本书从空间信号协同传输以及MIMO系统的原理出发，分别从信号的发送、接收两个方面介绍如何利用空间信号协同处理理论与技术来提升MIMO系统的信号传输性能以及频谱利用率。本书主要内容包括信号发送端的单用户、多用户以及中继波束成形技术，讨论了理想信道状态信息、非理想信道状态信息以及同信道干扰情况下的波束成形设计；信号接收端的串行干扰消除技术、格基规约技术、迭代检测译码技术以及信道估计检测双重迭代技术。

1.理论基础和创新技术成果的综合体； 2.科研工作的理想参考书； 3.zui新科研项目的技术成果； 4.本书作者所在的团队多年来一直致力于空间信号处理方面的相关研究，已承担过多项国jia级重点科研项目，具有从理论到工程实践的相关基础

白琳，2004年获华中科技大学学士学位；2007年、2010年分别获英国威尔士大学-斯旺西硕士（with Distinction）及博士学位；2011年zhi今任北京航空航天大学电子信息工程学院副教授，硕士生导师，并入选北京航空航天大学D二批zhuo越百人人才计划。主要研究方向包括无线通信信号处理技术、MIMO 通信系统、智能天线波束形成设计、空间信息传输、航空宽带通信研究等，主持国家自然科学基金两项。 于全，中国工程院院士，中国电子系统设备工程公司研究员，西安电子科技大学、北京邮电大学兼职教授、博士生导师。1992年获法国里摩日大学博士学位。主要研究方向包括无线网络规划与设计、软件无线电、认知网络、移动互联网等。曾获国家科技进步一等奖1项、二等奖1项，部级科技进步一等奖4项。发表学术论文近百篇。

目 录



第 1章 绪论1

参考文献3

第 2章 信号发送与波束成形技术概述5

2.1　信号发送基础5

2.1.1　单天线系统的容量极限5

2.1.2　突破容量极限多天线系统6

2.1.3　多天线技术应用模式7

2.2　MIMO波束成形技术8

2.2.1　单用户波束成形技术8

2.2.2　多用户波束成形技术9

2.3　MIMO中继波束成形技术14

2.3.1　从点对点系统到中继系统14

2.3.2　从单天线中继系统到多天线中继系统17

2.3.3　多天线中继系统的研究热点18

2.4　本章小结18

参考文献18

第3章 理想条件下MIMO中继系统波束成形21

3.1　MIMO系统波束成形方案21

3.2　MIMO中继系统波束成形方案和性能分析23

3.2.1　波束成形方案24

3.2.2　性能分析28

3.3　仿真结果31

3.4　本章小结35

3.5　附录35

3.5.1　定理3-1的证明35

3.5.2　定理3-3的证明39

参考文献41

第4章 非理想CSI条件下MIMO中继系统波束成形43

4.1　非理想CSI条件下MIMO系统的波束成形方案43

4.2　非理想CSI条件下MIMO中继系统波束成形方案及性能46

4.2.1　波束成形方案46

4.2.2　性能分析50

4.3　仿真结果52

4.4　本章小结55

4.5　附录55

参考文献62

第5章 存在CCI条件下MIMO中继系统波束成形64

5.1　存在CCI条件下MIMO系统波束成形方案64

5.2　存在CCI条件下MIMO中继系统波束成形方案67

5.2.1　研究背景67

5.2.2　波束成形方案68

5.3　仿真结果73

5.4　本章小结77

5.5　附录77

参考文献83

第6章 串行干扰消除与列表检测法86

6.1 MIMO信号检测基础86

6.1.1 MIMO系统基础86

6.1.2　经典MIMO信号检测89

6.2　串行干扰消除技术93

6.2.1　QR分解93

6.2.2　ZF-SIC检测94

6.2.3 MMSE-SIC检测97

6.2.4　仿真结果98

6.3　基于串行干扰消除的列表检测方法100

6.3.1 列表检测101

6.3.2　排序与检测103

6.3.3　子检测106

6.3.4　性能分析109

6.3.5　仿真结果110

6.4　本章小结112

参考文献112

第7章 基于格基规约的检测技术114

7.1　基于格基规约的天线阵信号组合概述114

7.2　基于格基规约的MIMO系统检测116

7.2.1 基于格基规约的线性检测117

7.2.2　基于格基规约的SIC检测120

7.2.3　两基底系统的格基规约方式122

7.2.4　两基底系统的高斯格基规约126

7.2.5 LLL算法和CLLL算法132

7.2.6 性能评价137

7.2.7　仿真结果144

7.3　格基法列表检测148

7.3.1　算法描述149

7.3.2　格基法检测150

7.3.3　格基规约域中列表的生成151

7.3.4　表长的影响152

7.3.5　复杂度分析155

7.3.6　格基法列表检测的构成156

7.4　本章小结165

参考文献165

第8章 高性能低复杂度迭代信号检测与译码技术168

8.1　迭代信号检测与译码接收机结构168

8.1.1　MIMO系统模型168

8.1.2　MIMO传统检测技术169

8.1.3　MIMO-IDD技术170

8.2　基于比特级滤波的检测译码技术174

8.2.1　基于LR的比特级MMSE滤波器设计174

8.2.2　整体扰动列表生成175

8.3　基于随机采样的检测译码技术177

8.3.1　系统模型177

8.3.2　基于非IDD系统的随机抽样检测177

8.3.3　基于IDD系统的随机抽样检测179

8.3.4　高效抽样取整方法180

8.4　MMSE检测180

8.4.1 比特级MMSE检测180

8.4.2　部分比特级MMSE检测181

8.5　仿真结果及性能分析183

8.6　本章小结185

参考文献185

第9章 低复杂度双重迭代接收机186

9.1　信道估计技术186

9.1.1　信道估计概述及分类186

9.1.2　半盲信道估计技术187

9.2 迭代信道估计技术189

9.3　双重迭代接收机190

9.3.1　双重迭代接收机结构设计190

9.3.2 基于双重迭代接收机的迭代信道估计与信号检测方法192

9.3.3　正交分离度准则193

9.3.4　zui小误码准则194

9.4　仿真结果及性能分析196

9.5　本章小结199

参考文献199

通用符号表201

中英文对照202

名词索引205