第1章 介紹 1
1.1 點到點MIMO 2
1.2 多用戶MIMO 4
1.3 大規模MIMO 6
1.4 時分雙工與頻分雙工 10
1.5 要點總結 12
第2章 模型與準備工作 13
2.1 單天綫發射機和單天綫接收機 14
2.1.1 相乾時間 14
2.1.2 相乾帶寬 16
2.1.3 相乾間隔 17
2.1.4 根據奈奎斯特采樣速率解釋Tc和Bc 18
2.1.5 TDD相乾間隔結構 18
2.1.6 OFDM調製時的相乾間隔 19
2.1.7 小尺度和大尺度衰落 22
2.1.8 歸一化信號模型和SNR 23
2.2 多天綫基站和多個終端 23
2.2.1 單小區係統 24
2.2.2 多小區係統 25
2.3 性能指標——容量界 27
2.3.1 加性高斯噪聲確定信道 28
2.3.2 加性非高斯噪聲確定信道 29
2.3.3 具有加性高斯噪聲及接收端完美CSI的衰落信道 30
2.3.4 具有加性高斯噪聲但不具備接收端CSI的衰落信道 30
2.3.5 具有非高斯噪聲和邊信息的衰落信道 31
2.4 要點總結 32
第3章 單小區係統 35
3.1 上行鏈路導頻和信道估計 36
3.1.1 正交導頻 37
3.1.2 接收導頻信號的解擴操作 37
3.1.3 MMSE信道估計 38
3.2 上行鏈路數據傳輸 39
3.2.1 迫零處理 41
3.2.2 最大比處理 43
3.3 下行鏈路數據傳輸 46
3.3.1 綫性預編碼 47
3.3.2 迫零處理 48
3.3.3 最大比處理 49
3.4 討論 51
3.4.1 對有效SINR錶達式的理解 52
3.4.2 功率控製的意義 53
3.4.3 比例規律和SINR上界 54
3.5 當M>>K時，綫性處理的準最優性 55
3.6 淨頻譜效率 58
3.7 限製因素：天綫數目及移動性 58
3.8 要點總結 62
第4章 多小區係統 63
4.1 基於導頻的上行鏈路信道估計 65
4.2 上行鏈路數據傳輸 66
4.2.1 迫零處理 67
4.2.2 最大比處理 69
4.3 下行鏈路數據傳輸 71
4.3.1 迫零處理 72
4.3.2 最大比處理 74
4.4 小結 75
4.4.1 基站天綫數趨於無窮時的漸近性能限 76
4.4.2 導頻汙染的影響 76
4.4.3 非同步導頻乾擾 77
4.5 要點總結 78
第5章 功率控製準則 79
5.1 引言 80
5.2 給定目標SINR的功率控製 82
5.2.1 單小區係統 82
5.2.2 多小區係統 83
5.3 最大-最小公平功率控製 83
5.3.1 單小區係統中的最大-最小公平功率控製 84
5.3.2 具有網絡範圍最大-最小公平的多小區係統 87
5.3.3 用於可忽略相乾乾擾和全功率的每小區功率控製 88
5.3.4 一緻優良的服務 91
5.4 要點總結 92
第6章 案例研究 93
6.1 單小區部署示例：農村地區固定寬帶網接入 96
6.1.1 所需天綫數和輻射功率 96
6.1.2 最大-最小公平功率控製算法分析 99
6.2 多小區部署：基礎和算法 100
6.2.1 多小區分簇模型和導頻復用 100
6.2.2 為基站分配終端 102
6.2.3 從服務中丟棄終端 103
6.2.4 導頻分配和所需的導頻序列長度 104
6.2.5 考慮相乾乾擾的單小區最大-最小功率控製 104
6.3 多小區部署示例：移動接入 106
6.3.1 密集城區場景 106
6.3.2 郊區場景 107
6.3.3 每個終端最低吞吐量性能 107
6.3.4 附加觀察 109
6.3.5 功率控製策略的比較 110
6.4 要點總結 113
第7章 大規模MIMO與傳播信道 115
7.1 有利傳播與確定信道 116
7.1.1 容量上界 117
7.1.2 與有利傳播間的差距 117
7.1.3 有利傳播與綫性處理 118
7.1.4 奇異值擴散作為有利傳播的度量 119
7.2 有利傳播與隨機信道 120
7.2.1 獨立瑞利衰落 120
7.2.2 均勻隨機視距傳輸（UR-LoS） 121
7.2.3 獨立瑞利衰落與UR-LoS的比較 122
7.3 有限維度信道 127
7.4 要點總結 128
第8章 最終篇與未來的方嚮 129
8.1 性能分析的替代方法 130
8.2 多天綫終端 130
8.3 導頻汙染與導頻分配 131
8.4 頻分雙工（FDD）模式下的大規模MIMO 132
8.5 非蜂窩大規模MIMO 132
8.6 信號處理算法 133
8.7 非理想硬件的影響 133
8.8 隨機接入與資源分配 134
8.9 總能效 135
附錄A 循環對稱復高斯嚮量 137
A.1 復高斯隨機嚮量 138
A.2 循環對稱的復高斯隨機嚮量 138
A.2.1 僞協方差矩陣 139
A.2.2 概率密度函數 139
A.2.3 綫性變換 141
A.2.4 四階矩 142
附錄B 有用的隨機矩陣結果 143
B.1 對稱性 144
B.2 QR分解 145
B.3 期望值 147
附錄C 容量和容量定界工具 149
C.1 Jensen不等式 150
C.2 點到點的標量信道 151
C.2.1 熵的轉化不變性 152
C.2.2 高斯分布使熵最大化 152
C.2.3 帶有加性高斯噪聲的確定信道 153
C.2.4 帶有加性非高斯噪聲的確定信道 154
C.2.5 帶有高斯噪聲和接收端理想CSI的衰落信道 155
C.2.6 帶有非高斯噪聲和邊信息的衰落信道 155
C.3 點到點的MIMO信道 157
C.3.1 確定的MIMO信道 157
C.3.2 接收端具有理想CSI時的MIMO衰落信道 159
C.4 多用戶MIMO信道 159
C.4.1 多接入信道（上行） 161
C.4.2 廣播信道（下行） 163
C.4.3 衰落與非理想CSI 166
附錄D 單小區容量定界的替代方法 167
D.1 上行迫零傳輸 168
D.1.1 通過Jensen不等式獲得容量下界 168
D.1.2 下界的緊緻性 169
D.2 上行的最大比傳輸 170
D.2.1 基於Jensen不等式的容量下界 170
D.2.2 界的比較 171
D.3 下行的最大比處理 172
附錄E 多小區係統中的漸近SINR 175
附錄F 鏈路預算的計算 179
附錄G 六邊形中的均勻分布點 181
附錄H 縮寫和注釋 185
參考文獻 191
· · · · · · (收起)