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《多入多出通信系统原理》通过介绍多人多出通信系统的基本理论和重要的发展课题，形成对多入多出通信系统的基本认识，进而提供实际应用中的理论基础，以及解决理论和技术问题的有效途径。全书共8章，内容包括：无线通信信道和分集、信息论基础、多人多出系统的信道容量、天线数的优化、信道相关、空时编码设计准则、空时网格编码、正交空时分组编码。
《多入多出通信系统原理》可作为高等院校通信工程专业研究生和高年级本科生的教材，也可供通信工程领域的工程技术人员参考。
多元通信网络：理论与实践的深度探索 本书旨在为读者呈现一个全面且深入的通信系统知识体系，重点聚焦于现代通信网络的核心构建模块——“多入多出”（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）技术。本书不涉及通信系统之外的其他任何学科内容，如电子工程基础、信号处理理论的纯数学推导、或者具体的通信标准（如Wi-Fi、5G NR等）的细节规范，而是将所有论述都围绕MIMO技术在通信系统中的原理、应用和发展脉络展开。 第一部分：MIMO系统基础理论 本部分将从根本上剖析MIMO技术的核心思想，为读者建立坚实的理论基础。 空间复用（Spatial Multiplexing）原理： 详细阐述如何利用MIMO系统中的多个发射天线和多个接收天线，在同一频率、同一时间传输不同的数据流，从而大幅提升频谱效率。我们将深入探讨空间信道的独立性对空间复用的影响，以及不同天线配置（如2x2、4x4、8x8等）下的理论性能界限。 分集增益（Diversity Gain）原理： 解释MIMO系统如何通过在不同空间路径上传输相同的数据，来对抗信道衰落，提高信号的鲁棒性。本书将细致分析空间分集、极化分集等多种分集技术的工作机制，以及它们如何共同作用以降低误码率。 MIMO信道模型： 介绍描述MIMO系统空间特性的数学模型，包括独立同分布（i.i.d.）瑞利衰落信道、非i.i.d.信道、以及更复杂的几何信道模型。我们将深入理解这些模型如何反映真实无线环境中的多径传播效应，并探讨信道状态信息（CSI）在MIMO系统中的关键作用。 信道容量分析： 基于香农-海明定理，推导MIMO系统的信道容量。我们将分析天线数量、信噪比（SNR）、以及信道相关性对MIMO容量的影响，从而揭示MIMO技术在提升数据吞吐量方面的巨大潜力。 MIMO预编码与解码技术： 深入探讨如何通过预编码（Precoding）在发射端优化信号，以及如何通过解码（Decoding）在接收端准确地分离数据流。我们将详细介绍线性预编码（如脏纸编码、最大 ratio 传输）、非线性预编码（如 Tomlinson-Harashima 预编码）以及各种解码算法（如最大似然解码、线性解码、迭代解码）的原理和性能权衡。 第二部分：MIMO系统的关键技术与性能优化 本部分将进一步探讨在实际MIMO系统中，如何实现性能的最大化，并应对各种技术挑战。 信道状态信息（CSI）的获取与利用： 详细阐述在没有CSI、部分CSI和完全CSI三种情况下，MIMO系统性能的差异。我们将介绍上行链路和下行链路中CSI反馈的机制，以及如何通过估计算法（如最小二乘法、最小均方误差法）来获取信道信息。 波束形成（Beamforming）在MIMO中的应用： 阐述如何利用MIMO天线阵列的相控特性，将能量聚焦于特定方向，从而提高信号的指向性、减少干扰，并实现空间复用。我们将区分模拟波束形成、数字波束形成和混合波束形成技术。 大规模MIMO（Massive MIMO）的理论基础： 介绍大规模MIMO的概念，即在基站端部署大量天线，并分析其相较于传统MIMO带来的性能提升。我们将探讨大规模MIMO在提高小区容量、降低互扰、简化用户端处理等方面的优势，以及天线选择、预编码设计等关键技术。 MIMO系统的性能评估与仿真： 讨论如何通过理论分析和计算机仿真来评估MIMO系统的性能。我们将介绍常用的性能指标，如误码率（BER）、吞吐量、频谱效率等，并指导读者如何利用仿真工具来验证MIMO技术的有效性。 第三部分：MIMO在现代通信系统中的应用展望 本部分将结合实际通信系统，展示MIMO技术的广泛应用和未来发展方向。 MIMO与OFDM的结合（MIMO-OFDM）： 深入解析MIMO技术与正交频分复用（OFDM）技术结合的强大优势。我们将说明为何MIMO-OFDM能够有效解决多径衰落问题，并成为现代无线通信系统的基石。 MIMO在多用户场景下的优化（MU-MIMO）： 探讨如何在同一个MIMO基站下，同时服务多个用户，实现用户间的空间隔离和资源共享。我们将分析多用户MIMO（MU-MIMO）的原理，包括用户调度、干扰对消等关键技术。 MIMO技术在下一代通信系统中的角色： 展望MIMO技术在未来通信系统中的进一步发展，如超大规模MIMO（Ultra-Massive MIMO）、智能反射面（RIS）辅助MIMO等，以及它们如何助力实现更高的速率、更低的延迟和更广泛的连接。 本书以严谨的数学推导为基础，辅以清晰的图示和直观的解释，旨在帮助读者深刻理解MIMO系统的核心原理，掌握关键技术，并能将其理论知识应用于实际通信系统的分析与设计。本书将是通信工程、电子工程、计算机科学等相关领域研究人员、工程师和学生的宝贵参考资料。
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