基于OFDM的無線寬帶網絡設計與優(yōu)化

內容概要

本書的內容涵蓋了正交頻分復用（OFDM）的最新技術，以及對包含DVB-T、WiFi、WiMAX以及超寬帶等無線系統(tǒng)的高速調制解調器的選擇。作者探究了在寬帶空中接口設計和實現(xiàn)的核心上的技術概念，接著研究了先進的原理，該原理開啟了在目前無線網絡架構中不能實現(xiàn)的顯著改善網絡特性之門。    本書從對OFDM的理解性回顧出發(fā)——其歷史、原理和應用。接著討論了對OFDM調制解調器的各種技術（例如，載波偏移估計、信道估計，以及相位噪聲和I／Q不平衡性補償），緊接著就是對MIMO和智能天線以及它們與OFDM的集成的深入研究。覆蓋面不僅包括了目前的設計方法，而且還有對未來系統(tǒng)提出的方法，包括WiMAX和WiFi。最后三章研究了MAC的功能以及給出了對基于OFDMA蜂窩網絡的系統(tǒng)級考慮。作者通過多址控制、跨層優(yōu)化和頻率規(guī)劃，著眼于無線資源管理的問題。最后，附錄中給出了IEEE802.11a／g和IEEE 802.16e的標準，為讀者提供了WiFi和WiMAX最新的研發(fā)標準。

作者簡介

劉輝博士，是華盛頓大學電氣工程系的副教授，發(fā)表了40多篇論文以及擁有18篇已授權或待授權的專利。他在2000年創(chuàng)立了寬帶風暴公司，并且研發(fā)了世界上第一套基于OFDM的寬帶移動系統(tǒng)。他是《信號處理在CDMA通信中的應用》一書的作者，并且是2005信號、系統(tǒng)和計算機Asilomar大會的大會主席。

書籍目錄

第1章  引言  1.1 基于OFDM的無線網絡概論    1.1.1 數字廣播和DVB－T    1.1.2 無線局域網和IEEE 802.11      1.1.3 WiMAX和IEEE 802.16    1.2 “跨層”設計的需要  1.3 全文的結構  參考文獻第2章  OFDM基礎  2.1 寬帶無線信道特征    2.1.1 包絡的衰落    2.1.2 時間色散信道    2.1.3 頻率色散信道    2.1.4 寬帶信道的統(tǒng)計特征  2.2 寬帶傳輸的標準形式  2.3 OFDM的實現(xiàn)  2.4 小結  參考文獻第3章  物理層的問題——系統(tǒng)的非理想因素  3.1 頻率同步    3.1.1 OFDM載波偏移數據模型    3.1.2 基于導頻的估計    3.1.3 不基于導頻的信道估計方法  3.2 信道估計    3.2.1 二維OFDM信道估計的導頻    3.2.2 二維MMSE信道估計    3.2.3 減小復雜度的信道估計  3.3 I/Q的不平衡性補償    3.3.1 I/Q不平衡性模型    3.3.2 數字補償接收機    3.3.3 具有I/Q不平衡的頻率偏移估計  3.4 相位噪聲補償    3.4.1 相位噪聲的數學模型    3.4.2 已知信道狀態(tài)信息的CPE估計    3.4.3 存在有CPE時的時域信道估計    3.4.4 具有不精確CSI時的CPE估計  3.5 小結  參考文獻第4章  物理層的問題——空域處理  4.1 天線陣基礎  4.2 波束成形    4.2.1 相干合并    4.2.2 迫零    4.2.3 MMSE接收（最優(yōu)線性接收機）    4.2.4 SDMA    4.2.5 寬帶波束成形  4.3 MIMO信道和容量  4.4 空時編碼    4.4.1 空間復用    4.4.2 正交空時分組碼    4.4.3 級聯(lián)的空時發(fā)射機    4.4.4 ST編碼與波束成形結合    4.4.5 OFDM中的ST波束成形  4.5 寬闊地區(qū)MIMO波束成形    4.5.1 數據模型    4.5.2 未編碼的OFDM設計準則    4.5.3 編碼OFDM設計準則  4.6 小結  附錄Ⅰ Pe的推導  附錄Ⅱ 命題5的證明  附錄Ⅲ 命題6的證明  參考文獻第5章  多址控制協(xié)議  5.1 引言  5.2 基本MAC協(xié)議    5.2.1 基于爭用的協(xié)議    5.2.2 基于非爭用的MAC協(xié)議  5.3 OFDMA的優(yōu)勢    5.4 多用戶分集  5.5 OFDMA最優(yōu)性    5.5.1 多用戶多載波SISO系統(tǒng)    5.5.2 多用戶多載波.MIMO系統(tǒng)  5.6 小結  附錄Ⅰ Cn（p）是一個凸函數  附錄Ⅱ C（p）是一個凸函數  參考文獻第6章  OFDMA設計考慮事項  6.1 跨層設計引言  6.2 取決于移動性的業(yè)務信道    6.2.1 OFDMA業(yè)務信道    6.2.2 系統(tǒng)模型    6.2.3 對固定應用的信道配置    6.2.4 對移動應用的信道配置  6.3 IEEE 802.16e業(yè)務信道  6.4 小結  參考文獻第7章  多小區(qū)頻率規(guī)劃  7.1 引言    7.1.1 固定信道分配    7.1.2 動態(tài)信道分配  7.2 OFDMA DCA    7.2.1 協(xié)議設計    7.2.2 對RNC問題用公式描述    7.2.3 對基站問題用公式描述    7.2.4 對RNC的快速算法    7.2.5 BS的快速算法  7.3 不同扇區(qū)配置下的頻譜效率    7.3.1 系統(tǒng)配置和信令開銷    7.3.2 信道負載增益  7.4 小結  附錄 命題13的證明  參考文獻第8章  附錄  8.1 IEEE 802.11和WiFi    8.1.1 802.11回顧    8.1.2 802.11網絡結構    8.1.3 MAC層技術    8.1.4 物理層技術  8.2 IEEE 802.16e和移動WiMAX    8.2.1 概論    8.2.2 物理層技術    8.2.3 MAC層技術  8.3 WiMAX系統(tǒng)的性能分析    8.3.1 WiMAX OFDMA-TDD    8.3.2 比較方法  參考文獻符號、縮略語和常用標記關于作者

章節(jié)摘錄

　　第1章　引言　　無線通信行業(yè)正經歷著從窄帶、電路交換系統(tǒng)到寬帶、基于IP平臺的重大變革。在這個向寬帶的演化中，一個共同的主題就是OFDM調制解調器的使用和開放的網絡架構。本章討論了當代對基于分組的寬帶無線通信的一般觀點和其相關的挑戰(zhàn)。我們將涵蓋數字廣播、無線局域網以及后三代移動網絡的一些最新的技術。OFDM調制解調器和媒體接入控制協(xié)議在空中接口中所扮演的角色也得以描述。這些模塊必須協(xié)同地集成在一起以使得網絡（1）在每單位的區(qū)域上獲得高的頻譜效率（bit/s/Hz/m2），以及（2）滿足所能預見的多媒體業(yè)務的峰值速率。　　　1．1　基于OFDM的無線網絡概論　　OFDM已經成為當前寬帶無線網絡領域中最令人激動的技術之一。盡管人們對多載波傳輸或復用（例如，頻分復用（FDM）的關注可以追溯到20世紀50年代，但是FDM的高頻譜效率和低實現(xiàn)復雜度直至20世紀70年代和80年代離散傅里葉變換（DFT）開始發(fā)展才成為可能。直到20世紀90年代，我們才目睹了第一個商用的OFDM無線系統(tǒng)——數字音頻廣播

編輯推薦

　　《基于OFDM的無限寬帶網絡：設計與優(yōu)化》旨在為無線通信專家和研究生提供該領域中一個最新的研究結果，更為重要的是寬帶空中接口設計和實現(xiàn)的核心的技術概念。全書共分8章。第1章和第2章對OFDM系統(tǒng)進行了全面的回顧，包括其歷史、原理和應用。第3章和第4章是針對物理層技術的研究者和調制解調器的設計人員而編寫的。第3章特別覆蓋了OFDM調制解調器的各種不同的技術，而第4章給出了MIMO和智能天線以及它們與OFDM相結合的廣泛研究。還描述了正在使用或者針對未來系統(tǒng)（例如，WiMAX和WiFi）提出的設計方法。第5～7章涉及了MAC的功能并給出了一些對基于OFDMA蜂窩網絡的系統(tǒng)級的考慮

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