无线通信技术_Fundamentals of Wireless Communication

无线通信技术

一、无线信道

时延扩展and相关带宽（平坦衰落and频率选择性衰落）

相干时间and多普勒扩展（快衰落and慢衰落）

大尺度衰落and小尺度衰落

二、点对点通信：检测、分集与信道不确定性

1、统计信道模型

• 瑞利衰落模型：适用于描述建筑物密集的城镇中心地带的无线信道。密集的建筑和其他物体使得无线设备的发射机和接收机之间没有直射路径，而且使得无线信号被衰减、反射、折射等。
• 莱斯衰落模型适用于存在直射路径，且直射路径信号在整体接收信号中占主要影响的无线信道。
• 其他衰落模型： Nakagami-m信道衰落模型。

（瑞利分布：当一个随机二维向量的两个分量呈独立的、均值为0，有着相同的方差的正态分布时，这个向量的模呈瑞利分布。）

对于 h = h_Re + j h_Im 随机变量来说，它的实部和虚部服从具有相同均值和方差的高斯分布，h 的幅度服从瑞利分布，h 的二次幂服从指数分布。

2、中心极限定理

设从均值为μ， 方差为𝝈𝟐的任意一个总体中抽取样本量为n的样本，当n充分大时，样本均值的分布近似服从均值为μ ，方差为𝝈𝟐/n的正态分布。

3、时间分集

简单的：重复编码+交织
（交织的目的：保证每个分支都经历独立的衰落）

4、接收端

• 最大比合并(Maximal ratio combiner，MRC): 对各支路的接收信号进行加权，权值与相应的信号强度成比例，再调整加权信号的相位使得输出信噪比最大
• 选择合并
• 等增益合并

5、一些英文的汉译

• Full diversity gain：分集阶数等于分集支路的数量
• diversity order：分集阶数，传输过程中能提供的同一信号独立最多副本个数
• CSIR/T：即Channel State Information at the Receiver/Transmitor的简称
• MRT：即最大比率传输Maximal Ratio Transmission的简称
• STBC：即空时分组码Space-Time Block Codes的简称（多个天线上发送数据流的多个副本， 利用各种接收的数据版本来提高数据传输的可靠性）
• ISI：即码间串扰Inter-Symbol Interference的简称
• SIC：即串行干扰消除 Successive Interference Cancellation的简称
• MLSD：即最大似然序列检测 Maximum likelihood sequence detection的简称
• OFDM：即正交频分复用Orthogonal Frequency Division Multiplexing的简称

6、空间分集（Space Diversity）

（相比时间分集，有什么优势？如何获取满分集增益with or without CSI？）

• 接收分集
• 发射分集
• MIMO （能提供的分集增益？）

7、Alamouti方案

（相比Alamouti，MRT在性能上有什么优势？）

Alamouti编码方案是目前唯一可以达到峰值速率的STBC。

8、频率分集（Frequency Diversity）

（频率选择性慢衰落信道上的数据传输？）

9、均衡器

线性均衡器

• Zero-forcing
• MMSE

（相比于ZF均衡器，MMSE虽然不能完全消除ISI，但是可以有效抑制噪声。两种均衡器都会将白噪声变成有色噪声，增加后续信号判决器的设计难度）

非线性均衡器

• 串行干扰消除SIC
• 最大似然序列检测MLSD

10、直接序列扩频DSSS

（为什么扩频？抗干扰、频率资源共享…… 如何扩频？原始信号乘以特征序列）

（DSSS系统如何获取满分集增益？Rake接收机？）
（DSSS系统如何对抗多用户干扰？）

11、OFDM

OFDM将一高速数据流，分割成多个低速数据流，并将这数个低速数据流程调制在彼此相互正交载波上传送。（在一定程度上，将频率选择性衰落变为平坦衰落）
·
Q：能否通过在Nc个子载波上发送相同的码元来获得Nc倍分集增益？
A：不可以，最多实现L倍分集增益
·
Q：如何获得满频率分集增益？
A：选择独立衰落的子载波（类似于时间分集中的重复编码+交织）
·
Q：Nc可以任意大吗？
A：不可以

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三、信道容量

1、