全面详解LTE MATLAB建模、仿真与实现PDF电子书下载

1 导论 1

1.1 无线通信标准速览 1

1.2 数据速率的历史 4

1.3 IMT-Advanced要求 4

1.4 3GPP和LTE标准化 5

1.5 LTE要求 5

1.6 理论策略 6

1.7 LTE关键技术 7

1.7.1 OFDM 7

1.7.2 SC-FDM 8

1.7.3 MIMO 8

1.7.4 Turbo信道编码 8

1.7.5 链路自适应 9

1.8 LTD物理层建模 9

1.9 LTE（R8版和R9版） 10

1.10 LTE-Advanced（R10版） 11

1.11 MATLAB和无线系统设计 11

1.12 本书组织结构 11

参考文献 12

2 LTE物理层概览 13

2.1 空中接口 13

2.2 频带 14

2.3 单播和组播服务 15

2.4 带宽分配 16

2.5 时间帧 17

2.6 时-频分布 18

2.7 OFDM多载波传输 20

2.7.1 循环前缀 20

2.7.2 子载波间隔 21

2.7.3 资源块尺寸 21

2.7.4 频域调度 22

2.7.5 接收端典型操作 22

2.8 单载波频分复用 23

2.9 资源网格的内容 23

2.10 物理信道 24

2.10.1 下行链路物理信道 25

2.10.2 下行链路信道功能 26

2.10.3 上行链路物理信道 29

2.10.4 上行链路信道功能 30

2.11 物理信号 30

2.11.1 参考信号 30

2.11.2 同步信号 32

2.12 下行链路帧结构 32

2.13 上行链路帧结构 33

2.14 MIMO 34

2.14.1 接收分集 34

2.14.2 发射分集 34

2.14.3 空分复用 36

2.14.4 波束赋形 37

2.14.5 循环延迟分集 38

2.15 MIMO模式 38

2.16 物理层数据处理 39

2.17 下行链路数据处理 39

2.18 上行链路数据处理 40

2.18.1 SC-FDM 41

2.18.2 MU-MIMO 42

2.19 本章小结 43

参考文献 43

3 MATLAB通信系统设计 44

3.1 系统开发流程 44

3.2 挑战和能力 44

3.3 关注点 45

3.4 目标 45

3.5 MATLAB的物理层模型 46

3.6 MATLAB 46

3.7 MATLAB工具箱 47

3.8 Simulink组件 47

3.9 建模与仿真 48

3.9.1 DSP系统工具箱 48

3.9.2 通信系统工具箱 48

3.9.3 并行计算工具箱 49

3.9.4 定点型设计器 49

3.10 原型建模与实现 49

3.10.1 MATLAB代码生成器 50

3.10.2 硬件实现 50

3.11 系统对象介绍 51

3.11.1 通信系统工具箱的系统对象 51

3.11.2 系统对象的测试平台 52

3.11.3 系统对象函数 54

3.11.4 字符误码率仿真 56

3.12 MATLAB信道编码实例 57

3.12.1 纠错与检错 57

3.12.2 卷积码 58

3.12.3 硬判决Viterbi译码 58

3.12.4 软判决Viterbi译码 60

3.12.5 Turbo编码 62

3.13 本章小结 64

参考文献 65

4 调制和编码 66

4.1 LTE调制方案 66

4.1.1 MATLAB实例 68

4.1.2 BER测量 72

4.2 比特级绕码 74

4.2.1 MATLAB实例 75

4.2.2 BER测量 78

4.3 信道编码 79

4.4 Turbo编码 79

4.4.1 Turbo编码器 80

4.4.2 Turbo译码器 81

4.4.3 MATLAB实例 81

4.4.4 BER测量 83

4.5 早期终止机制 87

4.5.1 MATLAB实例 87

4.5.2 BER测量 88

4.5.3 计时测量 91

4.6 码率匹配 91

4.6.1 MATLAB实例 92

4.6.2 BER测量 95

4.7 码块分段 97

4.7.1 MATLAB实例 97

4.8 LTE传输信道处理 99

4.8.1 MATLAB实例 99

4.8.2 BER测量 101

4.9 本章小结 103

参考文献 103

5 OFDM 104

5.1 信道建模 104

5.1.1 大尺度和小尺度衰落 104

5.1.2 多径衰落效应 105

5.1.3 多普勒效应 105

5.1.4 MATLAB实例 105

5.2 讨论范围 110

5.3 工作流程 110

5.4 OFDM和多径衰落 110

5.5 OFDM和信道响应估计 111

5.6 频域均衡 112

5.7 LTE资源网格 112

5.8 配置资源网格 114

5.8.1 CSR符号 114

5.8.2 DCI符号 115

5.8.3 BCH符号 115

5.8.4 同步符号 116

5.8.5 用户数据符号 116

5.9 参考信号生成 118

5.10 资源元素映射 120

5.11 OFDM信号生成 124

5.12 信道建模 125

5.13 OFDM接收端 127

5.14 资源元素反映射 129

5.15 信道估计 131

5.16 均衡器增益计算 133

5.17 信道可视化 134

5.18 下行链路传输模式1 135

5.18.1 SISO模型 135

5.18.2 SIMO模型 142

5.19 本章小结 150

参考文献 151

6 MIMO 152

6.1 MIMO定义 152

6.2 MIMO的动机 153

6.3 MIMO的种类 153

6.3.1 接收端合并技术 153

6.3.2 发射分集 154

6.3.3 空分复用 154

6.4 MIMO的覆盖范围 154

6.5 MIMO信道 154

6.5.1 MATLAB实现 155

6.5.2 LTE特征信道模型 157

6.5.3 MATLAB实现 159

6.5.4 MIMO信道初始化 160

6.5.5 添加AWGN 161

6.6 MIMO的一般特征 161

6.6.1 MIMO资源网格结构 162

6.6.2 资源元素映射 163

6.6.3 资源元素反映射 166

6.6.4 基于CSR的信道估计 170

6.6.5 信道估计函数 171

6.6.6 信道估计扩展 173

6.6.7 理想信道估计 177

6.6.8 信道响应提取 179

6.7 MIMO的特殊特征 180

6.7.1 发射分集 180

6.7.2 收发器启动函数 188

6.7.3 下行链路传输模式2 197

6.7.4 空分复用 204

6.7.5 空分复用中的MIMO操作 207

6.7.6 下行链路传输模式4 215

6.7.7 开环空分复用 229

6.7.8 下行链路传输模式3 233

6.8 本章小结 240

参考文献 241

第7章 链路自适应 242

7.1 系统模型 243

7.2 LTE中的链路自适应 244

7.2.1 信道质量估计 244

7.2.2 预编码矩阵估计 245

7.2.3 秩估计 245

7.3 MATLAB实例 245

7.3.1 CQI估计 245

7.3.2 PMI估计 248

7.3.3 RI估计 249

7.4 子帧间的链路自适应 252

7.4.1 收发端模型结构 253

7.4.2 更新收发端参数结构体 254

7.5 自适应调制 255

7.5.1 无自适应 255

7.5.2 随机变更调制方案 256

7.5.3 基于CQI的自适应 256

7.5.4 收发端性能验证 257

7.5.5 结论 259

7.6 自适应调制与编码率 260

7.6.1 无自适应 260

7.6.2 随机变更调制方案 261

7.6.3 基于CQI的自适应 261

7.6.4 收发端性能验证 262

7.6.5 结论 262

7.7 自适应预编码 264

7.7.1 基于PMI的自适应 266

7.7.2 收发端性能验证 267

7.7.3 结论 268

7.8 自适应MIMO 268

7.8.1 基于RI的自适应 270

7.8.2 收发端性能验证 271

7.8.3 结论 272

7.9 下行链路控制信息 272

7.9.1 MCS 272

7.9.2 自适应率 275

7.9.3 DCI处理 275

7.10 本章小结 279

参考文献 280

8 系统级建模 281

8.1 系统模型 281

8.1.1 发射端模型 282

8.1.2 发射端模型的MATLAB模型 283

8.1.3 信道模型 285

8.1.4 信道模型的MALTAB模型 285

8.1.5 接收端模型 286

8.1.6 接收端模型的MATLAB模型 287

8.2 用MATLAB构建的系统模型 289

8.3 定量评估 291

8.3.1 传输模式的影响 291

8.3.2 BER与SNR的函数关系 293

8.3.3 信道估计技术的影响 295

8.3.4 信道模型的影响 295

8.3.5 信道时延扩散与循环前缀的影响 296

8.3.6 MIMO接收器算法的影响 297

8.4 吞吐量分析 298

8.5 用Simulink进行系统建模 299

8.5.1 构建一个Simulink模型 301

8.5.2 Simulink集成MATLAB算法 302

8.5.3 参数初始化 309

8.5.4 运行仿真 311

8.5.5 引入参数对话框 313

8.6 定量评估 321

8.6.1 声音信号传输 321

8.6.2 主观声音质量测试 322

8.7 本章小结 323

参考文献 323

9 仿真 324

9.1 提升MATLAB仿真速度 324

9.2 工作流程 325

9.3 实例研究：LTE PDCCH处理 326

9.4 基准算法 327

9.5 MATLAB代码剖析 329

9.6 MATLAB代码优化 331

9.6.1 向量化 331

9.6.2 预分配 337

9.6.3 系统对象 340

9.7 使用加速功能 351

9.7.1 MATLAB—C代码生成 352

9.7.2 并行运算 353

9.8 使用Simulink模型 355

9.8.1 创建Simulink模型 355

9.8.2 验证数值等价性 356

9.8.3 Simulink基准模型 357

9.8.4 优化Simulink模型 358

9.9 GPU辅助运算 366

9.9.1 在MATLAB中启动GPU功能 367

9.9.2 GPU优化系统对象 367

9.9.3 使用单一GPU系统对象 368

9.9.4 GPU参与并行计算 370

9.10 实例研究：在GPU上进行Turbo编码 374

9.10.1 基于CPU处理基准算法 374

9.10.2 基于GPU处理Turbo译码器 377

9.10.3 基于GPU处理多个系统对象 378

9.10.4 多帧和大数据长度 380

9.10.5 使用单精度数据类型 383

9.11 本章小结 385

10 基于C/C＋＋代码的原型构建 387

10.1 应用范围 387

10.2 动机 388

10.3 要求 388

10.4 MATLAB代码的构思 389

10.5 如何创建代码 389

10.5.1 实例研究：频域均衡 389

10.5.2 使用MATLAB命令 390

10.5.3 使用MATLAB代码转换器工程 392

10.6 转换的C代码的结构 397

10.7 支持的MATLAB子集 398

10.7.1 代码转换准备 398

10.7.2 实例研究：插入导频信号 399

10.8 复数和本地C类型 400

10.9 系统工具箱支持 403

10.9.1 实例研究：FFT和反FFT 403

10.10 定点型数据支持 408

10.10.1 实例研究：FFT函数 409

10.11 可变长度数据支持 412

10.11.1 实例研究：自适应性调制 412

10.11.2 定长代码转换 413

10.11.3 有界变长数据 417

10.11.4 无界变长数据 419

10.12 集成外部C/C＋＋代码 421

10.12.1 算法 421

10.12.2 执行MATLAB测试平台 423

10.12.3 生成C代码 425

10.12.4 接口函数C代码 426

10.12.5 主函数C代码 429

10.12.6 编译和连接 430

10.12.7 执行C测试平台 432

10.13 本章小结 433

参考文献 433

11 总结 434

11.1 建模 434

11.1.1 理论构思 434

11.1.2 标准规范 435

11.1.3 MATLAB算法 435

11.2 仿真 436

11.2.1 仿真加速 437

11.2.2 加速方法 437

11.2.3 实现 437

11.3 未来工作的方向 438

11.3.1 用户层面 438

11.3.2 控制层面处理 439

11.3.3 混合自动重传请求 439

11.3.4 系统接入模型 439

11.4 结语 440

译后记 441