229

12.1.5栅格-矢量多分辨率 229

12.2传播模型的分类 230

12.2.1通用站址路损模型 230

12.2.2特定站址路损和信道模型 231

12.3观测模型 231

12.3.1 Lee模型 232

12.3.2 Erceg模型 232

12.4宏蜂窝下的半预测模型 233

12.4.1宏蜂窝下半预测模型通用公式 233

12.4.2 COST231-Walfisch-Ikegami模型 235

12.4.3其他模型 237

12.5城市区域的确定性模型 237

12.5.1城市波导效应 238

12.5.2不同环境间的转换 238

12.5.3建筑物内的穿透效应 238

12.5.4确定性模型的基本原理 238

12.5.5室外到室内技术 242

12.5.6参数校准 243

12.6 RNP传播模型的准确性 243

12.6.1测量活动 243

12.6.2调整过程 244

12.6.3模型准确性 245

12.7覆盖概率 246

参考文献 247

第13章 使用IMT-A信道模型进行系统级仿真 250

13.1简介 250

13.2 IMT-A评估指南 250

13.2.1通用的系统级仿真方法 251

13.2.2系统级性能指标 252

13.2.3测试环境和场景设置 253

13.2.4天线的建模 255

13.3 IMT-A信道模型 256

13.3.1链路的大尺度属性 257

13.3.2小尺度参数的初始化 261

13.3.3系数的产生 261

13.3.4 CIR和CTF的计算有效时间演进 262

13.4信道模型校准 263

13.4.1大尺度校准指标 264

13.4.2小尺度校准指标 265

13.4.3 CIR和CTF校准 266

13.5 LTE-A的链路-系统建模 267

13.5.1系统级仿真与链路级仿真 267

13.5.2 MIMO线性接收机的建模和预编码性能 269

13.5.3有效SINR 271

13.5.4误块率的建模 272

13.6 3 GPP LTE-A系统级仿真器的校准 274

13.6.1下行链路仿真假设 275

13.6.2上行链路仿真假设 275

13.6.3仿真校准结果 275

13.7小结与展望 278

参考文献 279

第14章 新兴通信系统的信道仿真仪 281

14.1引言 281

14.2仿真仪系统 281

14.3随机数的生成 283

14.3.1伪随机噪声生成器 283

14.3.2高斯查找表 283

14.3.3均匀和（Sum of Uniform， SoU）分布 283

14.3.4 Box-Muller 284

14.4衰落生成器 285

14.4.1高斯独立同分布 286

14.4.2改进的Jakes模型 286

14.4.3 Zheng模型 286

14.4.4随机游走模型 288

14.4.5 Rice K因子 288

14.4.6相关性 289

14.5信道卷积 290

14.6仿真仪的发展 291

14.7新型系统收发机应用实例 291

14.7.1 MIMO-OFDM 292

14.7.2单载波系统 293

14.8小结 295

参考文献 295

第15章 MIMO OTA测试 298

15.1概述 298

15.1.1问题描述 299

15.1.2 OTA测试概要 299

15.2信道建模理论 301

15.2.1基于几何建模 301

15.2.2基于相关性建模 302

15.3 DUT的使用和定义 303

15.4 OTA的品质因子 303

15.5多探针天线的MIMO OTA测试法 304

15.5.1多探针天线系统 305

15.5.2信道合成 305

15.5.3场合成 306

15.5.4场合成方法的两个例子 308

15.5.5探针天线的近场效应和范围反射的补偿 310

15.6其他的MIMO OTA测试方法 310

15.6.1混响暗室 310

15.6.2双阶段测试法 315

15.7未来的趋势 316

参考文献 316

第16章 认知无线电网络：传感、接入和安全 320

16.1引言 320

16.2认知无线电 320

16.2.1认知无线电和频谱管理 320

16.2.2认知无线电网络 322

16.2.3认知无线电与OSI 323

16.3认知无线电网络的频谱感知 323

16.3.1虚警和漏检 324

16.3.2频谱感知技术 324

16.3.3频谱感知的类型 325

16.4 CRN中的频谱分配——介质接入控制 326

16.4.1基于信道接入 326

16.4.2基于公共控制信道的使用 326

16.4.3 CR媒体访问接入协议 328

16.5认知无线电网络的安全性 332

16.5.1CRN的安全性：CCC安全框架 334

16.5.2 CRN的安全性：CCC安全架构的步骤 336

16.6 CRN的应用 337

16.6.1商业应用 337

16.6.2军事应用 337

16.6.3公共安全应用 337

16.6.4 CRN和LTE 338

16.7小结 338

致谢 339

参考文献 339

第17章 小型设备中的天线设计 342

17.1天线基础 342

17.1.1方向性、效率和增益 343

17.1.2阻抗和反射系数 344

17.2性能指标及对传播信道的影响 344

17.2.1耦合和S参数 344

17.2.2极化 345

17.2.3平均有效增益 346

17.2.4 MIMO信道的需求 348

17.2.5分支功率比 348

17.2.6相关性 348

17.2.7复用效率 349

17.3移动终端天线设计中的挑战 349

17.4多天线小型化技术 350

17.4.1折叠天线 350

17.4.2铁氧体天线 351

17.4.3中和线 352

17.4.4笔记本电脑天线 352

17.5具备多带宽的多天线 353

17.6多用户和天线效应 354

17.7小型基站天线 355

17.8小结 355

参考文献 355

第18章 体域网中天线的统计特性 357

18.1背景 357

18.2场景 358

18.3概念 359

18.4身体耦合：理论模型 361

18.4.1圆柱体上的基本源 361

18.4.2椭圆柱体上的基本源 365

18.5身体耦合：全波仿真 367

18.5.1身体静止下的辐射方向图统计特性 367

18.5.2身体运动下的辐射方向图的统计性 369

18.6身体耦合：实际试验 371

18.7体域网的相关性分析 374

18.7.1体上通信 374

18.7.2体外通信 375

18.8小结 377

致谢 378

参考文献 378