大規(guī)模MIMO無線通信

目錄
序
前言
符號說明
第1章 緒論 1
1.1 大規(guī)模MIMO信道模型與信道信息獲取 1
1.2 大規(guī)模MIMO上下行數據傳輸 3
1.3 大規(guī)模MIMO同步與控制信息傳輸 7
1.4 后續(xù)各章 內容提要 9
第2章 大規(guī)模MIMO信道模型 13
2.1 大規(guī)模MIMO窄帶信道模型 13
2.2 大規(guī)模MIMO-OFDM信道模型 16
2.3 毫米波/太赫茲大規(guī)模MIMO波束域信道模型 20
2.3.1 下行波束域信道模型 20
2.3.2 下行波束域信道漸近特征 21
2.3.3 下行波束域信道近似 23
2.3.4 上行波束域信道模型 24
2.4 附錄 26
2.4.1 引理2.1的證明 26
2.4.2 式（2.16）的推導 27
2.4.3 命題2.1的證明 28
2.4.4 命題2.2的證明 30
2.4.5 命題2.3的證明 31
第3章 大規(guī)模MIMO信道狀態(tài)信息獲取 33
3.1 角度域導頻復用信道狀態(tài)信息獲取 33
3.1.1 導頻復用機理 33
3.1.2 導頻復用情況下的多用戶傳輸 36
3.1.3 導頻資源調度設計 39
3.1.4 數值仿真 43
3.1.5 小結 46
3.2 角度時延域導頻復用信道狀態(tài)信息獲取 49
3.2.1 基于相移可調導頻的信道獲?。簡畏柷樾?49
3.2.2 基于相移可調導頻的信道獲?。憾喾柷樾?57
3.2.3 數值仿真 60
3.2.4 小結 64
3.3 附錄 65
3.3.1 定理3.1的證明 65
3.3.2 定理3.2的證明 66
3.3.3 定理3.3的證明 66
3.3.4 引理3.1的證明 69
3.3.5 定理3.4的證明 69
3.3.6 命題3.1的證明 70
第4章 大規(guī)模MIMO上行傳輸 72
4.1 自由概率 72
4.1.1 概述 72
4.1.2 自由概率與算子值自由概率 73
4.1.3 隨機矩陣多項式的自由確定性等同 77
4.1.4 基于自由確定性等同的容量分析 80
4.2 大規(guī)模MIMO上行信道容量分析 84
4.2.1 概述 84
4.2.2 問題陳述 85
4.2.3 基于自由確定性等同的容量分析 88
4.2.4 和速率容量可達的*優(yōu)發(fā)送協方差矩陣 93
4.2.5 數值仿真 95
4.2.6 小結 98
4.3 大規(guī)模MIMO上行低復雜度多項式展開信號檢測 99
4.3.1 概述 99
4.3.2 系統模型和問題陳述 100
4.3.3 基于經驗矩確定性等同的低復雜度PE檢測器 103
4.3.4 低復雜度PE檢測器算法 108
4.3.5 數值仿真 109
4.3.6 小結 113
4.4 附錄 113
4.4.1 定理4.1的證明 113
4.4.2 定理4.2的證明 118
4.4.3 引理4.1的證明 123
4.4.4 定理4.4的證明 124
4.4.5 引理4.2的證明 127
4.4.6 引理4.3的證明 127
4.4.7 定理4.5的證明 128
4.4.8 定理4.6的證明 130
4.4.9 定理4.7的證明 132
4.4.10 引理4.4的證明 135
4.4.11 定理4.8的證明 136
4.4.12 定理4.9的證明 138
第5章 大規(guī)模MIMO下行傳輸 139
5.1 大規(guī)模MIMO波束分多址傳輸 139
5.1.1 概述 139
5.1.2 信道模型及其空間特性 139
5.1.3 基于和速率上界的下行*優(yōu)傳輸 142
5.1.4 波束分多址傳輸 147
5.1.5 數值仿真 153
5.1.6 小結 156
5.2 多小區(qū)大規(guī)模MIMOBDMA傳輸功率分配 156
5.2.1 概述 156
5.2.2 系統模型 157
5.2.3 *大化和速率的功率分配設計 159
5.2.4 功率分配算法 162
5.2.5 數值仿真 167
5.2.6 小結 172
5.3 逐波束同步毫米波/太赫茲大規(guī)模MIMO傳輸 172
5.3.1 逐波束時頻同步 172
5.3.2 逐波束同步的波束分多址傳輸 179
5.3.3 數值仿真 184
5.3.4 小結 189
5.4 大規(guī)模MIMO下行魯棒預編碼傳輸方法 189
5.4.1 概述 189
5.4.2 系統模型和問題陳述 190
5.4.3 基于確定性等同的魯棒線性預編碼設計 194
5.4.4 低復雜度魯棒線性預編碼設計 201
5.4.5 數值仿真 206
5.4.6 小結 210
5.5 附錄 210
5.5.1 引理5.1的證明 210
5.5.2 引理5.2的證明 210
5.5.3 引理5.3的證明 212
5.5.4 引理5.4的證明 214
5.5.5 定理5.4的證明 215
5.5.6 定理5.5的證明 218
5.5.7 定理5.6的證明 219
5.5.8 定理5.7的證明 220
5.5.9 定理5.8的證明 222
5.5.10 定理5.9的證明 223
5.5.11 定理5.10的證明 227
5.5.12 定理5.11的證明 229
5.5.13 定理5.12的證明 230
第6章 大規(guī)模MIMO全向預編碼傳輸 233
6.1 大規(guī)模MIMO系統中基于全向預編碼的傳輸方法 233
6.1.1 概述 233
6.1.2 系統模型 234
6.1.3 全向預編碼矩陣需要滿足的條件 238
6.1.4 全向預編碼矩陣設計與性能分析 240
6.1.5 數值仿真 246
6.1.6 小結 250
6.2 大規(guī)模MIMO系統中的全向空時編碼方法 250
6.2.1 概述 250
6.2.2 系統模型 251
6.2.3 STBC應滿足的基本條件 253
6.2.4 STBC的設計方法與分集性能分析 255
6.2.5 STBC設計實例 258
6.2.6 數值仿真 263
6.2.7 小結 265
6.3 毫米波大規(guī)模MIMO系統中基于全向預編碼與全向合并的同步方法 266
6.3.1 概述 266
6.3.2 系統模型 267
6.3.3 預編碼矩陣與合并矩陣應滿足的基本條件 269
6.3.4 預編碼矩陣與合并矩陣對同步性能的影響 271
6.3.5 預編碼矩陣與合并矩陣的設計 278
6.3.6 數值仿真 282
6.3.7 小結 285
6.4 附錄 285
6.4.1 引理6.1的證明 285
6.4.2 定理6.1的證明 288
6.4.3 定理6.3的證明 288
6.4.4 引理6.3的證明 289
6.4.5 GLRT檢測器的推導 291
6.4.6 MD概率與FA概率的推導 293
6.4.7 引理6.5的證明 295
6.4.8 引理6.6的證明 298
6.4.9 引理6.7的證明 299
第7章 波束域大規(guī)模MIMO光無線通信 300
7.1 利用發(fā)送透鏡的波束域大規(guī)模MIMO光無線通信 300
7.1.1 概述 300
7.1.2 基于發(fā)送透鏡的光通信系統與信道建模 301
7.1.3 基于線性預編碼的傳輸方法 309
7.1.4 總功率約束條件下波束分多址傳輸 313
7.1.5 單個LED功率約束條件下波束分多址傳輸 317
7.1.6 數值仿真 319
7.1.7 小結 324
7.2 利用收發(fā)透鏡的網絡大規(guī)模MIMO光無線通信 324
7.2.1 概述 324
7.2.2 網絡MIMO光傳輸信道模型 325
7.2.3 總功率約束下網絡BDMA傳輸 332
7.2.4 單個LED功率約束下網絡BDMA傳輸 338
7.2.5 數值仿真 340
7.2.6 小結 344
7.3 附錄 344
7.3.1 定理7.1的證明 344
7.3.2 定理7.3的證明 345
7.3.3 定理7.4的證明 347
7.3.4 定理7.5的證明 348
7.3.5 定理7.9的證明 350
7.3.6 定理7.10的證明 351
7.3.7 定理7.13的證明 352
參考文獻 353
索引 373