《4G/B4G關鍵技術及系統》是2011年人民郵電出版社出版的圖書，作者是 陶小 峰等。
基本介紹
- 中文名：4G/B4G關鍵技術及系統
- 作者：陶小峰、崔琪楣、許曉東
- 出版社：人民郵電出版社
- 出版時間：2011年11月1日
- 頁數：296 頁
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787115261908
內容簡介,作品目錄,作品影響,作者簡介,
內容簡介
《4G/B4G關鍵技術及系統》從當前移動通信關鍵理論與技術出發，介紹了4G/B4G中涉及的從物理層到網路層的主要關鍵技術。《4G/B4G關鍵技術及系統》主要內容包括當前主要移動通信系統的組網架構及頻率規劃，4G/B4G中涉及的數學問題，OFDM及MIMO，壓縮感知技術，組網技術及資源分配、接入控制、功率控制等資源管理技術，並對未來綠色無線通信網及其關鍵技術進行了介紹。《4G/B4G關鍵技術及系統》最後結合針對未來無線通信網路的試驗系統與試驗網，對各項關鍵技術的實現方法進行了簡要介紹。《4G/B4G關鍵技術及系統》內容豐富，是一本理論、技術與套用實踐相結合的技術書籍，適合於從事移動通信相關方向科研與學習的高校師生及工程技術人員閱讀與參考。
作品目錄
第1章 緒論 1
1.1 本書目標 1
1.2 新一代移動通信技術與系統 2
1.3 本書結構 3
參考文獻 5
第2章 當前移動通信技術及系統概述 7
2.1 頻率規劃 7
2.1.1 第三代移動通信的頻率規劃 7
2.1.2 LTE的頻率規劃 8
2.1.3 本節小結 9
2.2 當前的移動通信系統 10
2.2.1 3G移動通信系統概述 10
2.2.2 LTE系統概述 13
2.2.3 Wi-Fi、WiMAX系統 17
2.2.4 本節小結 20
2.3 當前主要移動通信技術 20
2.3.1 調製技術 20
2.3.2 信道編碼和交織技術 20
2.3.3 分集技術 22
2.3.4 本節小結 23
2.4 當前移動通信組網 23
2.4.1 3G組網 23
2.4.2 WiMAX、Wi-Fi組網 26
2.4.3 LTE組網 28
2.4.4 本節小結 30
2.5 當前4G研究計畫 30
2.5.1 其他國家和組織關於4G的研究計畫 31
2.5.2 中國4G研究計畫 31
2.5.3 本節小結 32
參考文獻 32
第3章 與本書相關的數學問題 35
3.1 資訊理論概述 35
3.1.1 熵、互信息 36
3.1.2 信道容量 38
3.1.3 離散信道的容量 38
3.1.4 連續信道的容量 39
3.1.5 網路資訊理論 43
3.2 凸最佳化 50
3.2.1 最最佳化問題 50
3.2.2 約束最佳化問題的求解 50
3.2.3 凸最佳化有關概念的定義 53
3.2.4 凸最佳化 53
3.3 本章小結 53
參考文獻 54
第4章 4G的共性技術之一——OFDM 56
4.1 最早的多址技術 56
4.1.1 頻分多址 56
4.1.2 時分多址 57
4.1.3 碼分多址 57
4.2 CDMA多址之後的OFDMA 57
4.3 OFDM技術介紹 58
4.3.1 OFDM的發展歷史 58
4.3.2 OFDM的基本原理 58
4.3.3 OFDM技術的優缺點 62
4.4 OFDM同步 63
4.4.1 一般數字通信系統中的同步 63
4.4.2 OFDM通信系統中的同步要求 64
4.4.3 同步對OFDM系統的影響 65
4.4.4 OFDM系統的同步算法 67
4.5 OFDM信道估計 73
4.5.1 OFDM的系統模型 73
4.5.2 二維WIENER濾波的理論 74
4.5.3 在二維格上的導頻模式比較 75
4.5.4 時域和頻域抽樣率的研究 78
4.5.5 二維信道估計算法的改進 79
4.6 MIMO-OFDM的信道估計 80
4.6.1 MIMO技術與OFDM技術的結合 80
4.6.2 MIMO-OFDM系統模型 80
4.6.3 MIMO-OFDM中信道估計算法描述 81
4.7 MIMO-OFDM的信道估計DSP實踐 87
4.7.1 信道估計的DSP設計 87
4.7.2 信道估計的DSP實現 88
4.7.3 性能分析 94
4.8 本章小結 95
參考文獻 96
第5章 言必稱的MIMO 99
5.1 MIMO技術概論 99
5.1.1 MIMO系統模型 99
5.1.2 MIMO信道的靜態容量 100
5.1.3 典型的MIMO技術 101
5.2 空間復用技術 101
5.2.1 分層空時碼 101
5.2.2 預編碼技術 102
5.3 空間分集技術 104
5.3.1 空時格碼 104
5.3.2 空時分組碼 107
5.4 波束賦形技術 109
5.5 不同MIMO技術的結合 110
5.5.1 空間分集技術與波束賦形天線技術的結合(STBC-BF) 110
5.5.2 空間分集技術與空間復用技術的結合(STBC-SM) 110
5.6 MIMO檢測技術 111
5.6.1 硬判決輸出檢測算法 111
5.6.2 疊代MIMO接收機技術 113
5.6.3 MIMO檢測算法與聯合檢測 115
5.7 MIMO技術在3GPP LTE系統中的套用 120
5.7.1 空分復用預編碼 120
5.7.2 空間分集預編碼 123
5.7.3 多用戶MIMO技術 125
5.8 MIMO接收機在吉比特系統的實踐 126
5.8.1 算法的邏輯實現 127
5.8.2 算法的流水段設計 129
5.8.3 定點化方案 129
5.9 本章小結 130
參考文獻 131
第6章 壓縮感知 136
6.1 概述 137
6.2 離散域壓縮感知的介紹 137
6.2.1 信號的稀疏表達 137
6.2.2 測量矩陣的設計 137
6.2.3 恢復算法的設計 138
6.2.4 其他壓縮感知恢復算法 139
6.2.5 信號的稀疏表達、測量矩陣以及恢復算法之間的關係 144
6.3 模擬域的壓縮感知介紹 144
6.3.1 模擬信息轉換器 144
6.3.2 調製寬頻轉換器 146
6.3.3 其他方法 152
6.4 壓縮感知的套用 154
6.4.1 壓縮感知在頻譜檢測中的套用 154
6.4.2 壓縮感知在無線定位中的套用 155
6.5 對壓縮感知的擴展 156
6.6 當前壓縮感知研究中所遇到的挑戰 158
6.7 本章小結 160
參考文獻 160
第7章 組網技術 164
7.1 蜂窩網路結構的發展與演進 164
7.2 群小區網路架構 166
7.2.1 群小區概念 166
7.2.2 廣義分散式群小區 166
7.2.3 群小區與分散式天線技術 170
7.2.4 群小區與聯合傳送技術 171
7.2.5 群小區與分層空時碼 171
7.2.6 群小區的容量 172
7.3 基於群小區架構的滑動切換 175
7.3.1 滑動切換定義 175
7.3.2 滑動切換模式 176
7.4 基於群小區架構的快速小區組選擇 178
7.5 基於群小區架構的協作多點傳輸技術 179
7.5.1 協作多點傳輸架構 179
7.5.2 CoMP套用場景 179
7.5.3 CoMP小區簇構建 181
7.6 本章小結 182
參考文獻 182
第8章 資源管理 185
8.1 資源管理策略面臨的挑戰 185
8.2 接入控制 186
8.2.1 最大效用準則接入控制方法 186
8.2.2 在群小區架構中的套用 190
8.2.3 性能分析 191
8.2.4 小結 194
8.3 資源分配 194
8.3.1 支持協作組網架構的資源分配策略 195
8.3.2 基於蟻群最佳化的資源分配策略 201
8.3.3 基於資源池概念的資源分配策略 208
8.4 功率控制 220
8.4.1 系統模型 221
8.4.2 納什均衡的存在性和唯一性 222
8.4.3 算法流程 227
8.4.4 性能評估 227
8.4.5 小結 229
8.5 本章小結 229
參考文獻 230
第9章 綠色無線通信 231
9.1 4G的危機 231
9.1.1 移動通信的演進 231
9.1.2 為什麼需要綠色通信 232
9.1.3 能耗構成分析 234
9.2 綠色無線通信網 235
9.2.1 綠色無線通信網概述 235
9.2.2 綠色無線通信網目標 236
9.2.3 綠色無線通信的指標 236
9.3 綠色無線通信關鍵技術 237
9.3.1 協作分散式網路架構 237
9.3.2 無線傳輸及組網技術 238
9.3.3 認知無線網路 239
9.3.4 綠色小區設計 240
9.4 綠色基站子系統 246
9.4.1 空調節能 246
9.4.2 電源節能 248
9.4.3 建築節能 249
9.4.4 數據設備節能 249
9.4.5 網路規劃與設計節能 250
9.5 自組織通信網 251
9.5.1 設計原則 252
9.5.2 跨層設計 253
9.6 綠色無線通信 253
9.7 本章小結 255
參考文獻 255
第10章 FuTURE 4G TDD系統實踐 257
10.1 FuTURE 4G TDD系統設計指標 257
10.2 FuTURE 4G TDD系統的總體架構 257
10.2.1 試驗系統總體結構 258
10.2.2 試驗系統規模 258
10.2.3 演示業務 259
10.2.4 雙工和多址方式 259
10.2.5 系統參數 259
10.3 FuTURE 4G TDD組網結構——群小區架構 260
10.3.1 群小區扁平接入網架構 260
10.3.2 控制平面與數據平面的分離 261
10.3.3 接入網實體 261
10.4 FuTURE 4G TDD系統幀結構 262
10.5 FuTURE 4G TDD系統上行鏈路設計 263
10.5.1 上行傳輸方案鏈路 263
10.5.2 上行MIMO信號處理算法 264
10.5.3 同步算法 265
10.5.4 信道估計算法分析 266
10.5.5 聯合檢測算法分析 266
10.6 FuTURE 4G TDD系統下行鏈路設計 266
10.6.1 多址方案 266
10.6.2 鏈路結構 267
10.6.3 關鍵模組結構及基本參數 267
10.7 FuTURE 4G TDD系統信道編解碼 272
10.7.1 編碼設計方案 272
10.7.2 解碼設計方案 273
10.8 FuTURE 4G TDD系統全鏈路性能仿真結果 275
10.9 FuTURE 4G TDD系統MAC層設計 276
10.9.1 無線空中接口協定結構 276
10.9.2 數據鏈路層協定結構及各子層功能概述 276
10.9.3 RLC子層設計 277
10.9.4 MAC子層設計 278
10.9.5 自適應鏈路控制物理層 280
10.10 無線資源管理模組概述 281
10.10.1 QoS管理 282
10.10.2 接納控制 283
10.10.3 動態資源分配 284
10.10.4 RRC功能 286
10.10.5 切換 287
10.11 本章小結 288
參考文獻 289
縮略語 290
作品影響
2013年12月，該作品入選“第三屆中國出版政府獎”。
作者簡介
陶小峰，北京郵電大學教授，博士生導師，史丹福大學訪問教授，泛網無線通信教育部重點實驗室(北京郵電大學)副主任，北京郵電大學無線新技術研究所副所長。2009年“新世紀百千萬人才工程”國家級人選.2006年被原信息產業部詳為全國信息產業科技創新先進工作者，2005年入選“教育部新世紀優秀人才支持計畫”，2004年入選北京市科技新星人才培養計畫。2008年獲國家技術發明獎二等獎。2006年和2009年分別獲中國通信學會科學技術獎一等獎。
從事無線通信基礎理論的研究及實踐，在無線接入、瓤型網路架構、第四代移動通信(4G)系統等領域取得了多項創新性成果。先後主持了國家“863”重大項目、國家自然科學基金重大項目子項目、國家科技重大專項、科技部中澳國際合作項目等10餘項國家級項目。曾擔任“863”計畫通信技術主題“面向後三代/四代( B3G/4G)的移動通信發展研究計畫——未來通用無線環境研究計畫(簡稱FuTURE計畫)”TDD特別工作組組長，在行業專家等的指導支持下，帶領由多個參與院校組成的4GTDD特別工作組，於2006年10月成功開發出第一個4G TDD群小區——協同多點(CoMP)試驗網路，支持122Mbit/s、同頻組網、切換、多基站多用戶多業務；其後於2009年將TDD的傳輸速率提升到lGbit/s，該項成果獲教育部2010年度中國高等學校十大科技進展。
《IEEE Communications Mag.》、《IEEE Transactions on VT.》、《中國科學》、《電子學報》審稿人：Globecom SPC程式委員會委員；ICC SPC委員會委員。SCI、El、ISTP檢索論文93篇，其中SCI論文10多篇。出版專著3部。申請發明專利54項，其中16項已授權，多項專利已實現向企業的成果轉讓，套用於實際產品的設計生產中；含申請者本人專利的8篇提案被國際標準化組織3GPP/3GPP2接納為標準。
