5G大规模天线增强技术

第 1章　大规模天线技术发展概述　1
1．1　无线通信系统和天线　2
1．2　多天线在移动通信的应用　4
1．2．1　波束赋形　5
1．2．2　空间分集　5
1．2．3　空间复用　5
1．2．4　干扰管理　6
1．3　大规模天线技术理论及发展历程　6
1．3．1　数学基础　6
1．3．2　信道相关系数特征分析　9
1．3．3　发展历程　11
1．4　大规模天线增强技术的主要方向　13
1．4．1　参考信号　14
1．4．2　CSI反馈　14
1．4．3　协作多点传输（Multi TRP）　15
1．4．4　波束管理　16
1．4．5　上行传输　16
1．5　小结　17
第 2章　大规模天线无线信道模型　19
2．1　无线信道概述　20
2．1．1　路径损耗　21
2．1．2　阴影衰落　21
2．1．3　小尺度衰落　22
2．2　无线信道理论　23
2．2．1　信道的表达式　23
2．2．2　瑞利衰落　25
2．2．3　莱斯衰落　27
2．2．4　多普勒频谱　28
2．3　信道模型　29
2．3．1　信道建模方法　29
2．3．2　信道模型介绍　31
2．4　信道建模流程　36
2．4．1　场景设置　37
2．4．2　天线设置　40
2．4．3　LOS概率计算　46
2．4．4　路径损耗计算　48
2．4．5　穿透损耗计算　52
2．4．6　大尺度参数计算　53
2．4．7　小尺度参数计算　56
2．4．8　小尺度计算增强　62
2．4．9　基于地图的混合信道模型　82
2．5　小结　99
第3章　大规模天线系统参考信号设计　101
3．1　CSI-RS　104
3．1．1　CSI-RS图样　105
3．1．2　CSI-RS序列　108
3．1．3　CSI-RS的周期与偏置设计　110
3．1．4　CSI-RS资源配置　110
3．1．5　CSI-RS与其他信号碰撞解决机制设计　111
3．1．6　CSI-RS的速率匹配　112
3．1．7　用于CSI的CSI-RS　112
3．1．8　用于跟踪的CSI-RS　112
3．1．9　用于波束管理的CSI-RS　116
3．1．10　用于移动管理的CSI-RS　116
3．2　DM-RS　117
3．2．1　DM-RS基本设计　117
3．2．2　Rel-16低PAPR DM-RS　135
3．3　SRS　140
3．3．1　LTE中的SRS容量增强技术　141
3．3．2　SRS类型　146
3．3．3　SRS时频码域资源　148
3．3．4　SRS序列　151
3．3．5　SRS信令配置　154
3．3．6　SRS与其他资源的优先级处理　155
3．3．7　SRS天线切换　156
3．3．8　SRS在分量载波之间的切换　158
3．4　PT-RS　161
3．4．1　基于OFDM波形的PT-RS的设计　162
3．4．2　基于DFT-S-OFDM波形的PT-RS的设计　178
3．5　QCL关系　183
3．5．1　参考信号间的QCL关系　186
3．5．2　Rel-15 QCL的信令配置　189
3．6　小结　193
第4章　CSI反馈增强关键技术　195
4．1　5G中CSI测量、反馈的基本原理和关键技术　196
4．1．1　获取CSI的基本方法　196
4．1．2　用于获取CSI的参考信号　198
4．1．3　CSI报告的组成和属性　200
4．1．4　终端处理CSI的要求和能力　204
4．2　Rel-15 Type I码本设计方案　208
4．3　Rel-15 Type II码本设计方案　213
4．4　Rel-16 eType II码本设计方案　218
4．5　性能分析　226
4．6　CSI反馈的未来发展方向　229
4．7　小结　233
第5章　Multi-TRP方案　235
5．1　场景分析　236
5．2　基于单DCI的M-TRP　237
5．2．1　SDM方式　238
5．2．2　FDM-A方式　240
5．2．3　FDM-B方式　243
5．2．4　TDM-A方式　246
5．2．5　TDM-B方式　247
5．2．6　各种方式的对比与切换　250
5．2．7　DM-RS端口指示　251
5．2．8　波束指示与默认波束　252
5．3　基于多DCI的M-TRP　255
5．3．1　PDCCH　255
5．3．2　PDSCH　260
5．3．3　HARQ-ACK　261
5．3．4　乱序（Out-of-order）　270
5．3．5　速率匹配　272
5．4　M-TRP技术演进　274
第6章　波束管理增强方案　279
6．1　高频信道特征、系统结构及部署场景　280
6．1．1　高频信道特性　281
6．1．2　高频段通信系统架构　283
6．1．3　高频部署场景　286
6．1．4　高频组网　289
6．2　波束管理技术　292
6．2．1　波束扫描与测量　294
6．2．2　波束报告　296
6．2．3　波束指示　299
6．2．4　波束维护　302
6．2．5　波束恢复　303
6．3　波束管理后续演进　305
6．3．1　上行默认波束和默认路损确定　305
6．3．2　上下行多面板同时传输　307
6．3．3　MU-MIMO下的感知干扰的波束管理　312
6．3．4　基于人工智能（AI）的波束管理增强　316
6．4　小结　318
第7章　上行传输增强　319
7．1　PUSCH传输　320
7．1．1　基于码本的PUSCH传输　322
7．1．2　非码本的PUSCH传输　326
7．2　上行功率控制　328
7．2．1　波束相关的功率控制　329
7．2．2　CA、DC的功率共享　345
7．2．3　PHR　348
7．3　上行满功率传输增强　351
7．3．1　上行满功率传输增强的约束因素　352
7．3．2　上行满功率传输模式1　354
7．3．3　上行满功率传输模式2　358
7．4　小结　363
第8章　大规模天线的IMT-2020性能评估　365
8．1　IMT-2020的关键性能指标　366
8．2　IMT-2020 eMBB系统频谱效率的评估　369
8．2．1　室内热点场景　370
8．2．2　密集城区场景　371
8．2．3　乡村场景　371
8．3　小结　372
第9章　未来技术演进　373
9．1　非理想互易性CSI获取　374
9．2　基于OAM的复用及涡旋波传输　379
9．2．1　OAM模态与涡旋电磁波　379
9．2．2　OAM模态正交性　381
9．2．3　OAM无线通信发展　383
9．2．4　OAM与MIMO的关系　384
9．2．5　OAM的产生与接收　386
9．2．6　未来OAM的研究方向　387
9．3　智能电磁表面　389
9．3．1　可控无线环境　389
9．3．2　智能表面的理论与设计　392
9．3．3　面临的挑战性问题　395
9．3．4　未来研究方向　396
9．4　无蜂窝大规模MIMO　398
9．4．1　Cell-Free Massive MIMO的原理　399
9．4．2　Cell Free M-MIMO的实现　402
9．4．3　Cell-Free M-MIMO网络的特征　404
9．4．4　Cell-Free M-MIMO的优势　405
9．5　太赫兹极窄波束通信　407
9．5．1　太赫兹通信介绍　407
9．5．2　太赫兹通信中的波束赋形　410
9．5．3　太赫兹通信的窄波束赋形应用前景与展望　412
9．6　小结　415
附录　417
缩略语　427
参考文献　435