空间多维协同传输理论与关键技术/未来网络创新技术研究系列

本书从空间多维信号传输以及多天线系统的原理出发，分别介绍了在地基、空基以及天基协同传输系统中如何最大程度利用空间维度资源提升系统性能以及频谱效率。本书主要内容包括自适应天线系统、MIMO多天线系统中的空间多维信号发送、接收，多天线设计以及迭代信号处理等基础理论与关键技术。基于以上理论与技术，本书还从实际应用角度出发，分别介绍了空间多维协同传输在地基、空基以及天基通信系统中的特点及应用。
本书内容丰富、结构清晰，是一本理论与实践并重的技术书籍，可作为移动互联网络通信相关专业研究生的教材，亦适合于从事相关领域研究的科研工作者阅读与参考。

白琳，1982年生，男，博士，北京航空航天大学电子信息工程学院副教授。以第一作者著有英文专著一部:《Low Complexity MIMO Detection》，由美国Springer出版社于2012年出版，2012年销售145本；第一作者中文专著一部《空间信号组合理论与关键技术》，由人民邮电出版社于2013年出版。

第1 章 绪论 11
1．1 地基线通信系统概述 12
1．1．1 第一代移动通信系统 12
1．1．2 第二代移动通信 12
1．1．3 第三代移动通信系统 12
1．1．4 第四代移动通信系统 13
1．1．5 第五代移动通信系统 14
1．2 空基协同传输系统概述 15
1．3 天基协同传输系统概述 19
1．3．1 天基协同传输系统现状及发展趋势 19
1．3．2 天基协同传输系统的基本原理 21
1．4 小结 22
参考文献 22
第2章 多天线信号与系统概述 25
2．1空间信号组合与检测基础 25
2．1．1 空间信号组合 25
2．1．2 接收信号检测 31
2．2 阵列天线方向图综合技术 38
2．2．1 阵列天线排列方式 39
2．2．2 阵列天线自由度 43
2．2．3 阵列天线方向图综合 44
2．3 MIMO系统 46
2．3．1 分集技术 46
2．3．2 SIMO系统 47
2．3．3 MISO系统 50
2．3．4 MIMO系统 52
2．4 MIMO 传统检测技术 56
2．4．1 系统模型 56
2．4．2 未编码MIMO信号检测 57
2．4．3 仿真结果 62
2．5 本章小结 62
参考文献 63
Equation第3章 自适应天线阵列理论与技术 63
3．1 自适应天线阵列基本原理 63
3．2 最佳滤波准则 65
3．2．1 最小均方误差准则 66
3．2．2 最大信干噪比准则 67
3．2．3 最大似然准则 68
3．2．4 最小方差准则 69
3．3 自适应波束形成算法 70
3．3．1 最小均方算法 71
3．3．2 采用矩阵求逆法 75
3．3．3 递归最小二乘法 76
3．3．4 共轭梯度算法 78
3．3．5 恒模算法 79
3．4 波达方向估计 81
3．4．1 传统谱估计方法 81
3．4．2 最大熵谱估计 82
3．4．3 MUSIC算法 82
3．4．4 ESPRIT算法 85
3．4．5 最大似然算法 87
3．4．6 子空间拟合类算法 88
3．5 自适应天线阵列校正 90
3．5．1 线馈入参考信号法 91
3．5．2 注入信号法 94
3．5．3 盲信号校正法 95
3．6自适应天线系统硬件构架 97
3．6．1 射频前端模块 98
3．6．2 数据信号处理模块 99
3．6．3 并行数字波束形成 99
3．7 本章小结 100
参考文献 100
Equation第3章 自适应天线阵列理论与技术 102
3．1 自适应天线阵列基本原理 102
3．2 最佳滤波准则 104
3．2．1 最小均方误差准则 105
3．2．2 最大信干噪比准则 106
3．2．3 最大似然准则 107
3．2．4 最小方差准则 108
3．3 自适应波束形成算法 109
3．3．1 最小均方算法 110
3．3．2 采用矩阵求逆法 114
3．3．3 递归最小二乘法 115
3．3．4 共轭梯度算法 117
3．3．5 恒模算法 118
3．4 波达方向估计 120
3．4．1 传统谱估计方法 120
3．4．2 最大熵谱估计 121
3．4．3 MUSIC算法 121
3．4．4 ESPRIT算法 124
3．4．5 最大似然算法 126
3．4．6 子空间拟合类算法 127
3．5 自适应天线阵列校正 129
3．5．1 线馈入参考信号法 130
3．5．2 注入信号法 133
3．5．3 盲信号校正法 134
3．6 自适应天线系统硬件构架 136
3．6．1 射频前端模块 137
3．6．2 数据信号处理模块 138
3．6．3 并行数字波束形成 138
3．7 本章小结 139
参考文献 139
4．1 MIMO信道 141
4．2 MIMO信道容量 143
4．2．1 确定性信道的容量 144
4．2．2 随机MIMO信道的容量 148
4．2．3 平均功率分配的MIMO信道容量比较 149
4．3 MIMO空时编码技术 152
4．3．1 空时编码及编码准则 152
4．3．2 空时格形码 154
4．3．3 空时分组码 156
4．3．4 分层空时码 159
4．3．5 其它的空时编码 161
4．4 MIMO波束形成技术 161
4．4．1 单用户波束成形技术 162
4．4．2 多用户波束成形 164
4．5 MIMO多天线技术 170
4．5．1 多天线单元的互耦 170
4．5．2 空域相关系数 172
4．5．3 空域相关性与MIMO信道 174
4．5．4 MIMO多天线去耦 176
4．5．5 MIMO多天线选择 181
4．6 大规模MIMO技术 183
4．6．1 大规模MIMO系统应用前景 183
4．6．2 大尺寸下信道的硬化 184
4．6．3 大规模MIMO面临的技术挑战 187
4．7 本章小结 189
第6章 地基协同传输系统 194
6．1 地基传输系统概述 194
6．1．1 地基线通信系统发展历程 194
6．1．2 地基线通信系统特点 197
6．2地基线通信系统多维联合资源管理 198
6．2．1 基于双层认知环路的线资源管理模型 198
6．2．2 智能线资源管理模型 203
6．2．3 面向服务的线资源管理实现架构 206
6．2．4 MIMO-OFDM系统线资源调度 207
6．3 多用户协作传输方法 208
6．3．1 正交波束成形技术 208
6．3．2 多用户中继系统的波束成形技术 212
6．3．3 多用户选择策略 214
6．4多小区协同传输与抗干扰方法 225
6．4．1 多小区协同传输 225
6．4．2 多小区干扰系统几何建模 227
6．4．3 多小区系统抗干扰技术 228
6．4．4 多小区系统协同干扰抑制 230
6．5 大规模MIMO系统 233
6．5．1大规模MIMO基本概念回顾 234
6．5．2 单用户大规模MIMO 235
6．5．3 多用户大规模MIMO 237
6．5．4 多小区大规模MIMO 242
6．6本章小节 243
参考文献 244
Equation第七章 空基协同传输系统 247
7．1空基传输技术概述 247
7．2基于阵列的空基传输系统 252
7．3 空基波束赋形技术 262
7．4 高空平台小区规划 270
7．5 高空平台传输机制 276
7．6本章小结 283
参考文献 284
Equation 第8章天基协同传输系统 287
8．1 天基传输技术概述 288
8．2 星群协同多波束传输技术 289
8．3 星群协同MIMO系统建模 290
8．3．1 单天线星群 290
8．3．2 阵列天线星群 292
8．4 星群协同MIMO系统容量 294
8．4．1 容量推导 294
8．4．2 单天线星群容量 295
8．4．3 阵列天线星群容量 299
8．5 星群协同MIMO系统容量影响因素分析 306
8．5．1 单天线星群 306
8．5．2 阵列天线星群 312
8．6 小结 319
参考文献 320
通用符号表 321