大規模MIMO傳輸理論與關鍵技術

《大規模MIMO傳輸理論與關鍵技術》是2018年電子工業出版社出版的圖書，作者是金石。

基本介紹

• 書名：大規模MIMO傳輸理論與關鍵技術
• 作者：金石
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2018年7月
• 頁數：232 頁
• 定價：89 元
• 開本：16 開
• ISBN：9787121342646
• 字數：416千字
• 版次：01-01

作者介紹

金石，東南大學教授，國家自然科學基金傑出青年基金獲得者。2007年獲得東南大學通信與信息系統專業博士學位，同年起在東南大學移動通信國家重點實驗室工作，2007年4月至2009年10月赴英國倫敦大學學院電氣與電子工程系進行博士後研究。目前主要研究方向為5G/4G移動通信理論與關鍵技術、空時無線通信理論與技術、現代信號處理及其在移動通信中套用。

內容簡介

4G無線通信發展的歷程表明多天線技術通過天線數目的增加已經給系統帶來巨大的性能增益。近年來，大規模多天線技術在傳統多天線技術的基礎上進一步得到發展，已經成為5G無線通信領域的關鍵技術之一，吸引學術界和工業界大量的研究目光。本書將著重系統地介紹大規模多天線技術的理論與套用技術，結合國際學術界和標準化組織的具體研究進展，對大規模多天線的理論，算法和系統設計等進行最前沿的技術分析。內容主要包括大規模天線技術發展現狀、大規模多天線信道模型、大規模多天線系統容量分析、大規模多天線空分多址傳輸、大規模多天線多用戶調度技術、大規模多天線信道估計與導頻設計、大規模多天線鏈路自適應傳輸技術、大規模多天線高性能接收技術、系統級仿真與原型驗證平台設計和套用等。

圖書目錄

第1章 Chapter 1 MIMO無線通信系統發展1

1.1 MIMO無線通信系統發展簡史2

1.2 大規模MIMO系統特徵及當前研究進展4

1.2.1 大規模MIMO系統研究需求4

1.2.2 基本原理及系統特徵4

1.2.3 主要研究內容6

1.2.4 研究現狀7

1.3 MIMO無線衰落信道的基本特徵11

1.4 大規模MIMO信道特點16

1.4.1 大規模MIMO信道的最佳傳播條件16

1.4.2 大規模MIMO信道的非平穩性18

1.4.3 大規模MIMO陣列組態及球面波前18

1.4.4 大規模MIMO用戶信道建模19

第2章 Chapter 2 大規模MIMO系統資訊理論基礎及信道容量分析21

2.1 大規模MIMO系統資訊理論基礎22

2.1.1 MIMO技術22

2.1.2 多用戶MIMO技術23

2.1.3 大規模MIMO技術25

2.2 大規模MIMO系統模型26

2.2.1 六邊形小區26

2.2.2 正交頻分復用26

2.2.3 時分雙工27

2.2.4 傳輸模型27

2.3 導頻污染形成機理28

2.3.1 反向鏈路導頻傳輸28

2.3.2 導頻污染29

2.4 大規模MIMO信道容量分析30

2.4.1 反向鏈路數據傳輸30

2.4.2 前向鏈路數據傳輸32

2.5 本章小結34

第3章 Chapter 3 大規模MIMO空分多址傳輸台35

3.1 多用戶MIMO傳輸基本原理36

3.1.1 多用戶信道36

3.1.2 多址接入36

3.1.3 多用戶MIMO系統的速率域38

3.2 多用戶MIMO下行預編碼技術40

3.2.1 預編碼基本原理40

3.2.2 ZF預編碼41

3.2.3 MMSE預編碼41

3.3 大規模MIMO空分多址傳輸42

3.4 聯合空分復用傳輸技術43

3.4.1 系統模型43

3.4.2 JSDM方案44

3.4.3 JSDM性能46

3.4.4 性能仿真47

3.5 大規模MIMO統計空分多址傳輸49

3.5.1 系統模型49

3.5.2 空間信道特徵50

3.5.3 波束域下行最優傳輸理論54

3.5.4 MB-SDMA傳輸方案56

3.6 本章小結58

第4章 Chapter 4 大規模MIMO多用戶調度技術台59

4.1 多用戶MIMO調度基本原理60

4.1.1 多用戶MIMO系統模型60

4.1.2 啟發式搜尋調度算法概述62

4.1.3 基於零空間投影的調度算法64

4.1.4 半正交用戶選擇算法65

4.1.5 基於樹形搜尋的調度算法66

4.2 JSDM傳輸下大規模MIMO多用戶調度68

4.2.1 用戶分組算法68

4.2.2 組內用戶調度算法74

4.3 統計大規模MIMO多用戶調度76

4.3.1 多用戶和速率及其線上估計76

4.3.2 用戶調度算法79

4.4 大規模MIMO多用戶調度技術性能評估82

4.4.1 JSDM方案中多用戶調度性能82

4.4.2 統計大規模MIMO多用戶調度性能84

第5章 Chapter 5 大規模MIMO信道估計與導頻設計91

5.1 大規模MIMO信道估計與導頻設計基本原理92

5.1.1 信道估計原理92

5.1.2 導頻設計基本原理93

5.2 低複雜度的大規模MIMO信道估計93

5.2.1 傳統的信道估計94

5.2.2 低複雜度的信道估計95

5.3 基於壓縮感知的大規模MIMO信道估計98

5.3.1 壓縮感知與信道估計98

5.3.2 壓縮感知信道重建方法99

5.3.3 信道反饋與壓縮感知100

5.4 導頻設計與導頻再用101

5.4.1 導頻再用與導頻污染101

5.4.2 導頻再用與導頻分配102

5.5 性能評估105

5.5.1 信道估計誤差106

5.5.2 傳輸速率106

5.5.3 頻譜效率108

第6章 Chapter 6 大規模多天線接收機109

6.1 系統模型111

6.2 信號解調111

6.2.1 ZF解調器112

6.2.2 LMMSE解調器112

6.2.3 近似信息傳遞解調器112

6.3 信道估計118

6.3.1 信道特性118

6.3.2 貝葉斯信道估計119

6.4 AMP算法性能評估123

6.4.1 信號解調123

6.4.2 信道估計125

6.5 本章小結128

第7章 Chapter 7 毫米波大規模MIMO技術129

7.1 毫米波信道模型130

7.1.1 可分辨路徑集合130

7.1.2 路徑損耗131

7.1.3 角度擴散131

7.1.4 阻塞機率132

7.1.5 小尺度衰落133

7.1.6 簡化模型133

7.2 結合波分多址與干擾抑制的多用戶傳輸方案134

7.2.1 系統模型135

7.2.2 波束域分析136

7.2.3 多用戶傳輸方案設計139

7.2.4 仿真結果145

7.3 本章小結148

第8章 Chapter 8 大規模MIMO原型驗證平台設計和套用149

8.1 Argos原型平台150

8.2 NI原型平台152

8.2.1 NI的大規模MIMO應用程式框架152

8.2.2 128天線大規模MIMO原型驗證平台155

8.2.3 IO流速率分析159

8.2.4 系統的同步161

8.2.5 系統實物圖和測試結果163

第9章 Chapter 9 大規模MIMO技術最新進展169

9.1 低成本大規模MIMO技術170

9.2 低精度量化研究現狀172

9.3 量化OFDM技術[175]174

9.3.1 系統模型174

9.3.2 MAP信道估計176

9.3.3 MMSE數據檢測176

9.4 大規模MIMO系統的混合ADC設計方案177

9.4.1 系統模型178

9.4.2 MIMO檢測器180

9.4.3 混合ADC設計方案185

9.4.4 仿真結果與分析187

9.5 大規模MIMO系統中的多水平低位數ADC套用方案194

9.5.1 系統模型195

9.5.2 狀態演化方程196

9.5.3 多水平低位數ADC替換高位數ADC200

9.5.4 仿真結果與分析203

附錄A Appendix A 鬆弛置信度傳播算法推導207

附錄B Appendix B AMP算法推導213

附錄C Appendix C 縮略語217

附錄D Appendix D 縮略語221

參考文獻22