面向中继的物理层传输技术
作者：吕铁军，高晖 著
出版时间： 2017年版
内容简介
《面向中继的物理层传输技术》旨在总结近几年中继系统的发展情况，重点对中继系统中的传输方案与编码技术展开研究与讨论。首先，针对多用户的协作通信方案进行了系统研究。基于现状，提出一些高传输效率的协作方案，并与其他新兴的无线传输技术结合，进一步推广到多中继以及认知中继网络中。然后，深入探讨了网络编码技术。以中继系统为研究对象，结合多输入多输出技术，研究了基于网络编码的传输和检测技术，提出了一些有效可行的传输方案以及基于网络编码的接收机设计方案，并结合协作传输技术，有效降低了信息流在无线中继网络中传输的时间开销，进而提高了网络吞吐量。
目录
目录
前言
第 1 章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 研究现状 5
1.3 本书结构 12
1.4 小结 12
参考文献 12
第 2 章 中继系统物理层基本技术介绍 20
2.1 分集技术 20
2.1.1 分集的基本概念 20
2.1.2 常用的分集技术 20
2.1.3 常用的中继协作通信技术 25
2.2 MIMO 基础概述 28
2.2.1 MIMO 系统中的空间分集 28
2.2.2 MIMO 系统中的空间复用 31
2.2.3 MIMO 及 MIMO 双向中继信道中的分集-复用折中回顾 34
2.3 网络编码技术 36
2.3.1 网络编码的基本概念 36
2.3.2 常用的网络编码方法 38
2.4 认知无线电技术 39
2.4.1 基于干扰温度的传输方案 39
2.4.2 认知环境下的协作通信方案 40
2.5 干扰对齐技术 40
2.5.1 干扰对齐基本概念 40
2.5.2 不同维度上的干扰对齐 43
2.5.3 干扰对齐在具体场景中的应用 46
2.6 物理层安全简介 51
2.7 UWB 基础介绍 52
2.7.1 UWB 信道 53
2.7.2 UWB 常用接收机设计 53
参考文献 55
第 3 章 分集-复用折中性能的研究 59
3.1 经典协作通信方案 59
3.2 轮询调度和轮询中继的多用户协作通信方案 59
3.2.1 基于轮询调度和轮询中继的多用户协作通信方案介绍 61
3.2.2 所提方案与经典方案实现要求对比 64
3.2.3 所提方案性能分析 66
3.2.4 仿真与讨论 80
3.2.5 R3SSP 方案在译码转发系统中的应用 86
3.3 多用户协作通信系统中的联合协作分集与多用户分集方案 87
3.3.1 现有联合多用户分集与协作分集方案 88
3.3.2 基于贪婪调度和轮询中继的联合多用户分集与协作分集通信方案 90
3.4 基于轮询调度的联合协作分集与多用户分集通信方案 US-LCRP 方案 102
3.4.1 基于轮询调度获得多用户分集的可行性探讨 103
3.4.2 RRFS 方案 103
3.4.3 分集阶数分析 106
3.4.4 仿真与讨论 108
3.5 基于多天线的多用户协作通信系统中的协作方案研究 111
3.5.1 VBLAST 系统介绍 111
3.5.2 基于空间复用和线性检测的多用户协作通信方案 113
3.5.3 利用中继共享改进的多天线多用户协作通信方案 115
参考文献 123
第 4 章 中继天线选择技术及用户调度 125
4.1 多天线双向中继系统中的中继天线选择技术 125
4.1.1 点到点多天线系统中的天线选择 125
4.1.2 针对单流物理层网络编码的中继天线选择方法 128
4.1.3 多流物理层网络编码中的天线选择算法 136
4.2 MIMO-Y 信道中的中继天线选择及用户选择技术 154
4.2.1 基本 MIMO-Y 信道模型及传输方法介绍 155
4.2.2 MIMO-Y 信道中的中继天线选择 160
4.2.3 MIMO-Y 信道中的用户选择 165
4.3 基于相位旋转辅助的多天线中继选择技术 170
4.3.1 系统描述 170
4.3.2 基于天线选择的传输方案 172
4.3.3 基于任意中继的传输 173
4.3.4 相位旋转辅助的 Max-Min 中继选择方案 175
4.3.5 分集阶数以及误符号率分析 181
4.3.6 基于 PR 的时间拓展方案 187
4.3.7 仿真与讨论 189
参考文献 193
第 5 章 双向中继系统中的 PNC 专属接收机 196
5.1 系统模型及已有方法回顾 197
5.1.1 系统模型 197
5.1.2 基于虚拟 MIMO 的现有设计方案回顾 198
5.1.3 基于适度检测的现有方案回顾 198
5.1.4 现有方案总结 200
5.2 一种针对 MPSK 调制的 PNC 专属接收机 200
5.2.1 基于内积运算的接收机 200
5.2.2 基于外积运算的接收机 203
5.3 基于天线选择的广播方案 204
5.4 仿真与讨论 205
参考文献 208
第 6 章 双向中继系统中基于网络编码技术的异步检测算法 210
6.1 系统模型 210
6.2 现有的异步检测算法 211
6.2.1 利用符号间干扰的碰撞解决方案 CRESM 211
6.2.2 基于置信度传播理论的 ML 检测算法 212
6.3 基于正交投影的检测算法 212
6.3.1 所提检测算法介绍 212
6.3.2 复杂度分析 214
6.4 仿真与讨论 215
参考文献 218
第 7 章 基于 MIMO 的物理层网络编码传输技术 219
7.1 获取分集增益的 MIMO 物理层网络编码传输方案 219
7.1.1 系统模型及已有方法回顾 221
7.1.2 类似**比合并的中继物理层网络编码检测器 223
7.1.3 中继物理层网络编码检测 225
7.1.4 仿真与讨论 225
7.2 获取复用增益的 MIMO 物理层网络编码方案 228
7.2.1 系统模型及传输方案设计 228
7.2.2 传输方案设计 229
7.2.3 仿真与讨论 230
参考文献 232
第 8 章 基于符号的物理层网络编码传输技术 234
8.1 系统模型 235
8.2 SIMO 系统中分集增益与阵列增益基础 235
8.3 单天线 SPNC 方案分集性能分析 237
8.4 多天线 SPNC 分集技术 240
8.4.1 PA 辅助下的 AS-SPNC 技术 241
8.4.2 PA 辅助下的 SC-SPNC 技术 244
8.5 基于 MQAM 的 SPNC 技术 252
8.6 仿真与讨论 254
参考文献 258
第 9 章 基于机会网络编码的协作传输方案 260
9.1 系统模型 260 9.2 经典的中继协作传输方案 261
9.2.1 基于**中继选择的协作方案 261
9.2.2 基于网络编码技术的协作方案 261
9.3 基于机会网络编码的协作传输方案 263
9.3.1 所提协作方案介绍 264
9.3.2 所提方案性能分析 268
9.4 仿真与讨论 276
参考文献 279
第 10 章 基于动态网络编码的协作通信方案 280
10.1 经典协作通信方案 280
10.1.1 基于 bit-xor 的协作通信方案 280
10.1.2 基于线性网络编码的协作通信方案 280
10.2 基于动态 bit-xor 的协作通信方案 281
10.2.1 所提方案介绍 281
10.2.2 所提方案的性能分析 282
10.2.3 仿真与讨论 284
10.3 基于动态 bit-xor 和机会中继的多用户多中继协作通信方案 285
10.3.1 所提方案介绍 285
10.3.2 所提方案的性能分析 287
10.3.3 仿真与讨论 289
10.4 基于线性网络编码的多用户协作通信方案 291
10.4.1 系统模型 291
10.4.2 所提方案介绍 291
10.4.3 所提方案的性能分析 293
10.4.4 仿真与讨论 296
参考文献 299
第 11 章 双向中继系统中的传输策略 300
11.1 双向中继系统中的传输策略 301
11.1.1 模拟网络编码策略 301
11.1.2 时分广播策略 302
11.1.3 自适应中继/直传传输策略 303
11.1.4 机会式用户选择策略 304
11.2 自适应模式选择传输策略 304
11.2.1 系统模型 305
11.2.2 方案介绍 305
11.2.3 AMS 传输策略的中断性能分析 307
11.2.4 仿真与讨论 311
11.3 多用户多中继系统中的 AMS 传输策略 315
11.3.1 系统模型 315
11.3.2 联合用户中继调度—AMS 传输策略 316
11.3.3 联合策略中断性能分析 317
11.3.4 仿真与讨论 321
11.4 基于 Alamouti 编码的双向中继系统中的全双工传输策略 323
11.4.1 全双工双向中继系统模型 324
11.4.2 基于分布式 Alamouti 编码的传输策略 325
11.4.3 仿真与讨论 336
参考文献 339
