LTE-A和下一代無線網路——信道建模與傳播

圖書內容

本書系統講解無線通信原理、技術和系統設計所涉及的各個方面。全書分為三部分、總計18章，包括無線傳播信道的機制、特性、建模與探測，通信收發信機的調製、分集、信道編碼、語音編碼和均衡技術，多址與蜂窩、OFDM、 擴頻技術、多天線技術、認知無線電、中繼與協作通信、視頻編碼，以及當前主流和最新出現的無線標準系統。既包含無線通信的處理技術，又包含當前熱門的研究專題。書中的講解凸顯數學描述和直觀物理解釋相結合，深入淺出，給出的大量例題和習題取自當前主流無線通信系統和標準的實際案例。

目錄

第一部分背景知識

第1章3GPP LTEA網路的支撐技術

1.1簡介

1.2IMTA的一般特徵和需求

1.2.1業務

1.2.2頻譜

1.2.3技術性能

1.3LTEA的需求

1.3.1和容量相關的需求

1.3.2系統性能

1.3.3實施部署

1.4LTEA的支撐技術

1.4.1載波聚合

1.4.2先進的MIMO技術

1.4.3協作多點傳送或接收

1.4.4中繼

1.4.5家用eNodeB的增強

1.4.6機器類通信

1.4.7自最佳化網路（SON）

1.4.8控制和用戶平面延遲的改善

1.5小結

參考文獻

第2章無線信道建模的基本原理

2.1傳播原理

2.1.1自由空間傳播和天線增益

2.1.2反射和透射

2.1.3繞射

2.1.4散射

2.1.5波導

2.1.6多徑傳播

2.2確定性的信道描述

2.2.1時變衝激回響

2.2.2MIMO矩陣的方向性描述

2.2.3極化

2.2.4超寬頻信道的描述

2.3統計性信道描述

2.3.1路損及陰影衰落

2.3.2小尺度衰落

2.3.3寬平穩非相關散射信道(WSSUS)

2.3.4推廣的WSSUS

2.4信道建模方法

2.4.1確定性建模方法

2.4.2模型架構

2.4.3分簇

2.4.4統計性建模

2.4.5基於幾何的統計模型

2.4.6繞射多徑分量

2.4.7多鏈路統計信道模型

參考文獻

第二部分無線信道

第3章室內模型

3.1引言

3.2室內大尺度衰落

3.2.1室內大尺度模型

3.2.2室內大尺度特性

3.2.3室內傳輸的重要因素

3.3室內小尺度衰落

3.3.1基於幾何的隨機信道模型

3.3.2時延域的統計特性

3.3.3角度域的統計參數

3.3.4室內場景下的交叉極化鑑別度

3.3.5室內MIMO信道的3D建模

3.3.6俯仰角分布的影響

參考文獻

第4章室外信道

4.1引言

4.2參考信道模型

4.3小尺度變化

4.3.1一階統計特性

4.3.2二階統計特性

4.4路徑損耗和大尺度變化

4.5小結

致謝

參考文獻

第5章室外到室內的信道

5.1引言

5.2模型理論

5.3經驗傳播模型

5.3.1路徑損耗的衰減指數模型

5.3.2包括建築物穿透平均損耗的路徑損耗衰減指數模型

5.3.3基於分區的室外到室內模型

5.3.4包括建築物穿透損耗的路徑損耗衰減指數模型

5.3.5COST 231建築物穿透損耗模型

5.3.6穿透建築物的附加路徑損耗模型

5.3.7擴展COST 231在LOS情況下的建築物穿透損耗

5.3.8WINNER II室外到室內路徑損耗模型

5.4確定模型

5.4.1FDTD

5.4.2基於射線的方法

5.4.3智慧型射線投影法（Intelligent Ray Launching Algorithm， IRLA）

5.5混合模型

5.5.1天線輻射方向圖

5.5.2校準

5.5.3IRLA案例的學習： INSA

5.5.4IRLA實例學習： 興海

致謝

參考文獻

第6章車載信道

6.1引言

6.2無線信道測量

6.2.1信道探測器

6.2.2車載天線

6.2.3車載測量方案

6.3車載信道特性

6.3.1信道的時變性

6.3.2車載信道參數的時變性

6.3.3經驗結果

6.4車載通信的信道模型

6.4.1信道建模技術

6.4.2基於幾何的隨機信道建模

6.4.3低複雜度的GSCM仿真

6.5新車載通信技術

6.5.1OFDM物理層（PHY）和接入層

6.5.2中繼技術

6.5.3合作編碼和分散式感測

6.5.4展望

參考文獻

第7章多用戶MIMO信道

7.1引言

7.2多用戶MIMO測量

7.2.1測量概述

7.2.2測量技術

7.2.3相位噪聲

7.2.4測量天線

7.2.5測量場景

7.3多用戶信道特徵描述

7.4多用戶信道模型

7.4.1分析模型

7.4.2常規簇模型

7.4.3簇模型的詳細實現

參考文獻

第8章寬頻信道

8.1大尺度信道特性

8.1.1路徑損耗： 距離依賴性

8.1.2路徑增益： 頻率依賴性

8.2UWB信道衝激回響

8.2.1IEEE802.15.4a衝激回響

8.2.2自由空間中天線衝激回響的影響

8.2.3真實室內信道中天線衝激回響的表示

8.2.4新UWB信道模型

8.2.5UWB信道衝激回響： 實際套用的簡化模型

8.2.6UWB信道衝激回響結論

8.3UWB信道的頻率選擇性衰落

8.3.1衰落深度

8.3.2衰落的機率分布函式

8.4多天線技術

8.4.1寬頻陣列描述

8.4.2天線陣列： UWB OFDM 系統

8.5針對LTEA的套用

參考文獻

第9章無線體域網信道

9.1背景簡介

9.2可穿戴天線

9.3近人天線分析

9.3.1媒介的復介電常數和等效電導率

9.3.2人體組織的特性

9.3.3生物體組織內的能量損失

9.3.4人體對可穿戴天線的Q因子、 頻寬的影響

9.4人體表面典型傳播模型的研究

9.5植入天線的未來趨勢

9.6小結

參考文獻

第三部分仿真與性能

第10章射線跟蹤模型

10.1簡介

10.2傳播中的主要物理現象

10.2.1基本術語和準則

10.2.2自由空間傳播

10.2.3反射和透射（Transmission）

10.2.4繞射

10.2.5散射

10.3植被的影響

10.3.1樹冠繞射的建模

10.3.2樹陰影的建模

10.3.3樹的漫反射模型

10.4射線跟蹤方法

10.4.1環境的建模

10.4.2射線軌跡的幾何計算

10.4.3直接方法或射線發射

10.4.4圖像法射線跟蹤

10.4.5加速技術

10.4.6混合技術

10.4.7電磁波場強的確定和空時輸出

10.4.8擴展到超寬頻信道模型

參考文獻

第11章有限差分建模

11.1簡介

11.2求解麥克斯韋方程組的模型

11.2.1FDTD

11.2.2部分流

11.3FD模型的實際套用

11.3.1與射線跟蹤模型的比較

11.3.2降低複雜度

11.3.3校準

11.3.4天線方向圖的影響

11.3.53D估計

11.4仿真結果

11.4.1路徑損耗預測

11.4.2衰落預測

11.5有限差分模型的展望

11.5.1擴展到3D模型

11.5.2與射線跟蹤模型聯合使用

11.5.3寬頻信道建模的套用

11.6小結與展望

致謝

參考文獻

第12章無線網路規劃的傳播模型

12.1RNP地理數據

12.1.1術語

12.1.2生產技術

12.1.3傳播模型所需的具體細節

12.1.4柵格層多解析度

12.1.5柵格矢量多解析度

12.2傳播模型的分類

12.2.1通用站址路損模型

12.2.2特定站址路損和信道模型

12.3觀測模型

12.3.1Lee模型

12.3.2Erceg模型

12.4宏蜂窩下的半預測模型

12.4.1宏蜂窩下半預測模型通用公式

12.4.2COST231WalfischIkegami模型

12.4.3其他模型

12.5城市區域的確定性模型

12.5.1城市波導效應

12.5.2不同環境間的轉換

12.5.3建築物內的穿透效應

12.5.4確定性模型的基本原理

12.5.5室外到室內技術

12.5.6參數校準

12.6RNP傳播模型的準確性

12.6.1測量活動

12.6.2調整過程

12.6.3模型準確性

12.7覆蓋機率

參考文獻

第13章使用IMTA信道模型進行系統級仿真

13.1簡介

13.2IMTA評估指南

13.2.1通用的系統級仿真方法

13.2.2系統級性能指標

13.2.3測試環境和場景設定

13.2.4天線的建模

13.3IMTA信道模型

13.3.1鏈路的大尺度屬性

13.3.2小尺度參數的初始化

13.3.3係數的產生

13.3.4CIR和CTF的計算有效時間演進

13.4信道模型校準

13.4.1大尺度校準指標

13.4.2小尺度校準指標

13.4.3CIR和CTF校準

13.5LTEA的鏈路系統建模

13.5.1系統級仿真與鏈路級仿真

13.5.2MIMO線性接收機的建模和預編碼性能

13.5.3有效SINR

13.5.4誤塊率的建模

13.63GPP LTEA系統級仿真器的校準

13.6.1下行鏈路仿真假設

13.6.2上行鏈路仿真假設

13.6.3仿真校準結果

13.7小結與展望

參考文獻

第14章新興通信系統的信道仿真儀

14.1引言

14.2仿真儀系統

14.3隨機數的生成

14.3.1偽隨機噪聲生成器

14.3.2高斯查找表

14.3.3均勻和（Sum of Uniform， SoU）分布

14.3.4BoxMuller

14.4衰落生成器

14.4.1高斯獨立同分布

14.4.2改進的Jakes模型

14.4.3Zheng模型

14.4.4隨機遊走模型

14.4.5Rice K因子

14.4.6相關性

14.5信道卷積

14.6仿真儀的發展

14.7新型系統收發機套用實例

14.7.1MIMOOFDM

14.7.2單載波系統

14.8小結

參考文獻

第15章MIMO OTA測試

15.1概述

15.1.1問題描述

15.1.2OTA測試概要

15.2信道建模理論

15.2.1基於幾何建模

15.2.2基於相關性建模

15.3DUT的使用和定義

15.4OTA的品質因子

15.5多探針天線的MIMO OTA 測試法

15.5.1多探針天線系統

15.5.2信道合成

15.5.3場合成

15.5.4場合成方法的兩個例子

15.5.5探針天線的近場效應和範圍反射的補償

15.6其他的MIMO OTA測試方法

15.6.1混響暗室

15.6.2雙階段測試法

15.7未來的趨勢

參考文獻

第16章認知無線電網路： 感測、 接入和安全

16.1引言

16.2認知無線電

16.2.1認知無線電和頻譜管理

16.2.2認知無線電網路

16.2.3認知無線電與OSI

16.3認知無線電網路的頻譜感知

16.3.1虛警和漏檢

16.3.2頻譜感知技術

16.3.3頻譜感知的類型

16.4CRN中的頻譜分配

——介質接入控制

16.4.1基於信道接入

16.4.2基於公共控制信道的使用

16.4.3CR媒體訪問接入協定

16.5認知無線電網路的安全性

16.5.1CRN的安全性：

CCC安全框架

16.5.2CRN的安全性：

CCC安全架構的步驟

16.6CRN的套用

16.6.1商業套用

16.6.2軍事套用

16.6.3公共安全套用

16.6.4CRN和LTE

16.7小結

致謝

參考文獻

第17章小型設備中的天線設計

17.1天線基礎

17.1.1方向性、 效率和增益

17.1.2阻抗和反射係數

17.2性能指標及對傳播信道的影響

17.2.1耦合和S參數

17.2.2極化

17.2.3平均有效增益

17.2.4MIMO信道的需求

17.2.5分支功率比

17.2.6相關性

17.2.7復用效率

17.3移動終端天線設計中的挑戰

17.4多天線小型化技術

17.4.1摺疊天線

17.4.2鐵氧體天線

17.4.3中和線

17.4.4筆記本電腦天線

17.5具備多頻寬的多天線

17.6多用戶和天線效應

17.7小型基站天線

17.8小結

參考文獻

第18章體域網中天線的統計特性

18.1背景

18.2場景

18.3概念

18.4身體耦合： 理論模型

18.4.1圓柱體上的基本源

18.4.2橢圓柱體上的基本源

18.5身體耦合： 全波仿真

18.5.1身體靜止下的輻射方向圖統計特性

18.5.2身體運動下的輻射方向圖的統計性

18.6身體耦合： 實際試驗

18.7體域網的相關性分析

18.7.1體上通信

18.7.2體外通信

18.8小結

致謝

參考文獻