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第1章 概述1

1.1 MIMO系统的必要性1

1.2无线标准中的MIMO通信2

1.3本书的内容安排3

1.4 MIMO系统的其他主题4

第2章 衰落信道与分集技术5

2.1无线信道5

2.1.1路径损耗、阴影和小尺度衰落6

2.1.2衰落信道模型7

2.2衰落信道下的差错／中断概率11

2.2.1瑞利衰落信道的中断概率12

2.2.2瑞利衰落信道下的平均差错概率12

2.2.3推广到其他衰落信道13

2.2.4在频率选择性衰落信道下的性能14

2.3分集技术14

2.3.1分集的类型15

2.3.2 L阶分集的系统模型15

2.3.3最大比合并（MRC）16

2.3.4次优合并算法18

2.3.5选择合并19

2.3.6举例20

2.4作为时间分集的信道编码21

2.4.1充分交织信道下的分组编码22

2.4.2卷积编码24

2.5无线通信中的多天线25

2.5.1接收分集25

2.5.2智能天线和波束成形26

2.5.3空时编码的基本思想27

2.6本章小结与进一步阅读建议28

思考题29

第3章 MIMO信道的容量与信息速率32

3.1噪声信道的容量和信息速率32

3.2 AWGN和衰落信道的容量和信息速率33

3.2.1 AWGN信道33

3.2.2衰落信道34

3.3 MIMO信道的容量37

3.3.1确定性MIMO信道38

3.3.2各态历经MIMO信道42

3.3.3非各态历经MIMO信道和中断容量45

3.3.4 MIMO衰落信道的发射CSI48

3.4 MIMO通信的约束信号48

3.5讨论：为什么要使用MIMO系统51

3.6本章小结与进一步阅读建议51

思考题52

第4章 空时分组码54

4.1双天线发射分集：Alamouti方案54

4.1.1传输方案54

4.1.2 Alamouti方案的最佳接收机55

4.1.3 Alamouti方案的性能分析57

4.1.4举例59

4.2正交空时分组码60

4.2.1线性正交设计61

4.2.2线性正交设计的译码63

4.2.3空时分组码的性能分析65

4.2.4举例66

4.3准正交空时分组码67

4.4线性分散码68

4.5本章小结与进一步阅读建议69

思考题70

第5章 空时格形码72

5.1一个简单的空时格形码72

5.2一般性的空时格形码73

5.2.1表示法与预备知识73

5.2.2空时格形码的译码74

5.3空时码设计的基本准则75

5.3.1成对差错概率75

5.3.2空时码设计准则77

5.3.3优良的空时码例子78

5.3.4平衰落信道的空时格形码81

5.4 PSK星座图的空时格形码表示82

5.4.1生成矩阵表示82

5.4.2改进的空时码设计83

5.5空时格形码的性能分析84

5.5.1空时格形码的一致界85

5.5.2空时格形码的有用性能界87

5.5.3例子91

5.6空时分组与格形码的比较92

5.7本章小结与进一步阅读建议94

思考题94

第6章 分层空时码95

6.1基本的贝尔实验室分层空时（BLAST）结构95

6.1.1 VBLAST／HBLAST／SCBLAST95

6.1.2基本BLAST结构的检测算法96

6.1.3举例101

6.2对角BLAST （DBLAST）104

6.2.1 DBLAST检测算法105

6.2.2举例109

6.3多层空时码110

6.3.1编码器结构110

6.3.2组干扰消除检测110

6.3.3举例112

6.4线状空时码113

6.4.1分层方法114

6.4.2线状空时码设计114

6.4.3举例117

6.4.4线状空时码的检测117

6.5空间复用系统的其他检测算法118

6.5.1贪婪检测118

6.5.2置信传播检测118

6.5.3 Turbo-BLAST检测119

6.5.4复杂度减小的ZF／MMSE检测119

6.5.5球形译码119

6.6分集／复用增益的折中120

6.7本章小结与进一步阅读建议123

思考题123

第7章 级联码与迭代译码124

7.1级联码的进展124

7.2 AWGN信道中的级联码125

7.2.1编码器结构125

7.2.2迭代译码器结构127

7.2.3 SOVA译码器136

7.2.4最大似然译码的性能140

7.2.5举例142

7.3 MIMO信道中的级联码144

7.3.1级联空时Turbo编码方案145

7.3.2 Turbo空时网格编码方案146

7.3.3 Turbo空时编码方案146

7.4 MIMO信道的Turbo编码调制147

7.4.1编码器结构147

7.4.2译码器结构148

7.4.3举例150

7.5级联空时分组编码151

7.5.1编码器结构151

7.5.2译码器结构152

7.5.3性能分析153

7.5.4举例156

7.6本章小结与进一步阅读建议158

思考题159

第8章 酉空时码及差分空时码160

8.1非相干MIMO信道的容量160

8.1.1信道容量161

8.1.2实现容量的信号（结构）163

8.2酉空时码163

8.2.1 USTC编码器163

8.2.2 USTC的ML检测163

8.2.3性能分析165

8.2.4酉空时信号的构建165

8.2.5举例170

8.3差分空时码171

8.3.1单天线系统中的差分空时编码171

8.3.2 MIMO系统中的差分空时编码173

8.4 Turbo编码的酉空时码177

8.4.1编码器结构178

8.4.2非相干迭代译码器178

8.4.3举例180

8.5格形编码的酉空时码181

8.6 Turbo编码的差分空时码182

8.6.1编码结构182

8.6.2迭代检测器183

8.7本章小结与进一步阅读建议184

思考题184

第9章 频率选择性衰落信道下的空时编码185

9.1 MIMO频率选择性信道185

9.2 MIMO频率选择性信道容量及信息速率186

9.2.1 Gaussian输入的信息速率186

9.2.2具有实际星座的可达信息速率186

9.2.3举例189

9.3 MIMO FS信道的空时编码191

9.3.1使用虚拟天线的MIMO FS信道191

9.3.2 MIMO FS信道简单的全分集码193

9.3.3 MIMO FS信道的空时格形码194

9.3.4 MIMO FS信道的级联编码196

9.3.5 MIMO FS信道的空间复用198

9.4 MIMO FS信道检测198

9.4.1 MIMO FS信道的线性均衡199

9.4.2 MIMO FS信道的判决反馈均衡199

9.4.3软输入／软输出信道检测200

9.4.4其他降低复杂度的方法200

9.5 MIMO OFDM系统200

9.5.1 MIMO OFDM信道模型202

9.5.2空频编码202

9.5.3 MIMO OFDM的挑战203

9.6本章小结与进一步阅读建议203

思考题204

第10章 MIMO通信中的实际问题205

10.1信道状态信息估计205

10.1.1利用导频估计CSI205

10.1.2如何对待CSI208

10.1.3带有估计CSI信息的空时编码举例208

10.2 MIMO系统的空间信道相关性210

10.2.1空间相关性的测量及建模211

10.2.2空间信道相关模型211

10.2.3具有空间相关的信道容量212

10.2.4具有空间相关的空时码性能215

10.3时域信道相关217

10.4 MIMO通信系统设计问题217

10.5本章小结与进一步阅读建议218

思考题218

第11章 MIMO系统中的天线选择220

11.1基于容量的天线选择220

11.1.1系统模型220

11.1.2最优选择221

11.1.3简化（次优）选择222

11.1.4举例222

11.2基于能量的天线选择223

11.3空时格形码的天线选择225

11.3.1准静态衰落信道225

11.3.2块衰落信道226

11.3.3快衰落信道228

11.3.4举例229

11.4空时分组码的天线选择231

11.4.1接收天线选择231

11.4.2发射天线选择233

11.4.3举例233

11.5组合的正交STBC和信道编码的天线选择235

11.5.1性能分析235

11.5.2举例236

11.6频率选择性信道的天线选择237

11.7非理想状况下的天线选择238

11.7.1空间相关性的影响238

11.7.2举例239

11.7.3信道估计错误的影响240

11.8本章小结与进一步阅读建议240

思考题241

符号表242

缩略语244

参考文献247