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书名:6G无线信道模型的原理与应用
定价:298.0
ISBN:9787508868929
作者:张建华等
版次:1
出版时间:2026-08
内容提要:
本书系统梳理无线信道的发展脉络与…新研究进展,重点围绕6G标准化信道模型的研究与挑战展开。内容涵盖无线信道建模原理、信道测量与参数估计的理论基础,以及面向6G的新技术(如通信感知一体化、超大规模3DMIMO、智能超表面和数字孪生信道)与新频段(太赫兹、新中频等)的建模方法。全书在理论阐述的同时,辅以大量实测数据与仿真结果,提出一个统一的6G信道建模框架,并深入探讨空口测试技术与AI驱动的信道预测方法,突出工程实践与学术前沿的结合。





















目录:
目录
丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 无线通信的发展历史 1
1.2 无线信道及其发展历史 2
1.3 6G愿景与发展现状 5
1.4 6G信道研究挑战与现状 8
1.5 本书结构与贡献 11
参考文献 15
第2章 无线信道建模的原理与基本方法 19
2.1 无线信道传播特性——衰落 19
2.2 无线信道建模方法 20
2.2.1 统计性建模——GBSM 21
2.2.2 确定性建模——射线追踪建模 24
2.3 无线信道衰落经典模型 35
2.3.1 路径损耗模型 37
2.3.2 阴影衰落模型 46
2.3.3 多径衰落模型 47
2.4 2G~5G信道模型演变 54
2.4.1 2G经典信道模型 56
2.4.2 3G标准信道模型 57
2.4.3 4G标准信道模型 58
2.4.4 5G 标准信道模型 59
2.5 本章小结 61
参考文献 61
第3章 6G无线信道的测量方法 64
3.1 信道测量平台基本原理与结构 64
3.1.1 基于矢量网络分析仪的频域信道测量平台 64
3.1.2 基于相关原理的时域信道测量平台 66
3.2 信道测量平台及测量案例 69
3.2.1 基于时域相关的新中频信道测量平台 69
3.2.2 基于时域相关的毫米波信道测量平台 76
3.2.3 基于矢量网络分析仪的太赫兹信道测量平台 78
3.2.4 基于时域相关的太赫兹信道测量平台 80
3.2.5 基于时域相关的可见光信道测量平台 83
3.2.6 多频段超大规模MIMO信道测量平台 85
3.3 新技术信道测量 90
3.3.1 超大规模MIMO信道测量 90
3.3.2 通信感知一体化信道测量 94
3.3.3 智能超表面辅助信道测量 95
3.4 本章小结 97
参考文献 97
第4章 信道的参数估计 101
4.1 传统参数估计算法 102
4.1.1 基于谱分析方法的确定性信道参数估计 103
4.1.2 基于参数估计方法的确定性信道参数估计 107
4.2 新型参数估计方法 113
4.2.1 超宽带参数估计算法 114
4.2.2 近场球面波参数估计算法 117
4.2.3 空间非平稳信道参数估计算法 124
4.2.4 针对6G通信场景下宽带近场的参数估计算法 127
4.3 本章小结 130
参考文献 131
第5章 通信感知一体化 134
5.1 通信感知一体化技术及应用概述 134
5.1.1 通信感知一体化技术概述 134
5.1.2 通信感知一体化潜在应用场景 135
5.2 通信感知一体化信道建模方法 138
5.2.1 通信感知一体化信道建模挑战及研究进展 138
5.2.2 基于统计性的通信感知一体化信道建模方法 141
5.2.3 基于非统计性的通信感知一体化信道建模方法 171
5.3 通信感知一体化信道特性仿真 175
5.3.1 目标信道级联特性仿真 181
5.3.2 感知目标多普勒特性仿真 184
5.3.3 通感信道共享特性仿真 189
5.4 本章小结 191
参考文献 192
第6章 超大规模MIMO信道模型 196
6.1 超大规模阵列天线信道建模 199
6.1.1 超大规模阵列天线信道特性 200
6.1.2 超大规模阵列天线信道建模 212
6.2 智能超表面信道建模 216
6.2.1 RIS物理模型 218
6.2.2 RIS级联信道模型 228
6.3 全息MIMO信道建模 235
6.3.1 全息MIMO信道特性 236
6.3.2 全息MIMO信道模型 242
6.4 本章小结 250
参考文献 250
第7章 新频段信道模型 254
7.1 6G频谱需求 254
7.2 新中频信道模型 255
7.2.1 引言 255
7.2.2 新中频信道特性与模型 256
7.2.3 新中频大尺度模型参数 262
7.2.4 新中频小尺度模型参数 264
7.3 太赫兹信道模型 266
7.3.1 引言 266
7.3.2 太赫兹大气损耗研究 268
7.3.3 太赫兹路径损耗模型 269
7.3.4 太赫兹信道特性 272
7.3.5 太赫兹信道模型研究 279
7.3.6 太赫兹感知通信一体化:信道环境重构 281
7.4 可见光信道模型 286
7.4.1 引言 286
7.4.2 可见光路径损耗模型 288
7.4.3 可见光遮挡概率模型 291
7.4.4 可见光信道噪声模型对比分析 297
7.5 本章小结 300
参考文献 300
第8章 高速铁路场景信道模型 306
8.1 铁路专用移动通信系统概述 308
8.2 高铁场景分类 310
8.3 轨道交通被动式信道测量方法 314
8.3.1 基于CSI-RS的被动式信道测量方法 315
8.3.2 基于CSI-RS的被动式信道测量系统验证 318
8.4 高铁典型信道特征 319
8.4.1 高架桥场景信道特征 320
8.4.2 隧道场景信道特征 324
8.4.3 高速铁路场景衰落相关性 331
8.5 基于抽头延时线的高铁信道模型 334
8.5.1 抽头个数及时延、增益 334
8.5.2 抽头衰落统计 335
8.5.3 抽头多普勒谱 335
8.5.4 信道模型仿真 336
8.6 本章小结 338
参考文献 339
第9章 车载通信(V2X)场景信道模型 342
9.1 车载通信(V2X)信道建模方法概述 343
9.2 基于非几何统计V2X信道建模 345
9.2.1 信道模型 346
9.2.2 信道模型仿真分析与验证 350
9.3 基于规则几何统计的V2X 信道建模 352
9.3.1 V2V城市街道环境下的信道模型 353
9.3.2 基于几何随机建模的非平稳V2V信道模型 359
9.4 基于非规则几何统计的V2X信道建模 380
9.4.1 动静态簇和连续任意轨迹下的V2X非平稳信道建模 380
9.4.2 时空一致性下的V2X非平稳信道建模 392
9.5 本章小结 404
参考文献 405
第10章 工业互联网场景信道模型 409
10.1 IIoT场景的环境特点与应用场景 410
10.1.1 IIoT场景的新特性 410
10.1.2 IIoT场景的环境特点 411
10.2 IIoT的信道特性 413
10.2.1 场景依赖性 413
10.2.2 频率差异性 414
10.2.3 时变特性 415
10.2.4 电磁噪声干扰 416
10.3 IIoT信道特性建模 417
10.3.1 路径损耗 418
10.3.2 LoS概率 420
10.3.3 时延扩展 422
10.3.4 角度扩展 424
10.3.5 双重移动性 425
10.3.6 绝对时延 426
10.4 IIoT场景下的信道测量与分析 428
10.4.1 小型精密工厂场景的实地信道测量 428
10.4.2 中小型常规工厂的实地信道测量 434
10.4.3 IIoT场景下RIS实地信道测量 437
10.5 本章小结 440
参考文献 441
第11章 空天海信道模型 445
11.1 …信道建模 446
11.1.1 …信道测量与建模研究现状 447
11.1.2 …信道传输特性 451
11.1.3 …信道建模方法 457
11.2 无人机信道建模 462
11.2.1 无人机信道研究现状 462
11.2.2 全三维无人机信道模型 466
11.2.3 信道实测及结果分析 472
11.3 海洋信道建模 478
11.3.1 海洋无线信道测量和建模 478
11.3.2 大气波导无线信道测量和建模 488
11.3.3 内河无线信道测量与建模 500
11.4 本章小结 510
参考文献 511
第12章 面向6G标准的信道模型原理 516
12.1 面向6G标准化的E-GBSM 516
12.1.1 传统5G 3D GBSM原理 516
12.1.2 现有模型特性与不足 518
12.1.3 面向6G的E-GBSM原理 519
12.2 面向6G的信道仿真平台研究 522
12.2.1 2G~5G信道仿真平台发展历程 523
12.2.2 6G 的信道仿真平台研究现状 525
12.2.3 基于E-GBSM的6G信道仿真平台 527
12.2.4 E-GBSM仿真示例 534
12.3 本章小结 538
参考文献 538
第13章 6G 信道模拟与空口测试 540
13.1 无线信道模拟器 542
13.1.1 概述 542
13.1.2 信道模拟器实现方法 543
13.1.3 信道模拟器实现案例 548
13.2 无线空口测试理论与方法 555
13.2.1 系统模型 557
13.2.2 空间重构方法 559
13.2.3 5G标准化MPAC 装置 565
13.2.4 测试实例 568
13.3 6G OTA测试需求与方案 570
13.3.1 探头权重闭式解推导 572
13.3.2 探头选择方法 577
13.3.3 基于空间傅里叶变换的稀疏采样方法 588
13.4 本章小结 593
参考文献 594
第14章 AI使能的6G智能信道预测研究 598
14.1 AI驱动下的通信演进与信道建模范式变革 598
14.1.1 AI在通信领域的应用与研究现状 599
14.1.2 无线信道建模方法的发展历程 602
14.2 AI在信道建模领域的应用 604
14.2.1 AI辅助的信道参数提取、信道估计与场景分类 605
14.2.2 AI辅助的信道多径分簇算法研究 610
14.2.3 簇核建模 620
14.3 基于人工智能的多尺度信道参数预测研究 631
14.3.1 基于AI的大尺度信道参数预测 632
14.3.2 基于AI的小尺度信道参数预测 639
14.4 通信任务驱动的智能感知与信道预测 646
14.4.1 双频段系统中基于深度强化学习的频域波束预测 647
14.4.2 多视角图像辅助的低开销信道估计 649
14.4.3 基于无线环境知识的无线资源管理 656
14.5 本章小结 658
参考文献 659
第15章 数字孪生信道与信道大模型研究 663
15.1 数字孪生信道的理论框架与应用展望 664
15.1.1 信道孪生的演进 664
15.1.2 实现DTC基础架构 667
15.1.3 DTC模块和使能技术 667
15.1.4 面向6G的DTC应用场景 669
15.1.5 信道大模型 671
15.2 数字孪生信道实现方法与实验验证 673
15.2.1 DTC中的环境语义提取 674
15.2.2 无线环境知识库的定义、构建 682
15.2.3 环境感知的信道数字孪生平台 693
15.3 环境与信道数据集搭建及其应用 697
15.3.1 AI训练的数据需求 698
15.3.2 信道数据集构建及应用 699
15.3.3 环境数据集构建及应用 712
15.4 本章小结 715
参考文献 716
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