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商品描述
大規模機器通信(mMTC)作為5G/6G核心場景之一，是海量連接物聯網的重要支撐。多址接入技術可以實現多個用戶共享同一無線通信信道，是解決mMTC關鍵問題的突破口。本書聚焦mMTC多址接入技術，論述mMTC的系統特性、隨機接入過程及mMTC的研究現狀等，介紹面向mMTC的新型多址接入技術，並重點講解TSMA，詳細闡述基於該技術的多種方案的研究過程，包括初步構想、方案設計、理論分析、性能改進、平臺驗證等，以及對mMTC多址接入技術的未來展望，旨在為mMTC新型多址接入技術的研究與創新提供參考。本書可以作為信息與通信工程相關專業高年級本科生和研究生的參考書，也適合物聯網領域的技術人員和科研人員閱讀。
作者簡介
馬國玉 北京交通大學電子信息工程學院副教授，IEEE Member，中國電子學會會員，中國通信學會高 級會員。主要從事5G/6G新型波形及多址技術研究工作。目前主持國家自然科學基金項目一項、省部級課題2項。作為第 一/通信作者在SCI收錄期刊上發表論文十三篇，出版學術專著一本，獲得發明專利授權八項。入選第七屆中國科協青年人才托舉工程，博士學位論文獲評2020年度中國電子學會優 秀博士學位論文，參與的項目獲2021世界5G大會5G應用設計揭榜賽高校組三等獎。 艾渤 北京交通大學電子信息工程學院教授，IEEE Fellow，中國電子學會會士，中國通信學會會士，國家自然科學基金委員會創新研究群體項目帶頭人。2012年獲得優 秀青年科學基金項目支持，2017年獲得國家傑出青年科學基金項目支持，2024年獲* *勞動獎章。長期從事寬帶移動通信和鐵路專用移動通信領域的科研工作，擔任中國電子學會智慧交通信息工程分會副主任兼總幹事，5G應用產業方陣綜合軌道交通5G產業項目組組長，國家6G技術研發總體專 家組專 家。獲2023年度國家自然科學獎二等獎、2020中國電子學會科學技術獎自然科學一等獎，獲IEEE Neal Shepherd Memorial Best Propagation Award, 在IEEE GLOBECOM、 IEEE ICC等國際會議上獲優 秀論文獎。
目錄大綱
第 1 章 面向 mMTC 系統的多址接入技術 1
1.1 什麼是 mMTC.1
1.1.1 mMTC 的研究背景與意義 1
1.1.2 mMTC 系統的特性 3
1.1.3 mMTC 系統中的隨機接入過程. 5
1.2 mMTC 系統多址接入技術的研究現狀9
1.2.1 物理層多址接入技術 9
1.2.2 MAC 層多址接入技術 . 11
1.2.3 現有多址接入技術研究的不足之處 12
1.3 本書的創新工作與各章的安排14
1.3.1 本書的創新工作 14
1.3.2 本書的各章安排 17
第 2 章 TSNDMA 方案 19
2.1 引言.19
2.2 TSNDMA 的發射機設計20
2.2.1 TSNDMA 的系統模型 22
2.2.2 生成冗餘段 . 23
2.2.3 串聯擴頻 23
2.2.4 信道預補償 . 25
2.3 串聯擴頻碼本的設計26
2.3.1 碼本設計準則 27
2.3.2 碼本設計算法 27
2.4 TSNDMA 的接收機設計28
2.4.1 TSNDMA 的用戶識別 29
2.4.2 TSNDMA 的數據檢測 32
2.5 TSNDMA 的性能分析.33
2.6 本章小結38
第 3 章 CTSMA 方案 39
3.1 引言.39
3.2 串聯擴頻碼本設計的改進.40
3.2.1 改進的碼本設計準則 41
3.2.2 改進的碼本設計方案 42
3.3 CTSMA 收發機設計.44
3.3.1 CTSMA 發射機設計 44
3.3.2 CTSMA 接收機設計 47
3.4 CTSMA 權衡性分析.50
3.5 CTSMA 方案仿真性能分析.52
3.6 本章小結56
第 4 章 異步 TSMA 方案 58
4.1 引言.58
4.2 窄帶異步 TSMA 系統研究59
4.2.1 窄帶異步 TSMA 系統模型 60
4.2.2 窄帶異步 TSMA 發射機設計 60
4.2.3 窄帶異步 TSMA 接收機設計 63
4.3 窄帶異步 TSMA 性能分析65
4.4 本章小結68
第 5 章 多時隙 TSMA 方案 70
5.1 引言.70
5.2 編碼時隙 ALOHA71
5.3 多時隙 TSMA 設計73
5.3.1 多時隙 TSMA 傳輸方案 . 73
5.3.2 多時隙 TSMA 的理論分析 75
5.4 多時隙 TSMA 數值仿真分析78
5.5 本章小結82
第 6 章 面向高並發的 TSMA 方案. 84
6.1 引言.84
6.2 基於 SIC 的 TSMA 接收機設計 85
6.3 基於 SIC 的 TSMA 碰撞解決能力分析 94
6.3.1 基於能量檢測的用戶識別性能分析 96
6.3.2 基於 SIC 的用戶碰撞解決概率 98
6.4 基於 SIC 的 TSMA 仿真性能分析 100
6.5 本章小結103
第 7 章 高速移動 TSMA 方案 .105
7.1 引言105
7.2 面向高鐵的大規模物聯網系統106
7.3 OTFS 方案108
7.3.1 OTFS 研究現狀109
7.3.2 DD 域信道. 110
7.3.3 OTFS 收發機設計. 111
7.4 基於 OTFS 的 TSMA 發射機設計. 113
7.4.1 高鐵大規模物聯網系統模型 . 114
7.4.2 基於 OTFS 的 TSMA 發射機框架 115
7.5 基於 OTFS 的 TSMA 接收機設計. 118
7.5.1 TF 域處理流程 119
7.5.2 DD 處理流程121
7.6 基於 OTFS 的 TSMA 性能分析130
7.6.1 用戶連接性評估 131
7.6.2 傳輸可靠性評估 134
7.7 本章小結136
第 8 章 MIMO-TSMA 方案 137
8.1 引言137
8.2 MIMO-TSMA 系統模型138
8.3 MIMO-TSMA 發射機設計.139
8.4 MIMO-TSMA 接收機設計.142
8.4.1 MIMO-TSMA 接收信號表示.143
8.4.2 MIMO-TSMA 用戶識別算法.144
8.4.3 MIMO-TSMA 信道估計及數據檢測.147
8.5 MIMO-TSMA 性能分析148
8.5.1 MIMO-TSMA 理論性能分析.148
8.5.2 MIMO-TSMA 仿真性能分析.150
8.6 本章小結153
第 9 章 TSMA 原型機平臺搭建 .155
9.1 引言155
9.2 原型機平臺概述156
9.2.1 平臺硬件設備及軟件程序 156
9.2.2 TSMA 資源映射方案 .158
9.3 單發單收平臺搭建161
9.4 二發一收平臺搭建163
9.5 本章小結165
第 10 章 展望 .167
參考文獻169
