《大規模MIMO系統原理與設計分析》是2018年12月人民郵電出版社出版的圖書，作者是[美]托馬斯·馬爾澤塔、[瑞典]埃里克·拉森、[美]楊弘、[瑞典]吳賢國。
基本介紹
- 中文名：大規模MIMO系統原理與設計分析
- 作者：[美]托馬斯·馬爾澤塔、[瑞典]埃里克·拉森、[美]楊弘、[瑞典]吳賢國
- 出版時間：2018年12月
- 出版社：人民郵電出版社
- 頁數：204 頁
- ISBN：9787115499844
- 定價：88 元
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書由大規模多輸入多輸出系統概念的創始人撰寫，是該系統物理層及工程套用原理的D一部完全指南。本書僅僅需要讀者具備通信和統計信號處理的基礎知識，在此基礎上本書將指導讀者深入理解多小區大規模多輸入多輸出系統中的信道傳播模型、復用和解復用、信道估計、功率控制和性能分析等核心問題。作者獨具特色的容量界方法將能夠幫助讀者開展有效的系統性能分析和研發，適用於大規模多輸入多輸出系統的關鍵技術和算法。
本書豐富的示例以及與本書配套的習題、解答等網路資源將幫助讀者實踐所學的知識並獲取對複雜無線通信系統設計與分析的技能。無論你是研究生、研究人員，還是從事無線通信研發的專業人士，本書將是不可或缺的指南。
圖書目錄
第 1章 介紹 1
1.1 點到點MIMO 2
1.2 多用戶MIMO 4
1.3 大規模MIMO 6
1.4 時分雙工與頻分雙工 10
1.5 要點總結 12
第 2章 模型與準備工作 13
2.1 單天線發射機和單天線接收機 14
2.1.1 相干時間 14
2.1.2 相干頻寬 16
2.1.3 相干間隔 17
2.1.4 根據奈奎斯特採樣速率解釋Tc和Bc 18
2.1.5 TDD相干間隔結構 18
2.1.6 OFDM調製時的相干間隔 19
2.1.7 小尺度和大尺度衰落 22
2.1.8 歸一化信號模型和SNR 23
2.2 多天線基站和多個終端 23
2.2.1 單小區系統 24
2.2.2 多小區系統 25
2.3 性能指標——容量界 27
2.3.1 加性高斯噪聲確定信道 28
2.3.2 加性非高斯噪聲確定信道 29
2.3.3 具有加性高斯噪聲及接收端完美CSI的衰落信道 30
2.3.4 具有加性高斯噪聲但不具備接收端CSI的衰落信道 30
2.3.5 具有非高斯噪聲和邊信息的衰落信道 31
2.4 要點總結 32
第3章 單小區系統 35
3.1 上行鏈路導頻和信道估計 36
3.1.1 正交導頻 37
3.1.2 接收導頻信號的解擴操作 37
3.1.3 MMSE信道估計 38
3.2 上行鏈路數據傳輸 39
3.2.1 迫零處理 41
3.2.2 最大比處理 43
3.3 下行鏈路數據傳輸 46
3.3.1 線性預編碼 47
3.3.2 迫零處理 48
3.3.3 最大比處理 49
3.4 討論 51
3.4.1 對有效SINR表達式的理解 52
3.4.2 功率控制的意義 53
3.4.3 比例規律和SINR上界 54
3.5 當M＞＞K時，線性處理的準最優性 55
3.6 淨頻譜效率 58
3.7 限制因素：天線數目及移動性 58
3.8 要點總結 62
第4章 多小區系統 63
4.1 基於導頻的上行鏈路信道估計 65
4.2 上行鏈路數據傳輸 66
4.2.1 迫零處理 67
4.2.2 最大比處理 69
4.3 下行鏈路數據傳輸 71
4.3.1 迫零處理 72
4.3.2 最大比處理 74
4.4 小結 75
4.4.1 基站天線數趨於無窮時的漸近性能限 76
4.4.2 導頻污染的影響 76
4.4.3 非同步導頻干擾 77
4.5 要點總結 78
第5章 功率控制準則 79
5.1 引言 80
5.2 給定目標SINR的功率控制 82
5.2.1 單小區系統 82
5.2.2 多小區系統 83
5.3 最大-最小公平功率控制 83
5.3.1 單小區系統中的最大-最小公平功率控制 84
5.3.2 具有網路範圍最大-最小公平的多小區系統 87
5.3.3 用於可忽略相干干擾和全功率的每小區功率控制 88
5.3.4 一致優良的服務 91
5.4 要點總結 92
第6章 案例研究 93
6.1 單小區部署示例：農村地區固定寬頻網接入 96
6.1.1 所需天線數和輻射功率 96
6.1.2 最大-最小公平功率控制算法分析 99
6.2 多小區部署：基礎和算法 100
6.2.1 多小區分簇模型和導頻復用 100
6.2.2 為基站分配終端 102
6.2.3 從服務中丟棄終端 103
6.2.4 導頻分配和所需的導頻序列長度 104
6.2.5 考慮相干干擾的單小區最大-最小功率控制 104
6.3 多小區部署示例：移動接入 106
6.3.1 密集城區場景 106
6.3.2 郊區場景 107
6.3.3 每個終端最低吞吐量性能 107
6.3.4 附加觀察 109
6.3.5 功率控制策略的比較 110
6.4 要點總結 113
第7章 大規模MIMO與傳播信道 115
7.1 有利傳播與確定信道 116
7.1.1 容量上界 117
7.1.2 與有利傳播間的差距 117
7.1.3 有利傳播與線性處理 118
7.1.4 奇異值擴散作為有利傳播的度量 119
7.2 有利傳播與隨機信道 120
7.2.1 獨立瑞利衰落 120
7.2.2 均勻隨機視距傳輸（UR-LoS） 121
7.2.3 獨立瑞利衰落與UR-LoS的比較 122
7.3 有限維度信道 127
7.4 要點總結 128
第8章 最終篇與未來的方向 129
8.1 性能分析的替代方法 130
8.2 多天線終端 130
8.3 導頻污染與導頻分配 131
8.4 頻分雙工（FDD）模式下的大規模MIMO 132
8.5 非蜂窩大規模MIMO 132
8.6 信號處理算法 133
8.7 非理想硬體的影響 133
8.8 隨機接入與資源分配 134
8.9 總能效 135
附錄A 循環對稱復高斯向量 137
A.1 復高斯隨機向量 138
A.2 循環對稱的復高斯隨機向量 138
A.2.1 偽協方差矩陣 139
A.2.2 機率密度函式 139
A.2.3 線性變換 141
A.2.4 四階矩 142
附錄B 有用的隨機矩陣結果 143
B.1 對稱性 144
B.2 QR分解 145
B.3 期望值 147
附錄C 容量和容量定界工具 149
C.1 Jensen不等式 150
C.2 點到點的標量信道 151
C.2.1 熵的轉化不變性 152
C.2.2 高斯分布使熵最大化 152
C.2.3 帶有加性高斯噪聲的確定信道 153
C.2.4 帶有加性非高斯噪聲的確定信道 154
C.2.5 帶有高斯噪聲和接收端理想CSI的衰落信道 155
C.2.6 帶有非高斯噪聲和邊信息的衰落信道 155
C.3 點到點的MIMO信道 157
C.3.1 確定的MIMO信道 157
C.3.2 接收端具有理想CSI時的MIMO衰落信道 159
C.4 多用戶MIMO信道 159
C.4.1 多接入信道（上行） 161
C.4.2 廣播信道（下行） 163
C.4.3 衰落與非理想CSI 166
附錄D 單小區容量定界的替代方法 167
D.1 上行迫零傳輸 168
D.1.1 通過Jensen不等式獲得容量下界 168
D.1.2 下界的緊緻性 169
D.2 上行的最大比傳輸 170
D.2.1 基於Jensen不等式的容量下界 170
D.2.2 界的比較 171
D.3 下行的最大比處理 172
附錄E 多小區系統中的漸近SINR 175
附錄F 鏈路預算的計算 179
附錄G 六邊形中的均勻分布點 181
附錄H 縮寫和注釋 185
參考文獻 191
