Space-Time Processing for MIMO Communications
暫譯: MIMO 通訊的時空處理

Alex Gershman, Nikos Sidiropoulos

  • 出版商: Wiley
  • 出版日期: 2005-06-01
  • 售價: $6,310
  • 貴賓價: 9.5$5,995
  • 語言: 英文
  • 頁數: 388
  • 裝訂: Hardcover
  • ISBN: 0470010029
  • ISBN-13: 9780470010020
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商品描述

Description:

Driven by the desire to boost the quality of service of wireless systems closer to that afforded by wireline systems, space-time processing for multiple-input multiple-output (MIMO) wireless communications research has drawn remarkable interest in recent years. Exciting theoretical advances have been complemented by rapid transition of research results to industry products and services, thus creating a vibrant new area.

Space-time processing is a broad area, owing in part to the underlying convergence of information theory, communications and signal processing research that brought it to fruition. This book presents a balanced and timely introduction to space-time processing for MIMO communications, including highlights of emerging trends, such as spatial multiplexing and joint transceiver optimization.

  • Includes detailed coverage of wireless channel sounding, modelling, characterization and model validation.
  • Provides state-of-the-art research results on space-time coding, including comprehensive tutorial coverage of orthogonal space-time block codes.    
  • Discusses important recent developments in spatial multiplexing, transmit beam-forming, pre-coding and joint transceiver design for the multi-user MIMO downlink using full or partial CSI.
  • Illustrates all theory with numerous examples gleaned from cutting-edge research from around the globe.

This valuable resource will appeal to engineers, developers and consultants involved in the design and implementation of space-time processing for MIMO communications. Its accessible format, amply illustrated with real world case studies, contains relevant, detailed advice for postgraduate students and researchers specializing in this field.

 

 

Table of Contents:

List of Contributors.

Preface.

Acknowledgements.

1 MIMO Wireless Channel Modeling and Experimental Characterization (Michael A. Jensen and Jon W. Wallace).

1.1 Introduction.

1.2 MIMO Channel Measurement.

1.3 MIMO Channel Models.

1.4 The Impact of Antennas on MIMO Performance.

References.

2 Multidimensional Harmonic Retrieval with Applications in MIMO Wireless Channel Sounding (Xiangqian Liu, Nikos D. Sidiropoulos, and Tao Jiang).

2.1 Introduction.

2.2 Harmonic Retrieval Data Model.

2.3 Identifiability of Multidimensional Harmonic Retrieval.

2.4 Multidimensional Harmonic Retrieval Algorithms.

2.5 Numerical Examples.

2.6 Multidimensional Harmonic Retrieval for MIMO Channel Estimation.

2.7 Concluding Remarks.

References.

3 Certain Computations Involving Complex Gaussian Matrices with Applications to the Performance Analysis of MIMO Systems (Ming Kang, Lin Yang, and Mohamed-Slim Alouini).

3.1 Introduction.

3.2 Performance Measures of Multiple Antenna Systems.

3.3 SomeMathematical Preliminaries.

3.4 General Calculations with MIMO Applications.

3.5 Summary.

References.

4 Recent Advances in Orthogonal Space-Time Block Coding (Mohammad Gharavi-Alkhansari, Alex B. Gershman, and Shahram Shahbazpanahi).

4.1 Introduction.

4.2 Notations and Acronyms.

4.3 Mathematical Preliminaries.

4.4 MIMO System Model and OSTBC Background.8

4.5 Constellation Space Invariance and Equivalent Array-Processing-Type MIMO Model.

4.6 Coherent ML Decoding.

4.7 Exact Symbol Error Probability Analysis of Coherent ML Decoder.

4.8 Optimality Properties of OSTBCs.

4.9 Blind Decoding of OSTBCs.

4.10 Multiaccess MIMO Receivers for OSTBCs.

4.11 Conclusions.

References.

5 Trace-Orthogonal Full Diversity Cyclotomic Space-Time Codes (Jian-Kang Zhang, Jing Liu, and Kon Max Wong).

5.1 Introduction.

5.2 Channel Model with Linear Dispersion Codes.

5.3 Good Structures for LD Codes: Trace Orthogonality.

5.4 Trace-orthogonal LD Codes.

5.5 Construction of Trace Orthogonal LD Codes.

5.6 Design of Full Diversity LD Codes.

5.7 Design of Full Diversity Linear Space-time Block Codes for N .

5.8 Design Examples and Simulations.

5.9 Conclusion.

References.

6 Linear and Dirty-Paper Techniques for the Multiuser MIMO Downlink (Christian B. Peel, Quentin H. Spencer, A. Lee Swindlehurst, Martin Haardt, and Bertrand M. Hochwald).

6.1 Introduction.

6.2 Background and Notation.

6.3 Single Antenna Receivers.

6.4 Multiple Antenna Receivers.

6.5 Open Problems.

6.6 Summary.

References.

7 Antenna Subset Selection in MIMO Communication Systems (Alexei Gorokhov, Dhananjay A. Gore, and Arogyaswami J. Paulraj).

7.1 Introduction.

7.2 SIMO/MISO Selection.

7.3 MIMO Selection.

7.4 Diversity and Multiplexing with MIMO Antenna Selection.

7.5 Receive Antenna Selection Algorithms.

7.6 Antenna Selection in MIMO Wireless LAN Systems.

7.7 Summary.

References.

8 Convex Optimization Theory Applied to Joint Transmitter-Receiver Design in MIMO Channels (Daniel P´erez Palomar, Antonio Pascual-Iserte, John M. Cioffi, and Miguel Angel Lagunas).

8.1 Introduction.

8.2 Convex Optimization Theory.

8.3 SystemModel and Preliminaries.

8.4 Beamforming Design for MIMO Channels: A Convex Optimization Approach.

8.5 An Application to Robust Transmitter Design in MIMO Channels.

8.6 Summary.

References.

9 MIMO Communications with Partial Channel State Information (Shengli Zhou and Georgios B. Giannakis).

9.1 Introduction.

9.2 Partial CSI Models.

9.3 Capacity-Optimal Designs.

9.4 Error Performance Oriented Designs.

9.5 Adaptive Modulation with Partial CSI.

9.6 Conclusions.

Appendix.

References.

Index.

商品描述(中文翻譯)

描述:

隨著提升無線系統服務品質的需求,接近有線系統所提供的品質,針對多輸入多輸出(MIMO)無線通訊的空間-時間處理研究在近年來引起了顯著的關注。令人振奮的理論進展與研究成果迅速轉化為產業產品和服務,從而創造出一個充滿活力的新領域。

空間-時間處理是一個廣泛的領域,部分原因在於信息理論、通訊和信號處理研究的基礎融合,使其得以實現。本書對MIMO通訊的空間-時間處理提供了平衡且及時的介紹,包括新興趨勢的重點,如空間多工和聯合收發器優化。

- 包含無線通道探測、建模、特徵化和模型驗證的詳細內容。
- 提供關於空間-時間編碼的最先進研究成果,包括正交空間-時間區塊碼的全面教程。
- 討論在多用戶MIMO下行鏈路中使用完整或部分通道狀態信息(CSI)的空間多工、發射波束成形、預編碼和聯合收發器設計等重要的最新發展。
- 用來自全球前沿研究的眾多例子來說明所有理論。

這本寶貴的資源將吸引參與MIMO通訊的空間-時間處理設計和實施的工程師、開發人員和顧問。其可讀性格式,並附有真實案例研究,為專注於此領域的研究生和研究人員提供了相關且詳細的建議。

目錄:

貢獻者名單。

前言。

致謝。

1 MIMO無線通道建模與實驗特徵化(Michael A. Jensen 和 Jon W. Wallace)。

1.1 介紹。

1.2 MIMO通道測量。

1.3 MIMO通道模型。

1.4 天線對MIMO性能的影響。

參考文獻。

2 多維諧波檢索及其在MIMO無線通道探測中的應用(Xiangqian Liu, Nikos D. Sidiropoulos, 和 Tao Jiang)。

2.1 介紹。

2.2 諧波檢索數據模型。

2.3 多維諧波檢索的可識別性。

2.4 多維諧波檢索算法。

2.5 數值例子。

2.6 用於MIMO通道估計的多維諧波檢索。

2.7 總結。

參考文獻。

3 涉及複數高斯矩陣的某些計算及其在MIMO系統性能分析中的應用(Ming Kang, Lin Yang, 和 Mohamed-Slim Alouini)。

3.1 介紹。

3.2 多天線系統的性能度量。

3.3 一些數學前提。

3.4 與MIMO應用的通用計算。

3.5 總結。

參考文獻。

4 正交空間-時間區塊編碼的最新進展(Mohammad Gharavi-Alkhansari, Alex B. Gershman, 和 Shahram Shahbazpanahi)。

4.1 介紹。

4.2 符號和縮寫。

4.3 數學前提。

4.4 MIMO系統模型和OSTBC背景。

4.5 星座空間不變性和等效陣列處理型MIMO模型。

4.6 相干最大似然解碼。

4.7 相干最大似然解碼器的確切符號錯誤概率分析。

4.8 OSTBC的最優性質。

4.9 OSTBC的盲解碼。

4.10 OSTBC的多接入MIMO接收器。

4.11 結論。

參考文獻。

5 追蹤正交全多樣性循環空間-時間碼(Jian-Kang Zhang, Jing Liu, 和 Kon Max Wong)。

5.1 介紹。

5.2 具有線性擴散碼的通道模型。

5.3 LD碼的良好結構:追蹤正交性。

5.4 追蹤正交LD碼。

5.5 追蹤正交LD碼的構造。

5.6 全多樣性LD碼的設計。

5.7 對於N的全多樣性線性空間-時間區塊碼的設計。

5.8 設計範例和模擬。

5.9 結論。

參考文獻。

6 用於多用戶MIMO下行鏈路的線性和髒紙技術(Christian B. Peel, Quentin H. Spencer, A. Lee Swindlehurst, Martin Haardt, 和 Bertrand M. Hochwald)。

6.1 介紹。

6.2 背景和符號。

6.3 單天線接收器。

6.4 多天線接收器。

6.5 開放問題。

6.6 總結。

參考文獻。

7 MIMO通訊系統中的天線子集選擇(Alexei Gorokhov, Dhananjay A. Gore, 和 Arogyaswami J. Paulraj)。

7.1 介紹。

7.2 SIMO/MISO選擇。

7.3 MIMO選擇。

7.4 MIMO天線選擇的多樣性和多工。

7.5 接收天線選擇算法。

7.6 MIMO無線局域網系統中的天線選擇。

7.7 總結。

參考文獻。

8 應用於MIMO通道的聯合發射器-接收器設計的凸優化理論(Daniel Pérez Palomar, Antonio Pascual-Iserte, John M. Cioffi, 和 Miguel Angel Lagunas)。

8.1 介紹。

8.2 凸優化理論。

8.3 系統模型和前提。

8.4 MIMO通道的波束成形設計:一種凸優化方法。

8.5 在MIMO通道中對穩健發射器設計的應用。

8.6 總結。

參考文獻。

9 具有部分通道狀態信息的MIMO通訊(Shengli Zhou 和 Georgios B. Giannakis)。

9.1 介紹。

9.2 部分CSI模型。

9.3 容量最優設計。

9.4 錯誤性能導向的設計。

9.5 具有部分CSI的自適應調變。

9.6 結論。

附錄。

參考文獻。

索引。