大规模MIMO网络的频谱、能量和硬件效率

图书标准信息

• 作者 Emil；Bjornson（埃米尔·比约尔森）
• 出版社 国防工业出版社
• 出版时间 2022-03
• 版次 1
• ISBN 9787118123777
• 定价 158.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 348页
• 字数 425千字

【内容简介】

本书的定位是对大规模mim0的频谱效率、能量效率、硬件效率、信道估计及实际应用感兴趣的、研究人员、高校教师，本专著有助于上述人员掌握大规模mimo的基本概念和分析方法。另外，我们还简单介绍了一些相关的主题及近期新的发展趋势，重点是对不随时问变化的的阐述，不涉及当前研究相关的内容。读懂本专著需要读者具备基本的线代数、概率论、估计理论、信息论等方面的知识。附录里包含了一些分析结果的详细证明过程。为了保证全书内容的完整，也对基本理论进行了结。
章介绍定义和设计大规模mimo所涉及的基本概念。第2章提供大规模mimo的严谨定义，同时介绍专著后续章节需要用到的系统和信道模型。第3章阐述基于上行链路导频的信道估计中涉及的信号处理技术。第4章描述接收合并和发预编码，并且推导出上行链路和下行链路中频谱效率的表达式，给出了作者的见解和例证。第5章阐述大规模mimo在设计高能效蜂窝网络中起到的关键作用。第6章分析收发信机的硬件缺陷对频谱效率的影响，并指出大规模mimo能够更充分地利用硬件资源，这为采用低分辨率器件（例如更少的量化比特）节约能耗和成本敞开了一扇门。第7章介绍影响大规模mimo技术实用化的重要因素，例如空间资源分配、信道模型、阵列部署、异构网络中大规模mimo所起的作用等。

【目录】

第1章  介绍和写作动机

1.1  蜂窝网络

1.1.1  改进蜂窝网络以获得更高的区域吞吐量

1.2  频谱效率的定义

1.3  提高频谱效率的方法

1.3.1  增加发射功率

1.3.2  获得阵列增益

1.3.3  上行链路空分多址

1.3.4  下行链路空分多址

1.3.5  获取信道的状态信息

1.4  小结

第2章  大规模MIMO网络

2.1  大规模MIMO的定义

2.2  相关瑞利衰落

2.3  上行链路和下行链路的系统模型

2.3.1  上行链路

2.3.2  下行链路

2.4  空间信道相关性的基本影响

2.5  信道硬化和有利传播

2.5.1  信道硬化

2.5.2  有利传播

2.6  局部散射空间的相关模型

2.6.1  信道硬化和有利传播的影响

2.6.2  高斯角域分布的近似表达式

2.7  小结

第3章  信道估计

3.1  上行链路的导频传输

3.1.1  相互正交的导频序列的设计

3.2  小均方误差信道估计

3.3  空间相关性和导频污染的影响

3.3.1  空间相关性对信道估计的影响

3.3.2  导频污染对信道估计的影响

3.3.3  不完美的统计信息

3.4  计算复杂度与低复杂度的估计子

3.4.1  其他信道估计方案

3.4.2  对各种估计子的复杂度和估计质量进行对比

3.5  数据辅助的信道估计与导频净化

3.6  小结

第4章  频谱效率

4.1  上行链路频谱效率与接收合并

4.1.1  其他接收合并方案

4.1.2  接收合并的计算复杂度

4.1.3  实例的定义

4.1.4  不同合并方案的频谱效率对比

4.1.5  空间信道相关性的影响

4.1.6  空间信道相关下的信道硬化

4.2  其他的上行链路频谱效率表达式及其主要性质

4.2.1  用后即忘（UatF）界的紧性

4.2.2  导频污染与相干干扰

4.2.3  使用非小均方误差方案的频谱效率

4.2.4  同步与异步导频传输

4.3  下行链路频谱效率与发送预编码

4.3.1  下行链路中的导频污染

4.3.2  预编码设计原则：上/下行链路的对偶性

4.3.3  下行链路信道估计下的频谱效率

4.3.4  预编码方案的对比

4.3.5  其他非小均方误差信道估计方案的频谱效率

4.3.6  上/下行链路之间干扰的差异

4.4  渐近分析

4.4.1  线性独立与正交的相关矩阵

4.4.2  渐近观点

4.4.3  强干扰下的渐近结果

4.5  小结

第5章  能量效率

5.1  动机

5.2  发射功率损耗

5.2.1  发射功率的渐近分析

5.3  能量效率的定义

5.3.1  能量效率和频谱效率之间的折中

5.4  电路功耗模型

5.4.1  收/发信机链路

5.4.2  编码和解码

5.4.3  回程

5.4.4  信道估计

5.4.5  接收合并和发射预编码

5.4.6  比较不同处理方案下的电路功率

5.5  能量效率和吞吐量之间的权衡

5.6  具有能效的网络设计

5.7  小结

第6章  硬件效率

6.1  收/发信机硬件缺陷

6.1.1  剩余硬件缺陷的基本模型

6.1.2  一种实用的硬件质量的测量方法

6.1.3  扩展到经典的大规模MIM0模型

6.2  硬件缺陷下的信道估计

6.2.1  硬件缺陷对信道估计的影响

6.2.2  干扰和硬件缺陷对信道估计的影响

6.3  存在硬件缺陷情况下系统的频谱效率

6.3.1  上行链路频谱效率表达式

6.3.2  硬件缺陷对上行链路的频谱效率的影响

6.3.3  干扰源和失真源的比较

6.3.4  干扰的可见范围

6.3.5  下行链路的频谱效率表达式

6.3.6  硬件缺陷对下行链路的频谱效率的影响

6.3.7  多天线下的比预编码

6.4  硬件质量伸缩律

6.4.1  低分辨率模数转换器

6.4.2  相位噪声

6.4.3  带外辐射

6.4.4  互易校准

6.4.5  硬件质量伸缩律的例子

6.5  小结

第7章  实际部署时需考虑的问题

7.1  功率分配

7.1.1  下行链路功率分配

7.1.2  上行链路功率控制

7.2  空间资源分配

7.2.1  导频分配

7.2.2  调度

7.2.3  业务负荷变化的影响

7.3  信道模型

7.3.1  任意阵列形状下的3D视距模型

7.3.2  具有任意几何形状的阵列的三维局部散射模型

7.3.3  3GPP下的3D MIM0信道模型

7.3.4  来自信道测量的观察

7.4  阵列的部署

7.4.1  物理阵列尺寸的预备知识

7.4.2  物理阵列尺寸和天线间距

7.4.3  无小区系统

7.4.4  极化

7.5  毫米波通信

7.6  异构网络

7.6.1  采用大规模MIM0减少跨层干扰

7.6.2  用于无线回程链路的大规模MIM0

  7.7  案例研究

7.7.1  网络配置和参数

7.7.2  仿真结果

7.8  小结

附录A  符号和缩略语

附录B  标准结果

B.1  矩阵分析

B.1.1  矩阵运算的复杂度

B.1.2  矩阵等式

B.2  随机向量和矩阵

B.3  郎伯函数W的性质

B.4  基本的估计理论

B.5  基本的信息论知识

B.6  基本的优化理论

附录C  证明过程汇总

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