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第1章 绪论1

1.1 MIMO系统的提出1

1.2 MIMO系统的特征及研究进展2

1.2.1 MIMO系统的主要特征2

1.2.2 已取得的进展3

1.3 存在的问题4

参考文献5

第2章 MIMO信道建模6

2.1 无线信道建模的必要性6

2.1.1 大尺度衰落及其典型模型6

2.1.2 小尺度衰落及其典型模型8

2.1.3 信道的一阶和二阶统计量10

2.2 MIMO信道建模的研究现状11

2.2.1 MIMO信道建模的必要性11

2.2.2 从SISO信道到MIMO信道的演变11

2.2.3 MIMO信道建模方法的分类13

2.2.4 MIMO信道典型模型14

2.3 MIMO信道建模两个实例研究19

2.3.1 MIMO无线信道参数19

2.3.2 MIMO信道的空间相关性21

2.3.3 基于Kronecker的MIMO信道模型25

2.3.4 单环及改进型单环MIMO信道模型33

参考文献51

第3章 衰落信道的容量53

3.1 高斯信道下的信道容量53

3.2 平坦衰落信道的容量53

3.2.1 信道与系统模型53

3.2.2 接收机知道信道状态信息，发射机知道信道分布54

3.2.3 发射机与接收机均已知信道状态信息55

3.2.4 分集接收机的容量58

3.2.5 相关Nakagami信道分集接收机的容量60

3.3 频率选择性衰落信道的容量61

3.3.1 时不变频率选择信道61

3.3.2 时变频率选择信道63

参考文献64

第4章 MIMO信道的容量65

4.1 独立衰落下单用户MIMO系统的容量65

4.2 信道系数固定时的MIMO系统容量67

4.2.1 循环对称复高斯随机向量67

4.2.2 通过互信息推导MIMO系统的容量67

4.2.3 通过信道矩阵的奇异值推导MIMO系统的容量69

4.3 信道系数随机变化时的MIMO系统容量71

4.3.1 容量的定义71

4.3.2 MIMO系统的各态历经容量72

4.4 MIMO系统的容量实例及仿真分析74

4.4.1 单输入单输出（SISO）系统的容量74

4.4.2 SIMO系统的容量74

4.4.3 MISO系统的容量76

4.4.4 两种典型的MIMO系统容量78

4.5 相关衰落下单用户MIMO系统容量78

4.5.1 接收机能准确估计信道，发射机不能估计信道79

4.5.2 接收机和发射机均不能估计信道84

4.5.3 频率选择性衰落相关信道下MIMO-OFDM系统容量86

4.6 多用户MIMO系统容量分析91

4.6.1 MIMO_MAC系统92

4.6.2 MIMO_BC系统92

4.6.3 MIMO_MAC和MIMO_BC的对偶性94

4.6.4 迭代注水算法95

4.7 基于训练序列估计的MIMO系统容量97

4.7.1 基于训练序列信道估计的MIMO系统模型97

4.7.2 基于训练序列的信道估计值的推导证明100

4.7.3 等效的系统模型102

4.7.4 基于训练序列估计的信道容量103

参考文献108

第5章 分集技术111

5.1 分集类型111

5.2 分集增益与编码增益111

5.3 接收分集系统模型112

5.4 发射分集115

5.4.1 发射机不知信道状态：MISO115

5.4.2 发射机已知信道状态：MISO116

5.4.3 发射机已知信道状态：MIMO117

5.5 矩分析方法在分集技术中的运用118

参考文献120

第6章 空时编码技术121

6.1 空时编码技术基础121

6.1.1 空时编码模型121

6.1.2 空时编码的性能分析122

6.2 空时编码设计准则128

6.2.1 慢衰落瑞利信道的编码设计准则128

6.2.2 快衰落瑞利信道的编码设计准则129

6.3 空时编码的性能指标129

6.4 空时编码的成对差错概率的准确估算130

6.5 空时格形码性能分析131

6.5.1 空时格形码的编码方案131

6.5.2 空时格形码的译码方案133

6.5.3 空时格形码的性能分析133

6.6 基于正交设计的空时分组码134

6.6.1 Alamouti发射分集方案134

6.6.2 空时分组编码的正交设计139

6.6.3 准正交空时编码的基本原理和设计准则146

6.7 基于星座旋转的满分集的准正交空时编码150

6.7.1 满分集的准正交空时编码设计151

6.7.2 满分集的准正交空时编码的性能指标153

6.8 酉空时编码器154

6.8.1 酉空时信号的构建154

6.8.2 酉空时码的性能159

6.9 差分空时码159

6.9.1 单天线系统中的差分空时码159

6.9.2 MIMO系统中的差分空时码160

参考文献161

第7章 MIMO系统检测算法163

7.1 单小区情况单用户MIMO系统模型163

7.2 最大似然检测163

7.3 线性检测算法165

7.3.1 基于迫零准则165

7.3.2 基于MMSE准则166

7.3.3 串行干扰抵消算法166

7.4 非线性检测算法167

7.4.1 QR分解算法167

7.4.2 MMSE意义上的SQRD172

7.5 结合格缩减技术的检测173

7.5.1 基本原理174

7.5.2 格缩减技术174

7.5.3 格缩减辅助的检测算法176

7.5.4 格缩减辅助的线性检测176

7.5.5 格缩减辅助的BLAST非线性检测177

7.6 球形译码算法（SDA）178

7.6.1 FP算法178

7.6.2 VB算法179

7.6.3 SE-VB算法179

7.6.4 自动球形译码算法180

7.6.5 各种改进版本的k-best SDA181

7.7 QRM算法183

7.8 半定松弛算法183

7.8.1 关于松弛的基本概念183

7.8.2 半定松弛最大似然检测184

7.9 分枝定界算法187

7.10 堆栈算法188

7.11 智能检测算法189

7.11.1 禁忌搜索检测189

7.11.2 粒子群优化190

7.12 蒙特卡罗统计等算法190

参考文献190

第8章 MIMO中继信道195

8.1 协同通信195

8.1.1 协同MIMO技术195

8.1.2 协同中继传输196

8.1.3 用户协同传输196

8.1.4 协同通信技术特征197

8.2 加性高斯信道协同无线信道容量197

8.2.1 三节点中继信道模型198

8.2.2 半双工协同中继方法200

8.2.3 半双工解码前向中继202

8.2.4 半双工放大前向中继203

8.2.5 半双工选择性中继205

8.2.6 半双工增量中继206

8.3 多节点高斯协同中继信道207

8.4 衰落信道MIMO协同中继系统容量209

8.4.1 传统MIMO信道容量209

8.4.2 MIMO协同中继系统容量209

8.5 协同中继系统的功率分配216

8.5.1 中继链路系统模型217

8.5.2 中断概率相等功率分配策略220

8.5.3 DF中继链路功率分配策略220

8.5.4 AF中继链路功率分配策略225

8.5.5 仿真分析227

8.5.6 MIMO协同中继系统的功率分配230

8.5.7 仿真分析235

8.6 协同功率分配235

8.6.1 三节点两跳中继网络235

8.6.2 多节点两跳中继网络240

参考文献245

第9章 MIMO-OFDM系统247

9.1 OFDM系统基本概念247

9.2 OFDM的系统结构框图248

9.2.1 OFDM主要功能模块248

9.2.2 串并变换249

9.2.3 子载波调制250

9.2.4 DFT的实现251

9.2.5 保护间隔和循环前缀251

9.2.6 OFDM系统的缺点253

9.3 基于IEEE 802.16的WiMAX系统254

9.3.1 IEEE 802.16无线接入标准254

9.3.2 WiMAX论坛255

9.3.3 物理层关键技术255

9.3.4 IEEE 802.16物理层简单介绍256

9.3.5 IEEE 802.16e的网络结构257

9.4 IEEE 802.11无线局域网标准258

9.5 LTE系统简介260

参考文献262

第10章 MIMO天线设计263

10.1 概述263

10.2 MIMO多天线与传统天线设计的比较263

10.3 MIMO天线设计基础264

10.3.1 MIMO天线单元设计要求264

10.3.2 设计思想264

10.4 天线设计准则266

10.5 MIMO移动台天线设计267

10.6 MIMO基站天线设计案例269

10.7 多模式天线在MIMO系统中的应用270

10.7.1 同轴波导馈电的双锥天线270

10.7.2 自补偿阿基米德四臂螺旋天线272

参考文献272