《協同通信:物理層、信道模型和係統實現》從硬件、信道和物理層設計三個方麵來闡述協同通信係統。主要涉及瞭協同通信係統的四個重要領域:其一是對該係統的完整分類,其二是無綫信道,其三是物理層,最後是硬件相關部分。全書共分為6章,第1章總體介紹係統通信係統,第2章介紹瞭無綫中繼和空時信道,第3章介紹瞭透明物理層算法,第4章討論瞭再生物理層算法,第5章主要討論瞭硬件是如何促進和限製協同中繼機製的,第6章對《協同通信:物理層、信道模型和係統實現》進行瞭總結,並著重探討瞭重要的開放性研究方嚮以及仍需要進一步探索的領域。
多勒(Mischa Dohler),現任CTTC巴塞羅那資深研究員。2005年6月到2008年2月期間,擔任法國電信研發部門的資深高級研究專傢。在協同通信係統、軟件無綫電、無綫傳感器網絡等領域開展研究。2003年9月到2008年2月期間。擔任倫敦國王學院電信研究中心的講師。同時,還是倫敦國王學院的倫敦技術網商務委員、IEEE UKRI分部的學生代錶、IEEE第8區(歐洲、非洲、中東以及俄羅斯)的學生活動委員會成員。他在2003年獲得英國倫敦國王學院電信專業博士。2000年在德國德纍斯頓工業大學獲得電氣工程文憑。1999年獲得倫敦國王學院電信專業碩士。在這之前,他在莫斯科學習物理學。並在物理和數學方麵獲得各種競賽奬。特彆是在德國國際物理奧林匹剋競賽上入圍第三輪。1999年12月,Mischa博士在移動VCE架構方麵最早提齣瞭分布式協同空時編碼通信係統。目前他已經發錶瞭超過110篇的期刊和會議論文,被引用的h指數為20,g指數達到41,並擁有多項專利,閤編和自編瞭多部書籍。他做過多次國際短期課程。並積極參與標準化的活動。他在各種大會上擔任技術程序委員會委員和主席。例如2008年在法國嘎納舉辦的IEEE PIMRC會議上擔任技術委員會主席。他還是多個IEEE和非IEEE期刊的編輯,同時也是IEEE的高級會員。
李永會(Yonghui Li),在2002年11月獲得北京航空航天大學博士學位。1999-2003年任職於連宇通信,擔任LAS-CAMA係統物理層設計方麵的項目經理。從2003年開始,一直供職於澳大利亞悉尼大學電信重點研究中心。現在他是悉尼大學電子與信息工程專業的副教授,也是澳大利亞伊麗莎白二世女皇研究奬獲得者。目前的研究方嚮是無綫通信。在MIMO、協同通信、信道編碼技術、接收機設計、認知無綫電和無綫傳感器網絡等領域開展研究,在這些領域中已發錶瞭100多篇期刊和會議論文,並擁有多項已授權和正在申請的專利。
譯者序
前言
縮寫
函數
符號
第1章 引言
1.1 本書結構
1.2 概念簡介
1.2.1 信道
1.2.2 典型增益
1.2.3 典型架構
1.3 應用場景
1.3.1 蜂窩網絡
1.3.2 wI.AN網絡
1.3.3 車到車通信
1.3.4 無綫傳感器網絡
1.4 協同的利弊
1.4.1 協同的優點
1.4.2 協同的缺點
1.4.3 係統摺中
1.5 協同性能界
1.5.1 容量增益
1.5.2 速率中斷增益
1.5.3 分集復用摺中
1.6 定義與術語
1.6.1 中繼節點
1.6.2 多址接人方法
1.6.3 協同網絡方麵
1.6.4 係統分析和總結
1.7 背景和裏程碑
1.7.1 第一個關鍵裏程碑
1.7.2 輔助中繼
1.7.3 協同中繼
1.7.4 空時中繼
1.8 總結
第2章 無綫中繼信道
2.1 序言
2.1.1 本章 內容
2.1.2 符號說明
2.2 一般特徵和發展趨勢
2.2.1 傳播原理
2.2.2 傳播模型
2.2.3 信道建模
2.2.4 再生中繼信道簡介
2.2.5 透明中繼信道簡介
2.3 再生中繼信道
2.3.1 傳播模型
2.3.2 包絡和功率衰落的統計特性
2.3.3 時域衰落特性
2.3.4 空時衰落特性
2.3.5 頻一空一時衰落特性
2.3.6 再生中繼信道的仿真
2.3.7 測量和經驗模型
2.3.8 再生衰落信道的估計
2.4 透明中繼信道
2.4.1 傳播模型
2.4.2 包絡和功率衰落的統計特性
2.4.3 時域衰落特性
2.4.4 空時衰落特性
2.4.5 頻一空一時衰落特性
2.4.6 透明衰落信道的仿真方法
2.4.7 測量和經驗模型
2.4.8 透明中繼的信道估計
2.5 分布式多輸人多輸齣信道
2.5.1 問題簡化
2.5.2 主要設計標準
2.5.3 宏分集增益
2.6 本章 小結
第3章 透明中繼傳輸
3.1 序言
3.1.1 本章 內容
3.1.2 符號說明
3.2 透明中繼傳輸協議
3.2.1 單分支兩跳中繼放大轉發
3.2.2 單分支多跳中繼放大轉發
3.2.3 多分支兩跳中繼放大轉發
3.2.4 多分支多跳中繼放大轉發
3.3 透明空時處理協議
3.3.1 分布式空時分組碼
3.3.2 分布式空時網格碼
3.3.3 分布式空間復用
3.3.4 分布式波束賦形
3.4 分布式係統優化
3.4.1 分布式自適應功率分配
3.4.2 分布式中繼選擇
3.5 本章 小結
第4章 再生中繼傳輸
4.1 序言
4.1.1 本章 內容
4.1.2 符號說明
4.2 再生中繼協議
4.2.1 譯碼轉發
4.2.2 壓縮轉發協議
4.2.3 軟信息轉發協議
4.2.4 自適應中繼轉發協議
4.2.5 選擇式譯碼轉發協議
4.3 分布式空時編碼
4.3.1 分布式空時分組碼
4.3.2 分布式空時網格碼
4.3.3 分布式Turbo碼
4.4 分布式網絡編碼
4.4.1 分布式網絡信道編碼
4.4.2 網絡編碼分復用
4.5 本章 小節
第5章 硬件實現
5.1 序言
5.1.1 本章 內容
5.1.2 符號說明
5.2 模擬硬件結構的收發機
5.2.1 重要的硬件組件
5.2.2 模擬中繼結構
5.3 數字硬件結構的收發機
5.3.1 重要的一些硬件單元
5.3.2 數字硬件結構的中繼
5.4 結構比較
5.4.1 雙工、中繼與接入協議
5.4.2 阪發機復雜度
5.4.3 成本估計
5.5 3GuM俗話音/HSDPA中繼節點的復雜度分析
5.5.1 係統假設
5.5.2 算法復雜度
5.5.3 功耗
5.5.4 具體場景分析
5.6 u'E/WiMAx中繼的復雜度
5.6.1 L,TE與WiMAX的對比
5.6.2 係統假設
5.6.3 算法復雜度
5.6.4 功耗
5.6.5 具體場景分析
5.7 硬件演示平颱
5.7.1 MII’商用硬件演示平颱
5.7.2 ETH的RACooN硬件演示平颱
5.7.3 Easy-CI程
5.8 本章 小結
第6章 結語和展望
6.1 貢獻
6.1.1 第l章
6.1.2 第2章
6.1.3 第3章
6.1.4 第4章
6.1.5 第5章
6.2 真實世界中的不完善
6.2.1 寬帶化
6.2.2 陰影衰落
6.2.3 乾擾的影響
6.2.4.信道編碼器的引入
6.2.5 係統中斷
6.2.6 漸近錶達式
6.3 開放性課題
6.3.1 分類
6.3.2 無綫信道
6.3.3 透明的物理層技術
6.3.4 再生物理層技術
6.3.5 硬件的考慮
6.4 商業應用的挑戰
參考文獻
1.2 概念簡介在傳統的無綫通信係統中,用戶與基站之間的相互通信是分彆獨立完成的。而協同通信則是通過中繼的輔助或其他用戶的協同來完成通信的,這就使得該用戶的通信鏈路得以增強。這種係統在實現上有很大的自由度,輔助性的中繼和協同性的用戶可以通過多種方法來部署,因此會存在大量不同的係統架構。下麵將對其中一些典型結構進行介紹。在此之前,先討論一下係統中的無綫信道和係統可挖掘的增益等問題。
1.2.1 信道無綫信道是理解協同係統增益的關鍵。在第2章中將會對無綫信道進行詳細討論,在此我們介紹一下其基本特徵。傳輸信號在無綫信道中會受到三個因素的影響:
路徑損耗。電磁波傳輸經過一定的距離後,對在足夠大的麵積上接收到的場強功率進行求平均計算就能得到與距離相關的功率損失,即路徑損耗,簡稱路損。對於特定的環境,路損一般都是以分貝為單位並隨著距離的增大而綫性降低。路損效應可以消弱乾擾的影響,但同樣也使有用信號減弱。因此,改善路損常常是技術研究中的一個目標。
陰影。在特定距離上某一半徑的麵積上接收功率會由於物體的隨機遮蔽而産生圍繞路損的一些波動,這種緩慢變化稱為陰影效應,用來錶示因傳輸距離相同而傳播環境不同所導緻的大尺度衰落的特徵。陰影一般是隨機的,常用以分貝dB形式錶示的高斯變量來建模。陰影是最影響現代通信係統的不利因素之一,因為它不能通過信道編碼之類的技術完全避免掉,常常導緻通信鏈路的不可用(通常被稱為中斷)。因此,任何可以改進陰影影響的技術都是非常值得研究的。衰落。相對於前兩者,這裏所說的衰落是在路損與陰影上的一種小尺度衰落,通常是由多徑傳播環境造成的。
如果由於快速移動性導緻信道衰落在符號間就發生變化,稱為快速衰落,否則稱為慢速衰落。一般情況下快衰信道可以利用閤適的信道編碼來獲得時間分集,而慢衰信道就不能獲得時間分集,常導緻鏈路中斷。如果多徑延遲大於符號周期,使得多個符號的副本之間是可以區分開的,則被稱為頻率選擇性信道;否則,稱之為頻率平坦信道。前者可通過閤適的信號處理技術來獲得頻率分集,後者不能提供頻率分集,常常會帶來鏈路中斷。提到中斷,最糟糕的場景就是慢衰且頻率平坦的信道,最好的場景就是快衰且頻率選擇性的信道。現代通信係統中信道是慢衰還是快衰,取決於收發設備的移動速度。然而,隨著技術的進步,符號周期越來越短,使得典型的信道都是頻率選擇性的,因而提供瞭足夠的使用分集的可能性。而通過技術改善加強分集增益,似乎是不再必要的。然而,正如1.5.3 節中所述的,分集(可靠性)總是被看做可與信息速率(容量)相互摺中,因而需要對這兩方麵都盡量同時優化。
……
這本書給人的第一印象是其專業性。封麵上那個略顯沉穩的色調,配閤著“協同通信”這樣既有技術感又充滿閤作意味的詞語,讓人立刻感受到這並非一本泛泛而談的科普讀物,而是一本深入鑽研技術細節的學術專著。我之所以對這本書感興趣,是因為我一直在關注無綫通信領域的技術革新,特彆是那些能夠顯著提升通信性能、拓展應用邊界的新技術。 “物理層”的闡述,是我最為期待的部分。我希望能夠在這部分找到關於協同通信在最基礎層麵如何工作的答案。比如,當多個節點協同工作時,它們發送的信號如何相互影響?是否存在一些創新的編碼和解碼策略,能夠有效地利用這些信號的相互作用,從而提高數據傳輸速率和可靠性?書中是否會提供一些數學推導,讓我能夠清晰地理解其中的物理原理? “信道模型”的章節,對我來說也是一個關鍵的知識點。在真實世界的無綫環境中,信號傳輸總是會受到各種衰落和乾擾的影響。我希望這本書能夠提供關於協同通信信道模型的詳細介紹,例如如何準確地描述多個節點與接收節點之間的信道特性,以及如何考慮這些信道特性的時空相關性。我相信,對這些信道模型的深入理解,是設計高效協同通信係統的基礎。 “係統實現”則將理論與實踐緊密地聯係起來。我希望能夠從中瞭解,如何將實驗室裏的理論模型轉化為實際的通信係統。這可能涉及到硬件設計的考量,例如天綫的配置、射頻鏈路的設計,以及軟件層麵的實現,例如信道估計、數據融閤和功率分配等算法的設計。書中是否會提供一些具體的係統框圖或設計實例,能夠幫助我更好地理解工程實現的細節? 這本書的標題,精準地勾勒齣瞭其內容的主綫。對於我這樣一個希望在無綫通信領域取得更深入理解的讀者來說,這本書無疑提供瞭一個全麵而係統的學習路徑。它似乎能夠填補我在協同通信領域知識上的空白,並為我提供一個紮實的理論基礎和可行的工程實踐指導。
評分翻開這本書,首先映入眼簾的是它那嚴謹的排版和清晰的邏輯結構。封麵的設計雖然簡潔,卻恰到好處地傳達瞭本書的技術重心。我對“協同通信”這一概念本身就充滿瞭好奇,因為在當今無綫通信飛速發展的時代,傳統的點對點通信模式似乎已經觸及到瓶頸,而協同通信所帶來的“組隊”優勢,無疑為突破瓶頸提供瞭新的思路。 書中關於“物理層”的討論,我非常期待能夠深入瞭解其背後的數學模型和信號處理技術。例如,在多用戶協作時,信號是如何進行疊加和解碼的?是否存在一些特殊的編碼和調製方案,能夠最大化協同增益?我希望書中能夠詳細解釋這些過程,並提供一些直觀的圖示來輔助理解,讓讀者能夠清楚地把握住協同通信在物理層麵的工作機製。 “信道模型”的章節,更是我關注的重點。在復雜的無綫環境中,信道的時變性和空間選擇性對通信性能有著至關重要的影響。協同通信的引入,是否能夠通過多個節點的協作,有效地緩解多徑效應、陰影衰落等問題?我期待書中能提供不同傳播環境下的典型信道模型,並深入分析這些模型如何影響協同通信的性能指標,例如誤碼率、吞吐量和覆蓋範圍。 至於“係統實現”,這部分內容更是連接理論與實踐的關鍵。我非常希望書中能夠提供一些具體的係統設計案例,講解如何將協同通信的理論知識應用到實際的硬件和軟件設計中。例如,在基站端或用戶終端,如何設計能夠支持協同通信的射頻前端和基帶處理單元?是否存在一些優化的算法,能夠降低係統的功耗和復雜度? 這本書的標題,準確地概括瞭其內容的核心。對於我這樣一名對無綫通信理論和實踐都感興趣的研究者來說,這本書無疑提供瞭一個深入瞭解協同通信的絕佳機會。它所涵蓋的從底層物理到係統實現的全麵視角,能夠幫助我建立起對協同通信技術的係統性認知,並為我未來的研究和開發工作提供有力的理論支撐和實踐指導。
評分封麵設計給人一種穩重而專業的印象,簡潔的文字排版和恰當的留白,都暗示著內容的嚴謹和條理。我對“協同通信”這個概念的關注由來已久,深知它在未來無綫網絡中的重要作用。這本書的標題——“協同通信:物理層、信道模型和係統實現”,準確地概括瞭其將要涵蓋的知識範圍,從最基礎的信號層麵,到抽象的數學模型,再到實際的工程應用,形成瞭一個完整的知識鏈條。 在“物理層”的討論中,我非常期待能夠深入瞭解協同通信是如何利用多用戶之間的閤作來提升通信性能的。這其中可能涉及到信號的疊加、乾擾的消除、甚至是對信道特性的聯閤利用。我希望書中能夠提供詳細的數學推導和算法解釋,讓我能夠理解其背後的原理,例如分集閤並(DF)和凍結集閤閤並(CF)等中繼策略,以及如何通過預編碼和後處理技術來優化協同通信的效率。 “信道模型”部分,我希望能夠看到對不同傳播環境下的協同通信信道特性的深入分析。在復雜的無綫環境中,信道的隨機性和時變性是影響通信質量的關鍵因素。我期待書中能夠介紹各種經典的信道模型,如瑞利衰落、萊斯衰落,並進一步探討在協同通信場景下,如何更精確地描述多個節點與接收端之間的信道統計特性,例如信道相關性、互相關性等,並闡述這些模型對協同通信性能的影響。 “係統實現”章節,更是將理論付諸實踐的關鍵。我希望從中能夠瞭解到,如何將協同通信的理論優勢轉化為實際可用的通信係統。這可能包括對硬件平颱的需求,例如天綫陣列的設計、射頻前端的選型,以及軟件算法的實現,例如信道估計、數據融閤、資源分配以及功率控製等。我期待書中能夠提供一些實際的設計考量和工程優化方案,幫助讀者理解如何構建高效可靠的協同通信係統。 總而言之,這本書的名稱精準地定位瞭其內容的核心。對於希望深入理解協同通信技術的專業人士和學生而言,它提供瞭一個全麵而係統的知識框架,能夠幫助讀者建立起從物理層原理到係統實現的完整認知,並為解決實際無綫通信問題提供寶貴的理論和實踐指導。
評分這本書的封麵設計,低調卻充滿力量,仿佛是在訴說著一項復雜而又至關重要的技術。我尤其被“協同通信”這個詞組所吸引,它給人的第一感覺就是一種“閤作共贏”的理念在通信領域的體現。在當今無綫通信麵臨著頻譜資源日益緊張、網絡覆蓋存在盲區等諸多挑戰的背景下,我迫切希望能夠瞭解協同通信如何通過多設備之間的信息共享和聯閤處理,來突破這些瓶頸。 關於“物理層”的論述,我期待能夠看到一些前沿的研究成果。例如,在分布式天綫係統、中繼通信等場景下,如何設計更有效的信號預編碼和後處理算法,以最大化協同增益?書中是否會涉及到一些先進的通信技術,如聯閤通信與感知、智能反射麵等,並分析它們與協同通信的結閤如何進一步提升係統性能? “信道模型”的章節,我希望能夠看到對現實復雜無綫環境的細緻刻畫。除瞭經典的瑞利衰落模型,書中是否會引入一些更貼近實際的信道模型,例如考慮瞭大規模MIMO、異構網絡以及移動性等因素的模型?我希望能夠瞭解如何準確地建模協同通信下,多節點之間的信道相關性,以及如何利用這些模型來優化通信策略,從而提高係統的可靠性和效率。 “係統實現”部分,更是讓我對接下來的實際應用充滿瞭遐想。我希望能夠從中瞭解到,在實際的通信設備中,如何有效地實現協同通信的各個環節,包括數據采集、信息融閤、決策製定以及信號發射等。書中是否會提供一些硬件平颱的選型建議,或者介紹一些關鍵的硬件模塊和軟件架構,能夠幫助開發者將理論知識轉化為可行的工程方案? 總而言之,這本書的名稱就好像為我量身定做的一樣,它精準地概括瞭我目前在無綫通信領域最感興趣且最想深入學習的方嚮。我期待它能夠提供一套完整的理論框架,並輔以實際的工程實現思路,幫助我更好地理解協同通信的精髓,並為我未來的學習和工作提供寶貴的指導。
評分這本書的封麵設計就很有吸引力,銀灰色的主色調搭配簡潔的藍色字體,給人一種專業、嚴謹的感覺。封麵上“協同通信”這幾個大字相當醒目,暗示瞭這本書的核心主題,而副標題“物理層、信道模型和係統實現”則進一步明確瞭其技術深度和應用導嚮。 我個人一直對無綫通信領域的發展非常感興趣,特彆是隨著5G、6G技術的不斷演進,協同通信作為提升頻譜效率、擴大覆蓋範圍、增強係統可靠性的關鍵技術,其重要性不言而喻。我期待這本書能夠深入淺齣地講解協同通信背後的物理學原理,比如信號的疊加、信道的衰落與乾擾如何影響協同通信的性能,以及如何通過各種協同策略來剋服這些挑戰。 同時,書中關於信道模型的探討也讓我非常期待。一個精確的信道模型是進行係統設計和性能仿真的基礎,而協同通信的信道特性與傳統通信方式相比,又有著獨特的復雜性。我希望這本書能詳細介紹不同場景下的協同通信信道模型,包括瑞利衰落、萊斯衰落,以及更復雜的散射模型,並說明如何將這些模型應用於理論分析和實際仿真。 此外,“係統實現”這個詞匯也讓我對這本書的實用性充滿瞭信心。理論知識固然重要,但如何將這些理論轉化為實際可用的係統,纔是檢驗技術可行性的關鍵。我希望能從書中瞭解到協同通信係統的硬件設計考量,比如天綫陣列的設計、射頻前端的選取、DSP的實現等等,以及軟件層麵的實現細節,例如信道估計、數據融閤、功率控製等算法的設計與優化。 總而言之,這本書的標題和副標題組閤,準確地傳達瞭其內容範圍和技術深度,讓我看到瞭它在協同通信領域填補知識空白、提供全麵指導的潛力。我相信,對於我這樣希望深入理解協同通信技術,並可能將其應用於實際項目中的讀者來說,這本書將是一本不可多得的寶貴資源。
評分很好,不是第一次買瞭,不錯,下次還會來
評分寫的比較好.適閤閱讀.
評分專業書籍,值得學習。
評分內容翔實,非常喜歡這本
評分感興趣的書,好好學習啊
評分專業的人寫專業的書給專業的人看
評分還沒看,先放著
評分200-100,可以買,太值瞭
評分很好很好很好很好很好很好很好很好
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