5G大规模天线技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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苏昕，曾捷，粟欣，韩斌，刘继民 ... 著

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• 5G
• 大规模天线
• MIMO
• 无线通信
• 天线技术
• 信号处理
• 通信工程
• 移动通信
• 毫米波
• 波束赋形

店铺： 蓝墨水图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115462992

商品编码：16411378955

开本：大32开

出版时间：2017-08-01

页数：1

字数：1

内容简介

《5G大规模天线技术》多天线技术已经在无线接入系统中得到了广泛的标准化与商业应用。面对未来移动通信系统的迅猛发展和更为严苛的性能需求，多天线技术的理论研究和标准化推进仍然在向着更高的目标发展。针对多天线技术的zui新发展动向，本书对下一代移动通信系统中zui为关键的物理层支撑技术之一——大规模天线技术进行了较为全面的介绍与分析。《5G大规模天线技术》对大规模天线技术的发展背景、技术原理等进行了概括，对其基础理论进行了分析。在此基础上，对大规模天线系统的信道与应用场景建模、传输、接收、参考信号、阵列结构以及组网等关键技术问题进行了探讨。
《5G大规模天线技术》适合从事移动通信领域的科研人员、技术人员以及高等院校相关专业的研究生与教师使用，也可以作为相关专业研究生的教学参考书。

作者推荐

本书的作者包含了学术和产业界相关领域中进行学术研究、技术标准化和开发的资-深人员，兼具理论深度与广度以及前瞻性的技术视角，无论对理论研究、方案设计还是技术开发都有很好的参考和借鉴意义。

图书目录

部分 多天线技术概论2
1.多天线技术发展背景2
2.多天线技术发展现状4
3.多天线技术发展趋势5
第二部分 大规模天线技术理论9
4．大规模天线系统基本原理9
4.1. 多天线技术理论基础9
4.2. 大规模MIMO的信息理论17
4.3. 现实中的限制因素22
5. 大规模天线系统的频谱效率24
5.1. 单小区大规模天线系统的频谱效率24
5.2. 多小区大规模天线系统的频谱效率30
6. 大规模天线系统的能量效率33
6.1. 单小区MU-MIMO系统的能量效率35
6.2. 多小区MU-MIMO系统的能量效率37
6.3. 大规模MIMO系统中频谱效率与能量效率的关系38
参考文献39
第三部分 大规模天线关键技术（90页）41
7. 大规模天线信道建模41
7.1. 3D场景模型41
7.2. 大尺度信道建模42
7.3. 小尺度信道建模44
参考文献44
8. 大规模天线传输方案设计45
8.1. 恒包络预编码45
8.2. 低复杂度预编码算法47
参考文献53
9. 大规模天线接收方案设计55
9.1. 基于SCBiCG和Lanczos的软输出MMSE检测56
9.2. 基于GS的软输出MMSE检测60
9.3不同衰落信道中ZF接收机性能分析61
参考文献66
10. 大规模天线参考信号设计68
10.1. LTE系统参考信号结构68
10.2. 5G系统参考信号71
参考文献74
11. 大规模天线阵列结构与波束赋形方案75
11.1. 数字波束赋形75
11.2. 模拟波束赋形76
11.3. 混合波束赋形77
参考文献77
第四部分 大规模天线系统的应用场景与组网方案77
12. 大规模天线系统的应用场景77
12.1. 6GHz以下频段部署78
12.2. 6GHz以上频段部署83
12.3. 5G大规模天线毫米波通信的优势85
12.4. 大规模天线毫米波通信典型应用场景86
参考文献88
13. 大规模天线系统的组网方案90
13.1. 集中式大规模天线的组网方案90
13.2.分布式式大规模天线的组网方案94
参考文献95

《无线通信的基石：电磁波与信号传播的奥秘》 内容简介 本书深入探讨了无线通信的核心——电磁波的产生、传播及其与环境的相互作用。它为理解从早期无线电到现代高速数据传输的一切提供了理论基础，是任何对无线技术感兴趣的读者的必备读物。 第一章：电磁波的诞生与本质 电磁波是无线通信的载体，它们并非凭空产生，而是源于电荷的运动。本章将从电荷的基本概念入手，详细阐述静电场和静磁场的形成。在此基础上，我们将引出变化的电场会产生磁场，而变化的磁场又会产生电场，这种相互激发、永不停歇的过程便是电磁波的产生机制。 1.1 电荷与场的概念： 1.1.1 基本电荷与电荷守恒： 介绍质子和电子作为基本电荷载体，以及电荷在孤立系统中总量保持不变的原则。 1.1.2 静电场： 阐述点电荷、线电荷、面电荷和体电荷形成的电场，以及电场线的概念，用以形象化描述电场力的方向和强度。库仑定律的引入，量化了电荷之间的作用力。 1.1.3 功与电势： 探讨电场力做功与电势能、电势的关系，理解电势差在驱动电荷移动中的作用。 1.1.4 磁荷的虚构与安培定律： 尽管自然界不存在独立的磁荷，但安培定律揭示了电流（运动的电荷）能够产生磁场，这是理解电磁波产生的重要一步。 1.1.5 磁场与磁感应强度： 介绍磁感应强度作为描述磁场强弱和方向的物理量，以及洛伦兹力的概念，揭示了磁场对运动电荷的作用。 1.2 法拉第电磁感应定律与麦克斯韦方程组的雏形： 1.2.1 磁通量与感应电动势： 讲解磁通量的概念，以及穿过闭合回路的磁通量变化引起感应电动势的法拉第定律。这是电场和磁场相互转化的一个关键环节。 1.2.2 位移电流： 麦克斯韦的伟大贡献之一是引入了位移电流的概念，弥补了安培定律在非稳恒电场中的不足，它表明变化的电场也能产生磁场，就像电流一样。 1.2.3 麦克斯韦方程组的形成： 将高斯定律、法拉第定律、安培-麦克斯韦定律整合成一套完整的描述电磁场行为的方程组。这组方程预言了电磁波的存在。 1.3 电磁波的产生与传播： 1.3.1 振荡电荷产生电磁波： 详细阐述一个振荡的电荷如何产生周期性变化的电场和磁场，这些变化的场相互激发，并以光速向外传播。 1.3.2 电磁波的横波特性： 证明电磁波的电场和磁场都垂直于传播方向，因此是横波。 1.3.3 电磁波的速度： 从麦克斯韦方程组推导出电磁波在真空中的传播速度与真空介电常数和磁导率的关系，并与光速联系起来。 1.3.4 电磁波的频谱： 介绍电磁波按频率（或波长）划分的广阔频谱，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线，以及它们在通信、照明、医疗等领域的不同应用。 第二章：电磁波的传播路径与环境影响 电磁波并非在真空中一路畅通无阻，它们的传播会受到多种因素的影响，包括传播介质、地形、建筑物以及大气层等。理解这些传播机制对于设计高效、可靠的无线通信系统至关重要。 2.1 传播方式： 2.1.1 地面波： 描述电磁波沿着地球表面传播的特性，尤其适用于长波和中波，但受限于地球曲率和地形障碍。 2.1.2 天波： 介绍电磁波通过电离层反射而实现的远距离传播，这是短波通信的基础，但受电离层活动影响较大。 2.1.3 空间波（视线传播）： 强调电磁波沿着直线传播的特性，这是微波和超高频通信（如手机信号、Wi-Fi）的主要传播方式，传输距离受限于视线。 2.2 传播损耗： 2.2.1 自由空间损耗： 由于能量在空间中扩散，距离增加会导致信号强度衰减，这是最基本的损耗。 2.2.2 衰落： 信号强度随时间和空间发生快速、随机变化的现象。 2.2.2.1 瑞利衰落： 由多径传播引起，到达接收机的信号是经过不同路径传播的同一信号的叠加，相位不同导致叠加结果的不确定性。 2.2.2.2 莱斯衰落： 当存在一条或几条显著的直射路径时，与瑞利衰落的区别。 2.2.2.3 阴影衰落： 由于建筑物、山丘等大型障碍物遮挡，信号强度大幅下降。 2.2.2.4 城市峡谷效应： 高楼大厦形成狭窄的街道，信号在建筑之间反射和绕射，导致信号路径复杂且衰落严重。 2.2.3 吸收： 电磁波在传播过程中被介质吸收而损失能量，例如雨、雪、雾以及某些气体对微波和毫米波的吸收。 2.2.4 反射、折射与衍射： 2.2.4.1 反射： 电磁波遇到介质界面发生反射，如同光线遇到镜子。 2.2.4.2 折射： 电磁波在不同介质中传播时，由于速度变化而发生方向改变，如同光线穿过水面。 2.2.4.3 衍射： 电磁波绕过障碍物边缘而传播的现象，使得空间波通信有时也能克服视线遮挡，但损耗较大。 2.3 大气层对电磁波传播的影响： 2.3.1 电离层： 介绍电离层由太阳紫外线电离形成的区域，对不同频率的无线电波具有不同的反射和吸收特性，是中短波传播的关键。 2.3.2 对流层： 描述对流层中的气象因素（如湿度、温度梯度）对微波和毫米波传播的影响，如波导效应和对流层散射。 2.3.3 雨衰、雪衰、雾衰： 详细分析降水和雾对高频段无线信号的衰减作用，其严重程度与频率、降水量和水滴大小相关。 第三章：信号的编码、调制与解调 要实现有效的无线通信，必须将信息转换成电磁波信号，并在接收端将其还原。本章将深入介绍信息在发送端如何被编码和调制，以及在接收端如何进行解调和解码。 3.1 信息源编码： 3.1.1 模拟信号的离散化： 讲解采样定理，以及如何将连续的模拟信号转换为离散的数字序列。 3.1.2 量化： 介绍将采样后的离散值映射到有限个数值的过程，以及量化误差的影响。 3.1.3 编码： 3.1.3.1 信源编码： 讨论如何去除信息中的冗余，压缩数据，提高传输效率。例如，霍夫曼编码、算术编码等。 3.1.3.2 信道编码： 介绍如何引入冗余信息，以检测和纠正传输过程中出现的错误。例如，汉明码、卷积码、Turbo码、LDPC码等。 3.2 调制技术： 3.2.1 为什么要调制： 解释将基带信号（原始信息信号）搬移到高频载波上的必要性，包括匹配天线尺寸、实现多路复用、减少干扰等。 3.2.2 模拟调制： 3.2.2.1 调幅（AM）： 改变载波的幅度来携带信息。 3.2.2.2 调频（FM）： 改变载波的频率来携带信息。 3.2.2.3 调相（PM）： 改变载波的相位来携带信息。 3.2.3 数字调制： 3.2.3.1 振幅键控（ASK）： 用不同幅度的载波表示数字信号。 3.2.3.2 频率键控（FSK）： 用不同频率的载波表示数字信号。 3.2.3.3 相位键控（PSK）： 用不同相位的载波表示数字信号，如BPSK、QPSK。 3.2.3.4 正交振幅调制（QAM）： 结合了振幅和相位调制，可以传输更多比特信息，如16QAM、64QAM、256QAM。 3.2.3.5 移频键控（MSK）： 频率偏移的最小化形式，具有良好的频谱特性。 3.2.3.6 连续相位频率键控（CPFSK）： 连续相位的FSK。 3.3 解调与解码： 3.3.1 解调过程： 介绍接收端如何从接收到的载波信号中提取调制信息，与调制过程相逆。 3.3.2 解码过程： 介绍接收端如何利用信道编码添加的冗余信息来检测和纠正传输错误，以及如何从信源编码的数据中恢复原始信息。 3.3.3 误码率（BER）： 定义并解释误码率作为衡量数字通信系统性能的重要指标，以及信噪比（SNR）对BER的影响。 第四章：多址技术与频谱效率 随着无线设备数量的爆炸式增长，有限的无线频谱资源变得尤为宝贵。本章将探讨多种多址技术，它们是允许多个用户在同一时间、同一频率共享通信资源的关键。 4.1 多址技术概述： 4.1.1 为什么要使用多址技术： 强调频谱共享的必要性，以及如何在有限的资源下服务尽可能多的用户。 4.2 频分多址（FDMA）： 4.2.1 原理： 将总的通信频段划分成若干个独立的子信道，每个用户分配一个或多个子信道。 4.2.2 优点与缺点： 简单易实现，但频率利用率不高，容易产生带外辐射。 4.3 时分多址（TDMA）： 4.3.1 原理： 将时间划分为若干个时隙，每个用户分配一个或多个时隙来发送和接收数据。 4.3.2 优点与缺点： 频率利用率较高，但时隙同步要求高，且存在用户之间的切换开销。 4.4 码分多址（CDMA）： 4.4.1 原理： 每个用户使用一个唯一的扩频码来编码其信息，所有用户在同一频率、同一时间段内传输，通过解扩码来区分用户。 4.4.2 优点与缺点： 极高的频率利用率，良好的抗干扰性能，但系统容量受近远端效应影响，且对同步要求较高。 4.5 正交频分复用（OFDM）： 4.5.1 原理： 将高速数据流分割成多个低速数据流，并将它们同时调制到许多紧密间隔的子载波上进行传输。子载波之间相互正交，可以有效避免符号间干扰（ISI）。 4.5.2 优点与缺点： 对抗多径衰落能力强，频谱效率高，适用于高速数据传输，但对频率偏移和相位噪声敏感，峰均功率比（PAPR）较高。 4.6 空分多址（SDMA）： 4.6.1 原理： 利用天线阵列在空间上对用户进行区分，通过波束赋形技术将信号定向发送给特定用户。 4.6.2 优点与缺点： 显著提高频谱效率和系统容量，但对天线设计和信号处理能力要求高。 4.7 联合多址技术： 4.7.1 混合多址： 探讨在实际系统中，如何将不同的多址技术结合使用，以发挥各自优势，满足不同业务的需求。例如，OFDMA（OFDM+FDMA）和SC-FDMA。 第五章：无线信道的建模与分析 为了更好地理解和设计无线通信系统，需要对无线信道进行精确的建模。本章将介绍几种常用的无线信道模型，以及它们如何描述信道的各种特性。 5.1 无线信道的统计特性： 5.1.1 衰落模型： 详细讨论瑞利衰落、莱斯衰落、Nakagami-m衰落等模型，以及它们如何描述信号幅度随时间的变化。 5.1.2 传播延迟模型： 描述信号到达接收机的不同路径及其相对延迟，这是理解多径效应和符号间干扰的关键。 5.1.3 功率延迟剖面： 描述信号在不同延迟下接收到的功率分布，用于分析信道的时域特性。 5.2 确定性信道模型： 5.2.1 传播损耗模型： 5.2.1.1 对数距离模型： 描述信号功率随距离的平均衰减。 5.2.1.2 Okumura-Hata模型： 适用于城市环境中的中低频段传播损耗预测。 5.2.1.3 COST 231-Hata模型： 对Okumura-Hata模型的扩展，适用于更高频率。 5.2.2 阴影衰落模型： 描述由于宏观障碍物引起的信号强度下降。 5.3 仿真与测量： 5.3.1 蒙特卡洛仿真： 利用统计模型进行随机仿真，生成符合信道特性的信号。 5.3.2 实地测量： 介绍无线信道探测器的使用，以及实际测量在信道模型验证和优化中的重要性。 5.3.3 信道估计： 在接收端，如何利用训练序列等方法估计信道的当前状态，以便进行信号均衡和解码。 结语 《无线通信的基石：电磁波与信号传播的奥秘》旨在为读者构建一个扎实的无线通信理论框架。通过对电磁波的本质、传播的复杂性、信号的转换技术以及资源共享策略的深入剖析，读者将能够更深刻地理解现代无线通信系统的运作原理，并为进一步探索更先进的技术打下坚实的基础。本书内容严谨，逻辑清晰，力求让抽象的理论变得生动易懂，是每一个无线通信学习者不可或缺的启蒙之作。

评分☆☆☆☆☆

阅读《5G大规模天线技术》的过程中，我一直在思考它的部署和维护成本问题。毕竟，任何一项先进的技术，如果成本过高，就很难实现大规模的推广和应用。我希望书中能够对这个问题进行深入的探讨，分析大规模天线技术的建设成本，包括硬件投入、基站选址、电力消耗等方面。同时，我也关注其后期的维护和升级成本，以及如何通过技术创新来降低这些成本。比如，是否有更经济高效的部署方案？天线阵列的维护是否需要特殊的技能和设备？长远来看，随着技术的不断成熟和规模效应的显现，成本是否会有所下降，从而让更多人能够享受到5G带来的便利？我希望书中能提供一些关于成本效益分析的视角，让读者对这项技术的商业可行性有一个更清晰的认识，也为相关行业的决策者提供参考。

评分☆☆☆☆☆

拿到《5G大规模天线技术》这本书，我最先关注的是它的案例分析部分。我一直觉得，理论性的东西虽然重要，但脱离了实际应用，很容易变得空洞。所以，我非常期待书中能够详细阐述这项技术在不同场景下的落地情况。比如，在智慧城市建设中，它是如何支持海量物联网设备的连接，实现智能交通、环境监测等功能的？在工业自动化领域，它又扮演了怎样的角色，是如何保证生产线上的数据传输的稳定性和实时性的？我希望书里能给出具体的案例，从城市规划者的角度，展示大规模天线技术如何优化城市网络覆盖，减少信号死角；从工厂管理者的角度，说明它如何提升生产效率，降低运营成本；甚至从普通市民的角度，描绘它如何让我们的生活更加便捷，比如更流畅的视频通话、更快速的文件下载等等。我希望这些案例不是泛泛而谈，而是有数据支持，有具体的技术实现路径，甚至能引发读者对于未来生活方式的深入思考。

评分☆☆☆☆☆

《5G大规模天线技术》这本书，让我对通信行业的未来发展充满了好奇。我一直在思考，这项技术在伦理和社会层面会带来哪些影响。大规模天线阵列的密集部署，是否会引发新的电磁辐射担忧？其对信息安全和隐私保护提出了怎样的挑战？在技术日益普及的今天，如何确保技术的普惠性，避免数字鸿沟的进一步扩大？我希望书中能够对这些问题进行探讨，呼吁在技术发展的同时，也关注其潜在的社会影响。例如，是否需要制定相关的法规来规范天线部署，保障公众健康？如何利用5G技术促进教育、医疗等公共服务的公平可及？这些深层次的思考，能让我在享受科技带来的便利的同时，也能保持一份审慎和责任感，共同塑造一个更美好的数字未来。

评分☆☆☆☆☆

《5G大规模天线技术》这本书，说实话，我当初是被它“黑科技”的封面和“未来已来”的宣传语吸引的。想象中，它应该是一本能带我窥探下一代通信技术神秘面纱的读物，就像科幻电影里那种，屏幕上闪烁着无数数据流，然后瞬间实现超高速、超低延迟的连接。我期待着能读到那些关于信号如何穿透高楼大厦，如何让无人驾驶汽车精准刹车，又如何让虚拟现实游戏身临其境的原理。我设想着里面会充斥着各种复杂的数学公式，但同时也会有清晰的图解，将那些抽象的概念具象化，比如模拟天线阵列如何像一双巨大的手，精确地捕捉和发送信号，又或者解释为什么在人群密集的区域，我们手机的网络速度也不会像纸一样薄。我甚至还幻想，书里会穿插一些关于这项技术背后研发团队的故事，那些充满智慧和汗水的创新历程，让技术不再是冷冰冰的数字，而是有温度的创造。总之，我以为它会是一本能让我感觉自己站在科技前沿，充满好奇和求知欲的书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑让人们对5G有了更深的期待。我关注的重点在于，它如何能够真正地改善我们的日常通信体验。我们都知道，5G承诺了更快的速度和更低的延迟，但我更想知道，这具体会体现在哪些方面？是视频会议不会再卡顿，还是在线游戏能拥有无与伦比的流畅度？书中是否会涉及到天线技术在提升用户体验方面的具体细节，比如如何通过更智能的波束赋形技术，将信号精准地导向用户设备，从而减少干扰，提高信号质量？我希望能够读到一些关于如何优化用户体验的讨论，以及大规模天线技术是如何一步步实现这些突破的。例如，在一些信号较弱的区域，它能否通过特殊的覆盖策略，提升用户上网的稳定性？这些具体的应用场景和技术细节，能让我更好地理解5G技术对我们生活的影响。