5G大規(guī)模天線增強(qiáng)技術(shù)

第 1章　大規(guī)模天線技術(shù)發(fā)展概述　1
1.1　無線通信系統(tǒng)和天線　2
1.2　多天線在移動通信的應(yīng)用　4
1.2.1　波束賦形　5
1.2.2　空間分集　5
1.2.3　空間復(fù)用　5
1.2.4　干擾管理　6
1.3　大規(guī)模天線技術(shù)理論及發(fā)展歷程　6
1.3.1　數(shù)學(xué)基礎(chǔ)　6
1.3.2　信道相關(guān)系數(shù)特征分析　9
1.3.3　發(fā)展歷程　11
1.4　大規(guī)模天線增強(qiáng)技術(shù)的主要方向　13
1.4.1　參考信號　14
1.4.2　CSI反饋　14
1.4.3　協(xié)作多點(diǎn)傳輸（Multi TRP）　15
1.4.4　波束管理　16
1.4.5　上行傳輸　16
1.5　小結(jié)　17
第 2章　大規(guī)模天線無線信道模型　19
2.1　無線信道概述　20
2.1.1　路徑損耗　21
2.1.2　陰影衰落　21
2.1.3　小尺度衰落　22
2.2　無線信道理論　23
2.2.1　信道的表達(dá)式　23
2.2.2　瑞利衰落　25
2.2.3　萊斯衰落　27
2.2.4　多普勒頻譜　28
2.3　信道模型　29
2.3.1　信道建模方法　29
2.3.2　信道模型介紹　31
2.4　信道建模流程　36
2.4.1　場景設(shè)置　37
2.4.2　天線設(shè)置　40
2.4.3　LOS概率計(jì)算　46
2.4.4　路徑損耗計(jì)算　48
2.4.5　穿透損耗計(jì)算　52
2.4.6　大尺度參數(shù)計(jì)算　53
2.4.7　小尺度參數(shù)計(jì)算　56
2.4.8　小尺度計(jì)算增強(qiáng)　62
2.4.9　基于地圖的混合信道模型　82
2.5　小結(jié)　99
第3章　大規(guī)模天線系統(tǒng)參考信號設(shè)計(jì)　101
3.1　CSI-RS　104
3.1.1　CSI-RS圖樣　105
3.1.2　CSI-RS序列　108
3.1.3　CSI-RS的周期與偏置設(shè)計(jì)　110
3.1.4　CSI-RS資源配置　110
3.1.5　CSI-RS與其他信號碰撞解決機(jī)制設(shè)計(jì)　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　用于跟蹤的CSI-RS　112
3.1.9　用于波束管理的CSI-RS　116
3.1.10　用于移動管理的CSI-RS　116
3.2　DM-RS　117
3.2.1　DM-RS基本設(shè)計(jì)　117
3.2.2　Rel-16低PAPR DM-RS　135
3.3　SRS　140
3.3.1　LTE中的SRS容量增強(qiáng)技術(shù)　141
3.3.2　SRS類型　146
3.3.3　SRS時頻碼域資源　148
3.3.4　SRS序列　151
3.3.5　SRS信令配置　154
3.3.6　SRS與其他資源的優(yōu)先級處理　155
3.3.7　SRS天線切換　156
3.3.8　SRS在分量載波之間的切換　158
3.4　PT-RS　161
3.4.1　基于OFDM波形的PT-RS的設(shè)計(jì)　162
3.4.2　基于DFT-S-OFDM波形的PT-RS的設(shè)計(jì)　178
3.5　QCL關(guān)系　183
3.5.1　參考信號間的QCL關(guān)系　186
3.5.2　Rel-15 QCL的信令配置　189
3.6　小結(jié)　193
第4章　CSI反饋增強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)　195
4.1　5G中CSI測量、反饋的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)　196
4.1.1　獲取CSI的基本方法　196
4.1.2　用于獲取CSI的參考信號　198
4.1.3　CSI報告的組成和屬性　200
4.1.4　終端處理CSI的要求和能力　204
4.2　Rel-15 Type I碼本設(shè)計(jì)方案　208
4.3　Rel-15 Type II碼本設(shè)計(jì)方案　213
4.4　Rel-16 eType II碼本設(shè)計(jì)方案　218
4.5　性能分析　226
4.6　CSI反饋的未來發(fā)展方向　229
4.7　小結(jié)　233
第5章　Multi-TRP方案　235
5.1　場景分析　236
5.2　基于單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　各種方式的對比與切換　250
5.2.7　DM-RS端口指示　251
5.2.8　波束指示與默認(rèn)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　亂序（Out-of-order）　270
5.3.5　速率匹配　272
5.4　M-TRP技術(shù)演進(jìn)　274
第6章　波束管理增強(qiáng)方案　279
6.1　高頻信道特征、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及部署場景　280
6.1.1　高頻信道特性　281
6.1.2　高頻段通信系統(tǒng)架構(gòu)　283
6.1.3　高頻部署場景　286
6.1.4　高頻組網(wǎng)　289
6.2　波束管理技術(shù)　292
6.2.1　波束掃描與測量　294
6.2.2　波束報告　296
6.2.3　波束指示　299
6.2.4　波束維護(hù)　302
6.2.5　波束恢復(fù)　303
6.3　波束管理后續(xù)演進(jìn)　305
6.3.1　上行默認(rèn)波束和默認(rèn)路損確定　305
6.3.2　上下行多面板同時傳輸　307
6.3.3　MU-MIMO下的感知干擾的波束管理　312
6.3.4　基于人工智能（AI）的波束管理增強(qiáng)　316
6.4　小結(jié)　318
第7章　上行傳輸增強(qiáng)　319
7.1　PUSCH傳輸　320
7.1.1　基于碼本的PUSCH傳輸　322
7.1.2　非碼本的PUSCH傳輸　326
7.2　上行功率控制　328
7.2.1　波束相關(guān)的功率控制　329
7.2.2　CA、DC的功率共享　345
7.2.3　PHR　348
7.3　上行滿功率傳輸增強(qiáng)　351
7.3.1　上行滿功率傳輸增強(qiáng)的約束因素　352
7.3.2　上行滿功率傳輸模式1　354
7.3.3　上行滿功率傳輸模式2　358
7.4　小結(jié)　363
第8章　大規(guī)模天線的IMT-2020性能評估　365
8.1　IMT-2020的關(guān)鍵性能指標(biāo)　366
8.2　IMT-2020 eMBB系統(tǒng)頻譜效率的評估　369
8.2.1　室內(nèi)熱點(diǎn)場景　370
8.2.2　密集城區(qū)場景　371
8.2.3　鄉(xiāng)村場景　371
8.3　小結(jié)　372
第9章　未來技術(shù)演進(jìn)　373
9.1　非理想互易性CSI獲取　374
9.2　基于OAM的復(fù)用及渦旋波傳輸　379
9.2.1　OAM模態(tài)與渦旋電磁波　379
9.2.2　OAM模態(tài)正交性　381
9.2.3　OAM無線通信發(fā)展　383
9.2.4　OAM與MIMO的關(guān)系　384
9.2.5　OAM的產(chǎn)生與接收　386
9.2.6　未來OAM的研究方向　387
9.3　智能電磁表面　389
9.3.1　可控?zé)o線環(huán)境　389
9.3.2　智能表面的理論與設(shè)計(jì)　392
9.3.3　面臨的挑戰(zhàn)性問題　395
9.3.4　未來研究方向　396
9.4　無蜂窩大規(guī)模MIMO　398
9.4.1　Cell-Free Massive MIMO的原理　399
9.4.2　Cell Free M-MIMO的實(shí)現(xiàn)　402
9.4.3　Cell-Free M-MIMO網(wǎng)絡(luò)的特征　404
9.4.4　Cell-Free M-MIMO的優(yōu)勢　405
9.5　太赫茲極窄波束通信　407
9.5.1　太赫茲通信介紹　407
9.5.2　太赫茲通信中的波束賦形　410
9.5.3　太赫茲通信的窄波束賦形應(yīng)用前景與展望　412
9.6　小結(jié)　415
附錄　417
縮略語　427
參考文獻(xiàn)　435