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无线通信新协议与新算法

作译者：吴湛击

出版时间：2013-05 千字数：640 版次：01-01 页数：400

开本：16(185*260) 装帧： I S B N ：9787121200496

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目    录
第1部分  背景及概述
第1章  移动通信发展概述	2
1.1  移动通信发展历程	2
1.2  目前移动通信的发展情况	6
1.3  未来移动通信的发展趋势	9
1.4  本书结构	11
1.5  本章小结	11
第2部分  LTE标准介绍
第2章  LTE概述	14
2.1  LTE简介	14
2.2  LTE启动背景	14
2.3  3GPP简介	15
2.3.1  3GPP的组织结构	15
2.3.2  3GPP技术规范的版本划分	16
2.4  LTE技术特点	21
2.5  LTE基本需求	21
2.5.1  峰值速率和峰值频谱效率	22
2.5.2  小区吞吐量和频谱效率	23
2.5.3  语音容量	23
2.5.4  移动性和小区范围	24
2.5.5  广播模式性能	24
2.5.6  用户平面时延	24
2.5.7  控制平面时延和容量	25
2.6  LTE无线传输技术介绍	25
2.6.1  双工方式	25
2.6.2  多址技术	27
2.6.3  MIMO技术	30
2.7  LTE与HSDPA、WiMAX对比	41
2.7.1  调制技术	41
2.7.2  ARQ机制	41
2.7.3  资源管理调度机制	42
2.7.4  网络结构	43
2.8  本章小结	45
第3章  LTE物理层协议	46
3.1  物理层概述	47
3.1.1  协议框架	47
3.1.2  物理层功能	47
3.1.3  物理层协议概要	48
3.1.4  帧结构	49
3.2  上行物理信道与调制	51
3.2.1  物理信道和物理信号	51
3.2.2  时隙结构和物理资源粒子	51
3.2.3  物理上行共享信道	52
3.2.4  物理上行控制信道	57
3.2.5  参考信号	63
3.2.6  伪随机序列产生	72
3.3  下行物理信道与调制	73
3.3.1  物理信道和物理信号	73
3.3.2  时隙结构和物理资源粒子	73
3.3.3  下行物理信道的一般结构	76
3.3.4  物理下行共享信道	85
3.3.5  物理多播信道	85
3.3.6  物理广播信道	85
3.3.7  物理控制格式指示信道	86
3.3.8  物理下行控制信道	88
3.3.9  物理HARQ指示信道	89
3.3.10  参考信号	94
3.3.11  同步信号	104
3.3.12  OFDM基带信号的产生	107
3.3.13  调制和上变换	107
3.4  复用与信道编码	108
3.4.1  一般流程	108
3.4.2  上行传输信道和控制信息	118
3.4.3  下行传输信息和控制信息	139
3.5  物理层过程	153
3.5.1  同步过程	153
3.5.2  功率控制	153
3.5.3  随机接入过程	156
3.5.4  物理下行共享信道相关过程	156
3.5.5  物理上行共享信道相关过程	158
3.5.6  物理下行控制信道过程	160
3.5.7  物理上行控制信道过程	162
3.6  物理层测量	162
3.6.1  UE/E-UTRAN的测量控制	162
3.6.2  用于E-UTRA的测量能力	163
3.7  本章小结	166
第4章  LTE无线传输系统设计	167
4.1  资源映射与调度	167
4.1.1  下行资源映射	167
4.1.2  上行资源映射	172
4.1.3  资源调度和CQI测量	174
4.2  协议框架	176
4.2.1  协议总框架	176
4.2.2  无线接口协议栈	178
4.2.3  层1（L1）协议框架	179
4.2.4  层2（L2）协议框架	181
4.2.5  层3（L3）协议框架	186
4.3  本章小结	186
第5章  应用于LTE的联合编码调制技术	187
5.1  联合编码调制分集技术背景	187
5.2  联合编码调制分集技术概述	187
5.3  适用于LTE的联合编码调制分集技术	190
5.3.1  适用于LTE的JCMD-SISO-OFDM系统	190
5.3.2  适用于LTE的JCMD-MIMO-OFDM系统	191
5.3.3  适用于LTE的联合编码调制分集关键技术	192
5.4  本章小结	199
第6章  适用于LTE的联合编码调制 分集技术性能仿真	200
6.1  适用于LTE的JCMD-SISO-OFDM系统仿真分析	200
6.1.1  仿真参数	200
6.1.2  最优旋转角度	201
6.1.3  仿真曲线	201
6.1.4  仿真总结	204
6.2  适用于LTE的JCMD-MIMO-OFDM系统仿真分析	205
6.2.1  最优旋转角度	206
6.2.2  仿真曲线	206
6.2.3  仿真总结	208
6.3  本章小结	208
 
第3部分  IEEE 802.11无线标准介绍
第7章  无线局域网发展概述	210
7.1  无线局域网概述	210
7.2  无线局域网发展历程	210
7.3  无线局域网特点	212
7.4  未来无线局域网的发展方向	212
7.5  本章小结	213
第8章  IEEE 802.11ac标准介绍	214
8.1  IEEE 802.11ac标准背景介绍	214
8.2  IEEE 802.11ac标准的主要特征	214
8.3  IEEE 802.11ac标准的环境与应用场景	215
8.4  MAC帧格式	215
8.4.1  帧的一般格式	215
8.4.2  各种帧字段的格式	216
8.4.3  各种帧类型的格式	228
8.5  物理层	244
8.5.1  信道划分	244
8.5.2  802.11ac物理层关键技术	244
8.5.3  传输框图	246
8.5.4  时间相关参数	248
8.5.5  VHT数据字段	249
8.5.6  传输波束赋形	264
8.6  VHT MCS参数	272
8.7  附录	273
8.8  本章小结	276
第9章  IEEE 802.11ah标准介绍	277
9.1  IEEE 802.11ah标准背景介绍	277
9.2  IEEE 802.11ah标准主要特征	277
9.3  IEEE 802.11ah标准的环境与应用场景	277
9.4  MAC层	278
9.5  物理层	278
9.5.1  信道划分	279
9.5.2  数据发送流图	280
9.5.3  MCS0- 2x Repetition mode	280
9.5.4  编码调制方案	281
9.5.5  子载波	281
9.5.6  空间复用	281
9.6  802.11ah信道模型	281
9.6.1  室内信道模型	282
9.6.2  室外信道模型	283
9.7  兼容MCS0-BCC传输方案	284
9.7.1  传输方案方框图	284
9.7.2  BCC编码器介绍	284
9.7.3  仿真分析	285
9.8  本章小结	286
第10章  IEEE 802.11ad标准介绍	287
10.1  IEEE 802.11ad标准背景介绍	287
10.2  MAC帧格式及MAC架构	288
10.2.1  MAC帧格式	288
10.2.2  MAC架构	288
10.3  DBand物理层	290
10.3.1  信道划分	290
10.3.2  传输掩谱	291
10.3.3  时间相关参数	291
10.3.4  信号的数学描述	292
10.3.5  OFDM PHY和SC PHY的头检测序列	293
10.3.6  加窗函数	293
10.3.7  LDPC校验矩阵	294
10.3.8  加扰	295
10.3.9  DBand控制PHY	295
10.3.10  DBand OFDM PHY	298
10.3.11  DBand SC PHY	304
10.3.12  DBand低功率SC PHY	308
10.3.13  传输波束赋形	311
10.3.14  格雷序列	314
10.4  本章小结	315
第11章  适用于无线局域网的联合 编码调制分集技术	316
11.1  适用于无线局域网的联合编码调制分集方案	316
11.2  适用于无线局域网的联合编码调制分集技术性能仿真	317
11.2.1  802.11ac标准中的相关仿真	317
11.2.2  802.11ah标准中的相关仿真	320
11.3  本章小结	322
第12章  无线体域网标准介绍	323
12.1  无线体域网简介	323
12.2  IEEE 802.15.6标准简介	324
12.3  MAC帧格式及MAC功能	324
12.3.1  MAC帧格式	324
12.3.2  MAC功能	325
12.4  窄带物理层	335
12.4.1  数据速率相关参数	335
12.4.2  PLCP 前导码	337
12.4.3  PLCP帧头	338
12.4.4  PSDU	341
12.4.5  调制	344
12.4.6  需求	346
12.4.7  窄带物理层仿真与研究	347
12.5  超宽带物理层	352
12.5.1  操作模式	352
12.5.2  UWB物理层帧结构	352
12.5.3  PSDU构建	352
12.5.4  PHR构建	355
12.5.5  同步帧头	357
12.5.6  IR-UWB符号结构	358
12.5.7  UWB调制	360
12.5.8  IR-UWB PSDU时间参数	364
12.5.9  频段划分和发送掩谱	365
12.5.10  IR-UWB脉冲成形	366
12.5.11  类型Ⅱ混合ARQ机制	369
12.5.12  FM-UWB	370
12.6  人体通信物理层	372
12.6.1  HBC包结构	373
12.6.2  HBC发送机	373
12.6.3  PLCP前导码	374
12.6.4  物理层帧头	376
12.6.5  PSDU	377
12.7  本章小结	379
术语表	380
参考文献	386

前    言
作为下一代移动通信技术，LTE能实现海量数据的快速传输，它经济、高效，使频谱使用达到最佳效果。随着速度的提高和时延的缩短，专业用户能在移动状态中，轻松使用如视频通信和在线游戏等各种应用。LTE将会满足未来各类增强型移动互联网新应用。LTE是当前通信领域中的一项重要技术突破，也是实现未来高速宽带通信的关键技术之一，无论在后三代（B3G）或第四代（4G）移动通信中，还是在未来无线互联网多媒体通信中都有着广阔的应用前景。
自2004年年底3G长期演进（LTE）研究与标准化工作以来，经历了8年多紧张的工作，已经完成了R8、R9、R10三个版本标志的制定。但LTE作为一项几乎全新的技术与之前的移动通信技术在很多方面有着巨大的差异，为此就需要越来越多与LTE相关的文章和书籍来帮助读者学习。本书首先介绍了LTE的基本原理及应用，适合于入门读者，同时针对MAC架构和物理层关键技术进行了详细的介绍，加入了作者在该领域的多年潜心研究工作，可满足从事相关课题研究与系统研制人员的研发需要。
与此同时，随着无线通信技术的广泛应用，传统局域网络已经越来越不能满足人们的需求了。于是无线局域网应运而生。802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，用于解决办公室局域网和校园网中的用户与用户终端的无线接入。从最初的主流标准802.11a、802.11b到如今的802.11n，以及正在讨论制定的802.11ac、802.11ad等，已经逐步走向了成熟阶段。
无线网络的优势有目共睹，然而对于以上所述各协议，国内介绍相关内容的书籍少之又少。作者长期从事相关协议的研究工作，现为IEEE标准协会投票会员，对于推进协议的进展做出了一定的贡献。为帮助国内读者了解最新相关的协议动态，作者花了较长时间，对自己在协议方面的相关工作做了一定的整理，以供大家参考。本书与其他这类书籍的不同之处在于，在用文字对协议标准进行解读的同时，还用大量的图形进行了分析，为读者说明了标准制定的依据，这样更有利于读者对协议的理解与应用。本书立足最新IEEE协议讨论发展动向，选取最新协议标准IEEE 802.11ac、ah、ad作为介绍对象，这些标准都处于讨论成形的关键时期，本书的介绍有助于提高我国科研人员对相关标准的进一步了解。
除此之外，本书还针对无线体域网进行了较为深入的介绍说明。IEEE 802.15.6协议标准是目前国际上公认的一款适用于健康信息采集的未来超短距无线体域网协议标准。本书针对该协议进行了详细的介绍，书中的成果有助于提高我国在相关领域的技术标准优势。本书可作为高等院校通信与电子系统方面的研究生教材或参考书，也可作为LTE或 IEEE 802.11协议标准方面研发人员的参考书。
本书的研究工作得到了国家重大专项（2009ZX03003-011-03）、国家自然科学基金（60702050和61171101）和教育部重点研究项目（109013）的大力资助，我们对这些单位深表谢意。本书也得到了吴伟陵和王文博教授的很多指导和帮助，同时孙韶辉、孟德香、梁双春、刘光毅、罗振东、彭涛、黄善国、李云洲、吴斌、费泽松、程龙龙、周一青、肖治宇、常德远、郑辰、孙博等博士也给予了很多宝贵建议和帮助，也一并致以由衷的谢意。我指导的研究生高翔、吴广豪、王悦超、史永涛等同学也做了大量的工作和贡献，也向他们表达谢意。
由于作者学识有限，书中难免有错误之处，希望读者不吝赐教。

作  者     
2012.12

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