国之重器出版工程 大规模天线波束赋形技术原理与设计
作者：陈山枝，孙韶辉，苏昕，王东明，李立华，高秋彬等著
出版时间：2019年版
内容简介
本书将重点介绍面向5G的大规模天线波束赋形技术，结合近年来国内外学术界和工业界的*新研究成果，对大规模天线的基本原理、三维和高频段信道建模方法、波束赋形传输方案、系统设计、标准化制定以及试验平台开发与验证等关键技术原理和系统设计进行全面介绍和详细分析，为读者呈现出5G多天线技术发展的美好前景。
目录
第 1章 多天线及波束赋形技术发展概述 001
1．1 绪论 002
1．2 多天线及波束赋形理论基础 005
1．3 多天线传输技术分类 010
1．3．1 闭环空间复用 011
1．3．2 开环空间复用 017
1．3．3 波束赋形 018
1．3．4 发射分集 022
1．3．5 多天线传输方案的选择 025
1．4 多天线及波束赋形技术的应用与发展趋势 028
1．5 天线阵列结构对MIMO技术发展的影响 030
1．6 大规模天线技术的研究方向 033
1．7 大规模天线技术的应用场景 038
1．8 多天线技术的标准化状况 038
1．9 小结 040
第 2章 大规模天线理论 041
2．1 Massive MIMO技术基本原理 042
2．2 Massive MIMO的基本理论 044
2．2．1 理想信道下Massive MIMO的容量 044
2．2．2 基于导频污染的Massive MIMO上行链路容量分析 046
2．2．3 基于导频污染的Massive MIMO下行链路容量分析 048
2．2．4 Massive MIMO的容量仿真 050
2．3 Massive MIMO系统容量的最新研究进展 053
2．3．1 莱斯衰落信道下Massive MIMO的容量 053
2．3．2 时变信道下Massive MIMO容量分析 061
2．3．3 非理想互易性对Massive MIMO容量的影响 067
2．3．4 Massive MIMO的系统性能分析 073
2．4 小结 081
第3章 大规模天线无线信道建模 083
3．1 概述 084
3．2 部署场景 085
3．3 场景建模 088
3．3．1 3D信道场景 088
3．3．2 UMa场景和UMi场景 089
3．3．3 Indoor Office场景 090
3．4 坐标系模型 090
3．4．1 坐标系的定义 091
3．4．2 坐标系间的转换 091
3．4．3 简化坐标系转换 096
3．5 天线模型 096
3．5．1 双极化天线模型 098
3．5．2 UE方向及天线模型 099
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
