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第一部分 预编码系统概述1

第1章 绪论1

1.1 ISI高斯信道下的预编码3

1.2 CDMA系统的预编码4

1.3 MIMO信道预编码4

1.4 多用户OFDM系统的预编码5

1.5 超宽带系统的预编码6

第2章 ISI信道中的预编码技术8

2.1 消除ISI的均衡器8

2.2 Tomlinson-Harashima预编码9

2.2.1 TH预编码的性能13

2.2.2 预编码与编码相结合14

2.3 网格预编码15

2.3.1 网格成型15

2.3.2 网格预编码的原理20

2.3.3 网格预编码的性能22

2.4 OFDM系统的多速率表示22

2.4.1 多速率基本原理22

2.4.2 用多速率表示的OFDM系统25

2.4.3 带有循环前缀的OFDM系统29

2.4.4 填零的OFDM系统31

2.4.5 发射机已知信道信息条件下的OFDM系统32

2.5 OFDM系统的预编码33

2.5.1 带有循环前缀的单载波系统33

2.5.2 填零的单载波系统36

第3章 多址接入信道中的预编码技术38

3.1 系统模型39

3.2 发射端的匹配滤波器42

3.3 发射端的迫零滤波器45

3.4 发射端的维纳滤波器47

3.5 附录49

3.5.1 Tx-MF的推导49

3.5.2 最小输出功率条件下Tx-ZF的推导50

3.5.3 Tx-Wiener的推导50

第4章 MIMO信道中的预编码53

4.1 MIMO系统53

4.2 MIMO系统的TH预编码55

4.3 线性预编码器和解码器的联合设计58

4.3.1 广义加权的MMSE设计58

4.3.2 最大信息速率设计61

4.3.3 基于QoS的设计61

4.3.4 未加权的MMSE设计63

4.3.5 等误差设计64

4.3.6 基于最大信噪比的设计64

4.3.7 统一框架下的凸规划66

4.4 MIMO空时编码系统中的预编码71

4.4.1 衰落信道下的空时编码系统的线性预编码72

4.4.2 用于空时码字的线性星座预编码75

4.5 用于有限反馈信道容量的预编码技术80

4.5.1 基于信道统计信息的预编码80

4.5.2 基于酉预编码的预编码85

4.5.3 系统模型和用于酉预编码OSTBC系统的最优预编码85

4.5.4 酉预编码的码书结构88

第二部分 未来采用预编码技术的通信系统91

第5章 预编码的多用户OFDM系统91

5.1 概述91

5.2 系统模型及特性93

5.2.1 近似无多址干扰的性质94

5.2.2 近似无多址干扰性质：Hadamard-Walsh码的定量分析96

5.3 时间偏移环境下的PMU-OFDM系统103

5.3.1 时间异步分析103

5.3.2 去除多址干扰的码字设计109

5.4 频率偏移环境下的PMU-OFDM系统118

5.4.1 载波频率偏移的分析119

5.4.2 分析其他用户的CFO影响120

5.4.3 自载波频率偏移效应的分析126

5.4.4 完整的载波频率偏移估计和补偿129

5.4.5 载波频率偏移环境下的码优先权134

5.5 时变信道环境下的PMU-OFDM系统144

5.5.1 时变瑞利衰落信道模型144

5.5.2 多普勒效应下的PMU-OFDM系统的分析147

5.5.3 多普勒多址干扰147

5.5.4 多普勒载波间干扰和符号失真的分析153

5.5.5 用于载波间干扰对消的码字优先权方案156

5.5.6 快速时变信道下的信道估计161

第6章 抑制多址干扰的MC-CDMA系统164

6.1 概述164

6.2 系统模型及其属性165

6.2.1 频率选择性衰落信道中的多址干扰分析166

6.2.2 无多址干扰条件下的信道估计173

6.2.3 载波频率偏移情况下提出的码字方案性能175

6.2.4 提出方案在实际应用时的注意事项183

6.3 CFO环境下采用Hadamard-Walsh码字去除MC-CDMA系统中的多址干扰184

第7章 载波频率偏移条件下用载波干扰码简化MC-CDMA的多用户检测189

7.1 CFO环境下用于消除MC-CDMA系统中多址干扰正交载波干涉码191

7.2 降低基于PIC的MUD检测复杂度196

7.2.1 残余干扰为高斯模型下的BEP推导199

7.2.2 残余干扰为非高斯模型下的BEP推导200

7.3 降低基于ML的MUD检测复杂度205

7.3.1 多径衰落信道下的ML-MUD205

7.3.2 CFO环境下多径衰落信道中的ML-MUD206

7.3.3 咬尾网格（TBT）的维特比算法206

7.3.4 最小误差概率的上限209

7.4 降低去相关MUD检测的复杂度212

7.4.1 解相关MUD的错误概率214

7.5 信道和CFO估计215

第8章 采用信道相位的超宽带预编码系统设计218

8.1 概述218

8.2 系统模型和特点220

8.2.1 系统模型220

8.2.2 CPP-UWB系统的特点222

8.3 CPP-UWB系统的性能分析222

8.3.1 相位预编码中的信道功率汇聚223

8.3.2 TRP和CPP方案的比较224

8.4 相位估计和基于估计相位信息的性能分析226

8.4.1 信道相位估计算法226

8.4.2 基于估计相位信息的性能分析227

8.5 ISI信道中的码字长度优化229

8.5.1 概述229

8.5.2 最优化码字长度的快速搜索算法231

8.6 FCC功率谱分布的考虑237

第9章 结论及未来研究趋势239

9.1 结论239

9.2 未来研究趋势241

9.2.1 使用部分信道信息进行预编码241

9.2.2 多用户通信中预编码和MUD的联合241

9.2.3 其他可以达到更多无多址干扰用户数目的编码方案242

参考文献243

缩略语250

符号表255