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第一部分 无线通信基础2

第1章 引言2

1.1数字广播系统3

1.1.1数字音频广播3

1.1.2数字视频广播4

1.2移动蜂窝系统4

1.2.1载波聚合6

1.2.2多天线配置7

1.2.3中继传输7

1.2.4协作多点传输和接收7

1.3无线网络系统7

1.3.1个人区域网8

1.3.2本地局域网10

1.3.3城域网11

1.3.4广域网11

总结12

参考文献13

第2章 数字调制14

2.1单载波调制14

2.1.1调制信号的功率谱密度15

2.1.2 PSK、QAM和ASK1615

2.1.3 CPFSK连续相位频移键控和MSK最小频移键控18

2.1.4脉冲形成和加窗18

2.2多载波调制21

2.2.1正交频分复用22

2.2.2 OFDM相关问题23

2.2.3 OFDM收发机架构26

2.3自适应OFDM27

总结30

参考文献31

第3章 高级无线技术32

3.1多输入多输出32

3.1.1引言32

3.1.2 MIMO基础33

3.1.3 MIMO技术35

3.1.4 MIMO-OFDM系统举例41

3.2多址接入44

3.2.1频分多址44

3.2.2时分多址45

3.2.3码分多址46

3.2.4载波监听多址接入47

3.2.5正交频分多址接入48

3.2.6空频分多址接入49

3.3扩频和CDMA50

3.3.1 PN码50

3.3.2直接扩频序列53

3.3.3 跳频扩频55

总结56

参考文献56

第4章 纠错码58

4.1引言58

4.2分组码59

4.2.1线性码59

4.2.2循环码60

4.3 Reed-Solomon码61

4.3.1有限域62

4.3.2编码63

4.3.3译码64

4.3.4缩短RS码64

4.4卷积码65

4.4.1编码65

4.4.2维特比译码器66

4.4.3打孔卷积码68

4.5软输入软输出译码算法69

4.5.1MAP译码器69

4.5.2 Log-MAP译码器72

4.5.3 Max-Log-MAP译码器73

4.6 Turbo码73

4.6.1编码74

4.6.2译码75

4.7 LDPC码76

4.7.1编码76

4.7.2译码77

总结79

参考文献80

第5章 信号传播与信道模型81

5.1引言81

5.2无线信道传播81

5.2.1路径损耗与阴影衰落81

5.2.2多径衰落82

5.2.3多径信道参数83

5.2.4 MIMO信道88

5.3前端的电子效应89

5.3.1载波频率偏移89

5.3.2采样时钟偏移90

5.3.3相位噪声90

5.3.4 IQ不平衡和直流偏移91

5.3.5功率放大器的非线性94

5.4信道模型94

5.4.1前端影响的模型95

5.4.2多径瑞利衰落模型96

5.4.3通信标准中所使用的信道模型98

总结104

参考文献105

第二部分MIMO-OFDM接收机处理108

第6章 同步108

6.1引言108

6.2同步109

6.2.1同步错误109

6.2.2同步错误的影响110

6.2.3同步估计与补偿113

6.3同步错误检测与估计114

6.3.1符号定时检测114

6.3.2载波频率偏移估计121

6.3.3残余CFO和SCO估计125

6.3.4载波相位估计127

6.3.5 IQ不平衡估计127

6.4 MIMO系统的同步错误检测与估计130

6.4.1 MIMO-OFDM系统的符号定时检测130

6.4.2 MIMO-OFDM系统的载波频率偏差估计131

6.4.3 MIMO-OFDM系统残余CFO和SCO估计132

6.4.4 MIMO-OFDM系统的载波相位估计133

6.4.5 MIMO-OFDM系统的IQ不平衡估计133

6.5同步错误恢复133

6.5.1载波频率偏差补偿134

6.5.2采样时钟偏差补偿135

6.5.3 IQ不平衡补偿138

总结138

参考文献139

第7章 信道估计与均衡141

7.1引言141

7.2导频图案142

7.2.1 SISO-OFDM系统中的导频图案142

7.2.2 MIMO-OFDM系统中的导频图案144

7.3 SISO-OFDM信道估计147

7.3.1基于块状导频符号的信道估计149

7.3.2基于梳状导频符号的信道估计152

7.3.3基于网格状导频符号的信道估计157

7.4 MIMO-OFDM信道估计161

7.5自适应信道估计164

7.6均衡164

7.6.1单抽头均衡器164

7.6.2多抽头均衡器168

7.7迭代接收机172

7.7.1迭代同步和信道估计173

7.7.2比特交织编码调制及迭代解码（BICM-ID）173

总结174

参考文献175

第8章 MIMO检测178

8.1简介178

8.2线性检测179

8.2.1迫零检测179

8.2.2最小均方误差检测179

8.3具有信道预处理功能的MIMO检测180

8.3.1排序181

8.3.2 QR分解181

8.3.3最小均方误差排序 QR分解183

8.3.4排序连续干扰消除184

8.3.5减格186

8.4球形解码器187

8.4.1深度优先树形检索189

8.4.2宽度优先树形检索190

8.4.3最佳优先树形检索191

8.4.4复杂度的度量194

8.4.5球形解码器设计空间探索194

8.5软输出球形解码器196

8.5.1重复树形检索197

8.5.2单树形检索197

8.5.3 LLR裁剪198

8.6迭代MIMO检测算法199

8.6.1列表球形解码器200

8.6.2软输入软输出球形解码器200

8.6.3迭代SIC-MMSE检测算法203

8.7预编码204

8.7.1波束控制204

8.7.2空间解相关206

8.7.3有限反馈208

8.8空间块码210

总结211

参考文献212

第三部分MIMO-OFDM接收机硬件设计216

第9章 电路设计216

9.1导论216

9.2快速傅里叶变换模块216

9.2.1 FFT算法217

9.2.2结构220

9.2.3对比226

9.3延迟缓冲器227

9.3.1 SRAM/寄存器文件延迟缓冲器227

9.3.2基于点的延迟缓冲器229

9.3.3门控时钟策略229

9.3.4对比232

9.4直角坐标到极坐标转换电路234

9.4.1反正切函数234

9.4.2幅度方程238

9.4.3对比242

9.5极坐标转直角坐标电路243

9.5.1三角函数近似244

9.5.2多项式近似245

9.5.3对比246

总结247

参考文献247

第10章MIMO IC设计实例249

10.1简介249

10.2 QR分解249

10.2.1系统描述249

10.2.2算法设计250

10.2.3架构设计254

10.2.4实验结果256

10.3 8×8软输出球形译码器260

10.3.1模块描述260

10.3.2算法设计260

10.3.3架构设计260

10.3.4实验结果269

总结271

参考文献271

第11章 移动MIMO WiMAX片上系统设计273

11.1WiMAX标准简介273

11.2移动WiMAX OFDM和桢结构274

11.3 WiMAX基带接收机设计277

11.3.1自动增益控制277

11.3.2包检测278

11.3.3符号定时恢复279

11.3.4载波频率偏移补偿280

11.3.5信道估计281

11.3.6 MIMO检测器281

11.3.7外接收机283

11.4 WiMAX媒体接入控制设计284

11.5 WiMAX SoC实现与场测287

11.5.1实验测试和性能评估290

11.5.2台湾高铁场测291

总结291

参考文献292

术语表293