MIMO無線通信原理及應用

內容概要

　　 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技術在寬帶無線通信、分布式合作通信和無線網絡中的相關應用。書中既有各種性能分析與仿真結果，又有生動的應用案例，還提供了一些代表性的實現(xiàn)方法。圍繞MIMO無線通信的信道模型、信道容量、信道估計和實現(xiàn)算法四方面所涉及的有關理論和應用進行了較詳細的闡述，并通過大量的計算機輔助仿真實驗，驗證了MIMO系統(tǒng)中的一些重要理論，同時也給出了作者在最近的研究中得到的一些新結果。    本書可為通信工程、信息工程、計算機應用及相關專業(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  1.3  MIMO無線通信技術的研究現(xiàn)狀和應用概況  1.4  MIMO無線通信技術的發(fā)展趨勢第2章  MIMO無線通信基礎  2.1  引言  2.2  矩陣的有關知識  2.3  無線移動信道的主要特征  2.4  信號與系統(tǒng)的等效基帶表示  2.5  信號檢測方法  2.6  數(shù)字調制技術  2.7  分集技術  2.8  小結第3章  MIMO空時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MIMO信道模型    3.3.1  信道衰落和信道擴展    3.3.2  隨機MIMO信道的一般描述    3.3.3  基站和移動臺天線相關系數(shù)    3.3.4  3GPP有關MIMO信道模型方面的標準  3.4  MIMO無線信道的仿真  3.5  小結第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  小結第5章  MIMO信道傳輸系數(shù)估計與仿真  5.1  引言  5.2  基于信道估計的MIMO無線系統(tǒng)的數(shù)學模型  5.3  最大似然比和最小均方誤差估計的仿真性能及其比較  5.4  基于信道估計的信道容量下限的估計  5.5  最佳訓練序列的設計  5.6  最佳序列設計和基于信道估計的信道容量的仿真結果  5.7  信道系數(shù)估計誤差對系統(tǒng)性能的影響分析  5.8  小結第6章  MIMO空時實現(xiàn)算法分析與仿真  6.1  算法概述  6.2  發(fā)射端空時處理的幾種典型算法分析及其推廣    6.2.1  空時分集處理技術    6.2.2  分層處理技術  6.3  接收端的空時處理算法分析  6.4  幾種先進的空時處理綜合方法  6.5  仿真結果及性能分析比較  6.6  小結第7章  MIMO寬帶無線通信技術  7.1  引言  7.2  單用戶MIMO-OFDM 寬帶傳輸技術  7.3  多用戶MIMO-CDMA寬帶傳輸技術  7.4  多用戶OFDM-CDMA寬帶傳輸技術  7.5  多用戶MIMO-OFDM-CDMA 寬帶傳輸技術  7.6  小結第8章  虛擬MIMO無線通信技術  8.1  引言  8.2  虛擬MIMO技術基礎  8.3  基于合作中繼的虛擬MIMO技術    8.3.1  理論分析基礎    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  8.5  小結附錄A  MIMO信道最大似然比估計值及其誤差的證明附錄B  MIMO信道線性最小均方誤差估計值的證明附錄C  最差噪聲影響下，基于訓練序列的信道容量下限的證明附錄D  數(shù)學運算符對照表附錄E  英語縮略語對照表參考文獻致謝

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.5 本書的結構及內容安排　　本書共分8章，每章的主要內容概括如下：　　第1章首先簡要說明了在無線通信系統(tǒng)中引入MIMO技術的背景，以及提高無線移動通信傳輸速率的方法和途徑。其次簡要介紹了傳統(tǒng)單天線系統(tǒng)向多天線系統(tǒng)演進過程，同時闡述了MIMO技術在提高無線傳輸速率和頻譜使用效率方面的作用。然后對目前MIMO無線通信技術的研究現(xiàn)狀和應用概況做了簡要的回顧，并指出了MIMO無線通信技術的未來發(fā)展趨勢，最后給出了本書的章節(jié)安排和主要內容?！　〉?章歸納了與MIMO無線通信技術有關的一些基礎理論，包括矩陣和線性代數(shù)的相關知識、信號和系統(tǒng)的等效基帶表示法、無線移動信道的基本特征和基本模型、線性數(shù)字調制技術的原理和實現(xiàn)方法、信號的檢測方法和分集技術等?！　〉?章在對最近文獻中提出的一些空時信道模型理論進行詳細研究的基礎上，根據(jù)發(fā)射信號的離開角及其擴展角、接收信號的到達角及其擴展角、功率方位譜、多普勒譜和收發(fā)兩端天線的拓撲結構，綜合了一個多抽頭的寬帶MIMO信道模型，而且創(chuàng)建了一個MIMO無線信道仿真平臺，并以3GPP標準R1—02—0181所規(guī)定的具體參數(shù)為依據(jù)，對理論上建立的信道模型進行了計算機仿真，得到的仿真結果與實際情形基本吻合。同時還研究了多天線的位置誤差對天線陣列的相關函數(shù)的影響，并給出了有關仿真結果?！　〉?章著重分析了收發(fā)兩端的多天線單元之間存在相關性、同時存在直射分量(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MIMO信道容量的影響，給出了有關仿真結果。并對兩類特殊的MIMO信道（全1信道和正交信道）的容量進行了特殊分析，得到了容量的具體計算公式，并做了物理解釋。同時創(chuàng)建了一個MIMO無線信道容量的仿真平臺，并以3GPP標準R1—02—0181所規(guī)定的具體參數(shù)為依據(jù)，在該仿真平臺上計算出了仿真信道的信道容量的累計分布，并和相應條件下的理論容量進行了分析比較，得到了有關結論。

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