现代移动通信原理与应用PDF电子书下载

1 概率论、随机过程与无线通信 1

1.1 概率论 2

1.1.1 概率系统的基本元素 2

1.1.2 随机变量 5

1.1.2.1 离散随机变量 6

1.1.2.2 连续随机变量 6

1.1.2.3 多维随机变量 9

1.1.2.4 条件概率 10

1.1.2.5 相互独立的随机变量 11

1.1.2.6 均值、方差与相关系数 13

1.1.2.7 概率论在信号检测与估值中的应用：最小均方误差估计 16

1.1.2.8 中心极限定理 24

1.2 随机过程 25

1.2.1 广义平稳随机过程 27

1.2.2 功率谱密度 28

1.2.3 随机过程经过线性系统的响应 30

1.3 本章小结 37

2 无线信道 39

2.1 无线传播环境概述 41

2.2 路径损耗与阴影效应 42

2.2.1 路径损耗 42

2.2.2 阴影效应 46

2.3 小尺度衰落 47

2.3.1 物理模型 48

2.3.1.1 物理（连续时间）信道hRF（t，τ） 49

2.3.1.2 物理（连续时间）信道的等效基带表示hBB（t，τ） 52

2.3.1.3 采样（离散时间）等效基带表示he［m］ 57

2.3.1.4 信道的相关性、弱扩散（underspread）信道 59

2.3.2 统计信道模型 60

2.3.2.1 Clarke模型与瑞利衰落信道 60

2.3.2.2 莱斯（Rice）信道模型 65

2.3.2.3 WSSUS假设 66

2.3.3 无线信道的计算机仿真 67

2.3.3.1 平坦衰落信道的仿真 67

2.3.3.2 频率选择性衰落信道的仿真 69

2.4 本章小结 70

附录Ⅰ：射频（带通）信号的等效基带表示 72

附录Ⅱ：Rhh（τ）的计算 77

3 调制与解调 79

3.1 数字系统中的调制／解调模型 79

3.2 信号空间的概念 81

3.3 最佳接收机设计 85

3.3.1 最大后验概率（MAP）准则 88

3.3.2 不相关定理（Irrelevance Theorem） 91

3.3.3 可逆定理（Reversibility Theorem） 93

3.4 误码率性能分析 95

3.4.1 成对符号错误概率 95

3.4.2 QAM符号错误概率分析 98

3.5 比特LLR（Log-Likelihood Ratio） 100

3.5.1 硬判决还是软判决 100

3.5.2 比特LLR的计算 101

3.6 本章小结 105

4 线性调制与信道均衡 107

4.1 带宽受限信道中的信号传输与接收 109

4.1.1 线性调制 109

4.1.2 基带PAM调制 109

4.1.3 带通QAM调制 117

4.2 频率选择性信道下的均衡技术 121

4.2.1 最大似然序列估计（MLSE） 121

4.2.1.1 MLSE意义下的最佳接收机结构 122

4.2.1.2 MLSE与Viterbi算法 124

4.2.1.3 MLSE的两种形式 131

4.2.2 独立符号检测——线性均衡 133

4.2.2.1 系统模型 135

4.2.2.2 迫零均衡器 139

4.2.2.3 线性最小均方误差（LMMSE）均衡器 146

4.3 进一步阅读 150

4.4 本章小结 151

5 正交频分复用调制（OFDM） 153

5.1 为什么采用OFDM调制 153

5.2 系统模型 155

5.2.1 连续时间模型下的OFDM 155

5.2.2 OFDM的IFFT/FFT实现 160

5.2.3 CP的作用 163

5.3 OFDM系统中的信道特性 166

5.4 非理想条件下的OFDM性能 169

5.4.1 时变信道（多普勒）的影响 170

5.4.2 振荡器载波频率偏差的影响 171

5.4.3 采样时钟的误差的影响 175

5.4.3.1 频率偏差的影响 175

5.4.3.2 采样时间的相位误差的影响 177

5.4.4 载波相位噪声的影响 183

5.4.5 峰均比的影响 183

5.4.6 小结 191

5.5 OFDM的系统参数设计 192

5.6 OFDM的优势 193

5.7 本章小结 195

6 信道编码 197

6.1 为什么要采用信道编码 197

6.1.1 信息论之信道容量 197

6.1.2 简单的信道编码举例 204

6.1.3 比特交织编码调制 206

6.2 卷积码 208

6.2.1 编码器的结构 208

6.2.2 卷积码的Viterbi译码 212

6.2.3 实例：LTE中的咬尾卷积码 217

6.3 Turbo码 218

6.3.1 Turbo码的编码 218

6.3.2 Turbo码的迭代译码 220

6.3.2.1 BCJR算法 222

6.3.2.2 对数BCJR算法 227

6.3.2.3 Turbo迭代译码 233

6.3.3 实例：LTE系统中的Turbo码 235

6.3.3.1 QPP交织器 235

6.3.3.2 编码器的终结状态 238

6.3.4 Turbo译码器的吞吐量 238

6.4 LDPC码 239

6.4.1 线性分组码的基本定义 239

6.4.2 LDPC的译码：消息传递算法 241

6.4.2.1 硬判决：比特翻转算法 242

6.4.2.2 软译码 246

6.4.3 实例：802.1 1n中的LDPC码 257

6.4.3.1 编码器 257

6.4.3.2 译码器 259

6.5 本章小结 261

7 多输入多输出天线技术（MIMO） 265

7.1 打破香农极限 265

7.2 MIMO信道容量 268

7.2.1 只接收端知道信道信息 269

7.2.2 当发送端、接收端都知道信道信息 269

7.2.3 空间自由度 272

7.3 MIMO信道 273

7.3.1 物理信道模型 274

7.3.1.1 远场假设和窄带假设 274

7.3.1.2 直达路径下的信道模型 274

7.3.1.3 空间自由度的取得、可分辨角度及天线方向图 279

7.3.2 统计信道模型 287

7.3.3 实例：LTE系统评估中所采用的MIMO信道模型 291

7.4 MIMO接收机算法 293

7.4.1 系统模型 293

7.4.2 非迭代的MIMO检测器／信道译码接收机 297

7.4.2.1 最大似然检测器 298

7.4.2.2 线性MIMO解调器 302

7.4.2.3 带有干扰消除功能的线性接收机 307

7.4.2.4 接近最大似然性能的算法 314

7.4.3 MIMO检测器与信道译码器的迭代算法 320

7.5 频率选择性信道下的MIMO 323

7.6 本章小结 325

8 同步技术 327

8.1 为什么需要同步 327

8.1.1 同步技术中的基本概念 329

8.1.2 本章导读 335

8.2 锁相环基本原理 336

8.2.1 连续时间模型下的锁相环 336

8.2.2 线性相位误差模型下的锁相环 339

8.2.3 数字锁相环 345

8.3 参数估计之最大似然准则 348

8.4 时间同步 352

8.4.1 最大似然算法 353

8.4.2 实用算法举例：早迟门 357

8.4.3 全数字实现：插值滤波器 359

8.5 载波同步 362

8.5.1 最大似然算法 362

8.5.2 实用算法举例：延迟相关算法 364

8.5.3 闭环形式的实现：频率跟踪环路 367

8.6 OFDM系统中的同步 368

8.7 结束语 369

8.8 本章小结 369

9 衰落信道中的分集技术 371

9.1 为什么需要分集 371

9.1.1 分集技术的基本原理 374

9.1.2 分集合并技术 375

9.2 时间分集 379

9.2.1 基本的时间分集方案 379

9.2.2 H-ARQ与软信息合并 384

9.3 频率分集 389

9.3.1 单载波系统中的时域均衡 390

9.3.2 CDMA中的Rake接收机 392

9.3.3 OFDM中的频率分集 398

9.4 天线分集 399

9.4.1 接收天线分集 399

9.4.2 发射天线分集 401

9.4.2.1 天线延迟分集 404

9.4.2.2 Alamouti发射分集 407

9.5 本章小结 413

附录：不同合并技术在非独立高斯噪声下的表现 414

10 调度机制与链路适应 417

10.1 单用户情形下的信道容量分析 418

10.1.1 接收端信道状态信息（CSIR） 418

10.1.2 发送端信道状态信息（CSIT） 420

10.1.2.1 功率控制——信道取反 420

10.1.2.2 功率控制——最佳功率分配 421

10.2 多用户情形下的信道容量分析 422

10.2.1 cdma2000 1x EV-DO标准中的技术革新 423

10.2.2 信息论意义下的单小区系统容量 424

10.2.3 理论联系实际：再看cdma2000 1x EV-DO 429

10.3 资源利用的最大化与公平性——调度原理 430

10.4 链路适应 433

10.4.1 功率控制 433

10.4.1.1 CDMA中的功率控制 434

10.4.1.2 LTE中的功率控制 435

10.4.2 速率控制——自适应调制与编码 436

10.4.3 H-ARQ 441

10.5 本章小结 446

参考文献 447