Multi-antenna systems iterative signal processing technology(Chinese Edition)

《多天线系统中的迭代信号处理技术》深入、系统地论述多天线系统中迭代信号处理的理论、算法及应用，总结作者多年来在该领域的研究成果及国际上的一些相关研究进展。《多天线系统中的迭代信号处理技术》共７章，主要内容有迭代信号处理基础及研究进展、多天线系统迭代信号检测与译码、迭代均衡和干扰抵消、迭代信道估计与同步技术等。《多天线系统中的迭代信号处理技术》可供无线通信系统设计、通信电子对抗等领域的技术人员学习和参考，也可作为高等院校和科研院所信息与通信工程、信号与信息处理等专业研究生的教材或参考书。第1章绪论1.1引言MIMO技术最早于1908年由Marconi提出，当时通过采用多根天线来抵抗信道衰落对元线通信的影响。真正对当前及未来元线通信产生巨大影响的MIMO概念是由Be11实验室的Te1atar[1J与Foschini[2J于20世纪90年代分别独立提出的。MIMO技术通过在通信系统的发送端或/和接收端设置多个天线，允许多个天线同时发送或接收多个空间数据流，使空间同时间、频率一样，成为一种可用于提高性能或容量的资源，实现多个空间数据链路共享时间和频段的传输。Te1atar与Foschini从理论上证明，在总发射功率受限、空间独立的瑞利平衰落MIMO信道下，信道容量(单位:b/s/Hz)随发射与接收天线数中的最小值呈线性增长[1，门J，这意味着MIMO技术可以在不增加带宽和发射功率的前提下成倍提高元线通信系统的信道容量。目前，MIMO技术已成为实现高频谱利用率、高信息传输速率、高可靠性数据传输的有效方案之一。MIMO系统的提出引起了人们极大的兴趣和研究热情，人们围绕MIMO系统的信道容量分析、系统架构、空时编码、波束成形、有限反馈、接收机设计与系统实现等难题展开大量研究，取得了丰富的研究成果。大量研究表明，接收机的性能是通信系统能否实现整体最佳性能的关键。MIMO系统能否发挥其性能和谱效率方面的优势同样受到接收机设计的影响。在通信理论中，最优接收机是使发送符号或序列错误概率最小的MAP接收机。虽然最优接收机的概念在通信理论中早已界定，但在实际问题中却因为复杂度过大而很少应用，尤其在MIMO系统中，由于收发两端引人多根天线，使得待处理的信号维数和未知参数增加，也使系统的最优接收更加难以实现。因此，实际系统的接收机通常将接收处理按照功能分成顺序执行的多个独立模块，如检测/均衡器、信道估计器、信道译码器等。典型的MIMO系统发送机和传统接收端框图如图1.1所示。这种传统接收机局限于对单个模块的优化设计，往往忽视各模块之间存在的联系，忽略了整体的优化设计，其性能与最优接收机存在较大差距。许多研究者致力于接收机中单个模块(如MIMO检测/均衡、信道译码等技术)的优化，但其在系统整体性能提升方面作用有限。20世纪90年代，随着Turbo码迭代译码原理的提出和应用，迭代思想很快被扩展到通信系统的诸多应用领域，如Turb0均衡、Turb0解调及迭代信道估计与同步等。通过迭代接收可以建立接收机各模块之间内在的相互联系，实现各个模块间的有效信息交互。由于在多模块间反复交换信息，迭代接收能以合理的复杂度逼近最优接收性能。正因如此，研究者迅速将Tur