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第1章 基本理论简介1

1.1 概率论1

1.1.1 概率1

1.1.2 联合概率、条件概率和贝叶斯定理2

1.1.3 随机变量2

1.1.4 条件分布和联合分布3

1.1.5 随机变量的函数6

1.1.6 期望、方差、矩和特征函数7

1.1.7 大数定理和中心极限定理9

1.1.8 随机过程11

1.2 信息论12

1.2.1 熵、联合熵和条件熵12

1.2.2 相对熵、互信息和条件互信息13

1.2.3 链式法则14

1.2.4 Jensen不等式15

1.2.5 Fano不等式16

1.2.6 渐进等同分割性17

1.2.7 信道容量19

1.2.8 差分熵21

1.2.9 高斯信道容量22

1.3 优化论25

1.3.1 凸集和凸函数25

1.3.2 优化和凸优化27

1.3.3 对偶理论28

1.3.4 无约束优化31

1.3.5 等式约束优化32

1.3.6 不等式约束优化34

1.4 矩阵论36

1.4.1 向量与矩阵36

1.4.2 奇异值分解39

1.4.3 LU分解41

1.4.4 QR分解44

1.5 小结45

参考文献45

第2章 通信原理基础46

2.1 通信系统数学模型46

2.1.1 连续时间信号46

2.1.2 离散时间信号47

2.1.3 采样定理49

2.1.4 基带等效通信系统50

2.1.5 无符号间干扰的成形滤波51

2.1.6 基带数字通信系统53

2.2 信道模型53

2.2.1 平坦衰落信道53

2.2.2 频率选择性衰落信道54

2.2.3 平坦衰落MIMO信道58

2.2.4 频率选择性衰落MIMO信道59

2.3 单用户信道容量61

2.3.1 接收侧与发射侧信道信息已知的香农容量61

2.3.2 仅接收侧信道信息已知的香农容量66

2.3.3 中断容量69

2.4 自适应调制与编码71

2.4.1 调制方式自适应72

2.4.2 信道编码自适应76

2.4.3 发射功率自适应81

2.4.4 混合自适应82

2.5 小结84

参考文献84

第3章 多用户OFDM（MU-OFDM）系统85

3.1 多用户系统概述85

3.1.1 多用户信道85

3.1.2 多址方式86

3.1.3 下行多用户AWGN加性高斯白噪声信道容量88

3.1.4 上行多用户AWGN信道容量90

3.2 MU-OFDM系统模型和容量92

3.2.1 MU-OFDM系统模型92

3.2.2 多用户分集93

3.2.3 MU-OFDM系统容量95

3.3 MU-OFDM系统动态资源分配95

3.3.1 下行MU-OFDM和速率最大化96

3.3.2 下行MU-OFDM最小用户速率最大化99

3.3.3 下行MU-OFDM等比和速率最大化102

3.3.4 下行MU-OFDM功率最小化113

3.3.5 上行MU-OFDM和速率最大化117

3.3.6 能效最大化资源分配120

3.3.7 比例公平资源分配124

3.4 小结125

参考文献125

第4章 多用户MIMO（MU-MIMO）系统128

4.1 MU-MIMO系统容量128

4.1.1 脏纸编码129

4.1.2 下行MU-MIMO信道容量131

4.1.3 上行MU-MIMO信道容量135

4.1.4 上下行信道对偶性136

4.1.5 MU-MIMO系统和速率139

4.2 MU-BD-MIMO系统模型和容量144

4.2.1 MU-BD-MIMO系统模型145

4.2.2 MU-BD-MIMO系统容量146

4.2.3 MU-BD-MIMO系统和速率148

4.3 MU-BD-MIMO系统动态资源分配153

4.3.1 多用户选择调度153

4.3.2 接收天线选择调度157

4.3.3 混合多用户/接收天线选择调度159

4.4 小结161

参考文献161