MIMO通信導(dǎo)論

目錄
原書(shū)前言
第1章 MIMO通信概述 1
1.1 MIMO是什么 1
1.2 MIMO的歷史 3
1.3 智能天線與MIMO 5
1.4 單用戶(hù)與多用戶(hù)MIMO 5
1.5 空間分集概述 6
1.5.1 分集的概念 6
1.5.2 接收和發(fā)射分集 8
1.5.3 常規(guī)分集性能 9
1.5.4 分集階數(shù)和分集增益之間的關(guān)系 10
1.6 空間復(fù)用概述 11
1.6.1 空間復(fù)用的概念 12
1.7 開(kāi)環(huán)和閉環(huán)MIMO 13
1.8 MIMO技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用 14
1.8.1 商用MIMO的實(shí)現(xiàn) 14
1.8.2 MIMO性能的測(cè)量 15
1.9 矩陣概述 17
1.9.1 基本定義 17
1.9.2 定理和性質(zhì) 18
習(xí)題20
第2章 MIMO容量公式 23
2.1 信息是什么 23
2.2 熵 24
2.3 互信息 25
2.4 SISO容量的定義 26
2.5 MIMO容量的定義 27
2.5.1 MIMO系統(tǒng)模型 27
2.5.2 容量 28
2.6 H(z)的估計(jì) 28
2.7 H（r)的估計(jì)29
2.8 最終結(jié)果 30
2.8.1 實(shí)信號(hào) 30
2.8.2 復(fù)信號(hào) 31
習(xí)題31
第3章 MIMO信道容量公式的應(yīng)用 33
3.1 CSIR假設(shè)下的MIMO信道容量 33
3.2 本征信道和信道的秩 34
3.3 信道特征值的最優(yōu)分布 35
3.4 特征波束形成 37
3.5 特征波束形成的功率最優(yōu)分配 39
3.5.1 注水算法 39
3.5.2 注水算法的討論 40
3.6 單模特征波束形成 41
3.7 性能比較 42
3.7.1 Nr≥Nt的結(jié)果 42
3.7.2 Nt>Nr的結(jié)果 45
3.8 SIMO和MISO信道的容量 46
3.8.1 SIMO容量 46
3.8.2 MISO容量 46
3.9 隨機(jī)信道的容量 48
3.9.1 Hw的定義 48
3.9.2 N較大時(shí)的Hw信道容量 48
3.9.3 遍歷容量 49
3.9.4 中斷容量 51
習(xí)題53
第4 章射頻傳播 55
4.1 多徑信道現(xiàn)象 55
4.2 冪律傳播 56
4.3 多徑信道的脈沖響應(yīng) 58
4.4 內(nèi)在多徑信道參數(shù) 60
4.4.1 τ相關(guān)參數(shù) 61
4.4.2 t相關(guān)參數(shù) 66
4.5 多徑信道類(lèi)別 69
4.5.1 平坦衰落 70
4.5.2 頻率選擇性衰落 70
4.5.3 快衰落和慢衰落 72
4.6 小尺度衰落統(tǒng)計(jì) 72
4.6.1 瑞利衰落 72
4.6.2 萊斯衰落 74
習(xí)題74
第5章 MIMO信道模型 76
5.1 LOS幾何結(jié)構(gòu)的MIMO信道 76
5.2 互相關(guān)的一般信道模型 77
5.3 Kronecker信道模型 79
5.4 天線相關(guān)性對(duì)MIMO容量的影響 81
5.5 Rt和Rr在天線間距和散射角上的關(guān)系 82
5.6 針孔散射 85
5.7 可視信道模型 86
習(xí)題88
第6章 Alamouti編碼 89
6.1 最大比接收合并（MRRC） 89
6.2 實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集的挑戰(zhàn) 91
6.3 2×1 Alamouti編碼 91
6.4 2×Nr Alamouti編碼 93
6.4.1 2×2案例 93
6.4.2 2×Nr案例 94
6.5 MRRC和Alamouti接收器中最大似然解調(diào) 95
6.6 性能結(jié)果 97
6.6.1 理論性能分析 97
6.6.2 Alamouti和MRRC系統(tǒng)仿真 98
6.6.3 結(jié)果 99
習(xí)題100
第7章 空時(shí)編碼 102
7.1 空時(shí)編碼介紹 102
7.1.1 STBC編碼速率定義 102
7.1.2 STBC頻譜效率 103
7.1.3 空時(shí)編碼的分類(lèi)法 104
7.2 空時(shí)編碼設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 105
7.2.1 常見(jiàn)成對(duì)差錯(cuò)概率表達(dá)式 106
7.2.2 瑞利衰落中成對(duì)差錯(cuò)概率 109
7.2.3 萊斯衰落中成對(duì)差錯(cuò)概率 110
7.2.4 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則總結(jié) 110
7.3 正交空時(shí)分組碼 113
7.3.1 實(shí)數(shù)方形OSTBC114
7.3.2 實(shí)數(shù)非方形OSTBC 114
7.3.3 復(fù)數(shù)OSTBC 116
7.3.4 OSTBC解碼 117
7.3.5 OSTBC性能仿真 119
7.3.6 OSTBC性能結(jié)果 120
7.4空時(shí)格碼 121
7.4.1 空時(shí)格碼編碼 121
7.4.2 空時(shí)格碼性能結(jié)果 123
習(xí)題125
第8章 空間復(fù)用 127
8.1 空間復(fù)用概述 127
8.2 BLAST編碼結(jié)構(gòu) 129
8.2.1 垂直分層空時(shí)碼（V-BLAST） 129
8.2.2 水平分層空時(shí)碼（H-BLAST） 130
8.2.3 對(duì)角分層空時(shí)碼（D-BLAST） 130
8.3 H-BLAST和V-BLAST多路分解方式 131
8.3.1 迫零算法（ZF） 131
8.3.2 干擾抵消迫零算法（ZF-IC） 134
8.3.3 線性最小方均誤差估計(jì)（LMMSE） 137
8.3.4 干擾抵消線性最小方均誤差算法（LMMSE-IC） 140
8.3.5 BLAST的結(jié)果 143
8.3.6 在信噪比較大的情況下比較ZF和LMMSE檢測(cè)147
8.4 多組空時(shí)碼（MGSTC）調(diào)制 147
8.4.1 MGSTC編碼器結(jié)構(gòu) 147
8.4.2 術(shù)語(yǔ) 148
8.4.3 MGSTC解碼 149
8.4.4 相關(guān)組的分集 153
8.4.5 MGSTC的性能結(jié)果 153
習(xí)題155
第9章 寬帶MIMO 156
9.1 平坦衰落和頻率選擇性衰落 156
9.2 應(yīng)對(duì)頻率選擇性衰落的方法 157
9.2.1 利用頻率選擇性衰落 157
9.2.2 對(duì)抗頻率選擇性衰落 158
9.3 傳統(tǒng)OFDM 160
9.4 MIMO OFDM 162
9.5 OFDMA 165
9.6 空頻分組碼（SFBC） 166
習(xí)題168
第10章 信道估計(jì) 169
10.1 概述 169
10.2 導(dǎo)頻分配策略 170
10.2.1 窄帶MIMO信道 170
10.2.2 寬帶MIMO信道 170
10.2.3 導(dǎo)頻間隔設(shè)計(jì) 171
10.2.4 空間導(dǎo)頻分配策略 173
10.3 窄帶MIMO信道估計(jì) 174
10.3.1 最大似然信道估計(jì) 174
10.3.2 最小二乘信道估計(jì) 175
10.3.3 線性最小方均誤差信道估計(jì) 176
10.3.4 選擇導(dǎo)頻符號(hào) 177
10.3.5 窄帶信道估計(jì)性能 178
10.4 寬帶MIMO信道估計(jì) 179
10.4.1 頻域信道估計(jì) 180
10.4.2 時(shí)頻域插值 181
習(xí)題182
第11章 MIMO實(shí)例 183
11.1 Wi-Fi 183
11.1.1 802.11n概述 183
11.1.2 802.11n數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu) 185
11.1.3 802.11n HT發(fā)射器結(jié)構(gòu) 187
11.1.4 802.11n中的空時(shí)分組碼 191
11.1.5 802.11n中的OFDM 193
11.1.6 信道估計(jì) 195
11.1.7 802.11n的調(diào)制和編碼方案 198
11.2 LTE 198
11.2.1 概述和歷史 198
11.2.2 LTE的波形結(jié)構(gòu) 199
11.2.3 LTE發(fā)射器框圖 201
11.2.4 DL發(fā)射分集 202
11.2.5 空間復(fù)用 203
11.2.6 LTE數(shù)據(jù)傳輸速率 205
習(xí)題207
附錄 208
附錄A MIMO系統(tǒng)方程歸一化 208
附錄B 定理5.2的證明 209
附錄C 式（7.9）的推導(dǎo) 211
附錄D 選定的OSTBC的最大似然解碼規(guī)則 212
附錄E 式（8.68）的推導(dǎo) 214
附錄F 802.11n非不等HT調(diào)制和編碼參數(shù) 216
參考文獻(xiàn) 219