本书以第五代移动通信系统为背景，梳理与总结其中具有代表性的关键技术——MIMO（多输入多输出）空时信号处理技术。全书分为6章，主要包括绪论、信道建模、信道估计技术、MIMO检测技术、智能表面辅助的MIMO处理技术以及空间调制与序号调制技术。本书每章后面附有习 题，可供读者自主学习和练习。
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1. 2003.09-2007.07 北京邮电大学 信息工程 学士
2. 2007.09-2012.07 北京邮电大学 信号与信息处理 博士
3. 2012.07-2014.07 清华大学电子工程系 博士后1. 2014.09-2018.12 北京邮电大学信息与通信工程学院 讲师
2. 2018.12-2020.07 北京邮电大学信息与通信工程学院 副教授
3. 2020.07至今 北京邮电大学人工智能学院 副教授极化码
目录
1.1 5G移动通信概述 1
1.1.1 物理层技术趋势 2
1.1.2 网络层技术趋势 3
1.2 5G移动通信系统 5
1.2.1 技术优势 5
1.2.2 频谱分配 6
1.2.3 多址与双工技术 8
1.2.4 帧结构 9
1.2.5 协议栈结构 12
1.2.6 信道分类 13
1.2.7 天线端口 15
1.3 5G移动通信网络 16
1.3.1 5G无线接入网 16
1.3.2 5G核心网 19
1.4 5G中的大规模MIMO 23
1.4.1 应用场景 23
1.4.2 下行预编码 24
1.4.3 上行预编码 25
1.4.4 波束管理 25
1.5 本章小结…28
习题 28
参考文献 28
第2章 信道建模 30
2.1 大规模MIMO引入的方向性 31
2.1.1 信道相关性 32
2.1.2 上行链路与下行链路系统模型 33
2.1.3 空间信道相关性的影响 35
2.2 高频信道建模 36
2.2.1 毫米波传播特性 37
2.2.2 毫米波信道模型 40
2.3 本章小结 42
习题 43
参考文献 43
第3章 信道估计技术 45
3.1 接收信号模型 45
3.2 OFDM传输下的信道估计方案 46
3.2.1 基于频域信道响应的信道估计方案 46
3.2.2 变换域信道估计 47
3.2.3 基于参数模型的信道估计 48
3.2.4 迭代信道估计 50
3.2.5 MIMO-OFDM信道估计 53
3.3 导频污染对信道估计的影响 55
3.3.1 导频污染的来源 56
3.3.2 导频污染的影响 58
3.3.3 缓解导频污染的方法 61
3.4 本章小结 63
习题 64
参考文献 64
第4章 MIMO检测技术 67
4.1 线性MIMO检测算法 68
4.1.1 线性检测算法 69
4.1.2 线性检测的迭代近似算法 71
4.2 非线性MIMO检测算法 77
4.2.1 干扰抵消技术 78
4.2.2 穷搜枚举检测与其简化变体 80
4.2.3 非线性预处理与后处理技术 92
4.2.4 基于子空间划分的软信息加速算法 94
4.3 迭代MIMO检测算法 100
4.3.1 图模型 101
4.3.2 因子图置信传播 103
4.3.3 近似消息传递 110
4.3.4 期望传播 113
4.4 深度学习MIMO检测算法 115
4.4.1 数据驱动的MIMO检测 116
4.4.2 模型驱动的MIMO检测 120
4.5 MIMO检测算法与信道译码器的级联 122
4.5.1 迭代检测与译码 122
4.5.2 Turbo迭代的应用 124
4.6 实复混合调制 127
4.6.1 实复混合调制模型 127
4.6.2 上行多用户配对算法 132
4.6.3 有限时隙约束的混合调度算法 136
4.6.4 仿真结果 141
4.7 基于干扰抑制的MIMO检测算法 142
4.7.1 干扰下的接收信号模型 143
4.7.2 干扰抑制接收机算法 146
4.7.3 干扰抑制接收机仿真结果 149
4.8 本章小结 150
习题 151
参考文献 151
第5章 智能表面辅助的MIMO处理技术 155
5.1 智能表面的现有研究 155
5.1.1 智能表面 155
5.1.2 大型智能表面 158
5.1.3 智能表面与中继的差异 160
5.2 智能表面辅助传输的频谱效率分析 164
5.3 智能表面辅助传输的波束成形设计 167
5.3.1 SDR算法 169
5.3.2 DC算法 171
5.3.3 算法性能对比 172
5.4 信号检测方法 173
5.5 本章小结 175
习题 175
参考文献 176
第6章 空间调制与序号调制技术 178
6.1 天线域的空间调制 178
6.1.1 空间调制的基本概念与数学模型 178
6.1.2 空间调制结合空时编码 185
6.1.3 广义空间调制 192
6.2 子载波域的序号调制 199
6.2.1 OFDM中子载波域序号调制 199
6.2.2 协作交织传输的序号调制优化方法 207
6.2.3 基于扩频码序号调制的优化方法 209
6.3 单载波传输下的序号调制 218
6.3.1 单载波序号调制星座点优化 218
6.3.2 接收机线性均衡算法 222
6.3.3 基于期望传播的迭代接收算法 223
6.3.4 接收机压缩感知检测算法 231
6.3.5 单载波传输下序号调制的仿真结果 233
6.4 单载波传输下天线域的空间调制 241
6.4.1 单载波传输下天线域空间调制的信号模型 241
6.4.2 接收机均衡算法 243
6.4.3 接收机均衡算法的仿真结果 244
6.5 本章小结 244
习题 245
参考文献 245
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