带你读《5G大规模天线增强技术》——内容提要

简介: 带你读《5G大规模天线增强技术》——内容提要

内容提要


本书以 5G Rel-16 协议为基础,对多天线技术的发展历程进行了回顾,详细地介绍了大规模多天线增强技术在 5G Rel-16 中的标准化方案,重点包括码本增强技术、波束管理增强技术、多 TRP 传输增强技术等,细致地分析了各个方案的提出背景、设计思路、仿真结果及标准制定过程背后的技术博弈,并对多天线技术的未来发展趋势进行了预测。

本书适合从事无线通信工作的科技人员、工科大学教师和研究生阅读、学习,也适合作为工程技术及科研教学人员的参考书。




多天线阵列很早就被用于军事领域的雷达和水下声呐系统,以增加接收灵敏度、及时发现对方目标。在民用通信方面,基于天线阵列的波束赋形既可以加强有用信号的接收功率,还能够有效减少用户间的干扰,提升系统频谱效率。多天线技术涉及信号处理理论,是极富应用前景的研究方向,成为近 20 年来学术界关注的焦点之一,也是国际移动通信标准化组织中的“常青树”。20 世纪 90 年代,贝尔实验室提出多输入多输出(Multiple-Input MultipleOutput,MIMO)天线技术,即通过充分利用无线信道的富散射特征,实现空间维度上的复用传输。2010 年提出了大规模 MIMO(Massive MIMO)的概念,从理论上证明了只要能解决导频污染问题,系统容量就会随着天线数的增多而线性增加。这极大地激发了多天线技术在 5G 上的推广应用,使得大规模天线成为满足 IMT-2020 系统容量性能指标的重要技术之一。5G 频段扩展到毫米波,传输条件变差,路损问题严重,而大规模天线下的波束赋形技术恰恰可以改善高频段下的小区覆盖。从 Rel-8 到 Rel-16,3GPP 国际标准化组织的每一个版本的协议都对 MIMO 进行了功能增强或者新功能引入,对物理层接口的许多重要方面,如参考信号设计、信道状态信息反馈、移动性管理等都有较大影响,因此参与标准研究和推进的公司众多,会议分配的时间和人数也在各项标准化技术当中名列前茅。


中国在多天线领域的突破始于 3G TD-SCDMA,时分双工信道的互易性为 MIMO 的研发提供了便利,让中国在较短的时间内走完 MIMO 从理论到实践,从技术标准到产业成熟的道路。得益于国内在 MIMO 方面的高水平基础性研究,中国厂商和运营商在多天线技术的标准化上做出了很大的贡献。尤其在 5G 大规模天线方面,国内有众多单位积极参与。  


3GPP 的 Rel-16 协议制定已于 2020 年 6 月完成,其中的大规模天线技术也在历经了Rel-15 的基本功能制定和 Rel-16 的功能增强之后,从标准活跃期走向标准稳定期。所以本书的出版是十分及时的。本书对多天线技术标准化的诸多方面,例如,信道模型、参考信号、信道状态信息反馈、多点传输/接收、波束管理、功率控制、系统性能等,做了十分详细的阐述,对相关的标准协议进行了深入浅出的解读。本书主要面向的对象是标准研究和产品开发人员,同时也可以作为教学人员和研究人员的参考书。


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