MIMO.From Theory to Implementation.2011

hhyaya

PART I MIMO FUNDAMENTALS
CHAPTER 1 A Short Introduction to MIMO Information Theory . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 The Shannon-Wiener Legacy: From 1948 to 2008 . . . . . . . 3
1.2 Preliminaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 Information Theoretic Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.1 Information Theoretic Metrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2 Analytical Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Signal Processing Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.1 The SIMO Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.2 The MIMO Case. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.5 Wiener vs. Shannon: An Ever Closer Union . . . . . . . . . . . . . 24
CHAPTER 2 MIMO Propagation and Channel Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2 Model Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3 Parameters of the MIMO Radio Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.4 CSI and Channel Randomness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.5 What Kind of Correlation in MIMO? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.6 MIMO Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.6.1 Characterization of Multipath Components . . . . . . 38
2.6.2 Diffuse Multipath. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.6.3 Clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.6.4 Normalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.6.5 Which Channel Has Actually Been
Measured? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.6.6 Rich Multipath or High Receive Power? . . . . . . . . . 41
2.6.7 Measurement Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.7 What Makes a Good Channel Model? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.7.1 Requirements and Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.7.2 Metrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.7.3 Polarization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
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