协同无线通信原理与应用

前言

第1章 下一代宽带移动通信系统先进理论

1.1 无线Mesh组网技术

1.1.1 无线Mesh网络的协议层设计

1.1.2 无线Mesh网络干扰分析和容量模型

1.1.3 无线Mesh网络路由和调度机制

1.1.4 多接口多信道无线Mesh网络

1.2 认知无线电

1.2.1 无线传输场景分析

1.2.2 信道的状态估计及容量预测

1.2.3 自适应频谱资源分配技术和频谱管理

1.3 泛在无线网络

1.3.1 泛在无线网络的互联和融合

1.3.2 泛在无线网络的关键技术

1.4 协同通信

1.4.1 协同理论发展概述

1.4.2 同构协同通信理论

1.4.3 异构协同通信理论

参考文献

第2章 协同信息理论基础

2.1 信息熵

2.1.1 信息熵的定义

2.1.2 信息熵的数学性质

2.1.3 联合熵与条件熵

2.1.4 互信息

2.1.5 连续随机变量的熵和互信息

2.2 信道与信道容量

2.2.1 信道的定义

2.2.2 离散无记忆信道容量

2.2.3 高斯信道容量

2.2.4 加性噪声信道容量

2.3 网络信息论

2.3.1 最大流-最小割定理

2.3.2 高斯多接入信道

2.3.3 高斯广播信道

参考文献

第3章 协同无线信道容量

3.1 三节点中继信道模型

3.1.1 全双工可退化三节点协同中继信道

3.1.2 半双工协同中继方法

3.1.3 半双工解码一转发中继

3.1.4 半双工放大一转发中继

3.1.5 半双工选择性中继

3.1.6 半双工增加性中继

3.2 多节点高斯协同中继信道

3.2.1 典型多中继节点高斯协同信道容量

3.2.2 多天线中继节点高斯协同信道容量

3.3 异构多节点高斯协同中继信道

参考文献

第4章 协同分布式空时编码

4.1 协同编码分集技术

4.1.1 基本原理

4.1.2 协同编码的性能分析

4.2 协同嵌入式空时编码

4.2.1 应用DSTC的协同系统模型

4.2.2 GDESTC编码设计

4.2.3 GDESTC接收机算法

4.3 协同分布式卷积编码

4.3.1 卷积编码原理

4.3.2 协同卷积编码方案

4.3.3 协同卷积编码理论分析

4.3.4 协同卷积编码性能分析

4.4 协同分布式Turbo编码

4.4.1 Turbo编码原理

4.4.2 协同分布式Turbo编码原理

4.4.3 DCTc的资源分配成功率理论分析

4.5 协同分布式LDPC编码

4.5.1 LDPC的编码基本原理

4.5.2 协同的LDPC

4.5.3 仿真结果

参考文献

第5章 协同网络编码

5.1 网络编码的历史发展

5.1.1 网络编码研究概述

5.1.2 网络编码的优缺点

5.1.3 网络编码的研究现状

5.1.4 网络编码在无线网络中的应用

5.2 网络编码基本原理

5.2.1 网络编码理论基础知识

5.2.2 网络编码模型

5.2.3 网络编码处理过程

5.3 线性网络编码

5.3.1 线性网络编码的基本概念

5.3.2 线性网络编码的代数构架

5.3.3 线性网络编码的实现

5.3.4 线性网络编码在无线组播网络中的应用

5.4 物理层网络编码

5.4.1 物理层网络编码的简单举例说明

5.4.2 物理层网络编码的调制解调映射原则

5.4.3 物理层网络编码在常规线性网络中的应用

5.4.4 物理层网络编码的资源分配

5.4.5 物理层网络编码的问题

5.5 协同网络编码

5.5.1 单向协同网络编码

5.5.2 双向协同网络编码

5.6 适合网络编码的路由和调度机制

5.6.1 适合网络编码的路由机制

5.6.2 适合网络编码的调度机制

参考文献-

第6章 MIMO技术协同分集复用理论

6.1 预备知识

6.1.1 分集度与复用度

6.1.2 多天线系统的容量公式

6.1.3 归一化的数据速率

6.2 MIMO信道理论模型

6.3 分集复用最佳协同性能

6.3.1 中断概率分析

6.3.2 d(r)的上下边界

6.3.3 最佳协同性能

6.4 协同分集复用应用

6.4.1 正交设计

6.4.2 V-BLAST应用

6.4.3 D-BLAST应用

参考文献

第7章 协同多天线技术

7.1 虚拟天线阵技术背景

7.1.1 技术背景

7.1.2 相关系统和标准

7.2 虚拟天线阵技术原理

7.2.1 系统模型

7.2.2 MIMO系统容量

7.2.3 正交MIMO系统容量

7.2.4 近似的MIMO系统容量

参考文献

第8章 协同中继分集复用自适应

8.1 预备知识

8.1.1 基本概念

8.1.2 基本结论

8.1.3 信道模型

8.2 配置多天线的单中继分集复用

8.2.1 全双工模式

8.2.2 半双工模式

8.3 配置多天线的多中继分集复用

8.3.1 信道模型

8.3.2 单天线节点

8.3.3 多天线节点

8.4 虚拟MIMO信道与MIMO信道的性能比较

8.4.1 单源终节点对+双中继节点模型

8.4.2 双源和双目的节点模型

参考文献

第9章 多用户协同通信

9.1 多用户协同分集原理

9.1.1 多用户协同分集系统模型

9.1.2 多用户协同可达速率域

9.1.3 多用户协同链路中断概率

9.1.4 多用户协同小区覆盖

9.1.5 多用户协同分集的应用与研究

9.2 无信道瞬时反馈信息下的多用户协同分集

9.2.1 协同策略

9.2.2 系统吞吐量

9.3 协作多用户分集路由

9.3.1 基础架构型多跳网络中多用户协同分集路由

9.3.2 CIMDR协议

9.3.3 多用户协同的激励制度

9.3.4 性能比较与结论

9.4 多用户伺机协同

9.4.1 多用户伺机协同系统模型

9.4.2 多用户伺机协同协议

9.4.3 稳定域分析

参考文献

第10章 协同无线资源分配

10.1 协同MIMO通信

10.2 遍历信道无线资源分配

10.2.1 遍历信道容量

10.2.2 不考虑无线资源复用的情况

10.2.3 考虑无线资源复用的情况

10.3 非遍历信道资源分配

10.3.1 非遍历信道容量

10.3.2 不考虑无线资源复用的情况

10.3.3 考虑无线资源复用的情况

10.4 频率选择性信道资源分配

10.4.1 频率选择性信道

10.4.2 基于OFDMA系统的频选信道资源分配

10.4.3 性能分析

参考文献

第11章 协同功率分配

11.1 三节点两跳中继网络

11.1.1 系统模型

11.1.2 功率分配

11.2 多节点两跳中继网络

11.2.1 系统模型

11.2.2 功率分配

11.3 新协议下的中继功率分配

11.3.1 系统模型

11.3.2 理论分析

11.3.3 性能评估

参考文献

第12章 协同中继选择

12.1 基于中断概率的协同中继选择

12.1.1 采用穷尽式查找法得到中继集合S

12.1.2 选择集合D(S)作为协同中继集合

12.1.3 选择集合D(S)中到终端信噪比最大的节点作为协同中继

12.1.4 数值分析

12.2 考虑到功率限制条件下的协同中继选择

12.2.1 基于代价函数的协同中继选择算法

12.2.2 迭代功率分配的协同中继选择算法

12.3 基于端到端错误比特概率的协同中继选择

12.3.1 基于三节点模型下的错误比特概率计算及中继选择

12.3.2 多节点模型下的错误比特概率计算及中继选择

12.4 基于容量增益门限值的中继节点选取

12.4.1 研究背景

12.4.2 中继节点选择方法

12.4.3 仿真结果分析

参考文献

第13章 基于协同机理的异构无线网络融合

13.1 异构无线网络融合架构

13.1.1 基于多接入技术无线资源管理的网络融合

13.1.2 基于通用无线资源管理的网络融合

13.1.3 基于联合无线资源管理的网络融合

13.2 IEEE802.2 1MIH协议

13.2.1 IEEE802.2 1协议介绍

13.2.2 MIH功能

13.2.3 IEEE802.2 1功能需求与应用

13.3 异构无线网络融合的关键机制

13.3.1 多无线接人选择

13.3.2 异构无线负载均衡

13.3.3 异构寻呼

13.4 基于异构协同中继的多无线网络融合

13.4.1 异构协同网络融合协议模型

13.4.2 协同多无线资源管理机制

参考文献

第14章 无线异构协同传输理论

14.1 异构协同分集性能

14.1.1 异构协同分集系统模型

14.1.2 异构协同分集性能

14.2 异构协同无线资源管理

14.2.1 异构协同中继节点选择

14.2.2 异构协同中继功率分配

14.2.3 异构协同中继选择和功率分配的联合优化。

14.3 异构协同MIMO容量

14.3.1 通用异构无线MIMO中继信道容量

14.3.2 基于中继簇的异构无线MIMO中继信道容量

参考文献

本书系统深入地介绍了无线协同通信的历史背景、理论基础、基本原理、通信机制、关键算法、实际应用以及未来发展趋势等。具体内容包括协同通信理论的提出和发展背景、研究现状、协同通信相关的信息理论基础、协同通信信息容量、协同信道编码和协同空时编码、协同网络编码、MIMO协同分集复用自适应、协同多天线、协同中继分集复用自适应、多用户协同、协同资源分配、协同功率分配、协同中继选择、基于协同的异构无线网络融合、异构协同基本原理和关键理论等。
　　本书可供从事下一代宽带移动通信研究的专业技术人员、管理人员，特别是从事协同通信理论研究和算法设计人员作为专业书籍使用。本书也可以供学习协同通信理论的大专院校相关专业师生阅读参考，作为协同通信理论的教材和学习参考书使用。

本书内容源于作者在协同通信理论方面多年学习和研究积累，全面深入介绍了协同通信的历史背景、基本原理、关键技术、先进算法、实际应用以及未来发展趋势等。全书共分14章，具体内容包括协同信息理论基础、协同无线信道容量、MIMO技术协同分集复用理论、协同中继分集复用自适应、协同无线资源分配、基于协同机理的异构无线网络融合等。