短距离无线系统的可靠通信PDF电子书下载

第1章 短距离无线通信与可靠性 1

1.1 短距离无线通信 2

1.1.1 有利因素 2

1.1.2 短距离与中／长距离无线通信技术比较 3

1.1.3 高速与低速系统比较 4

1.1.4 频率监管与可用频段综述 5

1.2 可靠性的定义 7

1.2.1 物理层可靠性 7

1.2.2 MAC层可靠性 11

1.2.3 路由层可靠性 11

1.3 相关无线标准概述 13

1.3.1 蓝牙 15

1.3.2 IEEE 802.15.5（mesh网） 16

1.3.3 IEEE 802.15 TG6（体域网） 19

1.3.4 IEEE 802.15 TG7（可见光通信） 20

1.3.5 ISA SP100.11a（过程控制与监测） 21

参考文献 22

第一部分 高速系统 27

第2章 高速UWB和60GHz通信 27

2.1 综述和应用场景 27

2.2 ECMA-368——高速UWB标准 30

2.2.1 发射机结构 32

2.2.2 信号模型 33

2.2.3 系统参数 35

2.3 ECMA-387——毫米波无线通信技术标准 36

2.3.1 发射机结构 38

2.3.2 信号模型 43

2.3.3 系统参数 45

2.4 IEEE 802.15.3c——MMW无线电标准 49

2.4.1 SC-PHY 50

2.4.2 HSI-PHY 52

2.4.3 音频／视频PHY 53

参考文献 54

第3章 高速短距离无线通信系统中的信道估计 57

3.1 高速系统信道模型 57

3.1.1 大尺度传播的影响 58

3.1.2 小尺度传播的影响 59

3.1.3 离散时间模型 63

3.2 信道估计算法概述 64

3.2.1 信道频域响应估计的信号模型 66

3.2.2 LS信道频率响应估计 69

3.2.3 LMMSE信道频率响应估计 70

3.2.4 ML信道频率响应估计 72

3.2.5 多级信道频率响应估计 74

3.2.6 复杂度比较 78

3.3 信道估计误差对性能的影响 79

3.3.1 平均未编码SER 80

3.3.2 FER性能 82

参考文献 83

第4章 高速短距离无线通信系统中的自适应编码调制 87

4.1 自适应编码调制 88

4.2 MB-OFDM系统中的AMC 89

4.3 ECMA-368中的WPAN链路结构 91

4.3.1 超帧结构和DRP 91

4.3.2 块确认机制 91

4.4 阴影效应下的分组级UWB信道模型 92

4.4.1 UWB信道中的身体遮蔽效应 92

4.4.2 信道模型中的信道状态定义 94

4.4.3 信道状态转移 95

4.5 WPAN链路性能分析 96

4.5.1 系统模型 96

4.5.2 马尔科夫过程分析 96

4.5.3 丢包率和吞吐量 99

4.6 仿真结果 100

4.7 60GHz毫米波无线电系统中的AMC 102

4.7.1 ECMA-387中的AMC机制 102

4.7.2 ECMA-387中的MAC协议 103

4.8 结论 103

参考文献 104

第5章 高速通信中的MIMO技术 106

5.1 MIMO系统的原理 106

5.2 UWB系统中的MIMO技术 108

5.2.1 信道模型 108

5.2.2 空间相关性 109

5.2.3 信道容量 110

5.2.4 多径的作用 112

5.2.5 时间反转预滤波 112

5.2.6 小结 115

5.3 60GHz系统中的MIMO技术 115

5.3.1 MIMO信道模型 116

5.3.2 空间相关性 116

5.3.3 波束赋形 118

5.3.4 接收机性能 121

5.3.5 小结 124

5.4 结论 125

参考文献 125

第二部分 低速系统 130

第6章 ZigBee网络和低速超宽带通信 130

6.1 概述和应用实例 130

6.2 ZigBee 132

6.2.1 ZigBee和IEEE 802.15.4的信道分配 133

6.2.2 ZigBee和IEEE 802.15.4的数据传输方式 134

6.2.3 干扰消除的网络信道管理 138

6.3 脉冲无线电超宽带（IEEE 802.15.4a） 140

6.3.1 信道分配 140

6.3.2 发射机结构和信号模型 142

6.3.3 框架结构和系统参数 145

6.3.4 测距和位置感知 146

6.4 无线个域网的低时延MAC层（IEEE 802.15.4e） 148

6.4.1 EGTS 148

6.4.2 LLP 150

6.4.3 TSCH 151

6.5 IEEE 802.15.4f（有源RFID） 152

6.6 IEEE 802.15.4g（智能电网） 153

参考文献 154

第7章 信道估计对可靠性的影响 158

7.1 引言 158

7.2 存在信道估计误差的信号和信道模型 159

7.2.1 信号和信道模型 159

7.2.2 信道参数估计误差 161

7.3 存在信道估计误差的系统可靠性 163

7.3.1 SNR分析 163

7.3.2 BER分析 165

7.4 信道估计存在误差的情况下的系统优化 169

7.4.1 导频符号的功率分配 169

7.4.2 信号带宽 171

7.4.3 RAKE接收机设计 173

7.5 结论 175

参考文献 175

第8章 干扰抑制与检测 179

8.1 多址干扰抑制 179

8.1.1 MAI抑制接收机设计 179

8.1.2 MAI抑制的编码设计 196

8.2 窄带干扰（Narrowband Interference,NBI）抑制 200

8.2.1 UWB和NB系统模型 201

8.2.2 NBI避免 202

8.2.3 NBI消除 207

8.3 干扰感知 209

8.4 结论 212

参考文献 212

第9章 WPAN动态信道分配中的Wi-Fi干扰特性 222

9.1 自适应WPAN 222

9.1.1 概述 222

9.1.2 感知无线电网络的频谱感知 223

9.2 Wi-Fi干扰下的WPAN 224

9.2.1 干扰检测——WPAN的频谱感知 224

9.2.2 试验台配置和场景 225

9.2.3 Wi-Fi干扰模型 228

9.2.4 检测窗的持续时间 229

9.2.5 检测占空比 231

9.3 干扰特性和性能恶化 231

9.3.1 电波暗室 232

9.3.2 室内1 236

9.3.3 室内2 241

9.3.4 不同频谱评价标准分析 245

9.4 干扰环境下改善WPAN的可靠性——动态信道分配 246

9.4.1 算法描述 246

9.4.2 仿真结果 248

9.5 结论 251

致谢 252

参考文献 252

第10章 低速系统中的节能 255

10.1 能源效率的背景 255

10.2 MAC节能 260

10.2.1 不对称单跳MAC 261

10.2.2 对称多跳MAC 267

10.3 结论 272

参考文献 272

第三部分 可靠性改进专题 275

第11章 协作通信中的可靠性 275

11.1 引言 275

11.1.1 协作通信的可靠性 275

11.1.2 方法概述 277

11.2 采用虚拟波束赋形的协作通信 278

11.2.1 基本原理 279

11.2.2 网络和协议的基础组件 280

11.2.3 基本网络：分析和结果 282

11.2.4 路由 285

11.3 采用无码率码的协作通信 289

11.3.1 基本原理 289

11.3.2 基础组件网络和协议 291

11.3.3 基本网络：分析和结果 292

11.3.4 路由 299

参考文献 302

第12章 协作网络中通过中继选择提高可靠性 306

12.1 引言 306

12.2 多中继网络中的信号传输 307

12.3 中继选择的原因 308

12.4 中继选择概述 309

12.4.1 系统模型和数学背景 310

12.4.2 中继选择策略 312

12.5 有限反馈的集中式中继选择 316

12.5.1 中断概率和有效速率 317

12.5.2 DMT分析 319

12.6 结论 321

参考文献 321

第13章 宽带中继架构中的基本性能限 325

13.1 引言 325

13.2 串行中继网络架构中的功率——带宽折中 329

13.2.1 网络模型和定义 329

13.2.2 功率——带宽折中特性描述 333

13.2.3 小结 338

13.3 并行中继网络架构中的功率——带宽折中 338

13.3.1 网络模型与定义 338

13.3.2 MRN功率-带宽折中的上边界 342

13.3.3 采用实用LDMRB技术的MRN功率-带宽折中 344

13.3.4 数值结果 353

13.3.5 小结 357

参考文献 357

第14章 可靠MAC层和分组调度 361

14.1 引言 361

14.2 机会调度／多用户分集 363

14.2.1 单播场景 364

14.2.2 多播场景 366

14.3 编码和调度 369

14.3.1 单播场景 369

14.3.2 多播场景 372

14.4 媒体质量驱动调度 376

14.5 结论 378

参考文献 379