目 錄
第１章 緒論 1
1.1 科學(xué)前沿：毫米波無(wú)線技術(shù) 1
1.2 技術(shù)前瞻：毫米波技術(shù)實(shí)施中可能面臨的挑戰(zhàn) 11
1.3 毫米波通信的新興應(yīng)用 13
1.3.1 數(shù)據(jù)中心 13
1.3.2 替代芯片上的有線互連 15
1.3.3 信息傾注 15
1.3.4 未來(lái)的家庭和辦公室 16
1.3.5 車(chē)輛領(lǐng)域的應(yīng)用 17
1.3.6 蜂窩通信和個(gè)人移動(dòng)通信 17
1.3.7 航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 18
1.4 本書(shū)的目標(biāo) 19
1.5 全書(shū)概要 20
1.6 符號(hào)和常用定義 22
1.7 本章小結(jié) 23
第2章 無(wú)線通信基礎(chǔ) 24
2.1 引言 24
2.2 復(fù)基帶信號(hào)表征 24
2.3 數(shù)字調(diào)制 29
2.3.1 符號(hào) 29
2.3.2 符號(hào)檢測(cè) 30
2.3.3 二進(jìn)制相移鍵控及其他形式 32
2.3.4 幅移鍵控及不同形式 33
2.3.5 正交相移鍵控及不同形式 33
2.3.6 相移鍵控 35
2.3.7 正交振幅調(diào)制 35
2.4 時(shí)域均衡 36
2.4.1 線性均衡 38
2.4.2 判決反饋均衡 40
2.4.3 最大似然序列估計(jì) 41
2.5 頻域均衡 42
2.5.1 單載波頻域均衡 43
2.5.2 OFDM調(diào)制 45
2.6 差錯(cuò)控制編碼 47
2.6.1 差錯(cuò)檢測(cè)的塊碼 47
2.6.2 里德-所羅門(mén)碼 48
2.6.3 低密度奇偶校驗(yàn)碼 49
2.6.4 卷積碼 50
2.6.5 網(wǎng)格編碼調(diào)制 52
2.6.6 時(shí)域擴(kuò)頻 53
2.6.7 不等差錯(cuò)保護(hù) 53
2.7 估計(jì)與同步 54
2.7.1 適用于通信的結(jié)構(gòu) 56
2.7.2 頻率偏移同步 57
2.7.3 幀同步 59
2.7.4 信道估計(jì) 60
2.8 多輸入多輸出(MIMO)通信 62
2.8.1 空間復(fù)用 62
2.8.2 空間多樣性 64
2.8.3 MIMO系統(tǒng)中的波束賦形 64
2.8.4 混合預(yù)編碼 66
2.9 硬件架構(gòu) 66
2.10 系統(tǒng)架構(gòu) 69
2.11 本章小結(jié) 72
第3章 毫米波的無(wú)線電波傳播 74
3.1 引言 74
3.2 大尺度傳播信道效應(yīng) 76
3.2.1 對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型 78
3.2.2 大氣效應(yīng) 79
3.2.3 毫米波傳播的天氣效應(yīng) 80
3.2.4 繞射 83
3.2.5 反射和透射 83
3.2.6 散射和雷達(dá)散射截面建模 87
3.2.7 周?chē)�物體、人和樹(shù)葉的影響 89
3.2.8 射線跟蹤和特定站址傳播預(yù)測(cè) 91
3.3 小尺度信道效應(yīng) 95
3.3.1 延遲擴(kuò)展特性 96
3.3.2 多普勒效應(yīng) 97
3.4 多徑和波束組合的空間特征 98
3.4.1 波束組合方法 99
3.4.2 波束組合效果 99
3.5 角度擴(kuò)展和多徑到達(dá)角 101
3.6 天線極化 103
3.7 室外信道模型 104
3.7.1 3GPP室外傳播模型 113
3.7.2 車(chē)輛到車(chē)輛模型 124
3.8 室內(nèi)信道模型 126
3.8.1 室內(nèi)信道的射線跟蹤模型 126
3.8.2 瑞利、萊斯和Multiwave衰落模型 127
3.8.3 IEEE 802.15.3c和IEEE 802.11ad信道模型 128
3.8.4 IEEE 802.15.3c 132
3.8.5 IEEE 802.11ad 136
3.9 本章小結(jié) 137
第4章 毫米波應(yīng)用中的天線及陣列 139
4.1 引言 139
4.2 毫米波片上天線和封裝天線的基礎(chǔ)知識(shí) 140
4.2.1 天線基礎(chǔ)理論 142
4.2.2 天線陣列基礎(chǔ) 144
4.3 片上天線環(huán)境 148
4.4 封裝天線 155
4.5 毫米波通信的天線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 157
4.6 提高片上天線增益的技術(shù) 167
4.7 自適應(yīng)天線陣列—毫米波通信的實(shí)現(xiàn) 174
4.7.1 毫米波自適應(yīng)天線陣列的波束控制 175
4.7.2 天線陣列波束賦形算法 179
4.7.3 專(zhuān)門(mén)的波束賦形算法—ESPRIT和MUSIC 184
4.7.4 毫米波通信自適應(yīng)陣列的案例研究 185
4.8 片上天線性能的測(cè)試 186
4.8.1 毫米波片上天線測(cè)試的案例研究 186
4.8.2 片上天線或封裝天線的探針臺(tái)特性改善 188
4.9 本章小結(jié) 190
第5章 毫米波射頻與模擬器件和電路 192
5.1 引言 192
5.2 毫米波晶體管和器件基本概念 192
5.3 S參數(shù)、Z參數(shù)、Y參數(shù)及ABCD參數(shù) 194
5.4 毫米波電路的仿真、布局和CMOS制造 198
5.5 晶體管與晶體管模型 201
5.6 毫米波晶體管的其他先進(jìn)模型 206
5.6.1 BSIM模型 211
5.6.2 毫米波晶體管模型的演化—EKV模型 212
5.7 傳輸線和無(wú)源器件簡(jiǎn)介 212
5.7.1 傳輸線 215
5.7.2 差分與單端傳輸線 219
5.7.3 電感器 219
5.7.4 鍵合引線封裝產(chǎn)生的寄生電感 223
5.7.5 變壓器 223
5.7.6 互聯(lián)線 226
5.8 基本晶體管組態(tài) 226
5.8.1 共軛匹配 227
5.8.2 米勒電容 227
5.8.3 極點(diǎn)與反饋 228
5.8.4 頻率調(diào)諧 229
5.9 毫米波無(wú)線電的靈敏度及鏈路預(yù)算 231
5.10 模擬毫米波器件的重要度量指標(biāo) 232
5.10.1 非線性交調(diào)點(diǎn) 232
5.10.2 噪聲系數(shù)與噪聲因數(shù) 236
5.11 模擬毫米波組件 236
5.11.1 功率放大器 237
5.11.2 低噪聲放大器 244
5.11.3 混頻器 250
5.11.4 壓控振蕩器(VCO) 254
5.11.5 鎖相環(huán) 263
5.12 損耗因子理論 267
5.12.1 功率效率因子的數(shù)值實(shí)例 269
5.12.2 損耗因子的定義 271
5.13 本章小結(jié) 275
第6章 超高速數(shù)字基帶電路 277
6.1 引言 277
6.2 ADC和DAC采樣與轉(zhuǎn)換的回顧 278
6.3 器件失配：ADC和DAC的難題 284
6.4 基本模數(shù)轉(zhuǎn)換電路：比較器 285
6.5 ADC設(shè)計(jì)的目標(biāo)和挑戰(zhàn) 290
6.6 編碼器 294
6.7 毫米波無(wú)線ADC的趨勢(shì)和架構(gòu) 295
6.7.1 流水線ADC 295
6.7.2 逐次逼近型ADC 296
6.7.3 時(shí)間交錯(cuò)ADC 296
6.7.4 閃存ADC和折疊閃存ADC 298
6.7.5 ADC案例研究 303
6.8 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 304
6.8.1 基本數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路：電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換器 305
6.8.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)案例研究 309
6.9 本章小結(jié) 311

第7章 毫米波物理層設(shè)計(jì)與算法 312
7.1 引言 312
7.2 實(shí)用收發(fā)信機(jī) 312
7.2.1 信號(hào)削峰和量化 313
7.2.2 放大器非線性 315
7.2.3 相位噪聲 316
7.3 高吞吐量物理層 319
7.3.1 調(diào)制、編碼和均衡 319
7.3.2 正交頻分復(fù)用和單載波頻域均衡技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用比較 321
7.3.3 同步和信道估計(jì) 330
7.4 面向低復(fù)雜性、高效率的物理層 332
7.4.1 頻移鍵控(FSK) 332
7.4.2 開(kāi)關(guān)鍵控和幅移鍵控 333
7.4.3 連續(xù)相位調(diào)制 333
7.5 未來(lái)的物理層考慮 334
7.5.1 超低模數(shù)轉(zhuǎn)換器分辨率 334
7.5.2 空間復(fù)用 335
7.6 本章小結(jié) 338
第8章 毫米波通信的高層設(shè)計(jì) 339
8.1 引言 339
8.2 毫米波設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化中的挑戰(zhàn) 339
8.2.1 物理層中的定向天線 339
8.2.2 設(shè)備發(fā)現(xiàn) 342
8.2.3 碰撞檢測(cè)和碰撞避免 343
8.2.4 由于人為阻塞造成的信道可靠性 344
8.2.5 信道利用和空間復(fù)用 345
8.3 波束適配協(xié)議 346
8.3.1 IEEE 802.15.3c中的波束自適應(yīng) 347
8.3.2 IEEE 802.11ad中的波束自適應(yīng) 348
8.3.3 回程線路中的波束自適應(yīng) 348
8.3.4 通過(guò)信道估計(jì)進(jìn)行的波束自適應(yīng) 349
8.4 覆蓋擴(kuò)展的中繼 351
8.5 對(duì)多媒體傳輸?shù)闹С?355
8.6 多頻段的考慮事項(xiàng) 359
8.7 蜂窩網(wǎng)絡(luò)的性能 361
8.8 本章小結(jié) 365
第9章 毫米波標(biāo)準(zhǔn)化 366
9.1 引言 366
9.2 60 GHz頻段管理 367
9.2.1 國(guó)際建議 367
9.2.2 北美規(guī)定 367
9.2.3 歐洲規(guī)定 368
9.2.4 日本規(guī)定 368
9.2.5 韓國(guó)規(guī)定 369
9.2.6 澳大利亞規(guī)定 369
9.2.7 中國(guó)規(guī)定 369
9.2.8 小結(jié) 369
9.3 IEEE 802.15.3c 370
9.3.1 IEEE 802.15.3 MAC 370
9.3.2 IEEE 802.15.3c毫米波的物理層 375
9.4 WirelessHD 396
9.4.1 應(yīng)用熱點(diǎn) 396
9.4.2 WirelessHD技術(shù)規(guī)范 397
9.4.3 下一代WirelessHD 399
9.5 ECMA-387 399
9.5.1 ECMA-387中的設(shè)備分類(lèi) 400
9.5.2 ECMA-387中的信道化 400
9.5.3 ECMA-387的MAC及PHY概述 401
9.5.4 ECMA-387中的A類(lèi)PHY 402
9.5.5 ECMA-387中的B類(lèi)PHY 404
9.5.6 ECMA-387中的C類(lèi)PHY 405
9.5.7 ECMA-387第二版 405
9.6 IEEE 802.11ad 405
9.6.1 IEEE 802.11背景 406
9.6.2 IEEE 802.11ad MAC的重要特征 407
9.6.3 IEEE 802.11ad的定向多吉比特PHY概述 413
9.7 WiGig 421
9.8 本章小結(jié) 421
原書(shū)參考文獻(xiàn) 422
縮略語(yǔ)表 477