MIMO-OFDM 技術原理

華為WLAN LAB
成立於2012年，主要研究方向為與WLAN相關的PHY/MAC/RF算法、芯片架構以及天線的工程化。
WLAN LAB以華為中方研究人員為主，整合來自華為特拉維夫研究中心的專家團隊，共有約30人。
來自特拉維夫研究中心的多倫·埃茲裡（Doron Ezri）博士擔任WLAN LAB主任，在其領導下，WLAN LAB針對WLAN的獨特需求，在UL/DL MU-MIMO、衝突檢測、定位算法、智能天線等領域提供了卓有成效的解決方案，為華為WLAN產品的商業化提供了有力的支撐。

多倫.埃茲裡（Doron Ezri）博士
華為數據通信產品線的Wi-Fi首席技術官，領導團隊進行下一代Wi-Fi技術（802.11ax/EHT及未來標準）、企業和家庭Wi- Fi AP以及Wi-Fi芯片組（高級PHY和MAC算法）的研究。
在加入華為公司之前，多倫.埃茲裡是Greenair Wireless公司的首席執行官和聯合創始人，該公司是一家為Wi-Fi和LTE-A技術開發高級基帶以及MIMO IP核的初創公司。
在加入Greenair Wireless公司之前，多倫·埃茲裡擔任Runcom Technologies公司首席技術官，該公司是WiMAX的領軍企業以及OFDMA技術的發源地，他帶領團隊開發出了世界上shou個OFDMA-MIMO芯片組（WiMAX Wave 2 MS）。
在無線通信領域，多倫·埃茲裡與他人合著了一本圖書、合寫了20篇學術論文，申請了80多項專利。
多倫·埃茲裡獲得特拉維夫大學（以色列）電氣工程博士學位，2007年至今，他一直在特拉維夫大學擔任MIMO-OFDM領域研究生課程的授課教師。

希米.希洛（Shimi Shilo）
華為特拉維夫研究中心下一代Wi-Fi 研究團隊的負責人，主要研究方向為802.11ax/EHT 及未來標準的PHY 和MAC 技術。
在加入華為公司之前，他是Greenair Wireless 公司的首席技術官和聯合創始人，負責為蜂窩技術和Wi-Fi 技術開發高級基帶以及MIMO IP 核。
加入Greenair Wireless 公司之前，他是Runcom Technologies公司的算法工程師，負責開發OFDMA 和MIMO 相關的算法，為IEEE 802.16 標準做出了貢獻。
在無線通信領域，希米?希洛與他人合寫了超過15 篇學術論文，申請了數十項專利。
希米?希洛獲得特拉維夫大學電氣工程學士學位、歷史和科學哲學碩士學位，以及瑞典查爾姆斯理工大學碩士學位，目前他正在特拉維夫大學攻讀電氣工程博士學位。

第1章SISO 3
1．1系統模型和ML接收機3
1．2錯誤概率評估5

第2章接收分集-------2大比合併8
2．1系統模型和ML接收機8
2．2錯誤概率評估10

第3章發射分集-------空時編碼13
3．1系統模型和ML接收機13
3．2錯誤概率評估16
3．3收發分集——STC+MRC 17
3．3．1系統模型和ML接收機17
3．3．2錯誤概率評估19

第4章發射波束賦形21
4．1系統模型和2優傳輸21
4．2錯誤概率評估23
4．3 2大比傳輸25

第5章空間復用27
5．1系統模型和ML接收機27
5．2錯誤概率評估28
5．3球形解碼器30
5．4線性MIMO解碼器31
5．5連續干擾消除34
5．6分集和復用的權衡35

第6章閉環MIMO 37
6．1系統模型和2優傳輸37
6．2閉環MIMO的含義38

第7章空分多址41
7．1系統模型和基本方案41
7．2更先進的解法和算法43

第二部分MIMO-OFDM的應用
第8章無線信道47
8．1傳播效應47
8．1．1路徑損耗和陰影47
8．1．2多徑物理意義48
8．1．3時延擴展50
8．1．4多普勒擴展52
8．2信道建模52
8．2．1路徑損耗和陰影建模53
8．2．2移動信道建模53
8．3移動信道仿真55
8．4 MIMO場景擴展56
8．4．1 MIMO信道56
8．4．2 MIMO信道建模58
8．4．3 MIMO信道仿真59

第9章OFDM基礎知識60
9．1基本概念60
9．2導頻和信道估計64
9．3時間和頻率保護間隔65
9．4時間和頻率偏移的影響67
9．5 OFDM參數權衡68
9．6 PAPR問題69

第10章OFDMA和SC-FDMA 70
10．1從OFDM到OFDMA 70
10．2OFDMA的變形SC-FDMA 71

第11章MIMOOFDM的實際應用75
11．1OFDM與MIMO的融合75
11．2 MIMO OFDM中的導頻模式76
11．3從發射機獲取信道信息77
11．3．1互易性方法77
11．3．2反饋方法78

第三部分習題與答案
習題1相關噪聲的STC 83
習題2相關信道的MRC錯誤概率85
習題3交換I分量和Q分量88
習題4具有相關噪聲的SM的高效實現90
習題5 OFDM中導頻的數量和位置92
習題6加窗的OFDM符號94
習題7SC-FDMA系統的ZF接收機的ppSNR 96
習題8H．H為分塊對角矩陣時的SM 98
習題9 OFDM和破壞正交性的預編碼101
習題10增加一個接收天線的MRT104
習題11 OFDM靜默保護107
習題12幾何MIMO信道模型110
習題13容忍干擾的SM方案112
習題14波束賦形降低時延擴展115
習題15低通OFDM117
習題16 IQ不平衡的2優OFDM檢測119
習題17使用IFFT的低複雜度SDMA預編碼121
習題18強干擾源下的接收機分集123
習題19 BLEMIMO檢測中的ppSINR126
習題20具有2小相關性的2佳天線間距128
習題21時域零陷的寬帶信號131
習題22選擇分集上的DO和AG134
習題23雙射線模型136
習題24超帶寬的SC-FDMA138
習題25萊斯衰落的接收分集的DO和AG141
習題26 OFDM相位噪聲導致ICI144
習題27應用降維矩陣後的檢測146
習題28循環時延創建每個子載波的發射波束賦形149
習題29無多徑的ZF2×2152
習題30具有定時偏差的FFT處理154
習題31 4× 2ZF下的DO和AG156
習題32有色噪聲下的特徵波束賦形159
習題33在OFDM系統中壓縮基帶信號的ICI161

第四部分附錄
附錄A SISO模型的物理證明165
附錄B復正態多元分佈166
附錄C對數似然比167
附錄D瑞利衰落假設168
附錄E基於向量的2小二乘法推導169
附錄F第5章的一些運算結果170
附錄G 2×2ZF中的DO和AG 172
附錄H空間相關性對MRC的影響173
附錄I基帶信道175
附錄J SOIA近似176
附錄KU形PSD的推導177
縮略語179
參考文獻182