大規模MIMO通信稀疏信號處理

高鎮 北京理工大學前沿交叉科學研究院特別研究員，長聘副教授，博士生導師。主要從事寬帶通信與智能信號處理，包括物聯網機器類通信、智能邊緣計算、空天地一體化信息網絡、6G大規模MIMO通信等。獲得IEEETransactions Broadcast 2016最佳論文獎、IET Electronics Letters 2016最佳論文獎、UCET2020最佳論文、IEEE/CIC ICCC 2021最佳論文。發表SCI論文40余篇，包括7篇ESI高被引論文、1篇前0.1%熱點論文，Web of Science 數據庫 SCI他引1475次。2018年入選中國科協青年人才托舉工程，入選愛思唯爾2020年、2021年中國高被引學者，2021年獲得中國電子學會自然科學一等獎。擔任IEEECommunications Letters編委、IEEESystems Journal編委、Frontiers inCommunications and Networks編委。

第1章 引言
1.1 大規模MIMO技術簡介
1.1.1 大規模MIM0技術基本原理
1.1.2 大規模MIMO技術的研展
1.1.3 從理論走向實踐面臨的挑戰
1.2 壓縮感知理論簡介
1.3 本書內容安排
第2章 稀疏信道下大規模MIMO性能分析及信道估計方案
2.1 本章簡介與內容安排
2.2 系統模型
2.3 有限散射體信道下大規模MIMO系統信道的漸近正交性分析
2.3.1 稀疏大規模MIMO信道和頻域信道矩陣的對偶關系
2.3.2 信道矢量內積的一階矩、二階矩推導及漸近正交性分析
2.4 延時域稀疏信道下基於有限新息率理論的稀疏信道估計方案
2.4.1 導頻設計
2.4.2 超分辨率多徑延時的信道估計方案
2.4.3 導頻開銷討論
2.5 結果
2.6 本章小結
第3章 FDD大規模MIMO系統中基於結構化壓縮感知理論的信道估計
3.1 本章簡介與內容安排
3.2 系統模型
3.3 基於結構化壓縮感知理論的空時聯合信道估計方案
3.3.1 基站端的重疊導頻方案
3.3.2 用戶端基於結構化壓縮感知理論的信道估計算法
3.3.3 空時自適應導頻方案
3.3.4 FDD大規模MIMO多小區系統下的信道估計.
3.4 性能分析?
3.4.1 壓縮感知框架下的重疊導頻設計
3.4.2 ASSP算法的收斂性分析
3.4.3 ASSP算法的計算覆雜度
3.5 結果
3.6 本章小結
第4章 FDD大規模MIMO系統中基於分布式壓縮感知理論的信道反饋
4.1 本章簡介與內容安排
4.2 系統模型
4.2.1 大規模MIMO系統信道在虛擬角度域上的稀疏性
4.2.2 無線信道時域相關性
4.2.3 信道反饋的挑戰性
4.3 基於空域結構化稀疏性的自適應信道反饋方案
4.3.1 非正交導頻設計
4.3.2 基於壓縮感知的自適應信道狀態信息獲取方案
4.3.3 提出的DSAMP算法
4.3.4 具有自適應導頻設計的閉環信道追蹤
4.4.4 提出的DSAMP算法覆雜度分析
4.4.5 信道估計的性能界
4.4.6 閉環信道追蹤的自適應導頻設計及所需開銷
4.5 結果
4.6 本章小結
第5章 毫米波大規模MIMO系統中基於壓縮感知理論的信道估計與波束賦形
5.1 本章簡介與內容安排
5.2 基於SOMP的空間稀疏預編碼設計
5.2.1 系統模型
5.2.2 基於GMD的基帶預編碼/合並設計
5.2.3 基於SOMP算法的模擬預編碼/合並設計
5.2.4 結果
5.3 基於自適應壓縮感知理論的信道估計方案
5.3.1 系統模型
5.3.2 上行鏈路參考信號
5.3.3 基於自適應壓縮感知的信道估計算法
5.3.4 基於壓縮感知理論的參考信號設計
5.3.5 結果
5.4 本章小結
第6章 毫米波大規模MIMO系統基於譜估計理論的稀疏信道估計
6.1 本章簡介與內容安排
6.2 基於二維酉ESPRIT的窄帶稀疏信道估計
6.2.1 系統模型
6.2.2 收發端波束賦形矩陣設計
6.2.3 二維酉ESPRIT算法
6.2.4 重建窄帶毫米波MIM0信道
6.2.5 結果
6.3 基於三維酉 ESPRIT的寬帶稀疏信道估計
6.3.1 系統模型與問題建模
6.3.2 三維酉ESPRIT算法
6.3.3 重建寬帶毫米波MIMO信道
6.3.4 結果
6.4 本章小結
第7章 大規模空間調制MIMO系統基於結構化壓縮感知理論的準優信號檢測器
7.1 本章簡介與內容安排
7.2 系統模型
7.3 大規模空間調制MIMO系統基於結構化壓縮感知理論的信號檢測算法設計
7.3.1 發送機的分組傳輸和交織
7.3.2 基於結構化壓縮感知的接收機信號檢測器
7.4 性能分析
7.4.1 基於壓縮感知和結構化壓縮感知的信號檢測器對比
7.4.2 空間調制信號交織的性能增益
7.4.3 計算覆雜度
7.5 結果
7.6 本章小結
第8章 大規模媒介調制MIMO系統基於壓縮感知的多用戶信號檢測
8.1 本章簡介與內容安排
8.2 大規模媒介調制MIMO系統上行傳輸方案
8.3 大規模媒介調制MIMO系統上行鏈路基於壓縮感知的多用戶信號檢測器
8.3.1 用戶端聯合媒介調制傳輸方案
8.3.2 基站端基於壓縮感知理論的多用戶信號檢測器
8.3.3 計算覆雜度分析
8.4 結果
8.5 本章小結
第9章 媒介調制輔助的物聯網機器類型通信中壓縮感知海量接入技術
9.1 本章簡介與內容安排
9.2 系統模型與所提基於壓縮感知的海量接入方案
9.2.1 提出的基於媒介調制的mMTC方案
9.2.2 提出的mMTC方案中的海量接入
9.2.3 提出的基於CS的大規模接入方案
9.2.4 針對活躍用戶檢測提出的StrOMP算法
9.2.5 提出的用於數據檢測的SIC-SSP算法
9.2.6 計算覆雜度
9.3 結果
9.4 本章小結
第10章 TDS-OFDM系統基於壓縮感知理論的時變信道估計
10.1 本章簡介與內容安排
10.2 系統模型
10.3 基於PA-IHT的信道估計
10.3.1 提出的基於PA-IHT的信道估計方法
10.3.2 收斂性
10.3.3 計算覆雜度