內容簡介

　　《協同通信：物理層、信道模型和係統實現》從硬件、信道和物理層設計三個方麵來闡述協同通信係統。主要涉及瞭協同通信係統的四個重要領域：其一是對該係統的完整分類，其二是無綫信道，其三是物理層，最後是硬件相關部分。全書共分為6章，第1章總體介紹係統通信係統，第2章介紹瞭無綫中繼和空時信道，第3章介紹瞭透明物理層算法，第4章討論瞭再生物理層算法，第5章主要討論瞭硬件是如何促進和限製協同中繼機製的，第6章對《協同通信：物理層、信道模型和係統實現》進行瞭總結，並著重探討瞭重要的開放性研究方嚮以及仍需要進一步探索的領域。

作者簡介

　　多勒（Mischa Dohler），現任CTTC巴塞羅那資深研究員。2005年6月到2008年2月期間，擔任法國電信研發部門的資深高級研究專傢。在協同通信係統、軟件無綫電、無綫傳感器網絡等領域開展研究。2003年9月到2008年2月期間。擔任倫敦國王學院電信研究中心的講師。同時，還是倫敦國王學院的倫敦技術網商務委員、IEEE UKRI分部的學生代錶、IEEE第8區（歐洲、非洲、中東以及俄羅斯）的學生活動委員會成員。他在2003年獲得英國倫敦國王學院電信專業博士。2000年在德國德纍斯頓工業大學獲得電氣工程文憑。1999年獲得倫敦國王學院電信專業碩士。在這之前，他在莫斯科學習物理學。並在物理和數學方麵獲得各種競賽奬。特彆是在德國國際物理奧林匹剋競賽上入圍第三輪。1999年12月，Mischa博士在移動VCE架構方麵最早提齣瞭分布式協同空時編碼通信係統。目前他已經發錶瞭超過110篇的期刊和會議論文，被引用的h指數為20，g指數達到41，並擁有多項專利，閤編和自編瞭多部書籍。他做過多次國際短期課程。並積極參與標準化的活動。他在各種大會上擔任技術程序委員會委員和主席。例如2008年在法國嘎納舉辦的IEEE PIMRC會議上擔任技術委員會主席。他還是多個IEEE和非IEEE期刊的編輯，同時也是IEEE的高級會員。

　　李永會（Yonghui Li），在2002年11月獲得北京航空航天大學博士學位。1999-2003年任職於連宇通信，擔任LAS-CAMA係統物理層設計方麵的項目經理。從2003年開始，一直供職於澳大利亞悉尼大學電信重點研究中心。現在他是悉尼大學電子與信息工程專業的副教授，也是澳大利亞伊麗莎白二世女皇研究奬獲得者。目前的研究方嚮是無綫通信。在MIMO、協同通信、信道編碼技術、接收機設計、認知無綫電和無綫傳感器網絡等領域開展研究，在這些領域中已發錶瞭100多篇期刊和會議論文，並擁有多項已授權和正在申請的專利。

目錄

譯者序
前言
縮寫
函數
符號

第1章 引言
1.1 本書結構
1.2 概念簡介
1.2.1 信道
1.2.2 典型增益
1.2.3 典型架構
1.3 應用場景
1.3.1 蜂窩網絡
1.3.2 wI.AN網絡
1.3.3 車到車通信
1.3.4 無綫傳感器網絡
1.4 協同的利弊
1.4.1 協同的優點
1.4.2 協同的缺點
1.4.3 係統摺中
1.5 協同性能界
1.5.1 容量增益
1.5.2 速率中斷增益
1.5.3 分集復用摺中
1.6 定義與術語
1.6.1 中繼節點
1.6.2 多址接人方法
1.6.3 協同網絡方麵
1.6.4 係統分析和總結
1.7 背景和裏程碑
1.7.1 第一個關鍵裏程碑
1.7.2 輔助中繼
1.7.3 協同中繼
1.7.4 空時中繼
1.8 總結

第2章 無綫中繼信道
2.1 序言
2.1.1 本章 內容
2.1.2 符號說明
2.2 一般特徵和發展趨勢
2.2.1 傳播原理
2.2.2 傳播模型
2.2.3 信道建模
2.2.4 再生中繼信道簡介
2.2.5 透明中繼信道簡介
2.3 再生中繼信道
2.3.1 傳播模型
2.3.2 包絡和功率衰落的統計特性
2.3.3 時域衰落特性
2.3.4 空時衰落特性
2.3.5 頻一空一時衰落特性
2.3.6 再生中繼信道的仿真
2.3.7 測量和經驗模型
2.3.8 再生衰落信道的估計
2.4 透明中繼信道
2.4.1 傳播模型
2.4.2 包絡和功率衰落的統計特性
2.4.3 時域衰落特性
2.4.4 空時衰落特性
2.4.5 頻一空一時衰落特性
2.4.6 透明衰落信道的仿真方法
2.4.7 測量和經驗模型
2.4.8 透明中繼的信道估計
2.5 分布式多輸人多輸齣信道
2.5.1 問題簡化
2.5.2 主要設計標準
2.5.3 宏分集增益
2.6 本章 小結

第3章 透明中繼傳輸
3.1 序言
3.1.1 本章 內容
3.1.2 符號說明
3.2 透明中繼傳輸協議
3.2.1 單分支兩跳中繼放大轉發
3.2.2 單分支多跳中繼放大轉發
3.2.3 多分支兩跳中繼放大轉發
3.2.4 多分支多跳中繼放大轉發
3.3 透明空時處理協議
3.3.1 分布式空時分組碼
3.3.2 分布式空時網格碼
3.3.3 分布式空間復用
3.3.4 分布式波束賦形
3.4 分布式係統優化
3.4.1 分布式自適應功率分配
3.4.2 分布式中繼選擇
3.5 本章 小結

第4章 再生中繼傳輸
4.1 序言
4.1.1 本章 內容
4.1.2 符號說明
4.2 再生中繼協議
4.2.1 譯碼轉發
4.2.2 壓縮轉發協議
4.2.3 軟信息轉發協議
4.2.4 自適應中繼轉發協議
4.2.5 選擇式譯碼轉發協議
4.3 分布式空時編碼
4.3.1 分布式空時分組碼
4.3.2 分布式空時網格碼
4.3.3 分布式Turbo碼
4.4 分布式網絡編碼
4.4.1 分布式網絡信道編碼
4.4.2 網絡編碼分復用
4.5 本章 小節

第5章 硬件實現
5.1 序言
5.1.1 本章 內容
5.1.2 符號說明
5.2 模擬硬件結構的收發機
5.2.1 重要的硬件組件
5.2.2 模擬中繼結構
5.3 數字硬件結構的收發機
5.3.1 重要的一些硬件單元
5.3.2 數字硬件結構的中繼
5.4 結構比較
5.4.1 雙工、中繼與接入協議
5.4.2 阪發機復雜度
5.4.3 成本估計
5.5 3GuM俗話音／HSDPA中繼節點的復雜度分析
5.5.1 係統假設
5.5.2 算法復雜度
5.5.3 功耗
5.5.4 具體場景分析
5.6 u'E／WiMAx中繼的復雜度
5.6.1 L,TE與WiMAX的對比
5.6.2 係統假設
5.6.3 算法復雜度
5.6.4 功耗
5.6.5 具體場景分析
5.7 硬件演示平颱
5.7.1 MII’商用硬件演示平颱
5.7.2 ETH的RACooN硬件演示平颱
5.7.3 Easy-CI程
5.8 本章 小結

第6章 結語和展望
6.1 貢獻
6.1.1 第l章
6.1.2 第2章
6.1.3 第3章
6.1.4 第4章
6.1.5 第5章
6.2 真實世界中的不完善
6.2.1 寬帶化
6.2.2 陰影衰落
6.2.3 乾擾的影響
6.2.4.信道編碼器的引入
6.2.5 係統中斷
6.2.6 漸近錶達式
6.3 開放性課題
6.3.1 分類
6.3.2 無綫信道
6.3.3 透明的物理層技術
6.3.4 再生物理層技術
6.3.5 硬件的考慮
6.4 商業應用的挑戰
參考文獻

精彩書摘

　　1.2 概念簡介在傳統的無綫通信係統中，用戶與基站之間的相互通信是分彆獨立完成的。而協同通信則是通過中繼的輔助或其他用戶的協同來完成通信的，這就使得該用戶的通信鏈路得以增強。這種係統在實現上有很大的自由度，輔助性的中繼和協同性的用戶可以通過多種方法來部署，因此會存在大量不同的係統架構。下麵將對其中一些典型結構進行介紹。在此之前，先討論一下係統中的無綫信道和係統可挖掘的增益等問題。
　　1.2.1 信道無綫信道是理解協同係統增益的關鍵。在第2章中將會對無綫信道進行詳細討論，在此我們介紹一下其基本特徵。傳輸信號在無綫信道中會受到三個因素的影響：
　　路徑損耗。電磁波傳輸經過一定的距離後，對在足夠大的麵積上接收到的場強功率進行求平均計算就能得到與距離相關的功率損失，即路徑損耗，簡稱路損。對於特定的環境，路損一般都是以分貝為單位並隨著距離的增大而綫性降低。路損效應可以消弱乾擾的影響，但同樣也使有用信號減弱。因此，改善路損常常是技術研究中的一個目標。
　　陰影。在特定距離上某一半徑的麵積上接收功率會由於物體的隨機遮蔽而産生圍繞路損的一些波動，這種緩慢變化稱為陰影效應，用來錶示因傳輸距離相同而傳播環境不同所導緻的大尺度衰落的特徵。陰影一般是隨機的，常用以分貝dB形式錶示的高斯變量來建模。陰影是最影響現代通信係統的不利因素之一，因為它不能通過信道編碼之類的技術完全避免掉，常常導緻通信鏈路的不可用（通常被稱為中斷）。因此，任何可以改進陰影影響的技術都是非常值得研究的。衰落。相對於前兩者，這裏所說的衰落是在路損與陰影上的一種小尺度衰落，通常是由多徑傳播環境造成的。
　　如果由於快速移動性導緻信道衰落在符號間就發生變化，稱為快速衰落，否則稱為慢速衰落。一般情況下快衰信道可以利用閤適的信道編碼來獲得時間分集，而慢衰信道就不能獲得時間分集，常導緻鏈路中斷。如果多徑延遲大於符號周期，使得多個符號的副本之間是可以區分開的，則被稱為頻率選擇性信道；否則，稱之為頻率平坦信道。前者可通過閤適的信號處理技術來獲得頻率分集，後者不能提供頻率分集，常常會帶來鏈路中斷。提到中斷，最糟糕的場景就是慢衰且頻率平坦的信道，最好的場景就是快衰且頻率選擇性的信道。現代通信係統中信道是慢衰還是快衰，取決於收發設備的移動速度。然而，隨著技術的進步，符號周期越來越短，使得典型的信道都是頻率選擇性的，因而提供瞭足夠的使用分集的可能性。而通過技術改善加強分集增益，似乎是不再必要的。然而，正如1.5.3 節中所述的，分集（可靠性）總是被看做可與信息速率（容量）相互摺中，因而需要對這兩方麵都盡量同時優化。
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