OQAM/FBMC通信系统原理与技术

目录
《信息科学技术学术著作丛书》序
前言
第1章 绪论 1
1.1 移动通信的发展进程 1
1.2 多载波移动通信的演进历史 3
1.2.1 单载波与多载波调制 3
1.2.2 多载波调制 4
1.2.3 三种类型的滤波器组多载波系统 5
1.2.4 OQAM/FBMC和OFDM对比 8
参考文献 13
第2章 移动通信信道特征 14
2.1 大尺度衰落 15
2.2 小尺度衰落 16
2.2.1 多径效应 17
2.2.2 频率选择性衰落 18
2.2.3 时间选择性衰落 19
2.3 实际信道模型 20
参考文献 20
第3章 移动通信调制技术的演进 21
3.1 模拟调制 21
3.1.1 幅度调制 21
3.1.2 角度调制 28
3.1.3 调制方式的比较 31
3.2 脉冲编码调制 31
3.2.1 采样 31
3.2.2 量化 32
3.2.3 编码和译码 35
3.3 单载波数字调制 37
3.3.1 二进制数字调制 38
3.3.2 多进制数字调制 39
3.3.3 新型调制技术 40
3.4 CDMA 40
3.4.1 扩频通信 41
3.4.2 CDMA与传统多址技术的比较 41
3.4.3 CDMA基本原理 42
3.4.4 CDMA的优势 42
3.4.5 RAKE接收机 43
3.5 OFDM 43
3.5.1 OFDM调制发展 44
3.5.2 OFDM调制特点 45
3.6 本章小结 46
参考文献 47
第4章 OFDM调制技术 48
4.1 OFDM符号模型 48
4.2 保护间隔和循环前缀 50
4.2.1 零填充保护间隔 51
4.2.2 循环前缀保护间隔 51
4.3 导频设计的基本原理 52
4.3.1 导频图案 52
4.3.2 导频设计 53
4.4 同步方法 53
4.4.1 定时同步 53
4.4.2 载波频率同步 54
4.4.3 基于训练符号辅助的同步算法 54
4.5 信道估计与均衡 55
4.5.1 信道估计分类 55
4.5.2 频域信道估计算法 56
4.5.3 插值 59
4.5.4 时域均衡和频域均衡 60
4.5.5 线性均衡 60
4.6 MIMO-OFDM 62
4.6.1 MIMO信道模型 62
4.6.2 MIMO-OFDM模型 64
4.7 本章小结 65
参考文献 65
第5章 OQAM/FBMC基本原理 66
5.1 符号模型 66
5.2 快速实现结构 71
5.2.1 基于IFFT/FFT的快速实现 71
5.2.2 基于频率扩展的快速实现 73
5.3 循环前缀 79
5.3.1 CP-OQAM/FBMC通信系统模型 79
5.3.2 DCP-OQAM/FBMC通信系统模型 84
5.3.3 ECP-OQAM/FBMC通信系统模型 85
5.4 功率谱 89
5.4.1 OQAM/FBMC信号功率谱 89
5.4.2 DCP-OQAM/FBMC信号功率谱 91
5.4.3 CP-OQAM/FBMC信号功率谱 93
5.4.4 ECP-OQAM/FBMC信号功率谱 95
5.4.5 四种信号的仿真结果及性能比较 97
5.5 拖尾抑制 100
5.5.1 拖尾截断方法 101
5.5.2 基于虚拟符号的拖尾抵消方法 102
5.5.3 优化算法 105
5.6 本章小结 115
参考文献 116
第6章 OQAM/FBMC原型滤波器 117
6.1 符号间干扰与载波间干扰 117
6.2 三种经典原型滤波器构造方法 121
6.2.1 加窗法 121
6.2.2 频率采样法 121
6.2.3 直接优化系数法 121
6.3 基于直接系数优化法的原型滤波器优化建模与求解 122
6.3.1 原型滤波器优化问题建模 122
6.3.2 分支定界法 124
6.3.3 问题求解 125
6.4 滤波器性能评估 129
6.5 本章小结 136
参考文献 136
第7章 OQAM/FBMC导频设计 137
7.1 对等式导频 137
7.1.1 系统模型 138
7.1.2 训练序列 138
7.2 共轭对称导频 140
7.2.1 共轭对称性 140
7.2.2 训练序列 140
7.3 前导式导频 142
7.3.1 IAM导频设计 143
7.3.2 两列IAM-C导频设计 147
7.4 分散式导频 152
7.4.1 AP方法 153
7.4.2 编码方法 153
7.5 本章小结 154
参考文献 154
第8章 OQAM/FBMC峰均功率比抑制 156
8.1 峰均功率比定义 156
8.2 峰均功率比分布特性 158
8.3 峰均功率比对功率放大器的影响 160
8.4 选择信号法 161
8.4.1 AS-I算法 162
8.4.2 AS-J算法 163
8.4.3 AS-S算法 163
8.4.4 性能分析 165
8.5 多块联合优化部分传输序列法 167
8.5.1 MBJO-PTS 167
8.5.2 MBJO-PTS-DP算法 168
8.5.3 性能分析 171
8.6 分段部分传输序列法 172
8.6.1 分段传输序列 172
8.6.2 干扰分析和消除 173
8.6.3 性能分析 176
8.7 峰均功率比与频谱联合优化 177
8.7.1 基于NC-OQAM/FBMC的CR系统 178
8.7.2 峰均功率比与频谱联合优化法 178
8.7.3 性能分析 180
8.8 本章小结 181
参考文献 182
第9章 OQAM/FBMC同步技术 183
9.1 时偏和频偏 183
9.1.1 时偏的影响 185
9.1.2 载波频偏的影响 186
9.2 基于对等式导频的辅助同步 186
9.3 基于共轭对称导频的辅助同步 189
9.3.1 训练序列的设计 189
9.3.2 时偏估计 190
9.3.3 载波频偏估计 191
9.3.4 性能分析 191
9.4 贝叶斯载波频偏估计 194
9.5 本章小结 197
参考文献 197
第10章 OQAM/FBMC信道估计与均衡技术 198
10.1 差分调制和差分检测 198
10.2 非差分调制和相干检测 199
10.3 基于前导式导频的信道估计与均衡 200
10.3.1 前导式导频频域信道估计 200
10.3.2 前导式导频时域信道估计 202
10.3.3 性能分析 203
10.4 基于分散式导频的信道估计与均衡 205
10.4.1 分散式导频 205
10.4.2 编码矩阵的设计 208
10.4.3 CAP方法 210
10.4.4 性能分析 211
10.4.5 数值结果 213
10.5 CP-OQAM/FBMC信道估计与均衡 217
10.5.1 系统模型 217
10.5.2 CP-OQAM/FBMC通信系统的WLS信道估计 219
10.5.3 CP-OQAM/FBMC通信系统的POP信道估计 222
10.5.4 性能分析 224
10.6 本章小结 226
参考文献 226
第11章 MIMO-OQAM/FBMC关键技术 227
11.1 空间复用 227
11.2 空间分集 228
11.3 MIMO信道模型 230
11.3.1 非频率选择性信道 230
11.3.2 频率选择性信道 231
11.4 MIMO-OQAM/FBMC通信系统 231
11.5 OQAM/FBMC中的空频分组码 233
11.5.1 OFDM中的空时/空频分组码 233
11.5.2 OQAM/FBMC的分块SFBC方案 234
11.5.3 保护子载波去除和均衡 236
11.5.4 性能分析 240
11.6 基于奇异值分解的波束成形 243
11.6.1 基于FS的OQAM/FBMC结构 243
11.6.2 精细SVD波束成形 244
11.6.3 平滑波束成形器 246
11.6.4 性能分析 247
11.7 本章小结 250
参考文献 250
第12章 基于OQAM/FBMC的多点协作传输实例 251
12.1 多点协作传输原理 251
12.2 原型验证平台的系统架构 252
12.2.1 平台参数配置、帧结构与导频设计 252
12.2.2 硬件架构 253
12.2.3 软件架构 256
12.3 原型验证平台发射端的算法实现 258
12.3.1 扰码与信道编码 258
12.3.2 OQAM/FBMC信号调制 261
12.3.3 ZF预编码 266
12.4 原型验证平台接收端的算法实现 269
12.4.1 时间同步与载波同步 269
12.4.2 信道估计与均衡 275
12.4.3 OQAM/FBMC的信号解调 278
12.4.4 信道译码与解扰 280
参考文献 282