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第1章 绪论1

1.1现代移动通信系统：从单天线到多天线1

1.1.1单天线移动通信系统3

1.1.2多天线技术：面向未来的关键技术3

1.2多天线技术概述3

1.2.1单用户MIMO系统4

1.2.2多用户MIMO系统4

1.2.3多小区MIMO系统概述5

参考文献6

第2章MIMO信道10

2.1无线信道的数学模型10

2.1.1无线信道的大尺度衰落10

2.1.2无线信道的小尺度衰落12

2.1.3无线信道的数学模型13

2.2空间信道模型14

2.2.1 3GPP/3GPP2空间信道模型（SCM）14

2.2.2 IMT-Advanced MIMO信道模型（IMT-Adv MCM）24

参考文献33

第3章 点对点MIMO技术35

3.1分集与空时编码设计36

31.1分集技术36

3.1.2最大比合并38

3.1.3 Alamouti空时编码39

3.1.4空时码设计准则42

3.2空分复用技术43

3.2.1分层空时码结构43

3.2.2 V -BLAST系统的检测方法44

3.3分集复用折中48

3.3.1标量瑞利信道49

3.3.2并行瑞利信道52

3.3.3 MISO瑞利信道53

3.3.4 2×2 MIMO瑞利信道53

3.3.5 Nt×Nr MIMO瑞利信道55

参考文献57

第4章 上行多用户MIMO技术60

4.1多天线多址接入信道（MAC）的信息理论容量60

4.1.1香农信道容量60

4.1.2 MIMO MAC信道模型61

4.1.3时不变信道下的MAC容量62

4.1.4衰落信道下的MAC容量66

4.2多天线多址接入信道容量的可达方法71

4.2.1最优功率分配方法72

4.2.2上行SDMA接收机75

4.3 MIMO MAC联合发送和接收处理技术80

4.3.1 MIMO MAC优化均方误差的联合发送和接收处理技术80

4.3.2 MIMO MAC SVD辅助的联合发送和接收处理技术86

参考文献91

第5章 下行多用户MIMO信道I：信息理论容量93

5.1多天线广播信道的信息理论容量93

5.1.1背景介绍93

5.1.2系统模型及假设94

5.1.3退化的多天线广播信道容量域和重叠编码95

5.1.4非退化多天线广播信道容量域和脏纸编码96

5.2多天线多址接入信道与多天线广播信道之间的对偶性101

5.2.1多天线多址接入信道和多天线广播信道的对偶性101

5.2.2多天线广播信道最大化和容量的迭代功率灌水106

5.3多天线广播信道的容量可达方法110

参考文献115

第6章 下行多用户MIMO信道Ⅱ：多用户预编码、多用户分集和用户选择117

6.1非线性多用户预编码117

6.1.1脏纸编码117

6.1.2 Tomlinson-Harashima预编码121

6.1.3 Trellis预编码125

6.2线性多用户预编码127

6.2.1随机波束赋型128

6.2.2迫零波束赋型129

6.2.3 MMSE波束赋型131

6.2.4块对角化132

6.3多用户分集和最大化系统容量的用户选择133

6.3.1多天线系统中的多用户分集134

6.3.2迫零—脏纸编码的贪婪用户选择135

6.3.3随机波束成型基于SINR的用户选择137

6.3.4迫零波束成型的准正交用户选择138

6.3.5块对角化多用户MIMO系统中的用户和天线选择140

6.3.6 Tomlinson-Harashima预编码启发式G-S正交化用户选择142

参考文献147

第7章 下行多用户MIMO信道Ⅲ：不完善信道信息的影响及信道反馈策略150

7.1系统模型150

7.2影响信道信息不完善的主要因素151

7.2.1下行信道估计误差151

7.2.2有限反馈误差152

7.2.3上行反馈信道的不可靠性154

7.3不完善信道信息多天线广播信道容量可达方法156

7.3.1迫零波束成型156

7.3.2每用户酉速率控制（PU2RC）158

7.3.3分析比较160

7.4优化的信道状态信息获取方法163

7.4.1信道训练的优化设计163

7.4.2上行反馈开销受限下的PU2RC反馈167

7.4.3信道反馈差错下的码本重排机制170

7.5不完善信道信息下的多用户调度172

7.5.1有限反馈造成的用户间干扰173

7.5.2区分调度和预编码的两步反馈175

7.5.3多用户多模传输177

参考文献180

第8章 多用户MIMO系统中跨层多用户调度182

8.1跨层多用户调度与多用户分集182

8.1.1跨层多用户调度182

8.1.2调度算法183

8.1.3多用户分集186

8.2无线通信系统中的业务及其QoS需求195

8.2.1几种典型业务的QoS需求描述197

8.2.2 VoIP业务和视频业务的满意度199

8.3多用户MIMO系统中基于满意度的跨层多用户调度204

参考文献211

第9章 多小区MIMO技术215

9.1多小区蜂窝系统概述215

9.1.1多小区蜂窝拓扑结构215

9.1.2多址接入与干扰控制216

9.2多小区MIMO系统模型216

9.2.1多小区MIMO系统结构217

9.2.2多小区MIMO系统中的干扰模型219

9.3多小区MIMO系统中接收端干扰消除技术223

9.3.1最大似然检测（MLD）223

9.3.2线性空时检测接收机223

9.3.3非线性干扰对消接收机（Nolinear Interference Cancellation）224

9.3.4非线性迭代接收机224

9.4多小区MIMO系统中发射端干扰抑制技术226

9.4.1单小区模式227

9.4.2多小区完全协作228

9.4.3多小区部分协作MIMO系统中的迫零（ZF）干扰抑制技术232

9.4.4多小区MIMO系统中协调线性波束成型技术241

9.5附录253

参考文献255

第10章 新一代无线通信系统中的MIMO技术261

10.1 3GPP协议中的MIMO技术262

10.1.1单用户MIMO263

10.1.2多用户MIMO275

10.1.3多天线的导频信号275

10.1.4 LTE-A中的增强多用户MIMO技术276

10.2 WiMAX协议中的MIMO技术280

10.2.1空时编码280

10.2.2空分复用281

10.2.3自适应天线系统282

参考文献282

缩略语284