大規(guī)模MIMO系統(tǒng)原理與設(shè)計分析

定　價：￥88.00

作　者：	[美] 托馬斯·馬爾澤塔、（瑞典）埃里克·拉森著，高暉譯
出版社：	人民郵電出版社
叢編項：
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787115499844	出版時間：	2018-12-01	包裝：	精裝
開本：	16開	頁數(shù)：	204	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書由大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)概念的創(chuàng)始人撰寫，是該系統(tǒng)物理層及工程應(yīng)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(tǒng)計信號處理的基礎(chǔ)知識，在此基礎(chǔ)上本書將指導(dǎo)讀者深入理解多小區(qū)大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)中的信道傳播模型、復(fù)用和解復(fù)用、信道估計、功率控制和性能分析等核心問題。作者獨(dú)具特色的容量界方法將能夠幫助讀者開展有效的系統(tǒng)性能分析和研發(fā)，適用于大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和算法。本書豐富的示例以及與本書配套的習(xí)題、解答等網(wǎng)絡(luò)資源將幫助讀者實(shí)踐所學(xué)的知識并獲取對復(fù)雜無線通信系統(tǒng)設(shè)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(fā)的專業(yè)人士，本書將是不可或缺的指南。

作者簡介

　　Thomas L. Marzetta 是大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)的創(chuàng)始人。他是Nokia 公司Bell 實(shí)驗(yàn)室院士和IEEE 會士，曾經(jīng)在Schlumberger-Doll 研究院和Nichols Research 公司工作。他曾獲得諸多認(rèn)證和獎勵，其中包括IEEE W. R. G. Baker 獎2015）、IEEE 通信協(xié)會的Stephen O. Rice 獎（2015）以及IEEE Guglielmo Marconi *佳文獻(xiàn)獎（2013）。他曾獲得Linkoping 大學(xué)的榮譽(yù)博士學(xué)位。 Erik G. Larsson 是瑞典Linkoping 大學(xué)的正教授和IEEE 會士。他曾合著了包含120篇期刊文獻(xiàn)和無線通信中的空時編碼一書（劍橋大學(xué)出版社，2003）。他目前是IEEE 信號處理協(xié)會中面向通信及網(wǎng)絡(luò)的信號處理專題組技術(shù)委員會主席（2015—2016 年）。他于2012 年和2014 年兩次獲得IEEE Signal Processing Magazine 的*佳專欄獎，2015 年獲得了IEEE 通信協(xié)會的Stephen O. Rice 獎。 Hong Yang 是Nokia 公司Bell 實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)及通信的數(shù)學(xué)研究部的研究員，他的研究集中在無線通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。他具有超過15 年的工業(yè)界研究及開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，他曾經(jīng)供職于Alcatel-Lucent 公司的射頻技術(shù)系統(tǒng)工程部和無線設(shè)計中心。 Hien Quoc Ngo 是瑞典Linkoping 大學(xué)的研究員。他于2015 年獲得了IEEE 通信協(xié)會的Stephen O. Rice 獎和IEEE 瑞典VT-COM-IT 的聯(lián)合*佳學(xué)生期刊文獻(xiàn)獎。他于2014年和2015 年獲得了IEEE Communications Letters 和IEEE Transactions on Communications的模范審稿人稱號。

圖書目錄

目　錄
第 1章介紹 1
1．1 點(diǎn)到點(diǎn)MIMO 2
1．2 多用戶MIMO 4
1．3 大規(guī)模MIMO 6
1．4 時分雙工與頻分雙工 10
1．5 要點(diǎn)總結(jié) 12
第 2章模型與準(zhǔn)備工作 13
2．1 單天線發(fā)射機(jī)和單天線接收機(jī) 14
2．1．1 相干時間 14
2．1．2 相干帶寬 16
2．1．3 相干間隔 17
2．1．4 根據(jù)奈奎斯特采樣速率解釋Tc和Bc 18
2．1．5 TDD相干間隔結(jié)構(gòu) 18
2．1．6 OFDM調(diào)制時的相干間隔 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(qū)系統(tǒng) 24
2．2．2 多小區(qū)系統(tǒng) 25
2．3 性能指標(biāo)——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(diǎn)總結(jié) 32
第3章單小區(qū)系統(tǒng) 35
3．1 上行鏈路導(dǎo)頻和信道估計 36
3．1．1 正交導(dǎo)頻 37
3．1．2 接收導(dǎo)頻信號的解擴(kuò)操作 37
3．1．3 MMSE信道估計 38
3．2 上行鏈路數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸 46
3．3．1 線性預(yù)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(dá)式的理解 52
3．4．2 功率控制的意義 53
3．4．3 比例規(guī)律和SINR上界 54
3．5 當(dāng)M>>K時，線性處理的準(zhǔn)最優(yōu)性 55
3．6 凈頻譜效率 58
3．7 限制因素：天線數(shù)目及移動性 58
3．8 要點(diǎn)總結(jié) 62
第4章多小區(qū)系統(tǒng) 63
4．1 基于導(dǎo)頻的上行鏈路信道估計 65
4．2 上行鏈路數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸 71
4．3．1 迫零處理 72
4．3．2 最大比處理 74
4．4 小結(jié) 75
4．4．1 基站天線數(shù)趨于無窮時的漸近性能限 76
4．4．2 導(dǎo)頻污染的影響 76
4．4．3 非同步導(dǎo)頻干擾 77
4．5 要點(diǎn)總結(jié) 78
第5章功率控制準(zhǔn)則 79
5．1 引言 80
5．2 給定目標(biāo)SINR的功率控制 82
5．2．1 單小區(qū)系統(tǒng) 82
5．2．2 多小區(qū)系統(tǒng) 83
5．3 最大-最小公平功率控制 83
5．3．1 單小區(qū)系統(tǒng)中的最大-最小公平功率控制 84
5．3．2 具有網(wǎng)絡(luò)范圍最大-最小公平的多小區(qū)系統(tǒng) 87
5．3．3 用于可忽略相干干擾和全功率的每小區(qū)功率控制 88
5．3．4 一致優(yōu)良的服務(wù) 91
5．4 要點(diǎn)總結(jié) 92
第6章案例研究 93
6．1 單小區(qū)部署示例：農(nóng)村地區(qū)固定寬帶網(wǎng)接入 96
6．1．1 所需天線數(shù)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(qū)部署：基礎(chǔ)和算法 100
6．2．1 多小區(qū)分簇模型和導(dǎo)頻復(fù)用 100
6．2．2 為基站分配終端 102
6．2．3 從服務(wù)中丟棄終端 103
6．2．4 導(dǎo)頻分配和所需的導(dǎo)頻序列長度 104
6．2．5 考慮相干干擾的單小區(qū)最大-最小功率控制 104
6．3 多小區(qū)部署示例：移動接入 106
6．3．1 密集城區(qū)場景 106
6．3．2 郊區(qū)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(diǎn)總結(jié) 113
第7章大規(guī)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(kuò)散作為有利傳播的度量 119
7．2 有利傳播與隨機(jī)信道 120
7．2．1 獨(dú)立瑞利衰落 120
7．2．2 均勻隨機(jī)視距傳輸（UR-LoS） 121
7．2．3 獨(dú)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(diǎn)總結(jié) 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(dǎo)頻污染與導(dǎo)頻分配 131
8．4 頻分雙工（FDD）模式下的大規(guī)模MIMO 132
8．5 非蜂窩大規(guī)模MIMO 132
8．6 信號處理算法 133
8．7 非理想硬件的影響 133
8．8 隨機(jī)接入與資源分配 134
8．9 總能效 135
附錄A 循環(huán)對稱復(fù)高斯向量 137
A．1 復(fù)高斯隨機(jī)向量 138
A．2 循環(huán)對稱的復(fù)高斯隨機(jī)向量 138
A．2．1 偽協(xié)方差矩陣 139
A．2．2 概率密度函數(shù) 139
A．2．3 線性變換 141
A．2．4 四階矩 142
附錄B 有用的隨機(jī)矩陣結(jié)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(diǎn)到點(diǎn)的標(biāo)量信道 151
C．2．1 熵的轉(zhuǎn)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(diǎn)到點(diǎn)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(qū)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 下界的緊致性 169
D．2 上行的最大比傳輸 170
D．2．1 基于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(qū)系統(tǒng)中的漸近SINR 175
附錄F 鏈路預(yù)算的計算 179
附錄G 六邊形中的均勻分布點(diǎn) 181
附錄H 縮寫和注釋 185
參考文獻(xiàn) 191