5G高频系统关键技术及设计

第 1章 概述 1

1.1 5G的场景与指标需求 3

1.2 5G的高、中、低频协同覆盖需求 4

1.3 5G高频总体发展目标及重点研发方向 6

第 2章 5G频谱规划与分配 9

2.1 高频的定义 9

2.2 全球5G高频规划进展 10

2.2.1 TDD成为高频主流特征 11

2.2.2 ITU WRC-19 1.13议题研究进展和时间规划 11

2.2.3 全球主要经济体高频规划现状 12

2.2.4 我国高频频谱研究进展 13

2.2.5 高频规划和分配所需研究和准备工作 14

2.3 总结与展望 17

参考文献 17

第3章 5G高频传播特性分析与建模 19

3.1 高频信道模型的挑战 20

3.2 高频信道建模方法及*进展 21

3.2.1 前期研究工作及标准化进展 21

3.2.2 高频信道建模的分类 22

3.2.3 统计信道建模 23

3.2.4 合信道建模 42

3.3 总结与展望 48

参考文献 49

第4章 5G高频物理层关键技术和标准化设计 51

4.1 高频在移动通信应用中的挑战及关键应对技术 51

4.1.1 挑战一：带宽 52

4.1.2 挑战二：天线 53

4.1.3 挑战三：信道 54

4.1.4 挑战四：器件 54

4.2 5G高频物理层整体系统设计 55

4.2.1 系统参数设计 56

4.2.2 部分带宽设计 58

4.2.3 波束扫描接入设计 59

4.2.4 波束管理设计 64

4.2.5 参考信号设计 69

4.3 总结与展望 81

参考文献 82

第5章 5G高频射频指标定义及标准化 83

5.1 5G高频射频指标面临的挑战 83

5.2 5G高频OTA射频指标3GPP标准化概述 84

5.3 5G高频OTA指标的标准研究进展和预期 86

5.3.1 OTA发射指标 87

5.3.2 OTA接收指标 92

5.4 总结与展望 95

参考文献 96

第6章 5G高频组网研究及标准化 97

6.1 高频组网挑战 97

6.2 5G高频覆盖能力分析 102

6.3 5G高频与中低频协作组网 109

6.3.1 不同协作方式的组网方案 110

6.3.2 非完整链路的工作方式 111

6.4 超密集组网与干扰抑制 111

6.5 高频自回传技术 112

6.6 5G高频移动性优化 114

6.6.1 小区虚拟化 114

6.6.2 C-U分离 114

6.6.3 双连接 115

6.7 高频组网关键技术研究及标准化进展 116

6.8 总结与展望 117

第7章 5G高频基站规划及关键架构设计 119

7.1 5G高频基站产品规划和设计流程 119

7.2 5G高频基站应用场景及设备形态 121

7.3 5G高频系统仿真及整机指标设计 122

7.3.1 面向5G高频系统的系统级仿真评估方法演进 122

7.3.2 系统级仿真基本概念及系统级仿真平台的关键工作流程 123

7.3.3 仿真任务及仿真参数配置 125

7.3.4 仿真结果及分析 129

7.3.5 仿真结论及对整机指标的初步建议 137

7.4 关键架构设计之一：数模混合架构方案设计 138

7.4.1 高频架构方案的选择 138

7.4.2 天线阵列优化方案 140

7.4.3 高频滤波器实现方案 142

7.4.4 天面共用实现方案 145

7.4.5 PA/LNA功能模块集成方案 147

7.4.6 幅相控制单元实现方案 155

7.4.7 数字和模拟中频 161

7.4.8 本振系统实现方案 164

7.4.9 校准方案 169

7.4.10 高频线性化技术 171

7.4.11 高频设备散热 173

7.5 关键架构设计之二：透镜架构方案设计 175

7.5.1 透镜的种类优选分析 175

7.5.2 波束管理方案 177

7.5.3 高频大功率PA的实现挑战 179

7.6 总结与展望 180

参考文献 181

第8章 5G高频基站关键器件研发及设计 183

8.1 高频器件的种类 183

8.2 高频器件国内外技术及产业情况 184

8.2.1 传统化合物技术及产业情况 184

8.2.2 Si（硅）基技术及产业情况 185

8.2.3 GaN技术及产业情况 186

8.2.4 器件（芯片）封装技术及产业情况 188

8.2.5 异质异构集成技术及产业情况 191

8.3 关键器件设计 194

8.3.1 功率放大器（PA）的设计实现 194

8.3.2 低噪声放大器（LNA）的设计实现 196

8.3.3 开关（SW）的设计实现 197

8.3.4 天线的设计实现 197

8.4 总结与展望 199

参考文献 199