基于OFDM的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

內(nèi)容概要

本書的內(nèi)容涵蓋了正交頻分復(fù)用（OFDM）的最新技術(shù)，以及對(duì)包含DVB-T、WiFi、WiMAX以及超寬帶等無線系統(tǒng)的高速調(diào)制解調(diào)器的選擇。作者探究了在寬帶空中接口設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的核心上的技術(shù)概念，接著研究了先進(jìn)的原理，該原理開啟了在目前無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中不能實(shí)現(xiàn)的顯著改善網(wǎng)絡(luò)特性之門。    本書從對(duì)OFDM的理解性回顧出發(fā)——其歷史、原理和應(yīng)用。接著討論了對(duì)OFDM調(diào)制解調(diào)器的各種技術(shù)（例如，載波偏移估計(jì)、信道估計(jì)，以及相位噪聲和I／Q不平衡性補(bǔ)償），緊接著就是對(duì)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(shè)計(jì)方法，而且還有對(duì)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(duì)基于OFDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)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(biāo)準(zhǔn)，為讀者提供了WiFi和WiMAX最新的研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。

作者簡(jiǎn)介

劉輝博士，是華盛頓大學(xué)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(quán)或待授權(quán)的專利。他在2000年創(chuàng)立了寬帶風(fēng)暴公司，并且研發(fā)了世界上第一套基于OFDM的寬帶移動(dòng)系統(tǒng)。他是《信號(hào)處理在CDMA通信中的應(yīng)用》一書的作者，并且是2005信號(hào)、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)Asilomar大會(huì)的大會(huì)主席。

書籍目錄

第1章  引言  1.1 基于OFDM的無線網(wǎng)絡(luò)概論    1.1.1 數(shù)字廣播和DVB－T    1.1.2 無線局域網(wǎng)和IEEE 802.11      1.1.3 WiMAX和IEEE 802.16    1.2 “跨層”設(shè)計(jì)的需要  1.3 全文的結(jié)構(gòu)  參考文獻(xiàn)第2章  OFDM基礎(chǔ)  2.1 寬帶無線信道特征    2.1.1 包絡(luò)的衰落    2.1.2 時(shí)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(jì)特征  2.2 寬帶傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)形式  2.3 OFDM的實(shí)現(xiàn)  2.4 小結(jié)  參考文獻(xiàn)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(shù)據(jù)模型    3.1.2 基于導(dǎo)頻的估計(jì)    3.1.3 不基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法  3.2 信道估計(jì)    3.2.1 二維OFDM信道估計(jì)的導(dǎo)頻    3.2.2 二維MMSE信道估計(jì)    3.2.3 減小復(fù)雜度的信道估計(jì)  3.3 I/Q的不平衡性補(bǔ)償    3.3.1 I/Q不平衡性模型    3.3.2 數(shù)字補(bǔ)償接收機(jī)    3.3.3 具有I/Q不平衡的頻率偏移估計(jì)  3.4 相位噪聲補(bǔ)償    3.4.1 相位噪聲的數(shù)學(xué)模型    3.4.2 已知信道狀態(tài)信息的CPE估計(jì)    3.4.3 存在有CPE時(shí)的時(shí)域信道估計(jì)    3.4.4 具有不精確CSI時(shí)的CPE估計(jì)  3.5 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第4章  物理層的問題——空域處理  4.1 天線陣基礎(chǔ)  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(jī)）    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(shí)編碼    4.4.1 空間復(fù)用    4.4.2 正交空時(shí)分組碼    4.4.3 級(jí)聯(lián)的空時(shí)發(fā)射機(jī)    4.4.4 ST編碼與波束成形結(jié)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(shù)據(jù)模型    4.5.2 未編碼的OFDM設(shè)計(jì)準(zhǔn)則    4.5.3 編碼OFDM設(shè)計(jì)準(zhǔn)則  4.6 小結(jié)  附錄Ⅰ Pe的推導(dǎo)  附錄Ⅱ 命題5的證明  附錄Ⅲ 命題6的證明  參考文獻(xiàn)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(zhēng)用的協(xié)議    5.2.2 基于非爭(zhēng)用的MAC協(xié)議  5.3 OFDMA的優(yōu)勢(shì)    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(jié)  附錄Ⅰ Cn（p）是一個(gè)凸函數(shù)  附錄Ⅱ C（p）是一個(gè)凸函數(shù)  參考文獻(xiàn)第6章  OFDMA設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)  6.1 跨層設(shè)計(jì)引言  6.2 取決于移動(dòng)性的業(yè)務(wù)信道    6.2.1 OFDMA業(yè)務(wù)信道    6.2.2 系統(tǒng)模型    6.2.3 對(duì)固定應(yīng)用的信道配置    6.2.4 對(duì)移動(dòng)應(yīng)用的信道配置  6.3 IEEE 802.16e業(yè)務(wù)信道  6.4 小結(jié)  參考文獻(xiàn)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(dòng)態(tài)信道分配  7.2 OFDMA DCA    7.2.1 協(xié)議設(shè)計(jì)    7.2.2 對(duì)RNC問題用公式描述    7.2.3 對(duì)基站問題用公式描述    7.2.4 對(duì)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(fù)載增益  7.4 小結(jié)  附錄 命題13的證明  參考文獻(xiàn)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)    8.1.3 MAC層技術(shù)    8.1.4 物理層技術(shù)  8.2 IEEE 802.16e和移動(dòng)WiMAX    8.2.1 概論    8.2.2 物理層技術(shù)    8.2.3 MAC層技術(shù)  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(xiàn)符號(hào)、縮略語和常用標(biāo)記關(guān)于作者

章節(jié)摘錄

　　第1章　引言　　無線通信行業(yè)正經(jīng)歷著從窄帶、電路交換系統(tǒng)到寬帶、基于IP平臺(tái)的重大變革。在這個(gè)向?qū)拵У难莼?，一個(gè)共同的主題就是OFDM調(diào)制解調(diào)器的使用和開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。本章討論了當(dāng)代對(duì)基于分組的寬帶無線通信的一般觀點(diǎn)和其相關(guān)的挑戰(zhàn)。我們將涵蓋數(shù)字廣播、無線局域網(wǎng)以及后三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一些最新的技術(shù)。OFDM調(diào)制解調(diào)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(wǎng)絡(luò)（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(yù)見的多媒體業(yè)務(wù)的峰值速率?！　　?．1　基于OFDM的無線網(wǎng)絡(luò)概論　　OFDM已經(jīng)成為當(dāng)前寬帶無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中最令人激動(dòng)的技術(shù)之一。盡管人們對(duì)多載波傳輸或復(fù)用（例如，頻分復(fù)用（FDM）的關(guān)注可以追溯到20世紀(jì)50年代，但是FDM的高頻譜效率和低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度直至20世紀(jì)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(jì)90年代，我們才目睹了第一個(gè)商用的OFDM無線系統(tǒng)——數(shù)字音頻廣播

編輯推薦

　　《基于OFDM的無限寬帶網(wǎng)絡(luò)：設(shè)計(jì)與優(yōu)化》旨在為無線通信專家和研究生提供該領(lǐng)域中一個(gè)最新的研究結(jié)果，更為重要的是寬帶空中接口設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的核心的技術(shù)概念。全書共分8章。第1章和第2章對(duì)OFDM系統(tǒng)進(jìn)行了全面的回顧，包括其歷史、原理和應(yīng)用。第3章和第4章是針對(duì)物理層技術(shù)的研究者和調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)人員而編寫的。第3章特別覆蓋了OFDM調(diào)制解調(diào)器的各種不同的技術(shù)，而第4章給出了MIMO和智能天線以及它們與OFDM相結(jié)合的廣泛研究。還描述了正在使用或者針對(duì)未來系統(tǒng)（例如，WiMAX和WiFi）提出的設(shè)計(jì)方法。第5～7章涉及了MAC的功能并給出了一些對(duì)基于OFDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)的考慮

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