空時編碼技術

內容簡介

本書主要圍繞空時編碼的基本理論及在無線通信系統中的相關套用，如碼劈多址(CDMA)和正交頻分復用(OFDMA)進行介紹，既有各種性能分析與仿真結果，又有生動的套用舉例，還提供了基於科研導向的觀點。

本書適用對象為無線通信工程及相關專業的研究生、工程師和科研人員。本書從多輸入多輸出(MIMO)系統的信息容量極限及信道模型入手，對編碼設計準則和主要的空時編碼技術作了總體介紹，並積極引入相關領域知識，如空時編碼的套用及在寬頻無線信道中的性能評估。本書主要圍繞空時編碼的基本理論及在無線通信系統中的相關套用，如碼劈多址(CDMA)和正交頻分復用(OFDMA)進行介紹，既有各種性能分析與仿真結果，又有生動的套用舉例，還提供了基於科研導向的觀點。本書適用對象為無線通信工程及相關專業的研究生、工程師和科研人員。原書前言本書的主題是介紹空時編碼，作者在相關教學、學術報告和商業顧問方面有著豐富的經驗，主要介紹了有關空時編碼的知識及在無線通信系統中的套用。隨著網際網路和多媒體套用在下一代無線通信中的集成，寬頻高速數據通信服務的需要正在不斷增長。由於可用無線頻譜資源的有限性，高數據速率只能通過高效的信號處理來實現。資訊理論領域近期的研究表明，在無線信道中使用多輸入多輸出(MIMO)系統可以顯著提高通信容量。在無線鏈路兩端設定多元素天線陣列就構成了MIMO信道。在MIMO信道中，空時編碼是可以使信息容量接近理論容量的一種較實用的編碼。空時編碼的基礎理論由Tarokh、Seshadri和Calderbank於1998年提出。自那以後，空時編碼和相關的MIMO信號處理技術在無線通信領域取得了廣泛套用和飛速的發展。空時編碼的依據是將發射信號在空域和時域都弓I入聯合相關，不僅可以同時取得分集增益和編碼增益，而且能得到很高的頻譜效率。為了達到*的編碼和分集增益，最初的研究集中在發射信號的空間和時間獨立的聯合設計上。以後的重點逐漸轉移到只有時間域編碼的獨立多發射天線上，研究的難點在於如何抑制和消除接收機信號之間的干擾。本書適用對象為無線通信工程及相關專業的研究生、工程師和科研人員。同時讀者應較好地熟悉基本的數字通信、矩陣分析和機率論知識。本書從多輸入多輸出(MIMO)系統的信息容量限及信道模型入手，對編碼設計準則和主要的空時編碼技術作了總體介紹，並積極引入相關領域知識，如空時編碼的套用及其在寬頻無線信道中的性能評估。全書既有各種性能分析與仿真結果，又有生動的套用舉例，適應廣大研究生和工程師的要求和興趣，書中提供的基於科研導向的觀點則是針對部分高級讀者的。本書主要圍繞基本理論及其在無線通信系統中的相關套用進行組織，如碼分多址(CDMA)和正交頻分復用(OFDMA)。全書採用統一符號，包括對所需問題的編址。書中還包括了大量未曾發表的觀點、性能分析和編碼設計原則等一些有關空時編碼的新的例證，與以往相比有更大的適用範圍。關於CDMA系統和OFDMA系統中分層空時碼和格線空時碼的系統結構、性能分析和結論，也是以前從未發表過的。本書的第1章和第6章由Branka Vucetic執筆；第3章和第7章由Jinhong Yuan執筆；第8章除去最後兩節由Branka Vucetic和Jinhong Yuan共同完成外，其餘由JinhongYuan執筆；第2章、第4章和第5章的大部分內容都是由Branka Vucetic和Jinhong Yuan共同完成的，第2章和第4章由Jinhong Yuan執筆，第5章由Branka Vucetic執筆。譯者序 21世紀，全球進入了資訊時代，信息的產生和傳遞非常迅速，已影響了社會的各個方面。隨著經濟的增長、社會的發展和人們物質生活及精神生活水平的提高，人們對通信提出了更新、更高的要求。由於網際網路和多媒體套用在下一代無線通信中的集成，寬頻高速數據通信服務的需求也不斷增長，而可利用的無線頻譜是有限的，只有使通信頻譜的利用率得到顯著提高，才能滿足通信容量的需求。在第三代移動通信系統中，空，時編碼(space-time coding)技術是抗信道衰落和提高系統容量的一種*編碼方法。近幾年來，許多機構都在研究基於MIMO天線系統的空時編碼技術。多天線系統和空時編碼的結合，是空間資源利用技術的發展方向，可以認為是一種高級的分集技術。研究表明，空時編碼可以使頻譜利用率得到顯著的提高。由於其在寬頻系統中可以實現非常高的數據傳輸率，因此，空時編碼技術被越來越多地套用於提供高數據傳輸率的業務(例如視頻會議)和寬頻無線信道中的移動計算。本書介紹了空時編碼技術及其在無線通信系統中的套用。全書共分為8章，對空時編碼的性能分析、編碼設計及設計準則進行了探討，通過大量的推導介紹了各種空時編碼方案的編碼原理和解碼算法，通過對大量仿真結果的分析比較，對編碼性能進行了有效的評估。書中還介紹了空時編碼的套用情況，通過對一些方案在實際移動通信標準和系統中的套用以及移動通信的相關標準的介紹，闡述了為什麼要將空時編碼列入第三代無線通信系統標準的理由。本書的作者在空時編碼技術的研究方面有著豐富的經驗，全書不僅提供了生動的套用舉例，更提供了各種性能分析與仿真結果，適用於廣大無線通信工程及相關專業的研究生、工程師以及科研人員。本書由王曉海主持翻譯。參加翻譯工作的有：王曉海、黃開枝、楊曼、白紅軍、郭炎、王峰；參加審校工作的還有：宋焱淼、邵振付、安輝、毛磊達、王紅亮、周銀東、王穎、張賢軍等；同時向吉玲、楊東凱、遲國強等對本書的翻譯出版給予大力支持和幫助的朋友表示衷心的感謝。限於學識，本書在翻譯過程中定有不當之處，懇請廣大讀者批評指正。

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