第一章，针对轨道交通无线通信技术的应用，介绍了高铁场景下的毫米波大规模MIMO混合波束成形和列车通信越区切换的研究背景及意义。同时分析了轨道交通毫米波技术、非理想硬件损耗和列车通信越区切换算法的研究现状。
第二章，主要对高铁场景下毫米波大规模MIMO通信及关键技术展开叙述，并详细介绍了五种传统预编码方案，同时仿真比较了五种传统预编码方案的不同特性。然后针对大规模MIMO上、下行链路信号传输特性，给出了基站端信号处理算法和系统性能评估指标。最后，对切换相关内容概念及切换流程和切换触发事件分类进行了详细介绍，此外着重介绍了基于A3事件切换触发。
第三章，主要针对轨旁基站的大规模天线阵列，研究了四种天线阵列对于点对点的毫米波大规模MIMO系统混合预编码的影响，分析不同天线阵列对混合预编码系统性能的影响，并仿真分析了不同排列方式的天线阵列的频谱效率及能量效率。
第四章，为降低轨旁基站大规模天线与移相器的硬件成本，提出一种基于离散移相器的混合预编码设计方案。以最优化频谱效率为目标，利用正交匹配追踪的思想将模拟预编码器进行量化，实现了低精度移相器应用的可能。
第五章，为降低空间相关信道和干扰机影响，研究了基于低／混合精度ADC的大规模MIMO上行系统性能。建立空间相关信道模型，基于得到的频谱效率近似结果，分析不同参数对系统性能的影响。构建系统功耗模型，进一步分析能量效率与频谱效率的折中方案。
第六章，为降低系统的硬件成本和能耗，研究了基于低精度ADCs／DACs的多用户全双工大规模MIMO系统和毫米大规模MIMO混合预编码系统性能。基于得到的频谱效率近似结果，并分析不同参数对系统性能的影响。构建系统功耗模型，进一步分析能量效率和频谱效率之间的折中方案。
第七章，为降低系统硬件损耗和能耗，研究了理想CSI和非理想硬件下基于低精度ADCs／DACs的多用户大规模MIMO下行系统性能。基于此，推导出频谱效率的精确和近似表达式，并建立系统功耗模型，进一步分析能量效率和频谱效率之间的折中方案。
第八章，研究轨道交通车地通信中的越区切换问题，提出基于位置信息动态调整切换迟滞门限值的优化算法、基于位置信息的无缝切换优化算法，以及基于模糊逻辑的切换优化算法，分别用于降低乒乓切换率、避免硬切换过程存在通信中断，以及提高通信质量。

第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 相关技术研究现状
1.3 本书主要内容
第2章 高铁场下大规模MIMO系统及相关技术
2.1 毫米波大规模MIMO系统模型
2.2 传统预编码技术研究
2.3 信号传输技术与性能评估
2.4 LTE-R网络规划及切换相关技术
2.5 本章小结
第3章 不同天线阵列下毫米波大规模MIMO混合预编码设计
3.1 毫米波混合预编码系统模型
3.2 不同排列方式大规模天线阵列设计
3.3 不同天线阵列混合预编码器设计
3.4 本章小结
第4章 车地间毫米波通信系统离散混合预编码设计
4.1 系统模型
4.2 离散混合预编码设计
4.3 本章小结
第5章 车地间空间相关信道下大规模MIMO上行系统性能研究
5.1 系统模型
5.2 不同ADC接收机的系统性能分析
5.3 本章小结
第6章 低精度ADCs／DACs下大规模MIMO系统性能研究
6.1 低精度ADCs／DACs下全双工大规模MIMO系统模型
6.2 低精度ADCs／DACs架构下系统性能分析
6.3 低精度ADCs／DACs下毫米波大规模MIMO混合预编码模型
6.4 系统频谱效率分析与混合预编码设计
6.5 本章小结
第7章 非理想硬件下大规模MIMO下行系统性能研究
7.1 系统模型
7.2 低精度ADCs／DACs架构下系统性能分析
7.3 本章小结
第8章 轨道交通车地通信基于位置信息的越区切换技术
8.1 基于位置信息的硬切换优化算法
8.2 基于位置信息的无缝切换优化算法研究
8.3 基于模糊逻辑的切换优化算法研究
8.4 本章小结
参考文献
主要符号说明