john_wanghe
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当今无线界世界级大师Goldsmith巨著——Wireless Communications
绝对经典的无线通信教材——Wireless Communications——当今无线界世界级大师Goldsmith巨著
作无线物理层必读
有人要介绍，我把目录贴在这里吧，实在不知道怎么介绍，这本书主要讲物理层的先进技术，具体的目录里都有，具体的技术就没法介绍了吧，你要是学这个的都会知道，没学过的，讲三天你也不懂，大家各取所需吧
Contents
1 Overview of Wireless Communications 1
1.1 History ofWireless Communications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Wireless Vision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 Technical Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 CurrentWireless Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.1 Cellular Telephone Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.2 Cordless Phones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4.3 Wireless LANs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.4.4 Wide AreaWireless Data Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4.5 Fixed Wireless Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.6 Paging Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.7 Satellite Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4.8 Bluetooth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4.9 OtherWireless Systems and Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5 TheWireless Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5.1 Methods for Spectrum Allocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5.2 SpectrumAllocations for Existing Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.6 Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2 Path Loss and Shadowing 27
2.1 Radio Wave Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.2 Transmit and Receive Signal Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3 Free-Space Path Loss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4 Ray Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.4.1 Two-RayModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.4.2 Dielectric Canyon (Ten-RayModel) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.4.3 General Ray Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.5 Simplified Path LossModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.6 Empirical Path LossModels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.6.1 Okumura’sModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.6.2 HataModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.6.3 COST231 Extension to HataModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.6.4 Walfisch/BertoniModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.6.5 Piecewise Linear (Multi-Slope) Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.6.6 Indoor Propagation Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.7 Shadow Fading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
iii
2.8 Combined Path Loss and Shadowing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.9 Outage Probability under Path Loss and Shadowing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.10 Cell Coverage Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3 Statistical Multipath Channel Models 65
3.1 Time-Varying Channel Impulse Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.2 Narrowband fadingmodels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.2.1 Autocorrelation, Cross Correlation, and Power Spectral Density . . . . . . . . . . . 71
3.2.2 Envelope and Power Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.2.3 Level Crossing Rate and Average Fade Duration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.2.4 Finite StateMarkovModels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.3 Wideband FadingModels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.3.1 Power Delay Profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.3.2 Coherence Bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.3.3 Doppler Power Spectrum and Channel Coherence Time . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.3.4 Transforms for Autocorrelation and Scattering Functions . . . . . . . . . . . . . . 89
3.4 Discrete-TimeModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.5 Space-Time ChannelModels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4 Capacity of Wireless Channels 99
4.1 Capacity in AWGN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.2 Capacity of Flat-Fading Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.2.1 Channel and SystemModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.2.2 Channel Distribution Information (CDI) Known . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.2.3 Channel Side Information at Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.2.4 Channel Side Information at the Transmitter and Receiver . . . . . . . . . . . . . 106
4.2.5 Capacity with Receiver Diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.2.6 Capacity Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.3 Capacity of Frequency-Selective Fading Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.3.1 Time-Invariant Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.3.2 Time-Varying Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5 Digital Modulation and Detection 127
5.1 Signal Space Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.1.1 Signal and SystemModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.1.2 Geometric Representation of Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.1.3 Receiver Structure and Sufficient Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.1.4 Decision Regions and the Maximum Likelihood Decision Criterion . . . . . . . . . 135
5.1.5 Error Probability and the Union Bound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
5.2 PassbandModulation Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.3 Amplitude and PhaseModulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.3.1 Pulse AmplitudeModulation (MPAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.3.2 Phase Shift Keying (MPSK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.3.3 Quadrature AmplitudeModulation (MQAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.3.4 DifferentialModulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.3.5 Constellation Shaping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
5.3.6 Quadrature Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.4 FrequencyModulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.4.1 Frequency Shift Keying (FSK) and Minimum Shift Keying (MSK) . . . . . . . . . 153
5.4.2 Continuous-Phase FSK (CPFSK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
5.4.3 Noncoherent Detection of FSK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.5 Pulse Shaping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
5.6 Symbol Synchronization and Carrier Phase Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5.6.1 Receiver Structure with Phase and Timing Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5.6.2 MaximumLikelihood Phase Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.6.3 Maximum-Likelihood Timing Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
6 Performance of Digital Modulation over Wireless Channels 173
6.1 AWGN Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
6.1.1 Signal-to-Noise Power Ratio and Bit/Symbol Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
6.1.2 Error Probability for BPSK and QPSK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
6.1.3 Error Probability for MPSK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
6.1.4 Error Probability for MPAM and MQAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.1.5 Error Probability for FSK and CPFSK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
6.1.6 Error Probability Approximation for Coherent Modulations . . . . . . . . . . . . . 180
6.1.7 Error Probability for Differential Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
6.2 Alternate Q Function Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
6.3 Fading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
6.3.1 Outage Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6.3.2 Average Probability of Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
6.3.3 Moment Generating Function Approach to Average Error Probability . . . . . . . 186
6.3.4 Combined Outage and Average Error Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
6.4 Doppler Spread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
6.5 Intersymbol Interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
7 Diversity 205
7.1 Realization of Independent Fading Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
7.2 Receiver Diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.2.1 SystemModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.2.2 Selection Combining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
7.2.3 Threshold Combining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
7.2.4 Maximal Ratio Combining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.2.5 Equal-Gain Combining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
7.3 Transmitter Diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.3.1 Channel Known at Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.3.2 Channel Unknown at Transmitter - The Alamouti Scheme . . . . . . . . . . . . . . 219
7.4 Moment Generating Functions in Diversity Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
7.4.1 Diversity Analysis forMRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
7.4.2 Diversity Analysis for EGC and SC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
7.4.3 Diversity Analysis for Noncoherent and Differentially Coherent Modulation . . . . 224
8 Coding for Wireless Channels 229
8.1 Code Design Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2 Linear Block Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
8.2.1 Binary Linear Block Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
8.2.2 GeneratorMatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
8.2.3 Parity CheckMatrix and Syndrome Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
8.2.4 Cyclic Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
8.2.5 Hard Decision Decoding (HDD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
8.2.6 Probability of Error for HDD in AWGN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
8.2.7 Probability of Error for SDD in AWGN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
8.2.8 Common Linear Block Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
8.2.9 Nonbinary Block Codes: the Reed Solomon Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
8.2.10 Block Coding and Interleaving for Fading Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
8.3 Convolutional Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
8.3.1 Code Characterization: Trellis Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
8.3.2 MaximumLikelihood Decoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
8.3.3 The Viterbi Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
8.3.4 Distance Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
8.3.5 State Diagrams and Transfer Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
8.3.6 Error Probability for Convolutional Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
8.3.7 Convolutional Coding and Interleaving for Fading Channels . . . . . . . . . . . . . 259
8.4 Concatenated Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
8.5 Turbo Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
8.6 Low Density Parity Check Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
8.7 CodedModulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
8.7.1 CodedModulation for AWGN Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
8.7.2 CodedModulation with Interleaving for Fading Channels . . . . . . . . . . . . . . 268
8.8 Unequal Error Protection Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
8.9 Joint Source and Channel Coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9 Adaptive Modulation and Coding 281
9.1 Adaptive Transmission System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
9.2 Adaptive Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.2.1 Variable-Rate Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.2.2 Variable-Power Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
9.2.3 Variable Error Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
9.2.4 Variable-Coding Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
9.2.5 Hybrid Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
9.3 Variable-Rate Variable-PowerMQAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
9.3.1 Error Probability Bounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
9.3.2 Adaptive Rate and Power Schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
9.3.3 Channel Inversion with Fixed Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
9.3.4 Discrete Rate Adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
9.3.5 Average Fade Region Duration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
9.3.6 Exact versus Approximate Pb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
9.3.7 Channel Estimation Error and Delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
9.3.8 Adaptive CodedModulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
9.4 General M-aryModulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
9.4.1 Continuous Rate Adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
9.4.2 Discrete Rate Adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
9.4.3 Average BER Target . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
9.5 Adaptive Techniques in Combined Fast and Slow Fading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
10 Multiple Antennas and Space-Time Communications 317
10.1 Narrowband MIMO Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
10.2 Parallel Decomposition of the MIMO Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
10.3 MIMO Channel Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
10.3.1 Static Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
10.3.2 Fading Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
10.4 Diversity/Multiplexing Tradeoffs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
10.5 Space-TimeModulation and Coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
10.5.1 ML Detection and Pairwise Error Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
10.5.2 Rank and Determinant Criterion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
10.5.3 Space-Time Trellis and Block Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
10.5.4 SpatialMultiplexing and BLAST Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
10.6 Frequency-Selective MIMO Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
10.7 Smart Antennas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
11 Equalization 343
11.1 Equalizer Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
11.2 Folded Spectrum and ISI-Free Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
11.3 Linear Equalizers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
11.3.1 Zero Forcing (ZF) Equalizers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
11.3.2 MinimumMean Square Error (MMSE) Equalizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
11.4 MaximumLikelihood Sequence Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
11.5 Decision-Feedback Equalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
11.6 Equalizer Training and Tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
12 Multicarrier Modulation 359
12.1 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
12.2 Discrete Implementation of OFDM(DiscreteMultitone) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
12.3 Fading across Subcarriers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
12.3.1 Frequency Equalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
12.3.2 Precoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
12.3.3 Adaptive Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
12.3.4 Coding across Subchannels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
13 Spread Spectrum and RAKE Receivers 371
13.1 Spread SpectrumModulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
13.2 Pseudorandom (PN) Sequences (Spreading Codes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
13.3 Direct Sequence Spread Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
13.4 RAKE receivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
13.5 Spread Spectrum Multiple Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
13.5.1 Spreading Codes for Multiple Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
13.5.2 Broadcast Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
13.5.3 Multiple Access Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
13.5.4 Multiuser Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
13.6 Frequency-Hopping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
14 Multiuser Systems 389
14.1 Multiuser Channels: Broadcast and Multiple Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
14.2 Multiple Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
14.2.1 Frequency Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
14.2.2 Time-Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
14.2.3 Code-Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
14.2.4 Standards Debate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
14.3 Broadcast Channel Capacity Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
14.3.1 The AWGN Broadcast ChannelModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
14.3.2 Capacity Region in AWGN under TD, FD, and CD . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
14.3.3 Fading Broadcast Channel Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
14.4 Multiple Access Channel Capacity Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
14.4.1 The AWGN Multiple Access Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
14.4.2 Fading Multiaccess Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
14.5 Random Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
14.6 Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
14.7 Power Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
15 Cellular Systems and Infrastructure-Based Wireless Networks 411
15.1 Cellular System Design. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
15.2 Frequency Reuse in Cellular Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
15.2.1 Frequency Reuse in Code-Division Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
15.2.2 Frequency Reuse in Time and Frequency Division Systems . . . . . . . . . . . . . 413
15.3 Dynamic Resource Allocation in Cellular Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
15.4 Area Spectral Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
15.5 InterferenceModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
15.5.1 Reuse Distance,Multicell Capacity, and Area Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . 416
15.5.2 Efficiency Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
15.6 Power Control Impact on Interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
15.7 InterferenceMitigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
16 Ad-Hoc Wireless Networks 427
16.0.1 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
16.0.2 Cross Layer Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
16.1 Link Design Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
16.1.1 Fundamental Capacity Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
16.1.2 Coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
16.1.3 Multiple Antennas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
16.1.4 Power control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
16.1.5 Adaptive Resource Allocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
16.2 Medium Access Control Design Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
16.3 Network Design Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
16.3.1 Neighbor Discovery and Network Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
16.4 Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
16.4.1 Scalability and Distributed Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
16.4.2 Network Capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
16.5 Application Design Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
16.5.1 Adaptive QoS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
16.5.2 Application Adaptation and Cross Layer Design Revisited . . . . . . . . . . . . . . 446
[ 本帖最后由 john_wanghe 于 07-1-15 21:05 编辑 ]
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