稀疏信號處理在新一代無線通信中的應用

第1章緒論1
§1.1理論基礎1
§1.2應用前景2
§1.3目標3
參考文獻3
第2章無線通信系統(tǒng)及關鍵技術(shù)概述5
§2.1無線通信系統(tǒng)5
2.1.1蜂窩系統(tǒng)5
2.1.2超寬帶系統(tǒng)9
2.1.3無線傳感網(wǎng)11
§2.2先進無線通信關鍵技術(shù)13
2.2.1Massive MIMO技術(shù)14
2.2.2空間調(diào)制16
2.2.3非正交多址接入技術(shù)17
2.2.4毫米波技術(shù)22
§2.3小結(jié)24
參考文獻24
第3章稀疏信號處理理論27
§3.1稀疏表示理論27
3.1.1稀疏表示理論的提出28
3.1.2信號稀疏性29
3.1.3字典構(gòu)造30
3.1.4稀疏分解33
§3.2壓縮感知理論33
3.2.1壓縮感知概述34
3.2.2測量矩陣設計37
3.2.3重構(gòu)算法設計39
§3.3 結(jié)構(gòu)化壓縮感知理論44
3.3.1分布式壓縮感知45
3.3.2動態(tài)壓縮感知46
3.3.3張量壓縮感知48
§3.4小結(jié)49
參考文獻50
第4章稀疏信號處理典型應用52
§4.1 無線通信系統(tǒng)的稀疏性分析52
§4.2 低速率模數(shù)轉(zhuǎn)換54
4.2.1隨機解調(diào)系統(tǒng)54
4.2.2調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換系統(tǒng)56
§4.3 頻譜感知57
4.3.1頻譜感知技術(shù)58
4.3.2基于壓縮感知的寬帶協(xié)作頻譜感知60
§4.4 超寬帶系統(tǒng)63
4.4.1超寬帶系統(tǒng)的稀疏性分析63
4.4.2基于壓縮感知的超寬帶系統(tǒng)信道估計64
4.4.3基于壓縮感知的超寬帶信號檢測66
§4.5非正交多址接入68
4.5.1非正交多址接入中的稀疏性分析68
4.5.2上行免調(diào)度非正交多址接入系統(tǒng)多用戶檢測69
§4.6小結(jié)72
參考文獻72
第5章稀疏信號處理在信道估計中的應用75
§5.1無線信道稀疏性75
5.1.1單表征域稀疏性75
5.1.2多表征域稀疏性77
§5.2傳統(tǒng)信道估計方法78
5.2.1小二乘法準則79
5.2.2小均方誤差準則80
§5.3單天線稀疏信道估計81
5.3.1時不變場景81
5.3.2時變場景84
§5.4 Massive MIMO稀疏信道估計90
5.4.1多天線聯(lián)合信道估計91
5.4.2多天線導頻優(yōu)化92
§5.5毫米波稀疏信道估計95
5.5.1毫米波系統(tǒng)模型95
5.5.2毫米波波束訓練96
5.5.3基于壓縮感知的毫米波信道估計100
§5.6小結(jié)103
參考文獻103
第6章稀疏信號處理在空間調(diào)制中的應用107
§6.1 空間調(diào)制技術(shù)基本原理107
6.1.1空間調(diào)制系統(tǒng)模型及其稀疏特性107
6.1.2性能分析及對比109
§6.2 空間調(diào)制信號檢測算法111
6.2.1似然檢測算法111
6.2.2比合并檢測算法112
6.2.3球形譯碼檢測算法112
6.2.4基于壓縮感知理論的檢測算法113
§6.3 廣義空間調(diào)制信號檢測算法114
6.3.1廣義空間調(diào)制簡介114
6.3.2基于塊排序小均方誤差檢測算法116
6.3.3基于貝葉斯壓縮感知檢測算法117
6.3.4性能分析120
§6.4 空間調(diào)制技術(shù)的擴展形式122
6.4.1擴展形式簡介122
6.4.2廣義空間散射調(diào)制簡介124
6.4.3廣義空間散射調(diào)制檢測算法126
6.4.4廣義空間散射調(diào)制性能分析128
§6.5小結(jié)130
參考文獻130
第7章稀疏信號處理在混合預編碼中的應用133
§7.1傳統(tǒng)預編碼方案133
7.1.1數(shù)字預編碼133
7.1.2模擬預編碼134
§7.2 混合預編碼方案134
7.2.1經(jīng)典混合預編碼135
7.2.2自適應連接混合預編碼136
7.2.3多相移器混合預編碼137
§7.3 預編碼設計中的稀疏性138
§7.4點到點傳輸系統(tǒng)混合預編碼設計138
7.4.1基于波束控制的混合預編碼設計140
7.4.2基于碼本的稀疏預編碼設計141
§7.5多用戶系統(tǒng)混合預編碼設計143
7.5.1基于解耦的低復雜度設計方案145
7.5.2基于基帶預編碼的粗設計與再優(yōu)化方案146
7.5.3基于壓縮感知的自適應連接混合預編碼設計方案149
7.5.4基于交替優(yōu)化的預編碼設計方案150
7.5.5性能分析152
§7.6 小結(jié)154
參考文獻154
第8章稀疏信號處理在無線傳感網(wǎng)中的應用157
§8.1無線傳感網(wǎng)的常規(guī)數(shù)據(jù)聚合方案157
§8.2無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)稀疏性分析158
§8.3中心式網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)聚合方案160
8.3.1壓縮數(shù)據(jù)采集方案160
8.3.2其他壓縮聚合方案166
§8.4分布式網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)聚合方案169
8.4.1基于壓縮網(wǎng)絡編碼的分布式數(shù)據(jù)存儲方案169
8.4.2空時壓縮網(wǎng)絡編碼方案174
§8.5小結(jié)178
參考文獻178
第9章稀疏信號處理在其他領域的應用181
§9.1水聲通信181
9.1.1水聲信道特點181
9.1.2水聲通信系統(tǒng)模型183
9.1.3水聲通信稀疏信道估計185
§9.2空間信息網(wǎng)絡188
9.2.1空間信息網(wǎng)絡擁塞概述189
9.2.2基于壓縮感知的擁塞監(jiān)測190
9.2.3擁塞恢復性能分析192
§9.3小結(jié)193
參考文獻193
第10章稀疏信號處理的若干問題討論196
§10.1稀疏度未知196
10.1.1稀疏度估計196
10.1.2稀疏度自適應197
§10.2基失配198
10.2.1問題描述198
10.2.2解決方案200
§10.3噪聲影響202
10.3.1背景噪聲203
10.3.2脈沖噪聲204
§10.4小結(jié)205
參考文獻205索引207