基於LTE的MIMO-OFDMA技術研究

基本介紹

• 書名：基於LTE的MIMO-OFDMA技術研究
• 出版社：清華大學出版社

內容簡介

本著作全面講述了基於LTE的MIMO-OFDMA系統。全書共分為10章，包括LTE標準的發展及關鍵技術、MIMO-OFDMA系統的基本原理、基於LTE的物理層研究、MIMO空間復用檢測算法研究、算法性能仿真與分析、AAS技術與MIMO技術的對比研究、波束成形算法研究、無線信道模型研究、無線通信系統中的電路特性研究、無線通信系統反饋控制研究等內容。本著作內容豐富、結構合理、思路清晰、語言簡練流暢、示例翔實。本著作可作為信息與通信工程專業無線通信研究領域的專業參考資料，也可供信息與通信系統、信號與信息系統專業研究生科研研究使用。

目錄

第1章緒論1

1.1LTE標準的發展及關鍵技術1

1.2無線通信發展概述3

1.2.1無線電通信發展歷史3

1.2.2電子技術發展的三個里程碑6

1.2.3無線電信號的傳輸原理6

1.2.4數字通信系統13

1.2.5現代通信系統和軟體無線電15

1.3國內外研究現狀17

1.4本書研究的意義19

第2章MIMO-OFDMA基本原理研究21

2.1基本的MIMO系統21

2.1.1香農信道容量公式22

2.1.2MIMO信道容量的推導24

2.2OFDM原理及其多址技術27

2.2.1OFDM模型28

2.2.2OFDMA技術30

2.2.3OFDM技術的優缺點31

2.3MIMO-OFDMA系統和信號模型32

第3章基於LTE的物理層研究35

3.1OFDMA信號發射流程35

3.1.1數據分塊35

3.1.2加擾35

3.1.3卷積編碼和刪餘36

3.1.4交織36

3.1.5數據映射37

3.1.6插入導頻和子載波分配38

3.1.7調製數據加擾39

3.1.8IFFT和加入循環前綴39

3.2OFDMA物理層幀結構39

3.3上行鏈路中的MIMO技術41

第4章MIMO空間復用檢測算法研究43

4.1空間復用原理概述43

4.2MIMO系統的數學模型44

4.3MIMO系統空時分層結構45

4.3.1垂直分層結構模型46

4.3.2V-BLAST模型空間檢測算法47

4.4不同準則下的空間復用檢測算法48

4.4.1迫零算法49

4.4.2最小均方誤差算法49

4.4.3最大似然解碼算法50

第5章算法性能仿真與分析51

5.1SCME信道模型51

5.1.1SCME信道模型的發展51

5.1.2SCME信道城市微環境52

5.2空間復用檢測算法性能仿真53

5.2.1仿真系統模組流程53

5.2.2仿真參數54

5.2.3兩根接收天線54

5.2.44根接收天線57

5.2.52天線和4天線性能對比59

5.3仿真結果分析62

第6章AAS技術與MIMO技術的對比研究65

6.1MIMO和AAS的比較65

6.2LTE協定對AAS的規定65

6.2.1下行幀結構66

6.2.2上行幀結構68

6.3AASDiversity-ScanMap網路接入步驟69

6.4AASPreamble71

6.4.1下行前導字71

6.4.2上行前導字71

6.5DOA估計仿真結果72

6.5.1天線陣列模型72

6.5.2波達方向(DOA)對波束成形的意義72

6.5.3算法依據73

6.5.4仿真結論74

6.6AAS信道校正74

6.6.1原理依據74

6.6.2信道校正的分類74

6.6.3校正指標75

6.6.4線陣信道校正算法75

6.7AAS下行波束成形中權值列表和Midamble信道估計76

6.8AAS用Midamble做信道估計76

6.8.1基本原理76

6.8.2Midamble序列的生成77

6.8.3用Midamble序列做信道估計77

6.9下行控制信道全向覆蓋研究78

6.9.1下行控制信道78

6.9.2仿真方法及結果79

6.10DLFP實現全向覆蓋的方法80

6.10.1目前方法80

6.10.2全向覆蓋的新方法81

6.11AAS下行平台中的生成DLFP及解DLFP的設計說明83

6.11.1原理依據83

6.11.2生成DLFP的過程83

6.11.3解DLFP的過程83

6.11.4仿真結論84

6.12AAS仿真系統下行Preamble搜尋模組仿真84

第7章波束成形算法研究85

7.1概述85

7.2智慧型天線系統原理86

7.2.1智慧型天線基本概念86

7.2.2智慧型天線的分類89

7.3陣列天線的數學模型和自相關矩陣89

7.3.1陣列天線的數學表達89

7.3.2陣列接收信號向量90

7.4陣列天線波束成形準則和自適應算法92

7.4.1最小均方誤差(MMSE)準則93

7.4.2最大信噪比(MaxSNR)準則94

7.4.3最大似然(ML)準則95

7.4.4自適應算法97

7.5DOA估計算法100

7.5.1DOA估計算法的原理依據100

7.5.2DOA估計的傳統算法103

第8章無線信道模型研究111

8.1無線信道研究現狀111

8.2空間信道模型基礎理論113

8.2.1鏈路級評估113

8.2.2系統級空間信道模型120

8.2.3市區宏小區和微小區環境的可選模型128

8.2.4信道參數間的相關性131

8.3MMSE接收機介紹139

8.4極化信道模型141

8.4.1信道模型介紹141

8.4.2覆信道衝激回響的計算143

8.5SCM與SCME信道建模144

8.5.1SCM信道模型建模144

8.5.2SCME信道模型與建模過程146

第9章無線通信系統中的電路特性研究149

9.1非線性電路的基本概念與非線性元件149

9.1.1非線性電路的基本概念149

9.1.2非線性元器件的特性150

9.2非線性電路的分析方法154

9.2.1冪級數分析法154

9.2.2折線分析法156

9.2.3線性時變參量電路分析法157

9.3非線性電路的套用159

9.4模擬相乘器及其頻率變換作用160

9.4.1相乘器的基本特性及實現方法161

9.4.2四象限雙差分對模擬相乘器原理164

9.5二極體平衡相乘器169

第10章無線通信系統反饋控制研究173

10.1反饋控制系統的概念173

10.1.1反饋控制系統的組成、工作過程和特點173

10.1.2反饋控制系統的工作過程174

10.1.3反饋控制系統的特點175

10.2反饋控制系統的基本分析175

10.2.1反饋控制系統的傳遞函式及數學模型分析175

10.2.2反饋控制系統的基本特性的分析178

10.3自動增益控制(AGC)電路181

10.3.1AGC電路的組成、工作原理及性能分析182

10.3.2放大器的增益控制——可控增益電路184

10.4自動頻率控制(AFC)電路189

10.4.1概述189

10.4.2AFC電路基本特性的分析191

10.4.3AFC電路的套用舉例193

10.5自動相位控制(APC)電路(鎖相環路PLL)196

10.5.1鎖相環電路的基本工作原理196

10.5.2鎖相環路的跟蹤性能：鎖相環路的線性分析204

參考文獻207