數字通信——基礎與應用(原書第3版·中文導讀版)

[美]伯納德·斯克拉(Bernard Sklar) 弗雷德裏克·J.哈裏斯(Fredric J. Harris)著 楊鴻文 選譯

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商品描述

數字通信——基礎與應用(第3版)對通信理論有了更多精彩的描述和處理,還有優秀的新增內容,絕對是每個通信工程師都應該擁有的書。基於該領域經典、暢銷的介紹,作者提供了一個統一的結構和背景,幫助學生和專業工程師在不犧牲數學精度的情況下理解每項技術。它們闡明了調制、編碼和信號處理的全貌和細節,從信息源到接收器跟蹤信號和處理步驟。在整個過程中,讀者將找到數字示例、分步實施指南和將關鍵概念置於清晰上下文中的圖表。本書介紹了:信號、頻譜、調制、解調、檢測、通信鏈路、系統鏈路預算、同步、衰落和其他關鍵概念;應用信道編碼技術,包括先進的turbo編碼和LDPC;探索多路復用、多址和擴頻概念和技術;信源編碼(幅度量化、差分PCM和自適應預測);同步、OFDM和MIMO技術的要點和應用。第3版更適合實習電氣工程師和希望對現代數字通信進行實用、易用介紹的學生。

作者簡介

[美]Bernard Sklar博士在共和航空、休斯飛機、利頓工業和航空航天公司的技術設計和管理職位上擁有50多年的經驗,在那裏他幫助開發了MILSTAR衛星系統。他現在是他於1984年創立的咨詢公司通信工程服務公司的總裁。他曾在包括加州大學洛杉磯分校和南加州大學在內的幾所大學教授工程課程,並在全球範圍內培訓了專業工程師。Sklar博士發表並發表了數十篇技術論文,並因其數字通信教程系列獲得了IEEE通信學會1984年的論文獎。他是洛杉磯理事會IEEE教育委員會的前任主席。

目錄大綱

目錄

1Signals and Spectra

1.1Digital Communication Signal 

Processing

1.1.1Why Digital

1.1.2Typical Block Diagram and Transformations

1.1.3Basic Digital Communication 

Nomenclature

1.1.4Digital Versus Analog Performance 

Criteria

1.2Classification of Signals

1.2.1Deterministic and Random 

Signals

1.2.2Periodic and Nonperiodic Signals

1.2.3Analog and Discrete Signals

1.2.4Energy and Power Signals

1.2.5The Unit Impulse Function

1.3Spectral Density

1.3.1Energy Spectral Density

1.3.2Power Spectral Density

1.4Autocorrelation

1.4.1Autocorrelation of an Energy 

Signal

1.4.2Autocorrelation of a Periodic(Power) Signal

1.5Random Signals

1.5.1Random Variables

1.5.2Random Processes

1.5.3Time Averaging and Ergodicity

1.5.4Power Spectral Density and Autocorrelation of a Random Process

1.5.5Noise in Communication 

Systems

1.6Signal Transmission Through Linear 

Systems

1.6.1Impulse Response

1.6.2Frequency Transfer Function

1.6.3Distortionless Transmission

1.6.4Signals, Circuits,and Spectra

1.7Bandwidth of Digital Data

1.7.1Baseband Versus Bandpass

1.7.2The Bandwidth Dilemma

1.8Conclusion

References

Problems

Questions

2Formatting and Baseband Modulation

2.1Baseband Systems

2.2Formatting Textual Data(Character 

Coding)

2.3Messages, Characters,and Symbols

2.3.1Example of Messages,Characters,

and Symbols

2.4Formatting Analog Information

2.4.1The Sampling Theorem

2.4.2Aliasing

2.4.3Why Oversample

2.4.4Signal Interface for a Digital 

System

2.5Sources of Corruption

2.5.1Sampling and Quantizing Effects

2.5.2Channel Effects

2.5.3SignaltoNoise Ratio for Quantized 

Pulses

2.6Pulse Code Modulation

2.7Uniform and Nonuniform 

Quantization

2.7.1Statistics of Speech Amplitudes

2.7.2Nonuniform Quantization

2.7.3Companding Characteristics

2.8Baseband Transmission

2.8.1Waveform Representation of 

Binary Digits

2.8.2PCM Waveform Types

2.8.3Spectral Attributes of PCM 

Waveforms

2.8.4Bits per PCM Word and Bits 

per Symbol

2.8.5Mary PulseModulation 

Waveforms

2.9Correlative Coding

2.9.1Duobinary Signaling

2.9.2Duobinary Decoding

2.9.3Precoding

2.9.4Duobinary Equivalent Transfer 

Function

2.9.5Comparison of Binary and Duobinary Signaling

2.9.6Polybinary Signaling

2.10Conclusion

References

Problems

Questions

3Baseband Demodulation/Detection

3.1Signals and Noise

3.1.1ErrorPerformance Degradation in Communication Systems

3.1.2Demodulation and Detection

3.1.3A Vectorial View of Signals and 

Noise

3.1.4The Basic SNR Parameter for Digital Communication Systems

3.1.5Why Eb/N0 is a Natural Figure 

of Merit

3.2Detection of Binary Signals in Gaussian 

Noise

3.2.1Maximum Likelihood Receiver 

Structure

3.2.2The Matched Filter

3.2.3Correlation Realization of the 

Matched Filter

3.2.4Optimizing Error Performance

3.2.5Error Probability Performance of 

Binary Signaling

3.3Intersymbol Interference

3.3.1Pulse Shaping to Reduce ISI

3.3.2Two Types of ErrorPerformance Degradation

3.3.3Demodulation/Detection of Shaped 

Pulses

3.4Equalization

3.4.1Channel Characterization

3.4.2Eye Pattern

3.4.3Equalizer Filter Types

3.4.4Preset and Adaptive 

Equalization

3.4.5Filter Update Rate

3.5Conclusion

References

Problems

Questions

4Bandpass Modulation and Demodulation/Detection

4.1Why Modulate

4.2Digital Bandpass Modulation 

Techniques

4.2.1Phasor Representation of a 

Sinusoid

4.2.2PhaseShift Keying

4.2.3FrequencyShift Keying

4.2.4Amplitude Shift Keying

4.2.5AmplitudePhase Keying

4.2.6Waveform Amplitude Coefficient

4.3Detection of Signals in Gaussian 

Noise

4.3.1Decision Regions

4.3.2Correlation Receiver

4.4Coherent Detection

4.4.1Coherent Detection of PSK

4.4.2Sampled Matched Filter

4.4.3Coherent Detection of Multiple 

PhaseShift Keying

4.4.4Coherent Detection of FSK

4.5Noncoherent Detection

4.5.1Detection of Differential PSK

4.5.2Binary Differential PSK 

Example

4.5.3Noncoherent Detection of FSK

4.5.4Required Tone Spacing for Noncoherent Orthogonal FSK Signaling

4.6Complex Envelope

4.6.1Quadrature Implementation of a 

Modulator

4.6.2D8PSK Modulator Example

4.6.3D8PSK Demodulator Example

4.7Error Performance for Binary 

Systems

4.7.1Probability of Bit Error for 

Coherently Detected BPSK

4.7.2Probability of Bit Error for Coherently 

Detected,Differentially Encoded 

Binary PSK

4.7.3Probability of Bit Error for Coherently 

Detected Binary Orthogonal FSK

4.7.4Probability of Bit Error for Noncoherently Detected Binary Orthogonal FSK

4.7.5Probability of Bit Error for 

Binary DPSK

4.7.6Comparison of BitError Performance 

for Various Modulation Types

4.8Mary Signaling and Performance

4.8.1Ideal Probability of BitError 

Performance

4.8.2Mary Signaling

4.8.3Vectorial View of MPSK 

Signaling

4.8.4BPSK and QPSK Have the Same 

BitError Probability

4.8.5Vectorial View of MFSK 

Signaling

4.9Symbol Error Performance for Mary 

Systems(M>2)

4.9.1Probability of Symbol Error for 

MPSK

4.9.2Probability of Symbol Error for 

MFSK

4.9.3BitError Probability Versus Symbol Error Probability for Orthogonal 

Signals

4.9.4BitError Probability Versus Symbol Error Probability for MultiplePhase Signaling

4.9.5Effects of Intersymbol 

Interference

4.10Conclusion

References

Problems

Questions

5Communications Link Analysis

5.1What the System Link Budget Tells the System Engineer

5.2The Channel

5.2.1The Concept of Free Space

5.2.2ErrorPerformance Degradation

5.2.3Sources of Signal Loss and 

Noise

5.3Received Signal Power and Noise 

Power

5.3.1The Range Equation

5.3.2Received Signal Power as a 

Function of Frequency

5.3.3Path Loss is Frequency Dependent

5.3.4Thermal Noise Power

5.4Link Budget Analysis

5.4.1Two Eb/N0 Values of Interest

5.4.2Link Budgets are Typically 

Calculated in Decibels

5.4.3How Much Link Margin is 

Enough

5.4.4Link Availability

5.5Noise Figure,Noise Temperature,and System Temperature

5.5.1Noise Figure

5.5.2Noise Temperature

5.5.3Line Loss

5.5.4Composite Noise Figure and 

Composite Noise Temperature

5.5.5System Effective Temperature

5.5.6Sky Noise Temperature

5.6Sample Link Analysis

5.6.1Link Budget Details

5.6.2Receiver Figure of Merit

5.6.3Received Isotropic Power

5.7Satellite Repeaters

5.7.1Nonregenerative Repeaters

5.7.2Nonlinear Repeater Amplifiers

5.8System TradeOffs

5.9Conclusion

References

Problems

Questions

6Channel Coding: Part 1: Waveform Codes and Block Codes

6.1Waveform Coding and Structured 

Sequences

6.1.1Antipodal and Orthogonal 

Signals

6.1.2Mary Signaling

6.1.3Waveform Coding

6.1.4WaveformCoding System 

Example

6.2Types of Error Control

6.2.1Terminal Connectivity

6.2.2Automatic Repeat Request

6.3Structured Sequences

6.3.1Channel Models

6.3.2Code Rate and Redundancy

6.3.3ParityCheck Codes

6.3.4Why Use ErrorCorrection Coding

6.4Linear Block Codes

6.4.1Vector Spaces

6.4.2Vector Subspaces

6.4.3A(6,3) Linear Block Code 

Example

6.4.4Generator Matrix

6.4.5Systematic Linear Block Codes

6.4.6ParityCheck Matrix

6.4.7Syndrome Testing

6.4.8Error Correction

6.4.9Decoder Implementation

6.5ErrorDetecting and ErrorCorrecting Capability

6.5.1Weight and Distance of Binary 

Vectors

6.5.2Minimum Distance of a Linear 

Code

6.5.3Error Detection and Correction

6.5.4Visualization of a 6Tuple Space

6.5.5Erasure Correction

6.6Usefulness of the Standard Array

6.6.1Estimating Code Capability

6.6.2An (n,k) Example

6.6.3Designing the (8,2) Code

6.6.4Error Detection Versus Error 

Correction TradeOffs

6.6.5The Standard Array Provides 

Insight

6.7Cyclic Codes

6.7.1Algebraic Structure of Cyclic Codes

6.7.2Binary Cyclic Code Properties

6.7.3Encoding in Systematic Form

6.7.4Circuit for Dividing Polynomials

6.7.5Systematic Encoding with an (n-k)

Stage Shift Register

6.7.6Error Detection with an (n-k)

Stage Shift Register

6.8WellKnown Block Codes

6.8.1Hamming Codes

6.8.2Extended Golay Code

6.8.3BCH Codes

6.9Conclusion

References

Problems

Questions

7Channel Coding: Part 2: Convolutional 

Codes and ReedSolomon Codes

7.1Convolutional Encoding

7.2Convolutional Encoder Representation

7.2.1Connection Representation

7.2.2State Representation and the 

State Diagram

7.2.3The Tree Diagram

7.2.4The Trellis Diagram

7.3Formulation of the Convolutional 

Decoding Problem

7.3.1Maximum Likelihood Decoding

7.3.2Channel Models: Hard Versus 

Soft Decisions

7.3.3The Viterbi Convolutional 

Decoding Algorithm

7.3.4An Example of Viterbi 

Convolutional Decoding

7.3.5Decoder Implementation

7.3.6Path Memory and 

Synchronization

7.4Properties of Convolutional Codes

7.4.1Distance Properties of 

Convolutional Codes

7.4.2Systematic and Nonsystematic Convolutional Codes

7.4.3Catastrophic Error Propagation in Convolutional Codes

7.4.4Performance Bounds for 

Convolutional Codes

7.4.5Coding Gain

7.4.6BestKnown Convolutional Codes

7.4.7Convolutional Code Rate 

TradeOff

7.4.8SoftDecision Viterbi Decoding

7.5Other Convolutional Decoding 

Algorithms

7.5.1Sequential Decoding

7.5.2Comparisons and Limitations of 

Viterbi and Sequential Decoding

7.5.3Feedback Decoding

7.6ReedSolomon Codes

7.6.1ReedSolomon Error Probability

7.6.2Why RS Codes Perform Well 

Against Burst Noise

7.6.3RS Performance as a Function of 

Size,Redundancy,and Code Rate

7.6.4Finite Fields

7.6.5ReedSolomon Encoding

7.6.6ReedSolomon Decoding

7.7Interleaving and Concatenated Codes

7.7.1Block Interleaving

7.7.2Convolutional Interleaving

7.7.3Concatenated Codes

7.8Coding and Interleaving Applied to the Compact Disc Digital Audio System

7.8.1CIRC Encoding

7.8.2CIRC Decoding

7.8.3Interpolation and Muting

7.9Conclusion

References

Problems

Questions

8Channel Coding: Part 3:Turbo Codes and 

LowDensity Parity Check(LDPC) Codes

8.1Turbo Codes

8.1.1Turbo Code Concepts

8.1.2LogLikelihood Algebra

8.1.3Product Code Example

8.1.4Encoding with Recursive 

Systematic Codes

8.1.5A Feedback Decoder

8.1.6The MAP Algorithm

8.1.7MAP Decoding Example

8.2LowDensity Parity Check(LDPC) 

Codes

8.2.1Background and Overview

8.2.2The ParityCheck Matrix

8.2.3Finding the BestPerforming 

Codes

8.2.4Decoding: An Overview

8.2.5Mathematical Foundations

8.2.6Decoding in the Probability Domain

8.2.7Decoding in the Logarithmic Domain

8.2.8ReducedComplexity Decoders

8.2.9LDPC Performance

8.2.10Conclusion

References

Problems

Questions

9Modulation and Coding TradeOffs

9.1Goals of the Communication System 

Designer

9.2ErrorProbability Plane

9.3Nyquist Minimum Bandwidth

9.4ShannonHartley Capacity Theorem

9.4.1Shannon Limit

9.4.2Entropy

9.4.3Equivocation and Effective 

Transmission Rate

9.5BandwidthEfficiency Plane

9.5.1Bandwidth Efficiency of MPSK and MFSK Modulation

9.5.2Analogies Between the BandwidthEfficiency and ErrorProbability 

Planes

9.6Modulation and Coding TradeOffs

9.7Defining, Designing,and Evaluating 

Digital Communication Systems

9.7.1Mary Signaling

9.7.2BandwidthLimited Systems

9.7.3PowerLimited Systems

9.7.4Requirements for MPSK and MFSK Signaling

9.7.5BandwidthLimited Uncoded System Example

9.7.6PowerLimited Uncoded System 

Example

9.7.7BandwidthLimited and Power

Limited Coded System Example

9.8BandwidthEfficient Modulation

9.8.1QPSK and Offset QPSK Signaling

9.8.2MinimumShift Keying

9.8.3Quadrature Amplitude Modulation

9.9TrellisCoded Modulation

9.9.1The Idea Behind TrellisCoded 

Modulation

9.9.2TCM Encoding

9.9.3TCM Decoding

9.9.4Other Trellis Codes

9.9.5TrellisCoded Modulation 

Example

9.9.6Multidimensional TrellisCoded 

Modulation

9.10Conclusion

References

Problems

Questions

10Synchronization

10.1Receiver Synchronization

10.1.1Why We Must Synchronize

10.1.2Alignment at the Waveform 

Level and Bit Stream Level

10.1.3CarrierWave Modulation

10.1.4Carrier Synchronization

10.1.5Symbol Synchronization

10.1.6Eye Diagrams and Constellations

10.2Synchronous Demodulation

10.2.1Minimizing Energy in the 

Difference Signal

10.2.2Finding the Peak of the Correlation Function

10.2.3The Basic Analog PhaseLocked 

Loop(PLL)

10.2.4PhaseLocking Remote Oscillators

10.2.5Estimating Phase Slope(Frequency)

10.3Loop Filters,Control Circuits,and 

Acquisition

10.3.1How Many Loop Filters are 

There in a System

10.3.2The Key Loop Filters

10.3.3Why We Want R Times Rdot

10.3.4The Phase Error SCurve

10.4PhaseLocked Loop Timing Recovery

10.4.1Recovering Carrier Timing from a Modulated Waveform

10.4.2Classical Timing Recovery 

Architectures

10.4.3TimingError Detection: Insight 

from the Correlation Function

10.4.4MaximumLikelihood TimingError Detection

10.4.5Polyphase Matched Filter and 

Derivative Matched Filter

10.4.6Approximate ML Timing Recovery 

PLL for a 32Path PLL

10.5Frequency Recovery Using a 

FrequencyLocked Loop(FLL)

10.5.1BandEdge Filters

10.5.2BandEdge Filter NonDataAided Timing Synchronization

10.6Effects of Phase and Frequency 

Offsets

10.6.1Phase Offset and No Spinning: 

Effect on Constellation

10.6.2Slow Spinning Effect on 

Constellation

10.6.3Fast Spinning Effect on 

Constellation

10.7Conclusion

References

Problems

Questions

11Multiplexing and Multiple Access

11.1Allocation of the Communications 

Resource

11.1.1FrequencyDivision Multiplexing/Multiple Access

11.1.2TimeDivision Multiplexing/

Multiple Access

11.1.3Communications Resource 

Channelization

11.1.4Performance Comparison of 

FDMA and TDMA

11.1.5CodeDivision Multiple Access

11.1.6SpaceDivision and Polarization

Division Multiple Access

11.2MultipleAccess Communications 

System and Architecture

11.2.1MultipleAccess Information Flow

11.2.2DemandAssignment Multiple 

Access

11.3Access Algorithms

11.3.1ALOHA

11.3.2Slotted ALOHA

11.3.3Reservation ALOHA

11.3.4Performance Comparison of 

SALOHA and RALOHA

11.3.5Polling Techniques

11.4MultipleAccess Techniques Employed 

with INTELSAT

11.4.1Preassigned FDM/FM/FDMA or 

MCPC Operation

11.4.2MCPC Modes of Accessing an INTELSAT Satellite

11.4.3SPADE Operation

11.4.4TDMA in INTELSAT

11.4.5SatelliteSwitched TDMA in 

INTELSAT

11.5MultipleAccess Techniques for 

Local Area Networks

11.5.1CarrierSense MultipleAccess 

Networks

11.5.2TokenRing Networks

11.5.3Performance Comparison of CSMA/CD 

and TokenRing Networks

11.6Conclusion

References

Problems

Questions

12SpreadSpectrum Techniques

12.1SpreadSpectrum Overview

12.1.1The Beneficial Attributes of 

SpreadSpectrum Systems

12.1.2A Catalog of Spreading Techniques

12.1.3Model for DirectSequence Spread

Spectrum Interference Rejection

12.1.4Historical Background

12.2Pseudonoise Sequences

12.2.1Randomness Properties

12.2.2Shift Register Sequences

12.2.3PN Autocorrelation Function

12.3DirectSequence SpreadSpectrum 

Systems

12.3.1Example of Direct Sequencing

12.3.2Processing Gain and Performance

12.4FrequencyHopping Systems

12.4.1FrequencyHopping Example

12.4.2Robustness

12.4.3Frequency Hopping with Diversity

12.4.4Fast Hopping Versus Slow Hopping

12.4.5FFH/MFSK Demodulator

12.4.6Processing Gain

12.5Synchronization

12.5.1Acquisition

12.5.2Tracking

12.6Jamming Considerations

12.6.1The Jamming Game

12.6.2Broadband Noise Jamming

12.6.3PartialBand Noise Jamming

12.6.4MultipleTone Jamming

12.6.5Pulse Jamming

12.6.6RepeatBack Jamming

12.6.7BLADES System

12.7Commercial Applications

12.7.1CodeDivision Multiple Access

12.7.2Multipath Channels

12.7.3The FCC Part 15 Rules for 

SpreadSpectrum Systems

12.7.4Direct Sequence Versus Frequency Hopping

12.8Cellular Systems

12.8.1DirectSequence CDMA

12.8.2Analog FM Versus TDMA 

Versus CDMA

12.8.3InterferenceLimited Versus 

DimensionLimited Systems

12.8.4IS95 CDMA Digital Cellular 

System

12.9Conclusion

References

Problems

Questions

13Source Coding

13.1Sources

13.1.1Discrete Sources

13.1.2Waveform Sources

13.2Amplitude Quantizing

13.2.1Quantizing Noise

13.2.2Uniform Quantizing

13.2.3Saturation

13.2.4Dithering

13.2.5Nonuniform Quantizing

13.3Pulse Code Modulation

13.3.1Differential Pulse Code Modulation

13.3.2OneTap Prediction

13.3.3NTap Prediction

13.3.4Delta Modulation

13.3.5ΣΔ Modulation

13.3.6ΣΔ AtoD Converter(ADC)

13.3.7ΣΔ DtoA Converter(DAC)

13.4Adaptive Prediction

13.4.1Forward Adaptation

13.4.2Synthesis/Analysis Coding

13.5Block Coding

13.5.1Vector Quantizing

13.6Transform Coding

13.6.1Quantization for Transform 

Coding

13.6.2Subband Coding

13.7Source Coding for Digital Data

13.7.1Properties of Codes

13.7.2Huffman Code

13.7.3RunLength Codes

13.8Examples of Source Coding

13.8.1Audio Compression

13.8.2Image Compression

13.9Conclusion

References

Problems

Questions

14Fading Channels

14.1The Challenge of Communicating over Fading Channels

14.2Characterizing MobileRadio 

Propagation

14.2.1LargeScale Fading

14.2.2SmallScale Fading

14.3Signal Time Spreading

14.3.1Signal Time Spreading Viewed in 

the TimeDelay Domain

14.3.2Signal Time Spreading Viewed in 

the Frequency Domain

14.3.3Examples of Flat Fading and FrequencySelective Fading

14.4Time Variance of the Channel 

Caused by Motion

14.4.1Time Variance Viewed in the 

Time Domain

14.4.2Time Variance Viewed in the 

DopplerShift Domain

14.4.3Performance over a Slow and 

FlatFading Rayleigh Channel

14.5Mitigating the Degradation Effects 

of Fading

14.5.1Mitigation to Combat FrequencySelective Distortion

14.5.2Mitigation to Combat FastFading Distortion

14.5.3Mitigation to Combat Loss in 

SNR

14.5.4Diversity Techniques

14.5.5Modulation Types for Fading 

Channels

14.5.6The Role of an Interleaver

14.6Summary of the Key Parameters Characterizing Fading Channels

14.6.1FastFading Distortion: Case 1

14.6.2FrequencySelective Fading 

Distortion: Case 2

14.6.3FastFading and FrequencySelective Fading Distortion: Case 3

14.7Applications: Mitigating the Effects of FrequencySelective Fading

14.7.1The Viterbi Equalizer as Applied 

to GSM

14.7.2The Rake Receiver Applied to DirectSequence SpreadSpectrum(DS/SS) Systems

14.8Conclusion

References

Problems

Questions

15The ABCs of OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)

15.1What is OFDM

15.2Why OFDM

15.3Getting Started with OFDM

15.4Our Wish List(Preference for Flat 

Fading and Slow Fading)

15.4.1OFDMs Most Important Contribution 

to Communications over Multipath 

Channels

15.5Conventional MultiChannel FDM 

Versus MultiChannel OFDM

15.6The History of the Cyclic Prefix(CP)

15.6.1Examining the Lengthened 

Symbol in OFDM

15.6.2The Length of the CP

15.7OFDM System Block Diagram

15.8Zooming in on the IDFT

15.9An Example of OFDM Waveform 

Synthesis

15.10Summarizing OFDM Waveform 

Synthesis

15.11Data Constellation Points Distributed 

over the Subcarrier Indexes

15.11.1Signal Processing in the OFDM 

Receiver

15.11.2OFDM SymbolTime Duration

15.11.3Why DC is Not Used as a 

Subcarrier in Real Systems

15.12Hermitian Symmetry

15.13How Many Subcarriers are Needed

15.14The Importance of the Cyclic 

Prefix(CP) in OFDM

15.14.1Properties of Continuous and 

Discrete Fourier Transforms

15.14.2Reconstructing the OFDM 

Subcarriers

15.14.3A Property of the Discrete Fourier Transform(DFT)

15.14.4Using Circular Convolution for Reconstructing an OFDM Subcarrier

15.14.5The Trick That Makes Linear Convolution Appear Circular

15.15An Early OFDM Application: WiFi Standard 802.11a

15.15.1Why the Transform Size N Needs 

to Be Larger Than the Number of Subcarriers

15.16Cyclic Prefix(CP) and Tone 

Spacing

15.17LongTerm Evolution(LTE) Use 

of OFDM

15.17.1LTE Resources: Grid,Block,and Element

15.17.2OFDM Frame in LTE

15.18Drawbacks of OFDM

15.18.1Sensitivity to Doppler

15.18.2PeaktoAverage Power Ratio 

(PAPR) and SCOFDM

15.18.3Motivation for Reducing 

PAPR

15.19SingleCarrier OFDM(SCOFDM) for 

Improved PAPR Over Standard OFDM

15.19.1SCOFDM Signals Have Short Mainlobe Durations

15.19.2Is There an Easier Way to 

Implement SCOFDM

15.20Conclusion

References

Problems

Questions

16The Magic of MIMO(Multiple Input/

Multiple Output)

16.1What is MIMO

16.1.1MIMO Historical Perspective

16.1.2Vectors and Phasors

16.1.3MIMO Channel Model

16.2Various Benefits of Multiple 

Antennas

16.2.1Array Gain

16.2.2Diversity Gain

16.2.3SIMO Receive Diversity 

Example

16.2.4MISO Transmit Diversity 

Example

16.2.5TwoTime Interval MISO 

Diversity Example

16.2.6Coding Gain

16.2.7Visualization of Array Gain,Diversity 

Gain,and Coding Gain

16.3Spatial Multiplexing

16.3.1Basic Idea of MIMOSpatial Multiplexing(MIMOSM)

16.3.2Analogy Between MIMOSM 

and CDMA

16.3.3When Only the Receiver Has Channel

State Information(CSI)

16.3.4Impact of the Channel Model

16.3.5MIMO and OFDM Form a Natural Coupling

16.4Capacity Performance

16.4.1Deterministic Channel 

Modeling

16.4.2Random Channel Models

16.5Transmitter ChannelState 

Information(CSI)

16.5.1Optimum Power Distribution

16.6SpaceTime Coding

16.6.1Block Codes in MIMO Systems

16.6.2Trellis Codes in MIMO Systems

16.7MIMO TradeOffs

16.7.1Fundamental TradeOff

16.7.2TradeOff Yielding Greater 

Robustness for PAM and QAM

16.7.3TradeOff Yielding Greater 

Capacity for PAM and QAM

16.7.4Tools for Trading Off Multiplexing Gain and Diversity Gain

16.8MultiUser MIMO(MUMIMO)

16.8.1What is MUMIMO

16.8.2SUMIMO and MUMIMO 

Notation

16.8.3A Real Shift in MIMO 

Thinking

16.8.4MUMIMO Capacity

16.8.5SumRate Capacity Comparison for Various Precoding Strategies

16.8.6MUMIMO Versus SUMIMO Performance

16.9Conclusion

References

Problems

Questions

The Following Elements Will be Online Only

17Encryption and Decryption

Appendix AA Review of Fourier Techniques

Appendix BFundamentals of Statistical Decision Theory

Appendix CResponse of a Correlator to White Noise

Appendix DOftenUsed Identities

Appendix EsDomain, zDomain,and Digital Filtering

Appendix FOFDM Symbol Formation with an NPoint Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT)

Appendix GList of Symbols

These online elements can be found at informit.com/ title/9780134588568.

1信號與頻譜1

1.1數字通信信號

處理2

1.1.1為什麼要數字化2

1.1.2典型框圖與

變換3

1.1.3數字通信基本

術語6

1.1.4數字通信與模擬通信的

性能準則8

1.2信號分類8

1.2.1確定信號與隨機

信號8

1.2.2周期信號與非周期信號8

1.2.3模擬信號與離散信號8

1.2.4能量信號與功率信號9

1.2.5單位沖激函數10

1.3譜密度10

1.3.1能量譜密度10

1.3.2功率譜密度11

1.4自相關函數12

1.4.1能量信號的自相關

函數12

1.4.2周期(功率)信號的自

相關函數12

1.5隨機信號13

1.5.1隨機變量13

1.5.2隨機過程14

1.5.3時間平均與遍歷性16

1.5.4隨機過程的功率譜密度

和自相關函數17

1.5.5通信系統中的

噪聲20

1.6信號通過線性

系統22

1.6.1沖激響應22

1.6.2頻域傳遞函數23

1.6.3無失真傳輸24

1.6.4信號、電路和頻譜28

1.7帶寬30

1.7.1基帶與帶通30

1.7.2關於帶寬31

1.8小結33

參考文獻34

習題34

思考題36

2格式化和基帶調制37

2.1基帶系統38

2.2文本數據的格式化(字符

編碼)39

2.3消息、字符與符號39

2.3.1消息、字符與符號

示例40

2.4模擬信息的格式化41

2.4.1采樣定理41

2.4.2混疊46

2.4.3為什麼要過采樣48

2.4.4數字系統的信號

接口50

2.5信號受損的因素51

2.5.1采樣與量化的影響51

2.5.2信道的影響52

2.5.3量化脈沖的

信噪比52

2.6脈沖編碼調制53

2.7均勻與非均勻

量化54

2.7.1語音幅度的統計特性54

2.7.2非均勻量化55

2.7.3壓擴特性56

2.8基帶傳輸57

2.8.1二進制數字的波形

表示57

2.8.2PCM波形類型58

2.8.3PCM波形的頻譜

特性60

2.8.4每PCM碼字的比特數與

每符號的比特數60

2.8.5M進制脈沖調制

波形61

2.9相關編碼63

2.9.1雙二進制信號63

2.9.2雙二進制信號譯碼64

2.9.3預編碼65

2.9.4雙二進制的等效傳遞

函數66

2.9.5二進制信號與雙二進制

信號比較66

2.9.6多二進制信號67

2.10小結68

參考文獻68

習題68

思考題70

3基帶解調與檢測71

3.1信號與噪聲72

3.1.1通信系統中差錯性能

的惡化72

3.1.2解調與檢測73

3.1.3信號與噪聲的矢量

表示76

3.1.4數字通信系統中的信噪比

參數81

3.1.5為什麼Eb/N0是自然的

性能指標81

3.2高斯噪聲中的二進制信號

檢測82

3.2.1最大似然接收機

結構82

3.2.2匹配濾波器84

3.2.3匹配濾波器的相關

實現85

3.2.4優化差錯性能87

3.2.5二進制信號的差錯概率

性能90

3.3符號間幹擾94

3.3.1用脈沖成形減少ISI96

3.3.2兩種差錯性能

惡化98

3.3.3成形脈沖的解調

檢測101

3.4均衡104

3.4.1信道特性104

3.4.2眼圖105

3.4.3均衡濾波器的類型105

3.4.4預置式均衡與自適應

均衡110

3.4.5濾波器的更新速率112

3.5小結112

參考文獻112

習題113

思考題115

4帶通調制和解調與

檢測116

4.1為什麼要調制117

4.2數字帶通調制

技術117

4.2.1正弦波的相量

表示118

4.2.2移相鍵控119

4.2.3移頻鍵控120

4.2.4幅移鍵控121

4.2.5幅相鍵控121

4.2.6波形的幅度系數121

4.3高斯噪聲中的信號

檢測122

4.3.1判決域122

4.3.2相關接收機123

4.4相幹檢測126

4.4.1PSK相幹檢測126

4.4.2匹配濾波器采樣127

4.4.3多進制相移鍵控

相幹檢測131

4.4.4FSK相幹檢測133

4.5非相幹檢測135

4.5.1差分PSK檢測135

4.5.2二進制差分PSK

示例136

4.5.3FSK非相幹檢測137

4.5.4非相幹正交FSK信號

所需的頻差139

4.6復包絡142

4.6.1調制器的正交

實現142

4.6.2D8PSK調制示例144

4.6.3D8PSK解調示例145

4.7二進制系統的差錯

性能146

4.7.1BPSK相幹檢測的

誤比特率146

4.7.2差分二進制PSK相幹

檢測的誤比特率147

4.7.3二進制正交FSK相幹

檢測的誤比特率148

4.7.4二進制正交FSK非相幹

檢測的誤比特率149

4.7.5二進制DPSK的誤比

特率151

4.7.6不同調制的誤比特率

性能比較152

4.8M進制信號及其性能153

4.8.1理想誤比特率

性能153

4.8.2M進制信號153

4.8.3MPSK信號的矢量

表示155

4.8.4BPSK和QPSK的

誤比特率相同156

4.8.5MFSK信號的矢量

表示157

4.9M進制系統的誤符號

性能(M>2)160

4.9.1MPSK的誤

符號率160

4.9.2MFSK的誤

符號率161

4.9.3正交信號的誤比特率

與誤符號率162

4.9.4多相信號的誤比特率

與誤符號率164

4.9.5符號間幹擾的

影響165

4.10小結165

參考文獻165

習題166

思考題168

5通信鏈路分析170

5.1系統鏈路預算對工程師

的意義171

5.2信道171

5.2.1自由空間的概念172

5.2.2差錯性能惡化172

5.2.3信號損耗與噪聲

的來源172

5.3接收信號功率與噪聲

功率176

5.3.1距離方程176

5.3.2接收信號功率是頻率的

函數179

5.3.3路徑損耗與頻率有關180

5.3.4熱噪聲功率181

5.4鏈路預算分析182

5.4.1兩個關鍵Eb/N0值184

5.4.2鏈路預算通常按分貝

計算185

5.4.3需要多少鏈路

裕量185

5.4.4鏈路可用性187

5.5噪聲系數、噪聲溫度和

系統溫度190

5.5.1噪聲系數190

5.5.2噪聲溫度191

5.5.3線路損耗192

5.5.4復合噪聲系數與復合

噪聲溫度194

5.5.5系統有效溫度195

5.5.6天空噪聲溫度198

5.6鏈路分析示例200

5.6.1鏈路預算細節201

5.6.2接收機品質因數203

5.6.3全向接收功率203

5.7衛星中繼203

5.7.1非再生中繼204

5.7.2非線性中繼放大器208

5.8系統權衡208

5.9小結209

參考文獻209

習題210

思考題213

6信道編碼Ⅰ: 波形編碼和

分組碼214

6.1波形編碼與結構

化序列215

6.1.1對極信號與正交

信號215

6.1.2M進制信號216

6.1.3波形編碼216

6.1.4波形編碼系統

示例219

6.2差錯控制類型221

6.2.1終端連接方式221

6.2.2自動重傳請求221

6.3結構化序列223

6.3.1信道模型223

6.3.2碼率與冗余度224

6.3.3奇偶校驗碼225

6.3.4為什麼要用糾錯碼227

6.4線性分組碼230

6.4.1矢量空間231

6.4.2矢量子空間231

6.4.3(6,3)線性分組碼

示例232

6.4.4生成矩陣232

6.4.5系統線性分組碼233

6.4.6校驗矩陣235

6.4.7伴隨式檢驗235

6.4.8糾錯236

6.4.9譯碼器實現239

6.5檢錯能力與糾錯

能力240

6.5.1二進制矢量的重量

和距離240

6.5.2線性碼的最小

距離241

6.5.3檢錯與糾錯241

6.5.46元組空間圖示244

6.5.5糾刪245

6.6標準陣列的用途246

6.6.1碼的能力估計246

6.6.2(n,k)碼示例247

6.6.3設計(8,2)碼248

6.6.4檢錯與糾錯的

權衡248

6.6.5標準陣列的

機理250

6.7循環碼251

6.7.1循環碼的代數結構251

6.7.2二進制循環碼的特性252

6.7.3系統碼編碼253

6.7.4多項式除法電路254

6.7.5用(n-k)級移位寄存器進行

系統編碼256

6.7.6用(n-k)級移位寄存器

檢錯257

6.8常用分組碼258

6.8.1漢明碼258

6.8.2擴展格雷碼260

6.8.3BCH碼261

6.9小結264

參考文獻265

習題265

思考題269

7信道編碼Ⅱ: 卷積碼和裏德

所羅門碼270

7.1卷積編碼271

7.2卷積編碼器的表示273

7.2.1連接表示273

7.2.2狀態表示及

狀態圖276

7.2.3樹圖278

7.2.4格圖278

7.3卷積碼的譯碼

問題281

7.3.1最大似然譯碼281

7.3.2信道模型: 硬判決與

軟判決282

7.3.3維特比卷積譯碼

算法285

7.3.4維特比譯碼

示例286

7.3.5譯碼器的實現289

7.3.6路徑存儲與

同步290

7.4卷積碼的特性291

7.4.1卷積碼的距離

特性291

7.4.2系統卷積碼與非系統

卷積碼294

7.4.3卷積碼中的災難性差錯

傳播294

7.4.4卷積碼的

性能界295

7.4.5編碼增益296

7.4.6常用卷積碼298

7.4.7卷積碼的碼率權衡

因素299

7.4.8軟判決維特比譯碼299

7.5其他卷積碼譯碼

算法301

7.5.1序貫譯碼301

7.5.2維特比譯碼和序貫譯碼的

比較及局限性303

7.5.3反饋譯碼305

7.6裏德所羅門碼306

7.6.1裏德所羅門碼的差錯率307

7.6.2為什麼裏德所羅門碼抗突發

噪聲性能突出308

7.6.3RS碼的性能是碼長、冗余度

和碼率的函數310

7.6.4有限域312

7.6.5裏德所羅門碼的編碼316

7.6.6裏德所羅門碼的譯碼319

7.7交織與級聯碼324

7.7.1分組交織325

7.7.2卷積交織327

7.7.3級聯碼328

7.8編碼和交織在光盤數字音頻系統中

的應用329

7.8.1CIRC編碼330

7.8.2CIRC譯碼332

7.8.3插值與靜音333

7.9小結334

參考文獻334

習題336

思考題339

8信道編碼Ⅲ: Turbo碼和低密度校驗

(LDPC)碼340

8.1Turbo碼341

8.1.1Turbo碼的概念341

8.1.2對數似然代數344

8.1.3乘積碼示例344

8.1.4遞歸系統碼的

編碼349

8.1.5反饋譯碼器353

8.1.6MAP算法356

8.1.7MAP譯碼示例361

8.2低密度校驗

(LDPC)碼364

8.2.1背景與概述364

8.2.2校驗矩陣364

8.2.3尋找性能最佳

的編碼366

8.2.4譯碼概述368

8.2.5數學基礎371

8.2.6概率域譯碼374

8.2.7對數域譯碼380

8.2.8低復雜度譯碼器383

8.2.9LDPC碼的性能384

8.2.10小結386

參考文獻389

習題391

思考題395

9調制與編碼的權衡396

9.1通信系統設計的

目標397

9.2差錯概率平面397

9.3奈奎斯特最小帶寬398

9.4香農哈特萊容量定理400

9.4.1香農極限401

9.4.2熵402

9.4.3疑義度與有效

傳輸率403

9.5帶寬效率平面405

9.5.1MPSK與MFSK調制的

頻譜效率406

9.5.2帶寬效率平面與差錯率

平面的類比407

9.6調制與編碼的權衡407

9.7數字通信系統的定義、設計與

評估409

9.7.1M進制信號設計409

9.7.2帶寬受限系統410

9.7.3功率受限系統411

9.7.4MPSK及MFSK傳輸

要求412

9.7.5帶寬受限的無編碼系統

示例412

9.7.6功率受限的無編碼系統

示例414

9.7.7帶寬與功率同時受限的編碼

系統示例415

9.8高頻譜效率調制421

9.8.1QPSK與OQPSK422

9.8.2最小移頻鍵控424

9.8.3正交幅度調制427

9.9格碼調制429

9.9.1格碼調制的

思想430

9.9.2TCM編碼431

9.9.3TCM譯碼434

9.9.4其他格碼436

9.9.5格碼調制

示例438

9.9.6多維格碼

調制440

9.10小結441

參考文獻441

習題442

思考題445

10同步446

10.1接收同步447

10.1.1同步的必要性447

10.1.2波形級與比特流級

的對齊447

10.1.3載波調制447

10.1.4載波同步447

10.1.5符號同步450

10.1.6眼圖與星座圖451

10.2同步解調452

10.2.1最小化信號之差

的能量453

10.2.2找出相關函數

的峰值453

10.2.3基本模擬鎖相環

(PLL)455

10.2.4鎖相於遠端振蕩器455

10.2.5相位斜率(頻率)估計456

10.3環路濾波器、控制電路及

捕獲457

10.3.1系統中有多少環路濾

波器457

10.3.2關鍵環路濾波器457

10.3.3為什麼需要R×R·

457

10.3.4相位誤差S曲線458

10.4鎖相環定時恢復459

10.4.1從已調波形中恢復載

波定時459

10.4.2經典定時恢復

架構460

10.4.3定時誤差檢測: 基於

相關函數的機理462

10.4.4最大似然定時誤差

檢測463

10.4.5多相匹配濾波器與微分

匹配濾波器464

10.4.632路鎖相環的近似ML

定時恢復468

10.5鎖頻環(FLL)恢復

頻率471

10.5.1帶邊濾波器472

10.5.2非數據輔助的帶邊濾波器

定時同步476

10.6相位與頻率偏移

的影響479

10.6.1星座圖相位偏移

無旋轉480

10.6.2星座圖慢

旋轉481

10.6.3星座圖快

旋轉483

10.7小結485

參考文獻486

習題487

思考題490

11復用與多址491

11.1通信資源

分配492

11.1.1頻分復用與頻分

多址493

11.1.2時分復用與時分

多址497

11.1.3通信資源信

道化499

11.1.4FDMA與TDMA的性能

比較499

11.1.5碼分多址502

11.1.6空分與極化

多址503

11.2多址通信系統與

架構504

11.2.1多址信息流505

11.2.2按需分配

多址505

11.3接入算法506

11.3.1ALOHA506

11.3.2時隙ALOHA508

11.3.3預約ALOHA509

11.3.4SALOHA和RALOHA

性能對比510

11.3.5輪詢技術511

11.4INTELSAT采用的

多址技術512

11.4.1預分配FDM/FM/FDMA或

MCPC操作513

11.4.2INTELSAT衛星中的

MCPC多址接入模式514

11.4.3SPADE操作515

11.4.4INTELSAT中的TDMA518

11.4.5INTELSAT衛星交換

TDMA523

11.5局域網中的多址

技術525

11.5.1載波偵聽多址

接入網絡525

11.5.2令牌環網絡527

11.5.3CSMA/CD與令牌環網絡

性能對比528

11.6小結529

參考文獻529

習題530

思考題532

12擴頻技術533

12.1擴頻概述534

12.1.1擴頻系統的

優點534

12.1.2擴頻技術的分類537

12.1.3直接序列擴頻幹擾抑制

模型537

12.1.4歷史背景538

12.2偽噪聲序列539

12.2.1隨機特性539

12.2.2移位寄存器序列540

12.2.3PN序列的自相關函數541

12.3直接序列擴頻

系統541

12.3.1直接序列擴頻示例543

12.3.2處理增益與性能544

12.4跳頻系統546

12.4.1跳頻示例547

12.4.2魯棒性548

12.4.3分集跳頻549

12.4.4快跳頻與慢跳頻549

12.4.5FFH/MFSK解調551

12.4.6處理增益551

12.5同步551

12.5.1捕獲552

12.5.2跟蹤555

12.6幹擾問題557

12.6.1幹擾遊戲557

12.6.2寬帶噪聲幹擾561

12.6.3部分頻帶噪聲幹擾562

12.6.4多音幹擾564

12.6.5脈沖幹擾564

12.6.6轉發式幹擾565

12.6.7BLADES系統567

12.7商業應用568

12.7.1碼分多址568

12.7.2多徑信道569

12.7.3FCC第15部分關於擴頻

系統的規範570

12.7.4直接序列擴頻與跳頻擴頻

比較571

12.8蜂窩系統572

12.8.1直接序列CDMA572

12.8.2模擬FM、TDMA及CDMA

比較575

12.8.3幹擾受限系統與維度受限

系統比較576

12.8.4IS95 CDMA數字蜂窩

系統578

12.9小結586

參考文獻586

習題588

思考題591

13信源編碼592

13.1信源593

13.1.1離散信源593

13.1.2波形信源596

13.2幅度量化597

13.2.1量化噪聲599

13.2.2均勻量化601

13.2.3飽和604

13.2.4抖動606

13.2.5非均勻量化608

13.3脈沖編碼調制611

13.3.1差分脈沖編碼調制611

13.3.2單抽頭預測613

13.3.3N抽頭預測614

13.3.4增量調制615

13.3.5ΣΔ調制616

13.3.6ΣΔ模數轉換(ADC)620

13.3.7ΣΔ數模轉換(DAC)621

13.4自適應預測622

13.4.1前向自適應622

13.4.2綜合/分析編碼623

13.5分組編碼624

13.5.1矢量量化624

13.6變換編碼626

13.6.1變換編碼的

量化627

13.6.2子帶編碼627

13.7數字數據的信源編碼628

13.7.1編碼特性629

13.7.2哈夫曼編碼631

13.7.3遊程編碼633

13.8信源編碼示例637

13.8.1音頻壓縮637

13.8.2圖像壓縮641

13.9小結647

參考文獻647

習題648

思考題650

14衰落信道651

14.1衰落信道對通信

的挑戰652

14.2移動無線傳播

特性653

14.2.1大尺度衰落656

14.2.2小尺度衰落657

14.3信號的時間擴展660

14.3.1時間擴展在時延域

的體現660

14.3.2時間擴展在頻域

的體現662

14.3.3平衰落與頻率選擇性衰落

示例664

14.4運動引起的信道

時變666

14.4.1時變性在時域

的體現666

14.4.2時變性在多普勒頻移

域的體現668

14.4.3慢平瑞利衰落下

的性能673

14.5降低衰落

的影響675

14.5.1抗頻率選擇性

失真676

14.5.2抗快衰落

失真678

14.5.3克服低信噪比

損失678

14.5.4分集技術680

14.5.5適合衰落信道的

調制類型681

14.5.6交織器的作用682

14.6標準衰落信道的

主要參數685

14.6.1案例1: 快衰落失真685

14.6.2案例2: 頻率選擇性衰落

失真686

14.6.3案例3: 快衰落與頻率

選擇性衰落失真686

14.7應用: 減小頻率選擇性

衰落的影響688

14.7.1GSM中的維特比

均衡688

14.7.2直接序列擴頻(DS/SS)系統

中的Rake接收機690

14.8小結692

參考文獻692

習題694

思考題698

15正交頻分復用(OFDM)

基礎699

15.1什麼是OFDM700

15.2為什麼是OFDM700

15.3OFDM入門701

15.4我們希望平衰落慢

衰落702

15.4.1OFDM對多徑信道通信

最重要的貢獻702

15.5傳統多載波FDM與多載波

OFDM的對比703

15.6循環前綴(CP)的歷史704

15.6.1解析OFDM的符號

延長704

15.6.2CP的長度705

15.7OFDM系統框圖706

15.8聚焦IDFT707

15.9OFDM波形合成

示例707

15.10OFDM波形合成

總結708

15.11分布在子載波索引上的數據

星座點709

15.11.1OFDM接收機中的信號

處理710

15.11.2OFDM符號持續時間710

15.11.3為什麼實際系統中不使用

直流子載波711

15.12埃米爾特對稱711

15.13需要多少子載波712

15.14循環前綴(CP)在OFDM中

的重要性713

15.14.1連續和離散傅裏葉變換

的性質713

15.14.2OFDM子載波

重建714

15.14.3離散傅裏葉變換(DFT)

的一個性質715

15.14.4利用循環卷積重建OFDM

子載波716

15.14.5使線性卷積呈現循環卷積

的技巧718

15.15早期OFDM應用: WiFi.802.11a標準718

15.15.1為什麼變換點數N要大於

子載波數720

15.16循環前綴(CP)與子載波

間隔721

15.17OFDM在長期演進(LTE)中的

應用722

15.17.1LTE資源: 資源格、資源塊、

資源單元722

15.17.2LTE中的OFDM幀722

15.18OFDM的缺點726

15.18.1對多普勒的敏感性726

15.18.2峰均功率比(PAPR)與

SCOFDM726

15.18.3降低PAPR的動因726

15.19單載波OFDM(SCOFDM)

的PAPR優於標準OFDM727

15.19.1SCOFDM信號的主瓣

持續時間短729

15.19.2是否有實現SCOFDM

的簡單方法729

15.20小結730

參考文獻730

習題730

思考題732

16多輸入多輸出(MIMO)

的魔力733

16.1什麼是MIMO734

16.1.1MIMO發展歷程734

16.1.2矢量與相量734

16.1.3MIMO信道模型735

16.2多天線技術的

多重優勢737

16.2.1陣列增益737

16.2.2分集增益738

16.2.3SIMO接收分集

示例740

16.2.4MISO發送分集

示例740

16.2.5雙時隙MISO分集

示例741

16.2.6編碼增益741

16.2.7陣列增益、分集增益及編碼

增益的圖示742

16.3空間復用743

16.3.1MIMO空間復用(MIMO

SM)的基本思想743

16.3.2MIMOSM與CDMA

的類比744

16.3.3僅接收端已知信道狀態

信息(CSI)時744

16.3.4信道模型的影響745

16.3.5MIMO與OFDM天然

適配746

16.4容量性能747

16.4.1確定信道

建模748

16.4.2隨機信道模型749

16.5發端信道狀態

信息(CSI)751

16.5.1最優功率分配752

16.6空時編碼754

16.6.1MIMO系統中的分組碼755

16.6.2MIMO系統中的格碼757

16.7MIMO中的權衡757

16.7.1基本權衡758

16.7.2偏向提高PAM和QAM

的魯棒性759

16.7.3偏向提高PAM和QAM

的容量759

16.7.4權衡復用增益與分集增益

的方法760

16.8多用戶MIMO(MUMIMO)763

16.8.1什麼是MUMIMO763

16.8.2SUMIMO與MUMIMO中

的記號764

16.8.3MIMO思維的

轉變765

16.8.4MUMIMO容量768

16.8.5不同預編碼策略和

率容量的比較779

16.8.6MUMIMO與SUMIMO

的性能對比779

16.9小結780

參考文獻780

習題782

思考題783

以下內容僅在線提供

17加密與解密

附錄A傅裏葉方法回顧

附錄B統計判決理論基礎

附錄C相關器對白噪聲的響應

附錄D常用公式

附錄Es域、z域及數字濾波

附錄F基於N點離散傅裏葉逆變換(IDFT)

的OFDM符號產生

附錄G符號列表

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