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目次
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本書首先介紹了解決符號間干擾信道問題的預編碼技術，並列舉了TH、Trellis兩個預編碼技術實例。然後，解釋了應用廣泛的OFDM系統可視為預編碼技術特例的原因，介紹了OFDM系統中所採用的預編碼方案。此外，在保證接收機的設計盡可能簡單的條件下，介紹了各種消弱多址干擾的預編碼技術，並研究MIMO信道下的預編碼技術。
作者簡介
作者：（美國）郭宗杰 （美國）Shang-Ho Tsai （美國）Layla Tadjpour （美國）Yu-Hao Chang 譯者：張文彬 賈敏 何晨光
名人/編輯推薦
《數字通信系統預編碼技術》適合于從事通信工程相關工作的技術人員閱讀，也可作為電子與通信工程專業高年級本科生和研究生的參考書。
目次
第一部分預編碼系統概述
第1章緒論
1.1IsI高斯信道下的預編碼
1.2CDMA系統的預編碼
1.3MIMO信道預編碼
1.4多用戶OFDM系統的預編碼
1.5超寬帶系統的預編碼
第2章ISI信道中的預編碼技術
2.1消除ISI的均衡器
2.2Tomlinson—Harashima預編碼
2.2.1TH預編碼的性能
2.2.2預編碼與編碼相結合
2.3網格預編碼
2.3.1網格成型
2.3.2網格預編碼的原理
2.3.3網格預編碼的性能
2.4OFDM系統的多速率表示
2.4.1多速率基本原理
2.4.2用多速率表示的OFDM系統
2.4.3帶有循環前綴的0FDM系統
2.4.4填零的OFDM系統
2.4.5發射機已知信道信息條件下的0FDM系統
2.50FDM系統的預編碼
2.5.1帶有循環前綴的單載波系統
2.5.2填零的單載波系統
第3章多址接入信道中的預編碼技術
3.1系統模型
3.2發射端的匹配濾波器
3.3發射端的迫零濾波器
3.4發射端的維納濾波器
3.5附錄
3.5.1Tx—MF的推導
3.5.2最小輸出功率條件下Tx—ZF的推導
3.5.3Tx—Wiener的推導
第4章MIMO信道中的預編碼
4.1MIMO系統
4.2MIMO系統的TH預編碼
4.3線性預編碼器和解碼器的聯合設計
4.3.1廣義加權的MMSE設計
4.3.2最大信息速率設計
4.3.3基于QoS的設計
4.3.4未加權的MMSE設計
4.3.5等誤差設計
4.3.6基于最大信噪比的設計
4.3.7統一框架下的凸規劃
4.4MIMO空時編碼系統中的預編碼
4.4.1衰落信道下的空時編碼系統的線性預編碼
4.4.2用于空時碼字的線性星座預編碼
4.5用于有限反饋信道容量的預編碼技術
4.5.1基于信道統計信息的預編碼
4.5.2基于酉預編碼的預編碼
4.5.3系統模型和用于酉預編碼OS’YB～～：系統的最優預編碼
4.5.4酉預編碼的碼書結構
第二部分未來采用預編碼技術的通信系統
第5章預編碼的多用戶OFDM系統
5.1概述
5.2系統模型及特性
5.2.1近似無多址干擾的性質
5.2.2近似無多址干擾性質：}tadamarcI—Walsh碼的定量分析·
5.3時間偏移環境下的PMu—OFDM系統
5.3.1時間異步分析
5.3.2去除多址干擾的碼字設計
5.4頻率偏移環境下的PMu—OFDM系統
5.4.1載波頻率偏移的分析
5.4.2分析其他用戶的CF0影響
5.4.3自載波頻率偏移效應的分析
5.4.4完整的載波頻率偏移估計和補償
5.4.5載波頻率偏移環境下的碼優先權
5.5時變信道環境下的PMu—OFDM系統
5.5.1時變瑞利衰落信道模型
5.5.2多普勒效應下的PMU—OFDM系統的分析
5.5.3多普勒多址干擾
5.5.4多普勒載波間干擾和符號失真的分析
5.5.5用于載波間干擾對消的碼字優先權方案
5.5.6快速時變信道下的信道估計
第6章抑制多址干擾的MC—CDMA系統
6.1概述
6.2系統模型及其屬性
6.2.1頻率選擇性衰落信道中的多址干擾分析
6.2.2無多址干擾條件下的信道估計
6.2.3載波頻率偏移情況下提出的碼字方案性能
6.2.4提出方案在實際應用時的注意事項
6.3CFO環境下采用Hadamard—Walsh碼字去除MC—CDMA系統中的多址干擾
第7章載波頻率偏移條件下用載波干擾碼簡化MC—CDMA的多用戶檢測
7.1CF0環境下用于消除MC—cDMA系統中多址干擾正交載波干涉碼
7.2降低基于PIC的MuD檢測復雜度
7.2.1殘余干擾為高斯模型下的BEP推導
7.2.2殘余干擾為非高斯模型下的BEP推導
7.3降低基于ML的MuD檢測復雜度
7.3.1多徑衰落信道下的ML—MUD
7.3.2CFO環境下多徑衰落信道中的ML—MuD
7.3.3咬尾網格（TBT）的維特比算法
7.3.4最小誤差概率的上限
7.4降低去相關MuD檢測的復雜度
7.4.1解相關MUD的錯誤概率
7.5信道和cF0估計
第8章采用信道相位的超寬帶預編碼系統設計
8.1概述
8.2系統模型和特點
8.2.1系統模型
8.2.2CPP—UWB系統的特點
8.3CPP—UWB系統的性能分析
8.3.1相位預編碼中的信道功率匯聚
8.3.2TRP和CPP方案的比較
8.4相位估計和基于估計相位信息的性能分析
8.4.1信道相位估計算法
8.4.2基于估計相位信息的性能分析
8.5ISI信道中的碼字長度優化
8.5.1概述
8.5.2最優化碼字長度的快速搜索算法
8.6Fcc功率譜分布的考慮
第9章結論及未來研究趨勢
9.1結j滄
9.2未來研究趨勢
9.2.1使用部分信道信息進行預編碼
9.2.2多用戶通信中預編碼和MUD的聯合
9.2.3其他可以達到更多無多址干擾用戶數目的編碼方案
參考文獻
縮略語
符號表
第1章緒論
1.1IsI高斯信道下的預編碼
1.2CDMA系統的預編碼
1.3MIMO信道預編碼
1.4多用戶OFDM系統的預編碼
1.5超寬帶系統的預編碼
第2章ISI信道中的預編碼技術
2.1消除ISI的均衡器
2.2Tomlinson—Harashima預編碼
2.2.1TH預編碼的性能
2.2.2預編碼與編碼相結合
2.3網格預編碼
2.3.1網格成型
2.3.2網格預編碼的原理
2.3.3網格預編碼的性能
2.4OFDM系統的多速率表示
2.4.1多速率基本原理
2.4.2用多速率表示的OFDM系統
2.4.3帶有循環前綴的0FDM系統
2.4.4填零的OFDM系統
2.4.5發射機已知信道信息條件下的0FDM系統
2.50FDM系統的預編碼
2.5.1帶有循環前綴的單載波系統
2.5.2填零的單載波系統
第3章多址接入信道中的預編碼技術
3.1系統模型
3.2發射端的匹配濾波器
3.3發射端的迫零濾波器
3.4發射端的維納濾波器
3.5附錄
3.5.1Tx—MF的推導
3.5.2最小輸出功率條件下Tx—ZF的推導
3.5.3Tx—Wiener的推導
第4章MIMO信道中的預編碼
4.1MIMO系統
4.2MIMO系統的TH預編碼
4.3線性預編碼器和解碼器的聯合設計
4.3.1廣義加權的MMSE設計
4.3.2最大信息速率設計
4.3.3基于QoS的設計
4.3.4未加權的MMSE設計
4.3.5等誤差設計
4.3.6基于最大信噪比的設計
4.3.7統一框架下的凸規劃
4.4MIMO空時編碼系統中的預編碼
4.4.1衰落信道下的空時編碼系統的線性預編碼
4.4.2用于空時碼字的線性星座預編碼
4.5用于有限反饋信道容量的預編碼技術
4.5.1基于信道統計信息的預編碼
4.5.2基于酉預編碼的預編碼
4.5.3系統模型和用于酉預編碼OS’YB～～：系統的最優預編碼
4.5.4酉預編碼的碼書結構
第二部分未來采用預編碼技術的通信系統
第5章預編碼的多用戶OFDM系統
5.1概述
5.2系統模型及特性
5.2.1近似無多址干擾的性質
5.2.2近似無多址干擾性質：}tadamarcI—Walsh碼的定量分析·
5.3時間偏移環境下的PMu—OFDM系統
5.3.1時間異步分析
5.3.2去除多址干擾的碼字設計
5.4頻率偏移環境下的PMu—OFDM系統
5.4.1載波頻率偏移的分析
5.4.2分析其他用戶的CF0影響
5.4.3自載波頻率偏移效應的分析
5.4.4完整的載波頻率偏移估計和補償
5.4.5載波頻率偏移環境下的碼優先權
5.5時變信道環境下的PMu—OFDM系統
5.5.1時變瑞利衰落信道模型
5.5.2多普勒效應下的PMU—OFDM系統的分析
5.5.3多普勒多址干擾
5.5.4多普勒載波間干擾和符號失真的分析
5.5.5用于載波間干擾對消的碼字優先權方案
5.5.6快速時變信道下的信道估計
第6章抑制多址干擾的MC—CDMA系統
6.1概述
6.2系統模型及其屬性
6.2.1頻率選擇性衰落信道中的多址干擾分析
6.2.2無多址干擾條件下的信道估計
6.2.3載波頻率偏移情況下提出的碼字方案性能
6.2.4提出方案在實際應用時的注意事項
6.3CFO環境下采用Hadamard—Walsh碼字去除MC—CDMA系統中的多址干擾
第7章載波頻率偏移條件下用載波干擾碼簡化MC—CDMA的多用戶檢測
7.1CF0環境下用于消除MC—cDMA系統中多址干擾正交載波干涉碼
7.2降低基于PIC的MuD檢測復雜度
7.2.1殘余干擾為高斯模型下的BEP推導
7.2.2殘余干擾為非高斯模型下的BEP推導
7.3降低基于ML的MuD檢測復雜度
7.3.1多徑衰落信道下的ML—MUD
7.3.2CFO環境下多徑衰落信道中的ML—MuD
7.3.3咬尾網格（TBT）的維特比算法
7.3.4最小誤差概率的上限
7.4降低去相關MuD檢測的復雜度
7.4.1解相關MUD的錯誤概率
7.5信道和cF0估計
第8章采用信道相位的超寬帶預編碼系統設計
8.1概述
8.2系統模型和特點
8.2.1系統模型
8.2.2CPP—UWB系統的特點
8.3CPP—UWB系統的性能分析
8.3.1相位預編碼中的信道功率匯聚
8.3.2TRP和CPP方案的比較
8.4相位估計和基于估計相位信息的性能分析
8.4.1信道相位估計算法
8.4.2基于估計相位信息的性能分析
8.5ISI信道中的碼字長度優化
8.5.1概述
8.5.2最優化碼字長度的快速搜索算法
8.6Fcc功率譜分布的考慮
第9章結論及未來研究趨勢
9.1結j滄
9.2未來研究趨勢
9.2.1使用部分信道信息進行預編碼
9.2.2多用戶通信中預編碼和MUD的聯合
9.2.3其他可以達到更多無多址干擾用戶數目的編碼方案
參考文獻
縮略語
符號表
書摘/試閱
從5.2.1節中的討論可知，PMU—OFM系統具有很多與OFDMA系統相似的特征，因此在下面的兩個例子中，在時間異步環境下比較PMU—OFDM和OFDMA兩個系統的性能。參數的選擇與例5.2相同，兩個系統中的每個用戶發送Ⅳ個符號，DFT／IDFT的大小相同，都是NM。由于兩個系統在每個塊中發送Ⅳ個符號，并添加同樣長度為u的循環前綴，它們實際的數據速率是相同的。考慮滿負荷和半負荷兩種情況。對于滿負荷的OFDMA系統，每個用戶占據具有最大間隔的N個子信道，或者說，用戶u被分配的子信道標號；對于半負荷0FDMA系統，用戶u被分配的子信道標號為2（u—1）+kM（1≤u≤M／2，0≤k≤N—1），剩余的NM／2個子信道用作保護頻帶。
例5.5平坦衰落信道下的性能比較。
首先評估多址干擾功率，它等于三者之和。如圖5.5所示，只考慮在檢測階段的多址干擾，即在頻域均衡之后的多址干擾。本例中參數與例5.4相同，或N=128。圖5.10給出了FEQ之后的PMU—OFDM、全負荷0FDMA、半負荷0FDMA三者的平均多址干擾。在平坦信道中，對于全負荷情況，當時間偏移≤5時，PMU—OFDM性能超過OFDMA，當時間偏移r>5時，PMU—OFDM性能不如0FDMA好；對于半負荷情況，在采用對稱碼字的條件下，與全負荷相比可以改善多址干擾20—43dB。另外，從全負荷系統到半負荷系統，OFDMA系統性能只有少量提高。結果，在半負荷情況下，PMU—OFDM系統性能優于OFDMA系統性能14—48dB。
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