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ASK16 15
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OFDM 27
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CDMA 50
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