第三代及未来移动通信系统的多天线收发技术PDF电子书下载

Part1 引言 1

第1章 背景 1

目录 1

1.1 调制系统设计 4

1.2 3　G系统中技术的多样性 7

1.2.1　WCDMA 99版与WCDMA第4版 7

2.1 信道模型 1 8

10.1.1 计算反馈度量 21 9

1.2.2　WCDMA：最新版本 11

1.2.3　cdma 2000 12

1.3　GSM/EDGE 12

1.4.1 动机 13

1.4　3G和更高技术要求的多天线模型 13

1.4.2　新近的多天线传输方法示例 14

1.5　总结 15

第2章　多样增益、信噪比增益和增益率 17

2.1.1　多径信道 21

2.1.2　空间信道 22

2.1.3　MIMO系统信道模型 23

2.1.4　极化多样性 26

2.2　传输多样性的性能局限 26

2.3　理论上的MIMO信道容量 30

2.3.1　在发送器端中无CSI 31

2.3.2　在发送端的CSI 33

2.4　相关信道的MIMO信道容量 36

2.5 闭环传输系统的工作参数 41

2.6　总结 43

Part2 开环方法(Open-loop Methods) 45

第3章 开环的概念：背景知识 45

3.1　延时分集（Delay Diversity） 46

3.2　相位调制隐性分集 47

3.3　码分与时分的发射分集 50

3.4　分集变换 51

3.5 空-时编码 55

3.5.1 空-时网格编码 55

3.5.2　空-时编码设计准则 57

3.5.3 空-时网格编码与空-时分组码 58

3.6　空-时分组码 60

3.6.1 双发射机天线：STTD 60

3.6.2　多重发射机天线 61

3.6.3　空-时分组码术语 64

3.7　非线性调制矩阵 65

3.8 总结 66

第4章 矩阵调制：低信噪比的情况 67

4.1　线性矩阵调制 69

4.1.1 基础矩阵 69

4.1.2　分集性和自干扰 70

4.2　举例 73

4.3 低SNR时的启发式设计准则 78

4.3.1 Frobenius正交性 79

4.3.2　最小自干扰 80

4.3.3　符号同质 80

4.3.5　最大化互信息 81

4.3.4　最大符号分集 81

4.4　匹配滤波器与最大似然度量 82

4.4.1 等效传输矩阵 82

4.4.2　最大似然检测度量 84

4.4.3　设计准则与最大似然度量 85

4.5 互信息 86

4.5.1　信息与干扰 86

4.5.2　扩大信息量 88

4.6　围绕对角优势扩充 93

4.6.1　信息测量中的对角优势 94

4.6.2　性能测量中的对角优势 95

4.7 测试性能 96

4.8 总结 98

第5章　增大符号率：准正交层 101

5.1 正交设计 102

5.1.1　线性空-时码的性能最佳化 102

5.1.2 幺正性和线性的推理 103

5.1.3　正交设计构成 104

5.1.4　正交设计及消息 106

5.2　复杂性问题：选择符号率和目标Tx差异 107

5.2.1 达到容量 107

5.2.2　线性探测 108

5.2.3　选择符号率 110

5.2.4　选择目标Tx差异度 111

5.3 多调制设计 112

5.4　准正交层的矩阵调制 113

5.4.1 矩阵调制的克里夫德基础 114

5.4.2　调制矩阵的闲置方向 115

5.4.3　N1＝2，Nr＝2时的分层设计 116

5.4.4　最小自干扰3＋1分层的4×4设计 118

5.4.5　最小自干扰2＋2分层的4×4设计 122

5.4.6　对Nt＞4，Nr＝1的准直角方案 124

5.5　总结 125

第6章　接收器算法 127

6.1　信道估计流量 128

6.2　最大似然检测 129

6.3　半正交加速最大似然检测 131

6.4　线性接收机 132

6.5　迭代接收机 134

6.6　联合解码和检测 136

6.7 举例：对ABBA的线性检测 137

6.8　性能 138

6.9 总结 140

第7章 矩阵调制：高信噪比方面 141

7.1 信息和性能的对称性 144

7.1.2　归一左右对称性 145

7.1.1 正交实字符对称性 145

7.1.3 举例 147

7.2　用正交字符旋转优化性能 148

7.2.1　符号旋转保护 148

7.2.2　符号旋转的变化多样度 151

7.2.3　性能改变和多样性符号旋转的保留 152

7.3 ABBA的外在性能复数 153

7.3.1　分级星图的旋转 154

7.3.2　矩阵旋转 159

7.3.3 性能 163

7.4　通过拓展面积来改善性能 164

7.4.2　拓展3＋1层 165

7.4.1 拓展ABBA 165

7.5　对比4Tx天线的分层设计 167

7.5.1 公制设计 168

7.5.2　性能 169

7.5.3　复杂性探测 171

7.6　加权和多调制非正交矩阵调制 172

7.6.1 加权ABBA 172

7.6.2 多调制ABBA 173

7.7　总结 174

第8章　加强的实用性开环设计 177

8.1　随机矩阵调制 179

8.1.1　非正交方案的随机化 180

8.1.2　正交空-时分组编码的随机化 183

8.2　具有被旋转星座图的空-时分组码 187

8.2.1 变形的STBC-OTD结构 188

8.2.2　对等效信道相关矩阵的影响 189

8.2.3　相关信道中改进的性能 191

8.2.4 合并分集传输和STBC 193

8.3　性能评估 194

8.3.1　没有信道编码时的性能 194

8.3.2　外部编码的性能 195

8.4　总结 197

第9章 MIMO系统的高数据率设计方案 199

9.1 Frobenius正交归一化矩阵集 200

9.1.1 Clifford基矩阵 201

9.1.2　Weyl基矩阵 202

9.1.3 Hadamard基矩阵 203

9.2 当NT＝T＝2时的双MIMO调制的最优数据率 205

9.3　数据率为2的四发射天线 207

9.3.1　双STTD 208

9.3.2 双ABBA 209

9.3.3 三符号准正交且数据率为2的方法 212

9.4　数据率为3的四传输天线 212

9.5　数据率为4的四传输天线 213

9.7　总结 215

9.6　这些方案提供的信息 215

Part3 闭环方法 217

第10章 闭环方法——选择性多天线扩展 217

10.1 在WCDMA中的闭环传输多样性 218

10.1.2　量化与反馈编码 220

10.1.3　提高可靠率 225

10.2　超过两个的传输天线 228

10.2.1 使用快速反馈信号处理的扩展 229

10.2.2　使用长期反馈进行线性处理 232

10.2.3 反馈编码与矩阵参数 233

10.3　性能 235

10.4　总结 239

第11章　关于闭环概念的分析 241

11.1 一般反馈信号设计方法 242

11.2　关于共相算法的信噪比增益的分析 245

11.3 排序和共相算法的SNR增益分析 249

11.3.1 减少反馈信号的量 254

11.3.2　双传输天线分析 257

11.4 多程Rayleigh衰减信道的SNR增益 259

11.5　反馈信号里的错误 263

11.6　反馈反应 267

11.7 比特错误率 272

11.8　对于顺序和共相算法的传输权重产生 275

11.9　相对瑞利衰减信道中的信噪比增益 277

11.9.1 长时期反馈的量子化 282

11.10　总结 283

第12章 混合闭环开环方法 285

12.1 开环系统和闭环系统的比较 286

12.2　收发机基本概念 290

12.2.1 相关信道、预编码和矩阵调制 290

12.2.2 多入单出传输的长期波束合成 292

12.2.3　非正交调制矩阵的长期波束合成 294

12.3　性能 294

12.4　空-时再传输 297

12.4.1 码元速率次数为1的再传输方案 298

12.4.2　码元速率次数为2的再传输方案 299

12.4.3　数值例子 301

12.5 自适应空-时调制安排 302

12.6 总结 304

附录A　均匀、恒等和不等 307

A.1 均匀和转换 308

A.2　酉恒等式和行列式不等式 309

附录B　克里夫德代数的矩阵表示法 313

B.1　矩阵表达式的维数 314

B.2　普通矩阵的克里夫德基 318

附录C　缩略词 323

参考文献 328