协作
通信是一个崭新的研究领域,其思想在通信领域具有非常广阔的应用前景。本书系统地介绍了协作通信网络的基本原理、通信机制、关键算法、实际应用以及未来发展趋势等。本书从传统的MIMO系统入手,介绍空间、时间、频率分集的概念,引出协作通信的基本原理,并对协作
通信系统从
物理层到网络层依次进行探讨。
全书内容分为三部分,第一部分回顾传统的MIMO系统,介绍空间、时间、频率分集的概念。第二部分主要考虑协作通信物理层的关键问题,并对其提出了行之有效的解决方案,比如针对协作通信的分布式特点,提出分布式空时(频)码;针对协作通信的频谱效率问题,提出了新颖和有效的协作方案。第三部分介绍协作通信对物理层之上的MAC层、网络层及应用层产生的影响,内容涉及如何协作路由,如何通过协作使网络覆盖范围增大,如何延长网络寿命等。
本书可供从事下一代宽带
移动通信研究的专业
技术人员、管理人员,特别是从事协作通信
理论研究和算法
设计的人员作为专业书籍使用。也可以供学习协作通信理论的大专院校相关专业的师生阅读参考。
图书目录:
第一部分 背景和MIMO系统
第1章 引言 (3)
1.1
无线信道 (3)
1.1.1 加性高斯白噪声 (3)
1.1.2 大尺度传播效应 (4)
1.1.3 小尺度传播效应 (4)
1.1.4 功率时延谱 (5)
1.1.5 均匀散射环境模型 (11)
1.1.6 其他信道系数模型 (16)
1.2 通过信道容量描述性能 (17)
1.3 正交频分复用 (19)
1.4 无线信道的分集 (22)
1.4.1 时间分集 (24)
1.4.2 频率分集 (25)
1.4.3 MIMO系统 (25)
1.5 协作分集 (31)
1.6 参考的文献说明 (32)
第2章 空时分集和编码 (33)
2.1 系统模型和性能准则 (33)
2.2 空时编码 (36)
2.2.1 循环酉编码 (36)
2.2.2 正交设计的ST码 (38)
2.2.3 对角代数ST码 (45)
2.3 本章小结和参考的文献说明 (46)
习题 (47)
第3章 空时频分集与空时频编码 (50)
3.1 空频分集和编码 (50)
3.1.1 MIMO-OFDM系统模型 (50)
3.1.2 满分集空频码的映射设计方法 (54)
3.1.3 满速率满分集空频码的设计 (63)
3.2 空时频分集和编码 (77)
3.2.1 空时频编码的MIMO-OFDM系统模型 (77)
3.2.2 性能准则与最大可得分集 (78)
3.2.3 满分集空时频码设计方法 (81)
3.3 本章小结和参考的文献说明 (89)
习题 (90)
第二部分 协作通信
第4章 中继信道及协议 (95)
4.1 协作通信 (95)
4.2 协作协议 (96)
4.2.1 固定协作策略 (97)
4.2.2 自适应协作策略 (105)
4.3 分级协作 (108)
4.3.1 网络模型 (108)
4.3.2 分级协作协议描述 (109)
4.3.3 协议
分析 (113)
4.3.4 线性容量度量 (115)
4.4 本章小结和参考的文献说明 (116)
习题 (117)
第5章 单中继协作通信 (119)
5.1 系统模型 (119)
5.2 DF协议的误符号率分析 (121)
5.2.1 闭式SER分析 (121)
5.2.2 SER上界及渐进近似 (124)
5.2.3 最优功率分配 (127)
5.2.4 一些特殊场景 (130)
5.2.5 仿真举例 (131)
5.3 AF协议的SER分析 (132)
5.3.1 利用MGF方法的SER分析 (133)
5.3.2 调和平均值的简单MGF表达 (134)
5.3.3 渐进紧的近似解 (136)
5.3.4 最优功率分配 (139)
5.3.5 仿真举例 (140)
5.4 DF与AF协作增益的比较 (141)
5.5 中继通信中的调制变换 (145)
5.6 本章小结和参考的文献说明 (148)
习题 (149)
第6章 多节点协作通信 (151)
6.1 多节点译码转发协议 (151)
6.1.1 系统模型和协议描述 (151)
6.1.2 精确SER性能分析 (153)
6.1.3 SER近似 (156)
6.1.4 最优功率分配 (162)
6.2 多节点放大转发协议 (168)
6.2.1 放大转发源信息 (168)
6.2.2 基于MRC的放大转发中继 (172)
6.2.3 中断分析和最优功率分配 (175)
6.3 本章小结和参考的文献说明 (182)
习题 (182)
第7章 分布式空时码和分布式空频码 (185)
7.1 分布式空时码(DSTC) (185)
7.1.1 译码转发协议下的分布式空时码(DSTC) (186)
7.1.2 放大转发协议下的分布式空时码 (190)
7.1.3 对抗同步误差的分布式空时码 (194)
7.2 分布式空频码(DSFC) (201)
7.2.1 译码转发协议下的分布式空频码 (201)
7.2.2 放大转发协议下的分布式空频码 (208)
7.2.3 码字设计和注释 (214)
7.3 本章小结和参考的文献说明 (215)
附录 (216)
习题 (217)
第8章 中继选择:何时参与协作和与谁协作 (220)
8.1 动机及中继选择协议 (220)
8.1.1 传统的协作场景 (220)
8.1.2 中继选择准则 (221)
8.1.3 单中继的译码转发协议 (222)
8.2 性能分析 (223)
8.2.1 平均带宽效率分析 (223)
8.2.2 误符号率(SER)分析及其上界 (224)
8.3 多中继场景 (229)
8.3.1 带宽效率 (230)
8.3.2 SER分析及其上界 (232)
8.4 最优功率分配 (234)
8.5 本章小结和参考的文献说明 (238)
习题 (239)
第9章 协作通信中的差分调制 (242)
9.1 差分调制 (242)
9.2 译码转发协作通信的差分调制方案(DiffDF) (243)
9.2.1 单中继DiffDF (243)
9.2.2 多中继DiffDF (265)
9.3 放大转发协作通信的差分调制方案(DiffAF) (276)
9.3.1 单中继DiffAF (277)
9.3.2 多中继DiffAF (284)
9.4 本章小结和参考的文献说明 (295)
习题 (297)
第10章 协作传感器网络中的能量效率 (299)
10.1 系统模型 (299)
10.2 性能分析与最优功率分配 (301)
10.2.1 直接传输 (301)
10.2.2 协作传输 (302)
10.3 多中继场景 (304)
10.4 实验结果 (306)
10.4.1 数值例子 (307)
10.5 本章小结和参考的文献说明 (311)
习题 (311)
第三部分 协作网络
第11章 协作认知多址接入 (315)
11.1 系统模型 (316)
11.2 协作认知多址接入(CCMA)协议 (318)
11.2.1 单帧CCMA协议 (318)
11.2.2 多帧CCMA协议 (319)
11.3 稳定性分析 (319)
11.3.1 CCMA-S协议稳定性分析 (320)
11.3.2 CCMA-M的稳定性分析 (328)
11.3.3 现有的协作协议稳定性分析 (332)
11.3.4 数值仿真 (335)
11.4 吞吐量区域 (337)
11.5 时延分析 (338)
11.5.1 CCMA-S的时延性能 (338)
11.5.2 CCMA-Me的时延性能 (339)
11.5.3 时延性能的例子 (340)
11.6 本章小结和参考的文献说明 (341)
习题 (342)
第12章 内容感知的协作多址接入 (344)
12.1 系统模型 (344)
12.1.1 语音源模型 (344)
12.1.2 网络模型 (346)
12.1.3 信道模型 (347)
12.2 具有竞争意识的协作多址协议 (347)
12.3 动态模型 (348)
12.3.1 状态转移概率 (350)
12.4 性能分析 (351)
12.4.1 网络吞吐量 (351)
12.4.2 多址接入延迟 (352)
12.4.3 丢包率 (354)
12.4.4 主观话音质量 (357)
12.5 竞争协作访问的折中 (358)
12.6 本章小结和参考的文献说明 (360)
习题 (361)
第13章 分布式的协作路由 (362)
13.1 网络模型和发射节点 (363)
13.1.1 网络模型 (363)
13.1.2 直接的和协作的传输模式 (364)
13.2 链路分析 (364)
13.3 基于协作的路由算法 (366)
13.3.1 性能分析:规则直线型网络 (368)
13.3.2 性能分析:规则网格网络 (369)
13.4 仿真例子 (371)
13.5 本章小结和参考的文献说明 (375)
习题 (376)
第14章 联合信源信道编码的协作 (378)
14.1 联合信源信道编码的比特速率分配 (378)
14.2 采用用户协作的联合信源信道编码 (379)
14.3 源信道协作折中问题 (381)
14.4 信源编/解码 (382)
14.4.1 实际的信源编/解码 (383)
14.5 信道编/解码器 (385)
14.6 信源信道协作性能的分析 (386)
14.6.1 放大转发协作 (387)
14.6.2 解码转发协作 (393)
14.6.3 非协作情况 (394)
14.7 D-SNR特性的验证 (397)
14.8 信源信道协作折中的效果 (398)
14.9 本章小结和参考的文献说明 (402)
习题 (403)
第15章 失真指数的渐近性能 (405)
15.1 信源信道分集的系统设置 (405)
15.2 多跳信道 (408)
15.2.1 多跳放大转发协议 (409)
15.2.2 多跳译码转发协议 (415)
15.3 中继信道 (418)
15.3.1 放大转发协议 (419)
15.3.2 译码转发中继信道 (428)
15.4 讨论 (429)
15.5 本章小结和参考的文献说明 (431)
习题 (431)
第16章 基于协作的覆盖增强技术 (433)
16.1 系统模型 (433)
16.2 中继分配协议与分析 (435)
16.2.1 直接传输 (435)
16.2.2 协作传输的条件中断概率 (436)
16.2.3 最优中继位置 (437)
16.3 中继分配算法 (438)
16.3.1 最近邻节点分配协议 (439)
16.3.2 固定中继策略 (440)
16.3.3 下界:Genie-aided算法 (442)
16.4 数值仿真结果 (443)
16.5 本章小结和参考的文献说明 (446)
习题 (446)
第17章 宽带协作通信 (448)
17.1 系统模型 (448)
17.2 协作协议及中继分配方案 (449)
17.3 性能分析 (451)
17.3.1 中断概率 (451)
17.4 性能下界 (454)
17.5 最佳中继位置 (455)
17.6 本章小结和参考的文献说明 (456)
习题 (457)
第18章 通过协作方式的网络寿命最大化 (459)
18.1 概述 (459)
18.2 系统模型 (460)
18.2.1 非协作
无线网络 (460)
18.2.2 协作解码转发协议 (461)
18.3 通过使用协作节点使寿命最大化 (463)
18.3.1 问题表述 (463)
18.3.2 两节点无线网络的解析解 (464)
18.3.3 多节点无线网络 (468)
18.4 配置中继以提升
设备寿命 (470)
18.5 仿真举例 (473)
18.6 本章小结和参考的文献说明 (477)
习题 (477)
参考文献 (479)