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産品特色

編輯推薦

適讀人群 ：信息與通信工程技術人員和科研人員，通信工程、信息工程和其他相關專業高年級本科生和研究生

《協同通信技術》一書具有以下特色：
1、通信專傢曆時八年打造的精良之作，從4G到5G，著眼當下，把控未來
2、對相關技術細節全麵剖析，便於讀者自學
3、對典型案例和未來趨勢進行深度分析
4、得到國傢自然科學基金項目的支持

內容簡介

《協同通信技術》詳細介紹瞭協同通信的基本概念、基本原理、基本技術、關鍵算法、典型應用以及發展趨勢等。全書共9章，內容包括協同通信概述、協同中繼選擇、協同通信係統的信道估計、協同無綫網絡中分布式空時頻編碼、協同MAC及協同ARQ技術、協同無綫網絡中物理層網絡編碼、協同通信中的無綫資源管理、協作多點傳輸技術和協同無綫網絡中的物理層安全。
《協同通信技術》可作為通信工程、信息工程和其他相關專業高年級本科生和研究生的參考教材，也可作為信息與通信工程技術人員和科研人員的參考書。

目錄

第1章　協同通信概述/1
1.1　協同通信的基本原理/2
1.1.1　協同通信發展概述/2
1.1.2　協同分集原理/3
1.1.3　協同協議/4
1.1.4　協同通信信道的類型及特點/5
1.2　幾種典型的協同方案/8
1.2.1　單中繼網絡協同方案/8
1.2.2　多中繼網絡協同方案/11
1.3　協同通信的主要性能及特點/13
1.3.1　性能指標/13
1.3.2　協同通信的典型增益/14
1.3.3　協同通信技術的特點/15
1.4　協同通信的應用場景/17
第2章　協同中繼選擇/21
2.1　概述/22
2.1.1　中繼選擇算法的評價標準/23
2.1.2　中繼選擇算法的分類/23
2.2　傳統協同通信網絡的中繼選擇/25
2.2.1　基於鏈路質量的中繼選擇/25
2.2.2　基於位置信息的中繼選擇/29
2.2.3　基於能量/功率約束的中繼選擇/31
2.2.4　基於模糊綜閤評判的中繼選擇/34
2.3　認知無綫網絡的中繼選擇/37
2.3.1　基於平均信道增益功率控製的最佳中繼選擇/38
2.3.2　基於瞬時信道增益功率控製的最佳中繼選擇/41
2.3.3　基於NACK/ACK的最佳中繼選擇/43
第3章　協同通信係統的信道估計/46
3.1　協同OFDM係統概述/47
3.1.1　係統模型/47
3.1.2　常用信道估計方法/48
3.2　基於疊加導頻的頻域信道估計/50
3.2.1　係統模型/51
3.2.2　基於疊加導頻的信道估計/54
3.2.3　迭代信道估計和數據檢測/55
3.2.4　平均誤符號率分析/57
3.2.5　仿真結果/59
3.3　基於頻域導頻的時域信道估計/62
3.3.1　係統模型/63
3.3.2　時域信道估計/64
3.3.3　Cramér-Rao界/69
3.3.4　仿真結果/71
3.4　研究展望/74
第4章　協同無綫網絡中分布式空時頻編碼/79
4.1　Alamouti空時分組碼概述/80
4.2　分布式空時分組編碼/82
4.3　DF單中繼協同OFDM係統中分布式空時頻編碼/83
4.3.1　DF單中繼協同OFDM係統模型/84
4.3.2　分布式空時頻編碼方案［8］/85
4.3.3　中斷概率分析/86
4.3.4　分組空時頻塊編碼方案/94
4.3.5　仿真與討論/96
4.4　AF多中繼協同OFDM中空時頻編碼/98
4.4.1　AF多中繼協同OFDM係統模型/98
4.4.2　分布式空時頻編譯碼方案［11］/99
4.4.3　仿真與討論/101
第5章　協同MAC及協同ARQ技術/104
5.1　概述/105
5.1.1　MAC協議分類/106
5.1.2　ARQ協議分類/109
5.2　基於分布式節點選擇的協同ALOHA協議/112
5.2.1　係統模型及協議/112
5.2.2　理論分析/114
5.2.3　數值仿真/116
5.3　具有任意最大重傳次數的協同ARQ協議/118
5.3.1　係統模型及信道模型/119
5.3.2　協同ARQ協議及其吞吐量分析/120
5.3.3　仿真分析/124
5.4　研究展望/125
第6章　協同無綫網絡中物理層網絡編碼/129
6.1　概述/130
6.1.1　網絡編碼的基本原理/130
6.1.2　協同無綫網絡中物理層網絡編碼/132
6.2　雙嚮中繼信道中物理層網絡編碼/134
6.2.1　傳統雙嚮中繼傳輸/134
6.2.2　數字網絡編碼/134
6.2.3　放大轉發物理層網絡編碼/136
6.2.4　去噪轉發物理層網絡編碼/142
第7章　協同通信中的無綫資源管理/147
7.1　三節點兩跳中繼網絡中的功率分配/148
7.1.1　AF中繼模型中的功率分配/149
7.1.2　DF中繼模型中的功率分配/151
7.2　多中繼網絡中的協同資源優化分配/152
7.2.1　一種聯閤中繼節點選擇的擬凹博弈功率控製機製/153
7.2.2　一種聯閤中繼節點選擇的隨機博弈功率控製機製/156
7.2.3　基於相關均衡的聯閤中繼節點選擇和功率控製機製/161
7.3　OFDM中繼係統中的協同資源管理/168
7.3.1　OFDM中繼係統模型/168
7.3.2　OFDM中繼係統中能效優先的協同資源管理方案/169
7.4　雙嚮中繼協同通信中的功率分配/174
7.4.1　TDBC-DF雙嚮中繼係統模型/175
7.4.2　TDBC-DF中繼係統中的功率分配/175
第8章　協作多點傳輸技術/178
8.1　CoMP技術概述/179
8.1.1　CoMP技術的基本原理/179
8.1.2　CoMP的傳輸模式/180
8.1.3　CoMP反饋機製/182
8.1.4　CoMP技術的實現方式/183
8.1.5　CoMP的組網場景/185
8.2　協作調度/波束賦形技術/187
8.2.1　協作資源調度方式/187
8.2.2　協作波束賦形算法/189
8.2.3　CoMP中協作調度協作波束賦形的主要實現方式/192
8.3　聯閤處理技術/195
8.3.1　聯閤處理技術的基本原理/195
8.3.2　JT傳輸技術/197
8.3.3　DCS技術/199
第9章　協同無綫網絡中的物理層安全/200
9.1　物理層安全簡介/201
9.1.1　物理層安全提齣/201
9.1.2　物理層安全性能評價指標/202
9.2　完全已知CSI條件下的物理層安全協同傳輸/205
9.2.1　引言/205
9.2.2　波束賦形/206
9.2.3　協同人工乾擾/207
9.2.4　DF協同波束賦形與人工乾擾的聯閤設計/208
9.2.5　AF協同波束賦形與人工乾擾的聯閤設計/211
9.2.6　雙嚮中繼AF波束賦形與人工乾擾的聯閤設計/214
9.2.7　仿真結果與討論/217
9.2.8　小結/221
9.3　主信道CSI反饋時延條件下的物理層安全協同傳輸/221
9.3.1　引言/222
9.3.2　信道時延相關建模/223
9.3.3　基於自適應編碼速率的物理層安全機會協作/224
9.3.4　仿真結果與討論/230
9.3.5　小結/233
9.4　統計CSI條件下物理層安全協同ARQ/233
9.4.1　引言/234
9.4.2　協同ARQ係統模型/234
9.4.3　物理層安全性能分析/238
9.4.4　仿真結果與討論/249

前言/序言

隨著人們對無綫通信帶寬、覆蓋率和傳輸容量需求的進一步提高，人們迫切需要更有效地提高傳輸速率和覆蓋範圍的新技術，協同通信應運而生。與傳統移動通信中基站與用戶的直接通信方式不同，協同通信的核心思想是利用無綫網絡中多個節點（如中繼、用戶終端等）之間的相互閤作，把無綫信道、無綫網絡、物理層傳輸技術等綜閤在一起進行設計和優化，進而提高係統性能。
協同通信融閤瞭分集技術與中繼傳輸技術的優勢，在不增加天綫數目的情況下，可獲得多天綫與多跳傳輸的性能增益。也正因為蘊含有如此巨大的潛力，它與MIMO、OFDM、認知無綫電、D2D、乾擾管理、物理層安全等技術結閤，能産生齣可觀的性能增益，得到瞭人們的廣泛關注。
盡管協同通信已在4G中得到大量研究並成功應用，但在下一代移動通信中多種係統共存、更高節點密度和更加復雜多樣信道的環境下，其在改善無綫傳輸可靠性和提升能效等方麵仍具有很大的潛力，如2015年9月3GPP Release 13提齣要采用協同通信來進一步提升未來5G係統的性能等。因此，人們對協同通信的研究熱情持續不減。
《協同通信技術》力求做到深入淺齣、詳略得當。在對協同通信的基本概念和基本原理的介紹中，《協同通信技術》著眼於共性基礎問題的剖析，以利於讀者打好理論基礎；在對協同通信的基本技術和關鍵算法的介紹中，《協同通信技術》著眼於當前乃至未來的典型應用，以利於讀者掌握發展趨勢。本書共分9章。《協同通信技術》第1章介紹瞭協同通信的基本原理、典型的協同方案、性能指標、特點及應用場景。第2章介紹瞭傳統協同無綫網絡和認知協同無綫網絡兩種場景的中繼選擇問題，主要包括基於鏈路質量、基於位置信息、基於能量/功率約束和基於模糊綜閤評判的中繼選擇算法及性能分析。第3章以協同OFDM係統為例，介紹瞭協同通信係統的信道估計，包括基於疊加導頻的頻域信道估計和基於頻域導頻的時域信道估計。第4章以結構簡單的Alamouti空時分組碼為主綫，介紹瞭分布式空時/空時頻編碼技術在協同無綫網絡中的應用。第5章介紹瞭協同MAC及協同ARQ技術，包括基於分布式節點選擇的協同ALOHA協議和具有任意最大重傳次數的協同ARQ協議。第6章以雙嚮中繼信道中物理層網絡編碼為例，介紹瞭各種典型物理層網絡編碼方案及其性能結果。第7章介紹瞭協同通信中的無綫資源管理，主要包括三節點模型、多中繼網絡、協同OFDM係統、雙嚮中繼通信等不同典型場景中的無綫資源管理機製。第8章介紹瞭協作多點傳輸技術，著重介紹瞭目前主流的實現方式，即協作調度/波束賦形技術和聯閤處理技術。第9章介紹瞭協同無綫網絡中的物理層安全技術，針對不同的信道狀態信息條件給齣瞭相應的物理層安全傳輸方案及性能分析結果。
《協同通信技術》第1、2章和附錄由蔡躍明編寫，第4、6章由楊煒偉編寫，第3、5章由楊文東編寫，第7、8章由吳丹編寫，第9章由管新榮編寫，全書由蔡躍明統稿和審閱。《協同通信技術》不僅參考瞭近期的文獻資料和專著，更融入瞭作者所在課題組多年從事協同通信的研究成果。在《協同通信技術》的編寫過程中，張濤、王磊、龍彥汕和張薇等研究生做瞭許多工作，在此錶示誠摯的感謝。
《協同通信技術》得到瞭國傢自然科學基金項目（編號61501512、61471393、61671474）的支持。
由於編者纔疏學淺，不足之處在所難免，懇請讀者批評指正。

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