MIMO無線通信原理及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　 本書主要介紹了多天線發(fā)送和多天線接收（MIMO）無線通信的基本原理，以及MIMO技術(shù)在寬帶無線通信、分布式合作通信和無線網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)應(yīng)用。書中既有各種性能分析與仿真結(jié)果，又有生動(dòng)的應(yīng)用案例，還提供了一些代表性的實(shí)現(xiàn)方法。圍繞MIMO無線通信的信道模型、信道容量、信道估計(jì)和實(shí)現(xiàn)算法四方面所涉及的有關(guān)理論和應(yīng)用進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述，并通過大量的計(jì)算機(jī)輔助仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了MIMO系統(tǒng)中的一些重要理論，同時(shí)也給出了作者在最近的研究中得到的一些新結(jié)果。    本書可為通信工程、信息工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及相關(guān)專業(yè)的研究生、工程師和科研人員提供借鑒和參考。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  引言  1.2  傳統(tǒng)單天線系統(tǒng)向多天線系統(tǒng)演進(jìn)  1.3  MIMO無線通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用概況  1.4  MIMO無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)第2章  MIMO無線通信基礎(chǔ)  2.1  引言  2.2  矩陣的有關(guān)知識(shí)  2.3  無線移動(dòng)信道的主要特征  2.4  信號(hào)與系統(tǒng)的等效基帶表示  2.5  信號(hào)檢測(cè)方法  2.6  數(shù)字調(diào)制技術(shù)  2.7  分集技術(shù)  2.8  小結(jié)第3章  MIMO空時(shí)信道的理論模型和仿真  3.1  引言  3.2  確定性的MIMO信道模型  3.3  隨機(jī)MIMO信道模型    3.3.1  信道衰落和信道擴(kuò)展    3.3.2  隨機(jī)MIMO信道的一般描述    3.3.3  基站和移動(dòng)臺(tái)天線相關(guān)系數(shù)    3.3.4  3GPP有關(guān)MIMO信道模型方面的標(biāo)準(zhǔn)  3.4  MIMO無線信道的仿真  3.5  小結(jié)第4章  MIMO信道的容量分析與仿真  4.1  平均分配發(fā)射功率的MIMO信道容量分析與仿真  4.2  自適應(yīng)分配發(fā)射功率的MIMO信道容量分析與仿真  4.3  MIMO仿真信道的容量分析與比較  4.4  小結(jié)第5章  MIMO信道傳輸系數(shù)估計(jì)與仿真  5.1  引言  5.2  基于信道估計(jì)的MIMO無線系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  5.3  最大似然比和最小均方誤差估計(jì)的仿真性能及其比較  5.4  基于信道估計(jì)的信道容量下限的估計(jì)  5.5  最佳訓(xùn)練序列的設(shè)計(jì)  5.6  最佳序列設(shè)計(jì)和基于信道估計(jì)的信道容量的仿真結(jié)果  5.7  信道系數(shù)估計(jì)誤差對(duì)系統(tǒng)性能的影響分析  5.8  小結(jié)第6章  MIMO空時(shí)實(shí)現(xiàn)算法分析與仿真  6.1  算法概述  6.2  發(fā)射端空時(shí)處理的幾種典型算法分析及其推廣    6.2.1  空時(shí)分集處理技術(shù)    6.2.2  分層處理技術(shù)  6.3  接收端的空時(shí)處理算法分析  6.4  幾種先進(jìn)的空時(shí)處理綜合方法  6.5  仿真結(jié)果及性能分析比較  6.6  小結(jié)第7章  MIMO寬帶無線通信技術(shù)  7.1  引言  7.2  單用戶MIMO-OFDM 寬帶傳輸技術(shù)  7.3  多用戶MIMO-CDMA寬帶傳輸技術(shù)  7.4  多用戶OFDM-CDMA寬帶傳輸技術(shù)  7.5  多用戶MIMO-OFDM-CDMA 寬帶傳輸技術(shù)  7.6  小結(jié)第8章  虛擬MIMO無線通信技術(shù)  8.1  引言  8.2  虛擬MIMO技術(shù)基礎(chǔ)  8.3  基于合作中繼的虛擬MIMO技術(shù)    8.3.1  理論分析基礎(chǔ)    8.3.2  基本的合作中繼協(xié)議    8.3.3  基本的合作中繼協(xié)議比較    8.3.4  中斷性能分析  8.4  基于編碼合作的虛擬MIMO技術(shù)  8.5  小結(jié)附錄A  MIMO信道最大似然比估計(jì)值及其誤差的證明附錄B  MIMO信道線性最小均方誤差估計(jì)值的證明附錄C  最差噪聲影響下，基于訓(xùn)練序列的信道容量下限的證明附錄D  數(shù)學(xué)運(yùn)算符對(duì)照表附錄E  英語縮略語對(duì)照表參考文獻(xiàn)致謝

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.5 本書的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排　　本書共分8章，每章的主要內(nèi)容概括如下：　　第1章首先簡(jiǎn)要說明了在無線通信系統(tǒng)中引入MIMO技術(shù)的背景，以及提高無線移動(dòng)通信傳輸速率的方法和途徑。其次簡(jiǎn)要介紹了傳統(tǒng)單天線系統(tǒng)向多天線系統(tǒng)演進(jìn)過程，同時(shí)闡述了MIMO技術(shù)在提高無線傳輸速率和頻譜使用效率方面的作用。然后對(duì)目前MIMO無線通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用概況做了簡(jiǎn)要的回顧，并指出了MIMO無線通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)，最后給出了本書的章節(jié)安排和主要內(nèi)容?！　〉?章歸納了與MIMO無線通信技術(shù)有關(guān)的一些基礎(chǔ)理論，包括矩陣和線性代數(shù)的相關(guān)知識(shí)、信號(hào)和系統(tǒng)的等效基帶表示法、無線移動(dòng)信道的基本特征和基本模型、線性數(shù)字調(diào)制技術(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)方法、信號(hào)的檢測(cè)方法和分集技術(shù)等?！　〉?章在對(duì)最近文獻(xiàn)中提出的一些空時(shí)信道模型理論進(jìn)行詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)射信號(hào)的離開角及其擴(kuò)展角、接收信號(hào)的到達(dá)角及其擴(kuò)展角、功率方位譜、多普勒譜和收發(fā)兩端天線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，綜合了一個(gè)多抽頭的寬帶MIMO信道模型，而且創(chuàng)建了一個(gè)MIMO無線信道仿真平臺(tái)，并以3GPP標(biāo)準(zhǔn)R1—02—0181所規(guī)定的具體參數(shù)為依據(jù)，對(duì)理論上建立的信道模型進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，得到的仿真結(jié)果與實(shí)際情形基本吻合。同時(shí)還研究了多天線的位置誤差對(duì)天線陣列的相關(guān)函數(shù)的影響，并給出了有關(guān)仿真結(jié)果?！　〉?章著重分析了收發(fā)兩端的多天線單元之間存在相關(guān)性、同時(shí)存在直射分量(LOS)和散射分量的傳播環(huán)境、已知和未知信道的狀態(tài)信息等因素對(duì)MIMO信道容量的影響，給出了有關(guān)仿真結(jié)果。并對(duì)兩類特殊的MIMO信道（全1信道和正交信道）的容量進(jìn)行了特殊分析，得到了容量的具體計(jì)算公式，并做了物理解釋。同時(shí)創(chuàng)建了一個(gè)MIMO無線信道容量的仿真平臺(tái)，并以3GPP標(biāo)準(zhǔn)R1—02—0181所規(guī)定的具體參數(shù)為依據(jù)，在該仿真平臺(tái)上計(jì)算出了仿真信道的信道容量的累計(jì)分布，并和相應(yīng)條件下的理論容量進(jìn)行了分析比較，得到了有關(guān)結(jié)論。

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