MIMO无线网络手册PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

MIMO无线网络手册PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 多天线通信介绍1

1.1 天线阵列处理概述1

1.2 多天线系统的空时无线信道2

1.2.1 离散时域表示2

1.2.2 路损和阴影3

1.2.3 衰落4

1.2.4 MIMO信道4

1.3 在无线系统中利用多天线5

1.3.1 分集技术5

1.3.2 复用能力7

1.3.3 干扰管理8

1.4 单输入多输出系统8

1.4.1 选择合并实现接收分集8

1.4.2 增益合并实现接收分集9

1.4.3 混合选择／增益合并实现接收分集12

1.5 多输入单输出系统12

1.5.1 多波束天线切换13

1.5.2 匹配波束赋形实现发射分集13

1.5.3 零陷和最优波束赋形14

1.5.4 空时编码实现发射分集14

1.5.5 间接发射分集15

1.6 多输入多输出系统16

1.6.1 具有完全发射信道信息的MIMO16

1.6.2 无发射信道信息的MIMO18

1.6.3 具有部分发射信道信息的MIMO21

1.7 多链路MIMO网络：从多用户到多小区MIMO22

1.8 商用无线系统中的MIMO技术22

第2章 从多维传输到多链路MIMO信道24

2.1 方向性信道建模25

2.1.1 双方向性信道冲激响应25

2.1.2 多维相关函数和平稳性29

2.1.3 信道衰落统计量和K因子30

2.1.4 多普勒谱和相干时间31

2.1.5 功率延迟和方向谱33

2.1.6 双方向性信道的互相关特性35

2.2 MIMO信道矩阵35

2.2.1 推导MIMO信道矩阵35

2.2.2 天线和传播的联系：引入导向向量36

2.2.3 有限散射体时的MIMO信道表示37

2.3 MIMO信道矩阵的统计特性37

2.3.1 空间相关37

2.3.2 奇异值和特征值40

2.3.3 Frobenius范数41

2.4 多链路MIMO传播41

2.5 天线阵列对MIMO信道的影响42

2.5.1 理想与实际的天线阵列42

2.5.2 互耦合43

2.5.3 双极化天线46

2.6 MIMO信道建模47

2.6.1 分析表示与实际模型47

2.6.2 离散MIMO信道建模：重温抽样理论47

第3章 系统设计中MOMO信道的分析表示49

3.1 基于传播的MIMO度量50

3.1.1 模型和相关矩阵的比较50

3.1.2 多径丰富程度特征的度量51

3.1.3 测量MIMO信道的非平稳性53

3.1.4 测量多链路MIMO信道之间的距离56

3.2 窄带相关MIMO信道的单链路分析表示58

3.2.1 瑞利衰落信道58

3.2.2 莱斯衰落信道60

3.2.3 双瑞利衰落小孔信道60

3.2.4 相关瑞利动态信道61

3.3 双极化信道63

3.3.1 建模去极化的天线和散射63

3.3.2 双极化瑞利衰落信道65

3.3.3 双极化莱斯衰落信道70

3.4 MIMO信道可分离的表示70

3.4.1 克罗内克模型70

3.4.2 虚信道的表示72

3.4.3 特征波束模型74

3.4.4 可分离表示方法的精度76

3.5 频率选择性MIMO信道82

3.6 MIMO信道的多链路分析表示83

第4章 性能评估中使用的实际MIMO信道模型85

4.1 电磁波模型85

4.1.1 基于射线的确定性模型85

4.1.2 多极化信道86

4.2 基于几何的随机模型86

4.2.1 单环模型87

4.2.2 双环模型89

4.2.3 混合椭圆环模型89

4.2.4 椭圆和圆形模型91

4.2.5 基于几何的模型扩展到双极化信道91

4.2.6 基于几何的信道模型的克罗内克可分离性93

4.3 经验信道模型95

4.3.1 扩展Saleh-Valenzuela模型95

4.3.2 SUI信道模型96

4.3.3 多链路场景中的阴影相关模型97

4.4 标准化中的MIMO信道模型98

4.4.1 IEEE802.1 1TGn模型98

4.4.2 IEEE802.1 6/WiMAX模型98

4.4.3 COST259/273方向信道模型99

4.4.4 3GPP/3GPP2空间信道模型和WINNER100

4.4.5 COST2100多链路MIMO信道模型102

4.4.6 WINNERⅡ多链路MIMO信道模型103

第5章 单链路MIMO信道容量105

5.1 引言105

5.1.1 信息论的一些概念105

5.1.2 系统模型106

5.2 确定性MIMO信道的容量107

5.2.1 容量和注水算法107

5.2.2 容量界和次优的功率分配111

5.3 快衰落信道的遍历容量111

5.3.1 理想传输信道信息的MIMO容量112

5.3.2 部分传输信道信息的MIMO容量113

5.4 独立同分布瑞利快衰落信道113

5.4.1 理想信道信息113

5.4.2 部分传输信道信息115

5.5 相关瑞利快衰落信道122

5.5.1 相等功率分配的频谱效率122

5.5.2 部分传输信道信息126

5.6 莱斯快衰落信道129

5.6.1 相等功率分配的频谱效率129

5.6.2 部分传输信道信息131

5.7 中断容量和概率以及在慢衰落信道中分集－复用的折中131

5.7.1 理想发射信道信息132

5.7.2 部分传输信道信息133

5.8 独立同分布瑞利慢衰落信道134

5.8.1 无限SNR134

5.8.2 有限SNR139

5.9 相关瑞利和莱斯慢衰落信道140

第6章 独立同分布瑞丽平坦衰落信道的空时编码142

6.1 空时编码概述142

6.2 系统模型143

6.3 基于错误率的设计方法143

6.3.1 快衰落MIMO信道：距离积准则145

6.3.2 慢衰落MIMO信道：秩－行列式和秩－迹准则146

6.4 基于信息论的设计方法148

6.4.1 快衰落MIMO信道：达到遍历容量148

6.4.2 慢衰落MIMO信道：达到分集－复用折中150

6.5 空时分组码154

6.5.1 线性STBC的通用架构155

6.5.2 空间复用／V-BLAST160

6.5.3 D-BLAST169

6.5.4 正交空时分组码171

6.5.5 准正交空时分组码177

6.5.6 线性离散码179

6.5.7 代数空时编码181

6.5.8 全局性能比较184

6.6 空时格码186

6.6.1 空时格码186

6.6.2 超正交空时格码192

第7章 MIMO接收机设计：检测和信道估计194

7.1 回顾：系统模型194

7.2 非编码传输MIMO接收机195

7.2.1 最优检测195

7.2.2 格型重构195

7.2.3 线性接收机196

7.2.4 判决反馈接收机199

7.2.5 格型回退辅助检测199

7.2.6 球形译码算法和 QR-ML检测200

7.2.7 排序球形检测205

7.2.8 具有确定复杂度的宽度优先搜索检测205

7.2.9 半定松弛检测207

7.2.10 最慢下降检测208

7.3 编码传输系统的MIMO接收机210

7.3.1 迭代MIMO接收机210

7.3.2 空时编码调制211

7.4 MIMO信道估计211

7.4.1 信道估计的目的211

7.4.2 慢衰信道212

7.4.3 快衰信道213

第8章 现实MIMO信道的差错概率215

8.1 条件成对错误概率方法215

8.1.1 退化信道215

8.1.2 空间复用示例218

8.2 平均成对错误概率方法介绍220

8.3 瑞利衰落信道中的平均成对错误概率223

8.3.1 高信噪比区域223

8.3.2 中等信噪比区域230

8.3.3 低信噪比区域234

8.3.4 总结与举例235

8.4 莱斯衰落信道中的平均成对错误概率237

8.5 关于现实信道中空时码设计的看法239

第9章 现实MIMO信道上无传输信道知识的空时编码240

9.1 信息论激励的设计方法240

9.2 信息论激励的慢衰落信道中的码设计242

9.2.1 通用码设计准则242

9.2.2 MISO信道244

9.2.3 并行信道245

9.3 错误概率激励的设计方法247

9.3.1 设计鲁棒码247

9.3.2 退化信道中的平均成对错误概率248

9.3.3 灾难码和一般设计准则251

9.4 错误概率激励的慢衰落信道中的码设计256

9.4.1 满秩码256

9.4.2 线性空时分组码256

9.4.3 基于设计准则的虚拟信道表示259

9.4.4 与信息论关系激励的设计260

9.4.5 慢衰落信道中的实践码设计261

9.5 错误概率激励的快衰落信道中的码设计268

9.5.1 “积意识”灾难码268

9.5.2 快衰落信道中的实践码设计269

第10章 基于部分传输信道信息的空时编码273

10.1 基于信道统计信息的预编码简介276

10.1.1 信息论激励的设计方法276

10.1.2 错误概率激励的设计方法277

10.2 针对正交空时分组码的基于信道统计信息的预编码277

10.2.1 Kronecker瑞利衰落信道中的最优预编码278

10.2.2 非Kronecker瑞利衰落信道中的最优预编码282

10.2.3 莱斯信道中的最优预编码282

10.3 非单位错误矩阵的编码中基于信道统计信息的预编码284

10.4 针对空间复用的基于信道统计信息的预编码287

10.4.1 波束赋形288

10.4.2 星座塑形289

10.5 量化预编码和天线选择技术简介292

10.6 针对主特征模式传输的量化预编码和天线选择293

10.6.1 选择准则和码本设计293

10.6.2 基于矢量量化的最优码本设计294

10.6.3 独立同分布瑞利衰落信道295

10.6.4 空间相关瑞利衰落信道299

10.6.5 双极化瑞利衰落信道303

10.6.6 动态瑞利衰落信道305

10.7 针对正交空时分组码的量化预编码和天线选择307

10.7.1 选择准则和码本设计307

10.7.2 天线子集选择和可实现分集增益308

10.8 针对空间复用的量化预编码和天线选择310

10.8.1 选择准则和码本设计310

10.8.2 解码策略对错误概率的影响311

10.8.3 扩展到多模预编码312

10.9 信息论激励的量化预编码313

第11章 频率选择性信道的空时编码315

11.1 单载波与多载波传输315

11.1.1 单载波传输315

11.1.2 多载波传输：MIMO-OFDM316

11.1.3 单载波和多载波的统一表达式320

11.2 频率选择性信道的信息论分析322

11.2.1 容量分析322

11.2.2 等功率分配下的互信息323

11.2.3 分集－复用折中323

11.3 平均成对错误概率324

11.4 瑞利衰落信道下的单载波传输编码设计原则325

11.4.1 整体延时分集325

11.4.2 Lindskog-Paulraj机制327

11.4.3 其他构造328

11.5 瑞利衰落信道下空频编码MIMO-OFDM传输的编码设计原则328

11.5.1 分集增益分析328

11.5.2 编码增益分析331

11.5.3 空间频率线性分组码333

11.5.4 循环延时分集335

11.5.5 循环预编码338

11.6 空间相关频率选择性信道下编码的鲁棒性339

11.6.1 退化抽头340

11.6.2 空频MIMO-OFDM的应用341

11.6.3 循环预编码的应用342

第12章 多用户MIMO344

12.1 系统模型344

12.1.1 多址接入信道——上行345

12.1.2 广播信道——下行346

12.2 多址接入信道（MAC）的容量349

12.2.1 固定信道的容量区349

12.2.2 快衰落信道的遍历容量区355

12.2.3 慢衰落信道的中断容量、中断概率和分集复用折中360

12.3 广播信道（BC）的容量364

12.3.1 固定信道的容量区365

12.3.2 快衰落信道的遍历容量区373

12.3.3 慢衰落信道的中断容量、中断概率和分集复用折中375

12.4 广播信道－多址接入信道的对偶性377

12.4.1 SISO信道的对偶性377

12.4.2 MIMO信道的对偶性379

12.5 多用户分集、资源分配和调度383

12.5.1 多用户分集383

12.5.2 资源分配、公平和调度386

12.5.3 用户分组390

12.6 速率和的比例定律392

12.6.1 高和低SNR区域392

12.6.2 大规模天线阵列394

12.6.3 大规模的用户396

12.7 上行多用户MIMO398

12.8 具有传输信道信息的下行多用户MIMO预编码398

12.8.1 匹配波束赋形400

12.8.2 迫零波束赋形401

12.8.3 块对角化403

12.8.4 正则化迫零波束赋形405

12.8.5 联合泄露抑制406

12.8.6 最大速率和波束赋形408

12.8.7 具有目标SINR的波束赋形409

12.8.8 Tomlinson-Harashima预编码412

12.8.9 向量扰动416

12.8.10 全局性能比较418

12.9 部分传输信道信息的下行多用户MIMO预编码422

12.9.1 伺机波束赋形－酉预编码伺机波束赋形422

12.9.2 基于反馈的量化预编码424

12.9.3 过时反馈预编码435

第13章 多小区MIMO438

13.1 无线网络的干扰438

13.1.1 典型的小区干扰消除439

13.1.2 面向多小区协同和协调441

13.2 系统模型443

13.2.1 干扰信道－协调443

13.2.2 多址接入和广播信道－协同446

13.3 网络架构447

13.3.1 多小区测量、成簇和传输447

13.3.2 分布式和集中式架构448

13.3.3 用户中心簇和网络预定义簇449

13.4 多小区MIMO信道的容量450

13.4.1 SISO信道450

13.4.2 大于两用户SISO干扰信道456

13.4.3 MIMO干扰信道457

13.4.4 多址接入和广播信道458

13.5 多小区分集和资源分配459

13.5.1 多小区多用户分集460

13.5.2 多小区资源分配462

13.6 协调功控464

13.6.1 大量用户464

13.6.2 大量干扰464

13.6.3 高和低SNB等级465

13.6.4 两小区簇467

13.6.5 OFDMA网络468

13.6.6 完全分布式功率控制475

13.7 协调波束赋形479

13.7.1 匹配波束赋形479

13.7.2 迫零波束赋形和分块对角化480

13.7.3 干扰对齐482

13.7.4 联合泄漏抑制488

13.7.5 最大化网络累积速率波束赋形488

13.7.6 基于分配的目标SNR波束赋形489

13.7.7 均衡竞争和协调490

13.7.8 伺机波束赋形490

13.8 协调、调度、波束赋形和功率控制490

13.8.1 MIMO-OFDMA网络490

13.8.2 协调的通用架构494

13.9 多小区协调编码496

13.10 网络MIMO497

第14章 LTE、LTE-Advanced和WiMAX中的MIMO技术500

14.1 设计目标和主要技术500

14.1.1 系统要求500

14.1.2 核心技术501

14.2 天线和网络部署503

14.2.1 优先排序的多天线设置503

14.2.2 部署场景505

14.2.3 回程506

14.3 参考信号507

14.3.1 专用和公共参考信号对比507

14.3.2 下行设计508

14.3.3 上行设计510

14.4 单用户MIMO510

14.4.1 MIMO编码510

14.4.2 开环和闭环MIMO512

14.4.3 开环空间复用：空时／频编码512

14.4.4 开环空间复用：循环预编码514

14.4.5 上行SU-MIMO514

14.5 多用户MIMO515

14.5.1 基于码本和非码本的预编码515

14.5.2 MU-MIMO维度516

14.5.3 MU-MIMO的透传性517

14.5.4 SU/MU-MIMO动态切换517

14.5.5 开环MU-MIMO518

14.5.6 上行MU-MIMO519

14.6 多小区MIMO519

14.6.1 传统干扰消除519

14.6.2 半静态ICIC519

14.6.3 增强ICIC520

14.6.4 多点协同（CoMP）522

14.7 信道状态信息（CSI）反馈525

14.7.1 反馈类型525

14.7.2 反馈机制527

14.7.3 量化反馈和码本设计528

14.7.4 上行导频532

14.7.5 多小区MIMO下的CSI反馈532

14.8 超越LTE-A：大规模多小区和大规模多天线网络533

第15章 MIMO-OFDMA系统级评估535

15.1 单用户MIMO535

15.1.1 天线部署和配置536

15.1.2 信道估计误差537

15.1.3 反馈类型538

15.1.4 反馈精度538

15.2 多用户MIMO540

15.2.1 天线部署与配置540

15.2.2 规模541

15.2.3 信道估计误差542

15.2.4 接收滤波器542

15.2.5 发送滤波器和反馈类型544

15.2.6 反馈精度545

15.2.7 损耗的累积影响549

15.2.8 单用户／多用户MIMO动态切换549

15.2.9 多用户分集551

15.3 同构网络中撒用户和小区分簇551

15.3.1 站内与站间分簇551

15.3.2 用户为中心与网络预定义分簇551

15.3.3 受益于CoMP的用户群552

15.3.4 反馈开销552

15.4 同构网络中的协调调度和波束赋形554

15.4.1 天线部署555

15.4.2 迭代次数556

15.4.3 协调调度与协调波束赋形557

15.4.4 链路自适应和CQI计算557

15.5 异构网络中的协同调度和功率控制557

15.5.1 家庭基站558

15.5.2 下行死区问题559

15.5.3 静态二元开关功率控制561

15.5.4 动态二元开关功率控制563

15.5.5 动态和静态二元开关功率控制对比565

15.5.6 微微小区和分布式天线系统565

15.6 结束语565

附录567

附录A 有用的数学和矩阵特性567

附录B 复高斯随机变量和矩阵569

B.1 一些有用的概率分布569

B.2 威沙特矩阵的特征值570

B.2.1 威沙特矩阵特征值的行列式和乘积570

B.2.2 排序特征值的分布571

B.2.3 非排序特征值的分布571

附录C 天线耦合模型572

C.1 关于阻抗参数的最小散射体572

C.1.1 电路表达572

C.1.2 辐射图573

C.2 关于导纳参数的最小散射体575

附录D 推导平均成对错误概率577

D.1 联合空时相关莱斯衰落信道578

D.2 空间相关莱斯慢衰落信道579

D.3 联合空时相关莱斯分组衰落信道580

D.4 独立同分布瑞利慢衰落和快衰落信道581

参考文献582