Беспроводные коммуникации. Основы теории и технологии беспроводной связи (А.Голдсмит / 2011)
В книге "Беспроводные коммуникации. Основы теории и технологии беспроводной связи" приведен обзор беспроводных систем и стандартов, представлены характеристики беспроводных каналов, включая ограничения их пропускной способности. Детально рассматриваются различные методы модуляции и кодирования, а также схемы обработки сигнала, включая современную адаптивную модуляцию, технологии широкополосной передачи, подробно рассмотрены технологии многоэлементных антенных систем. Последние главы посвящены системам множественного доступа, созданию сотовых систем и специальных беспроводных систем.
Содержание книги "Беспроводные коммуникации. Основы теории и технологии беспроводной связи":
Содержание Предисловие Сокращения Обозначения Глава 1 Обзор систем беспроводной связи 1.1. История беспроводной связи 1.2. Перспективы развития беспроводной связи 1.3. Технические решения 1.4. Современные беспроводные системы 1.4.1. Сотовые телефонные системы 1.4.2. Беспроводные телефоны 1.4.3. Беспроводные локальные вычислительные сети - беспроводные ЛВС 1.4.4. Региональные беспроводные сети передачи данных 1.4.5. Широкополосный беспроводный доступ 1.4.6. Пейджинговые системы 1.4.7. Спутниковые сети 1.4.8. Недорогая радиосвязь малой мощности: Вluetooth и ZigBee 1.4.9. Системы сверхширокополосной радиосвязи 1.5. Беспроводный спектр 1.5.1. Методы распределения спектра 1.5.2. Распределение спектра частот в существующих системах 1.6. Стандарты задачи Литература Глава 2 Потери на трассе распространения радиоволн и экранирование 2.1. Распространение радиоволн 2.2. Модели передачи и приема сигнала 2.3. Потери при распространении сигнала в свободном пространстве 2.4. Построение траекторий лучей 2.4.1. Двулучевая модель 2.4.2. Десятилучевая модель (диэлектрическое ущелье) 2.4.3. Общая схема построения лучей 2.4.4. Среднее значение локальной принимаемой мощности 2.5. Экспериментальные модели потерь в тракте распространения сигнала 2.5.1. Модель Окумуры 2.5.2. Модель Хата 2.5.3. Расширенная модель COST 231 Хата 2.5.4. Кусочно-линейная модель (с несколькими склонами) 2.5.5. Параметры затухания при распространении внутри зданий 2.6. Упрощенная модель потерь в тракте передачи 2.7. Замирания экранирования 2.8. Комбинация потерь в тракте передачи и экранирования 2.9. Вероятность перерывов связи в тракте передачи из-за потерь и экранирования 2.10. Зона покрытия сотовой связи Задачи Литература Глава 3 Статистические модели каналов многолучевого распространения 3.1. Импульсная характеристика не стационарного канала 3.2. Модели замираний в узкополосных каналах 3.2.1. Автокорреляция, взаимная корреляция и спектральная плотность мощности 3.2.2. Огибающая и распределение мощности 3.2.3. Скорость пересечения уровней и средняя продолжительность замираний 3.2.4. Каналы с конечным числом состояний Маркова 3.3. Модели замираний в широкополосных каналах 3.3.1. Профиль задержек 3.3.2. Полоса когерентности 3.3.3. Доплеровский спектр мощности и время когерентности канала 3.3.4. Преобразования автокорреляции и функции рассеяния 3.4. Дискретно-временная модель 3.5. Пространственно-временные модели каналов Задачи Литература Глава 4 Пропускная способность беспроводных каналов 4.1. Пропускная способность канала с аддитивным белым гауссовым шумом - AWGN 4.2. Пропускная способность каналов с амплитудными замираниями 4.2.1. Модель канала и системы 4.2.2. Известная информация о канальном распределении 4.2.3. Наличие дополнительной информации о канале в приемнике 4.2.4. Наличие дополнительной информация о канале в передатчике и приемнике 4.2.5. Пропускная способность канала с разнесенным приемом 4.2.6. Сравнительная оценка пропускной способности 4.3. Пропускная способность каналов с частотно-селективными замираниями 4.3.1. Стационарные каналы 4.3.2. Не стационарные каналы Задачи Литература Глава 5 Цифровая модуляция и демодуляция 5.1. Анализ пространства сигналов 5.1.1. Модель сигнала и системы 5.1.2. Геометрическое представление сигналов 5.1.3. Структура приемник а и достаточная статистика 5.1.4. Области решений и критерий максимального правдоподобия 5.1.5. Вероятность ошибки и граница объединения 5.2. Принципы модуляции в ограниченной полосе пропускания 5.3. Амплитудная и фазовая модуляция 5.3.1. Амплитудно-импульсная модуляция - АИМ 5.3.2. Фазовая манипуляция - ФМН 5.3.3. Квадратурная амплитудная модуляция - КАМ 5.3.4. Относительная модуляция 5.3.5. Формирование созвездий 5.3.6. Квадратурный сдвиг 5.4. Частотная модуляция 5.4.1. Частотная манипуляция ЧМН и манипуляция с минимальным сдвигом (MSK) 5.4.2. Частотная манипуляция с непрерывной фазой - ЧМН-НФ 5.4.3. Некогерентное детектирование при ЧМН 5.5. Формирование импульсов 5.б. Символьная синхронизация и восстановление фазы несущего сигнала 5.б.1. Структура приемника с восстановлением тактовой частоты и фазы 5.6.2. Оценка фазы по критерию максимального правдоподобия 5.б.3. Оценка сигнала тактовой частоты по критерию максимального правдоподобия Задачи Литература Глава 6 Характеристики цифровой модуляции в беспроводных каналах б.1. Каналы с аддитивным белым шумом AWGN б.1.1. Отношение сигнал-шум и энергия на бит или символ б.1.2. Вероятность ошибки при ФМ2 и ФМ4 б.1.3. Вероятность ошибки при ФМН б.1.4. Вероятность ошибки при АИМ и КАМ б.1.5. Вероятность ошибки при ЧМН и ЧМН-НФ б.1.б. Приближенные значения вероятности ошибки при когерентной модуляции 6.1.7. Вероятность ошибки при относительной модуляции 6.2. Альтернативное представление Q-Функции 6.3. Замирания 6.3.1. Вероятность перерывов радиосвязи 6.3.2. Средняя вероятность ошибки 6.3.3. Расчет средней вероятности ошибки через производящую функцию моментов 6.3.4. Комбинация вероятности нарушения связи со средней вероятностью ошибки 6.4. Доплеровское расширение 6.5. Межсимвольная интерференция Задачи Литература Глава 7 Разнесение сигналов на приеме и передаче 7.1. Реализация каналов снезависимыми замираниями 7.2. Разнесение сигналов в приемнике 7.2.1. Модель системы 7.2.2. Селективное объединение 7.2.3. Пороговое объединение 7.2.4. Суммирование дифференциально-взвешенных сигналов 7.2.5. Линейное объединение сигналов равной мощности 7.3. Разнесение сигналов в передатчике 7.3.1. Информация о канале, известная передатчику 7.3.2. Схема Аламоути - передатчику неизвестна информация о канале 7.4. Анализ разнесения с помощью производящих функций моментов 7.4.1. Анализ разнесенного приема при дифференциальном взвешивании MRC 7.4.2. Анализ разнесения при линейном ЕСС и селективном SC сложении сигналов 7.4.3. Анализ разнесенного приема при некогерентной и дифференциальной когерентной модуляции Задачи Литература Глава 8 Кодирование в беспроводных каналах 8.1. Обзор систем кодирования 8.2. Линейные блочные коды 8.2.1. Двоичные линейные блочные коды 8.2.2. Порождающая матрица 8.2.3. Матрица контроля четности и синдромный контроль 8.2.4. Циклические коды 8.2.5.Декодирование с жестким решением 8.2.6.Вероятность ошибки при декодировании с жестким решением в канале с аддитивным белым шумом AWGN 8.2.7. Вероятность ошибки при декодировании с мягким решением в канале с аддитивным белым шумом AWGN 8.2.8. Примеры распространенных линейных блочных кодов 8.2.9. Недвоичные блочные коды: код Рида-Соломона 8.3. Сверточные коды 8.3.1. Характеристика кода: решетчатая диаграмма 8.3.2.Декодирование методом максимального правдоподобия 8.3.3.Алгоритм Витерби 8.3.4.Свойства расстояния 8.3.5.Диаграммы состояния и передаточные функции 8.3.6. Вероятность ошибки сверточных кодов 8.4. Каскадные коды 8.5. Турбо-коды 8.6. Коды с проверкой на четность низкой плотности 8.7. Кодовая модуляция 8.8. Кодирование и чередование в каналах с замираниями 8.8.1. Блочное кодирование с чередованием 8.8.2. Сверточное кодирование с чередованием 8.8.3. Кодовая модуляция с чередованием символов/бит 8.9. Коды с неравномерной защитой от ошибок 8.10. Совместное кодирование источника и канала Задачи Литература Глава 9 Адаптивная модуляция и кодирование 9.1. Система с адаптивной передачей 9.2. Методы адаптации 9.2.1. Методы адаптации, основанные на изменении скорости передачи 9.2.2. Методы адаптации, основанные на изменении мощности 9.2.3. Различная вероятность ошибки 9.2.4. Методы переменного кодирования 9.2.5. Гибридные методы 9.3. МКАМ с переменной скоростью и переменной мощностью 9.3.1. Граничные значения вероятности ошибок 9.3.2. Схемы с адаптацией скорости и мощности 9.3.3. Инверсия в канале с фиксированной скоростью 9.3.4. Адаптация при дискретной скорости 9.3.5. Средняя продолжительность зоны замираний 9.3.6. Точная вероятность цифровой ошибки в сравнении с приближенноЙ 9.3.7. Ошибка оценивания и задержка 9.3.8. Адаптивная кодовая модуляция 9.4. Основные виды многоуровневой модуляции 9.4.1. Адаптация с непрерывной скоростью 9.4.2. Адаптация с дискретной скоростью 9.4.3. Среднее заданное значение коэффициента ошибок BER 9.5. Адаптивные методы при сочетании быстрых и медленных замираниЙ Задачи Литература Глава 10 Многоэлементные антенны и пространственно-временные методы передачи 10.1. Модель узкополосного канала MIMO 10.2. Параллельное разложение канала MIMO 10.3. Пропускная способность канала MIMO 10.3.1. Статичные каналы 10.3.2. Каналы с замираниями 10.4. Выигрыш от разнесения в системах MIMO: формирование диаграммы направленности антенны 10.5. Компромиссы между разнесенным приемом и мультиплексированием 10.6. Пространственно-временная модуляция и кодирование 10.6.1. Детектирование по максимуму правдоподобия и вероятность парной ошибки 10.6.2. Критерии ранга и определителя 10.6.3. Пространственно-временные решетчатые и блочные коды 10.6.4. Пространственное мультиплексирование и архитектуры BLAST 10.7. Каналы MIMO с частотно-селективными замираниями 10.8. Умные антенны Задачи Литература Глава 11 Выравнивание - коррекция каналов 11.1. Повышение корректором шума 11.2. Типы выравнивателей 11.3. Сжатый спектр и условия передачи без межсимвольных искажений ISI 11.4. Линейные корректоры 11.4.1. Фильтры с обращением в нуль незначащих коэффициентов (ZF) 11.4.2. Корректоры с минимальной среднеквадратичной ошибкой (MMSE) 11.5. Максимально правдоподобная оценка последовательности 11.6. Выравнивание с решающей обратной связью 11.7. Другие методы выравнивания канала 11.8. Адаптивные фильтры: настройка и слежение Задачи Литература Глава 12 Модуляция на нескольких несущих 12.1. Передача информации с использованием нескольких несущих 12.2. Модуляция на нескольких несущих с перекрывающимися подканалами 12.3. Ослабление замираний поднесущей 12.3.1. Кодирование с чередованием по времени и частоте 12.3.2. Коррекция частоты 12.3.3. Предварительное кодирование 12.3.4. Адаптивная нагрузка 12.4. Дискретная реализация модуляции на нескольких несущих 12.4.1. ДПФ и его свойства 12.4.2. Циклический префикс 12.4.3. Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов - ортогональное ЧРК-ОЧРК 12.4.4. Матричное представление ОЧРК 12.4.5. Векторное кодирование 12.5. Проблемы систем с несколькими несущими 12.5.1. Отношение пиковой и средней мощностей 12.5.2. Частотный и временной сдвиг 12.6. Рассмотрение конкретного случая: стандарт локальных беспроводных сетей IEEE 802.11а Задачи Литература Глава 13 Широкополосные системы передачи 13.1. Принципы широкополосной передачи 13.2. Метод расширения спектра прямой последовательностью - DSSS 13.2.1. Модель системы DSSS 13.2.2. Расширяющие коды для подавления межсимвольных помех ISI: случайные, псевдослучайные и m-последовательности 13.2.3. Синхронизация 13.2.4. Приемники RAKE 13.3. Расширение спектра методом скачкообразной перестройки частоты (FHSS) 13.4. Многопользовательские многоканальные системы с модуляцией прямой последовательностью DSSS 13.4.1. Расширяющие коды в многопользовательской DSSS 13.4.2. Нисходящие каналы 13.4.3. Каналы восходящего направления 13.4.4. Многоканальное детектирование 13.4.5. Многочастотная МДКР (CDMA) - MC-CDMA 13.5. Многопользовательская - многоканальная система с расширением спектра методом частотного скачка FHSS Задачи Литература Глава 14 Многопользовательские многоканальные системы 14.1. Групповые (многопользовательские) каналы радиодоступа: восходящий и нисходящий каналы 14.2. Многостанционный доступ 14.2.1. Многостанционный доступ с частотным разделением - МДЧР (FDMA) 14.2.2. Многостанционный доступ с временным разделением - МДВР (TDMA) 14.2.3. Многостанционный доступ с кодовым разделением - МДКР (CDMA) 14.2.4. Многостанционный доступ с пространственным разделением - МДПР (SDMA) 14.2.5. Гибридные методы 14.3. Случайный доступ 14.3.1. Простой алгоритм ALOHA 14.3.2. Синхронизированный алгоритм ALOHA 14.3.3. Многостанционный доступ с контролем несущей - CSMA 14.3.4. Планирование 14.4. Регулирование мощности 14.5. Пропускная способность нисходящего (вещательного) канала 14.5.1. Модель канала 14.5.2. Пропускная способность канала с аддитивным белым шумом AWGN 14.5.3. Общие данные 14.5.4. Пропускная способность при замираниях 14.5.5. Пропускная способность многоэлементных антенн 14.6. Пропускная способность канала восходящего направления (многостанционный доступ) 14.6.1. Пропускная способность канала с аддитивным белым гауссовым шумом AWGN 14.6.2. Емкость канала при замираниях 14.6.3. Емкость каналов с многоэлементными антеннами 14.7. Двойственность восходящего и нисходящего направлений канала связи 14.8. Разнесение каналов многих пользователей 14.9. Многопользовательские системы MIMO задачи Литература Глава 15 Сотовые системы и беспроводные сети с базовой инфраструктурой 15.1. Основы сотовых систем 15.2. Повторное использование каналов 15.3. Емкость соты и отношение сигнал-помеха 15.3.1. Ортогональные системы МДВР (TDMA) и МДЧР (FDMA) 15.3.2. Неортогональные системы МДКР (CDMA) 15.4. Методы снижения помех 15.5. Динамическое распределение ресурсов 15.5.1. Планирование 15.5.2. Динамическое распределение каналов 15.5.3. Регулирование мощности 15.6. Основополагающие ограничения скорости 15.6.1. Пропускная способность Шеннона в сотовых сетях 15.6.2. Эффективность использования спектральной области Задачи Литература Глава 16 Специализированные беспроводные сети 16.1. Приложения 16.1.1. Сети передачи данных 16.1.2. Сети зданий 16.1.3. Сети устройств 16.1.4. Сети датчиков 16.1.5. Распределенные системы управления 16.2. Принципы разработки и трудности 16.3. Уровни протоколов 16.3.1. Разработка физического слоя 16.3.2. Разработка уровня доступа 16.3.3. Разработка сетевого уровня 16.3.4. Разработка транспортного уровня 16.3.5. Разработка прикладного уровня 16.4. Межуровневое проектирование 16.5. Предельная пропускная способность сети 16.6. Сети с ограничениями по энергопотреблению 16.6.1. Модуляция и кодирование 16.6.2. Системы MIMO и MIMO с взаимодействием 16.6.3. Доступ, маршрутизация и режим ожидания 16.6.4. Межуровневое проектирование в условиях ограниченного энергоснабжения 16.6.5. Пропускная способность на единицу энергии задачи Литература Приложение А Представление полосовых сигналов и Каналов Приложение Б Теория вероятностей, случайные величины и случайные процессы Б.1. Теория вероятностей Б.2. Случайные величины Б.3. Случайные процессы Б.4. Гауссовские процессы Литература Приложение В Матрицы: определения, операции и свойства В.1. Матрицы и векторы В.2. Операции с матрицами и векторами В.3. Разложение матриц Литература Приложение Г Обзор стандартов беспроводной связи Г.1. Стандарты сотовой телефон:fIИ Г.1.1. Аналоговые системы первого поколения Г.1.2. Цифровые системы второго поколения Г.1.3. Эволюция систем второго поколения Г.1.4. Системы третьего поколения Г.2. Беспроводные локальные сети Г.3. Стандарты беспроводных сетей ближней связи Литература Предметный указатель
Название: Беспроводные коммуникации. Основы теории и технологии беспроводной связи Серия: "Мир радиоэлектроники" Год: 2011 Издательство: Техносфера ISBN: 978-5-94836-176-5 Отрасль (жанр):Связь Формат: PDF Качество: Хороший скан Количество страниц: 904 с илл. Размер: 48 Mb
Скачать книгу "Беспроводные коммуникации. Основы теории и технологии беспроводной связи" (А.Голдсмит / 2011):
