1 Ove rview o f Wireless C ommunications 1
1 . 1 Hi s t o ry o f W i re l e s s Co m muni c a t i o ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1 . 2 W i re l e s s Vi s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 . 3 Te chni c a l I s s ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1 . 4 Curre nt W i re l e s s Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1 . 4 . 1 Ce l l ul a r Te l e pho ne Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1 . 4 . 2 Co rdl e s s P ho ne s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4
1 . 4 . 3 W i re l e s s L ANs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5
1 . 4 . 4 W i de Are a W i re l e s s D a t a Se rv i c e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6
1 . 4 . 5 F i x e d W i r e l e s s A c c e s s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7
1 . 4 . 6 Pa g i ng Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7
1 . 4 . 7 S a t e l l i t e Ne two r k s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8
1 . 4 . 8 B l ue t o o t h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8
1 . 4 . 9 Ot he r W i re l e s s Sy s t e m s a nd Appl i c a t i o ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9
1 . 5 The W i re l e s s Sp e c t rum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9
1 . 5 . 1 M e t ho ds f o r Sp e c t rum Al l o c a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 9
1 . 5 . 2 Sp e c t rum Al l o c a t i o ns f o r E x i s t i ng Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0
1 . 6 St a nda rds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 2 Path L oss a nd Shadowing 27
2 . 1 R a d i o Wave P r o p a g a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8
2 . 2 Tr a n s m i t a n d R e c e i ve S i g n a l M o d e l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9
2 . 3 Fre e - Spa c e Pa t h L o s s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1
2 . 4 R ay Tra c i ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2
2 . 4 . 1 Two - R ay M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3
2 . 4 . 2 D i e l e c t ri c Ca nyo n ( Te n- R ay M o de l ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6
2 . 4 . 3 G e ne ra l R ay Tra c i ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7
2 . 5 Si m pl i fie d Pa t h L o s s M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0
2 . 6 E m pi ri c a l Pa t h L o s s M o de l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2
2 . 6 . 1 Ok umura ’ s M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2
2 . 6 . 2 Ha t a M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3
2 . 6 . 3 COST2 3 1 E x t e ns i o n t o Ha t a M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3
2 . 6 . 4 Wa l fis ch/ B e rt o ni M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4
2 . 6 . 5 P i e c e w i s e L i n e a r ( M u l t i - S l o p e ) M o d e l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4
2 . 6 . 6 I n d o o r P r o p a g a t i o n M o de l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5
2 . 7 Sha dow Fa di ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6
i i i
2 . 8 Co mbi ne d Pa t h L o s s a nd Sha dowi ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 9
2 . 9 Ou t a g e P r o b a b i l i ty u n d e r Pa t h L o s s a n d S h a d ow i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 9
2 . 1 0 Ce l l Cove ra g e Are a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 0 3 Statistical Multipath C hannel Mo dels 6 5
3 . 1 Ti m e - Va ry i ng Cha nne l I m pul s e R e s p o ns e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5
3 . 2 Na rrowba nd f a di ng m o de l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 0
3 . 2 . 1 Aut o c o rre l a t i o n, Cro s s Co rre l a t i o n, a nd Powe r Sp e c t ra l D e ns i ty . . . . . . . . . . . 7 1
3 . 2 . 2 E nve l o p e a nd Powe r D i s t ri but i o ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 6
3 . 2 . 3 L e ve l Cro s s i ng R a t e a nd Ave ra g e Fa de D ura t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8
3 . 2 . 4 F i ni t e St a t e M a rkov M o de l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 0
3 . 3 W i de ba nd Fa di ng M o de l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1
3 . 3 . 1 Powe r D e l ay P ro fil e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4
3 . 3 . 2 Co he re nc e B a ndwi dt h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 6
3 . 3 . 3 D o ppl e r Powe r Sp e c t rum a nd Cha nne l Co he re nc e Ti m e . . . . . . . . . . . . . . . 8 8
3 . 3 . 4 Tr a n s f o r m s f o r A u t o c o r r e l a t i o n a n d Sc a t t e r i n g Fu n c t i o n s . . . . . . . . . . . . . . 8 9
3 . 4 D i s c re t e - Ti m e M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 0
3 . 5 Spa t i o - Te m p o ra l M o de l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1 4 Ca p a c i ty o f Wi r e l e s s Ch a n n e l s 9 9
4 . 1 Ca pa c i ty i n AWG N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 0
4 . 2 Ca pa c i ty o f F l a t - Fa di ng Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 1
4 . 2 . 1 Cha nne l a nd Sy s t e m M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 1
4 . 2 . 2 Cha nne l D i s t ri but i o n I nf o rm a t i o n ( CD I ) Known . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 2
4 . 2 . 3 Ch a n n e l S i d e I n f o r m a t i o n a t R e c e i ve r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3
4 . 2 . 4 Ch a n n e l S i d e I n f o r m a t i o n a t t h e Tr a n s m i t t e r a n d R e c e i ve r . . . . . . . . . . . . . 1 0 6
4 . 2 . 5 Ca p a c i ty wi t h R e c e i ve r D i ve r s i ty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 2
4 . 2 . 6 Ca pa c i ty Co m pa ri s o ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 2
4 . 3 Ca pa c i ty o f Fre q ue nc y - Se l e c t i ve Fa di ng Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 5
4 . 3 . 1 Ti m e - I nva ri a nt Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 5
4 . 3 . 2 Ti m e - Va ry i ng Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 7 5 Di g i t a l M o d u l a t i o n a n d D e t e c t i o n 1 2 7
5 . 1 Si g na l Spa c e Ana l y s i s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 8
5 . 1 . 1 Si g na l a nd Sy s t e m M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 8
5 . 1 . 2 G e o m e t ri c R e pre s e nt a t i o n o f Si g na l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 0
5 . 1 . 3 R e c e i ve r S t r u c t u r e a n d S u ffi c i e nt S t a t i s t i c s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 2
5 . 1 . 4 D e c i s i o n R e g i o n s a n d t h e M a x i mu m L i ke l i h o o d D e c i s i o n C r i t e r i o n . . . . . . . . . 1 3 5
5 . 1 . 5 E r r o r P r o b a b i l i ty a n d t h e Un i o n B o u n d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 7
5 . 2 Pa s s ba nd M o dul a t i o n P ri nc i pl e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 2
5 . 3 Am pl i t ude a nd P ha s e M o dul a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 2
5 . 3 . 1 P ul s e Am pl i t ude M o dul a t i o n ( M PAM ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 4
5 . 3 . 2 P ha s e Shi f t Ke y i ng ( M P SK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 5
5 . 3 . 3 Qua dra t ure Am pl i t ude M o dul a t i o n ( M QAM ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 7
5 . 3 . 4 D i ffe re nt i a l M o dul a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 8
5 . 3 . 5 Co ns t e l l a t i o n Sha pi ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 1
5 . 3 . 6 Qua dra t ure Offs e t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 2
5 . 4 Fre q ue nc y M o dul a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 2
5 . 4 . 1 Fr e q u e n c y S h i f t K e y i n g ( F S K ) a n d M i n i mum S h i f t K e y i n g ( M S K ) . . . . . . . . . 1 5 3
5 . 4 . 2 Co nt i nuo us - P ha s e F SK ( CP F SK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 4
5 . 4 . 3 No nc o he re nt D e t e c t i o n o f F SK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 5
5 . 5 P ul s e Sha pi ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 6
5 . 6 Sy mb o l Sy nchro ni z a t i o n a nd Ca rri e r P ha s e R e c ove ry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 9
5 . 6 . 1 R e c e i ve r St r u c t u r e w i t h P h a s e a n d T i m i n g R e c ove r y . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 9
5 . 6 . 2 M a x i mum L i ke l i ho o d P ha s e E s t i m a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 1
5 . 6 . 3 M a x i mu m - L i ke l i h o o d T i m i n g E s t i m a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 3 6 Pe r f o r m a n c e o f D i g i t a l Mo d u l a t i o n ove r Wi r e l e s s Ch a n n e l s 1 7 3
6 . 1 AWG N Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3
6 . 1 . 1 Si g na l - t o - No i s e Powe r R a t i o a nd B i t / Sy mb o l E ne rg y . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3
6 . 1 . 2 E r r o r P r o b a b i l i ty f o r B P S K a n d QP S K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 4
6 . 1 . 3 E r r o r P r o b a b i l i ty f o r M P S K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 6
6 . 1 . 4 E r r o r P r o b a b i l i ty f o r M PA M a n d M Q A M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 7
6 . 1 . 5 E r r o r P r o b a b i l i ty f o r F S K a n d C P F S K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 9
6 . 1 . 6 E r r o r P r o b a b i l i ty Ap p r ox i m a t i o n f o r Co h e r e nt M o d u l a t i o n s . . . . . . . . . . . . . 1 8 0
6 . 1 . 7 E r r o r P r o b a b i l i ty f o r D i ff e r e nt i a l M o d u l a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 0
6 . 2 Al t e r n a t e Q Function Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
6.3 Fading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
6.3.1 Outage Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6.3.2 Average Probability of Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
6.3.3 Moment Generating Function Approach to Average Error Probability . . . . . . . 186
6.3.4 Combined Outage and Average Error Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
6.4 Doppler Spread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
6.5 Intersymbol Interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 7 Dive rsity 205
7.1 Realization of Independent Fading Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
7.2 Diversity System Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
7.3 Selection Combining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
7.4 Threshold Combining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
7.5 Maximal Ratio Combining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
7.6 Equal-Gain Combining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.7 Moment Generating Functions in Diversity Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
7.7.1 Diversity Analysis for MRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
7.7.2 Diversity Analysis for EGC and SC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
7.7.3 Diversity Analysis for Noncoherent and Differentially Coherent Modulation . . . . 220
7.8 Transmitter Diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 8 Coding for Wireless Channels 227
8.1 Code Design Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.2 Linear Block Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
8.2.1 Binary Linear Block Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2.2 Generator Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
8.2.3 Parity Check Matrix and Syndrome Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
8 . 2 . 4 Cy c l i c Co de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 3
8 . 2 . 5 Ha rd D e c i s i o n D e c o di ng ( HD D ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 6
8 . 2 . 6 P r o b a b i l i ty o f E r r o r f o r H D D i n AWG N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 7
8 . 2 . 7 P r o b a b i l i ty o f E r r o r f o r S D D i n AWG N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 0
8 . 2 . 8 Co m m o n L i ne a r B l o ck Co de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 2
8 . 2 . 9 No nbi na ry B l o ck Co de s : t he R e e d So l o m o n Co de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 2
8 . 2 . 1 0 B l o ck Co di ng a nd I nt e rl e av i ng f o r Fa di ng Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 3
8 . 3 Co nvo l ut i o na l Co de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 6
8 . 3 . 1 Co de Ch a r a c t e r i z a t i o n : Tre l l i s D i a g r a m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 6
8 . 3 . 2 M a x i mum L i ke l i ho o d D e c o di ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 8
8 . 3 . 3 The Vi t e rbi Al g o ri t hm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 1
8 . 3 . 4 D i s t a nc e P ro p e rt i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 2
8 . 3 . 5 St a t e D i a g ra m s a nd Tra ns f e r Func t i o ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 3
8 . 3 . 6 E r r o r P r o b a b i l i ty f o r C o nvo l u t i o n a l Co de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 5
8 . 3 . 7 Co nvo l u t i o n a l C o d i n g a n d I nt e r l e av i n g f o r Fa d i n g C h a n n e l s . . . . . . . . . . . . . 2 5 7
8 . 4 Co nc a t e na t e d Co de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 8
8 . 5 Turb o Co de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 9
8 . 6 L ow D e ns i ty Pa ri ty Che ck Co de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 1
8 . 7 Co de d M o dul a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 2
8 . 7 . 1 Co de d M o dul a t i o n f o r AWG N Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 2
8 . 7 . 2 Co de d M o dul a t i o n wi t h I nt e rl e av i ng f o r Fa di ng Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . 2 6 6
8 . 8 Une q ua l E rro r P ro t e c t i o n Co de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 6
8 . 9 Jo i nt So urc e a nd Cha nne l Co di ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 8 9 Adaptive Mo dulation a nd Co ding 279
9 . 1 Ada pt i ve Tra ns m i s s i o n Sy s t e m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 0
9 . 2 Ada pt i ve Te chni q ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 1
9 . 2 . 1 Va ri a bl e - R a t e Te chni q ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 1
9 . 2 . 2 Va ri a bl e - Powe r Te chni q ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 2
9 . 2 . 3 Va r i a b l e E r r o r P r o b a b i l i ty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 3
9 . 2 . 4 Va ri a bl e - Co di ng Te chni q ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 3
9 . 2 . 5 Hy bri d Te chni q ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 3
9 . 3 Va ri a bl e - R a t e Va ri a bl e - Powe r M QAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 4
9 . 3 . 1 E r r o r P r o b a b i l i ty B o u n d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 4
9 . 3 . 2 Ada pt i ve R a t e a nd Powe r Sche m e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 5
9 . 3 . 3 Cha nne l I nve rs i o n wi t h F i x e d R a t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 6
9 . 3 . 4 D i s c re t e R a t e Ada pt a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 8
9 . 3 . 5 Ave ra g e Fa de R e g i o n D ura t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 1
9 . 3 . 6 E x a c t ve r s u s A p p r ox i m a t e Pb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
9.3.7 Channel Estimation Error and Delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
9.3.8 Adaptive Coded Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
9.4 General M-ary Modulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
9.4.1 Continuous Rate Adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
9.4.2 Discrete Rate Adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
9.4.3 Average BER Target . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
9.5 Adaptive Techniques in Combined Fast and Slow Fading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 10 Multiple Antenna Systems 315
1 0 . 1 M u l t i p l e I n p u t M u l t i p l e O u t p u t ( M I M O ) Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 5
1 0 . 1 . 1 The Na rrowba nd M ul t i pl e Ant e nna Sy s t e m M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 5
1 0 . 1 . 2 Tr a n s m i t P r e c o d i n g a n d R e c e i ve r S h a p i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 6
1 0 . 1 . 3 Pa r a l l e l D e c o m p o s i t i o n o f t h e M I M O C h a n n e l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 7
1 0 . 1 . 4 M I M O C h a n n e l Ca p a c i ty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 8
1 0 . 1 . 5 B e a m f o rm i ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 8
1 0 . 2 Spa c e - t i m e c o de s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 0
1 0 . 3 Sm a rt Ant e nna s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 0 1 1 E q u a l i z a t i o n 327
1 1 . 1 E q ua l i z e r Ty p e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 8
1 1 . 2 Fo l de d Sp e c t rum a nd I SI - Fre e Tra ns m i s s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 9
1 1 . 3 L i ne a r E q ua l i z e rs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 1
1 1 . 3 . 1 Ze ro Fo rc i ng ( ZF ) E q ua l i z e rs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 2
1 1 . 3 . 2 M i ni mum M e a n Sq ua re E rro r ( M M SE ) E q ua l i z e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 3
1 1 . 4 M a x i mum L i ke l i ho o d Se q ue nc e E s t i m a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 5
1 1 . 5 D e c i s i o n- Fe e dba ck E q ua l i z a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 6
1 1 . 6 E q ua l i z e r Tra i ni ng a nd Tra ck i ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 7 12 Multicarrier Modulation 343
1 2 . 1 Or t h o g o n a l Fre q u e n c y D i v i s i o n M u l t i p l e x i n g ( O F D M ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 4
1 2 . 2 D i s c re t e I m pl e m e nt a t i o n o f OF D M ( D i s c re t e M ul t i t o ne ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 7
1 2 . 3 Fa di ng a c ro s s Sub c a rri e rs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 8
1 2 . 3 . 1 Fre q ue nc y E q ua l i z a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 8
1 2 . 3 . 2 P re c o di ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 8
1 2 . 3 . 3 Ada pt i ve L o a di ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 9
1 2 . 3 . 4 Co di ng a c ro s s Sub cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 0 13 Spread Spectrum and RAKE Receivers 355
1 3 . 1 Spre a d Sp e c t rum M o dul a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 5
1 3 . 2 P s e u d o r a n d o m ( P N ) Se q u e n c e s ( S p r e a d i n g C o d e s ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 6
1 3 . 3 D i re c t Se q ue nc e Spre a d Sp e c t rum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 8
1 3 . 4 R A K E re c e i ve r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 1
1 3 . 5 S p r e a d Sp e c t r u m M u l t i p l e Ac c e s s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 2
1 3 . 5 . 1 S p r e a d i n g C o d e s f o r M u l t i p l e A c c e s s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 2
1 3 . 5 . 2 B ro a dc a s t Cha nne l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 3
1 3 . 5 . 3 M u l t i p l e Ac c e s s Ch a n n e l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 6
1 3 . 5 . 4 M ul t i us e r D e t e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 9
1 3 . 6 Fre q ue nc y - Ho ppi ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 9 14 Multiuser Systems 373
1 4 . 1 M u l t i u s e r C h a n n e l s : B r o a d c a s t a n d M u l t i p l e Ac c e s s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 3
1 4 . 2 M u l t i p l e Ac c e s s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 4
1 4 . 2 . 1 Fre q ue nc y D i v i s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 4
1 4 . 2 . 2 Ti m e - D i v i s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 5
1 4 . 2 . 3 Co de - D i v i s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 5
1 4 . 2 . 4 St a nda rds D e ba t e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 6
1 4 . 3 B ro a dc a s t Cha nne l Ca pa c i ty R e g i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 6
1 4 . 3 . 1 The AWG N B ro a dc a s t Cha nne l M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 7
1 4 . 3 . 2 Ca p a c i ty R e g i o n i n AWG N u n d e r TD , F D , a n d C D . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 7
1 4 . 3 . 3 Fa di ng B ro a dc a s t Cha nne l Ca pa c i ty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 0
1 4 . 4 M u l t i p l e Ac c e s s Ch a n n e l Ca p a c i ty R e g i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 5
1 4 . 4 . 1 Th e AWG N M u l t i p l e A c c e s s Ch a n n e l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 5
1 4 . 4 . 2 Fa d i n g M u l t i a c c e s s Ch a n n e l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 6
1 4 . 5 R a n d o m Ac c e s s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 7
1 4 . 6 Sche dul i ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 9
1 4 . 7 Powe r Co nt ro l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 0 15 Cellular Systems and Infrastructure-Based Wireless N etwo rks 395
1 5 . 1 Ce l l ul a r Sy s t e m D e s i g n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 6
1 5 . 2 Fre q ue nc y R e us e i n Ce l l ul a r Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 6
1 5 . 2 . 1 Fre q ue nc y R e us e i n Co de - D i v i s i o n Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 6
1 5 . 2 . 2 Fre q ue nc y R e us e i n Ti m e a nd Fre q ue nc y D i v i s i o n Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . 3 9 7
1 5 . 3 D y na m i c R e s o urc e Al l o c a t i o n i n Ce l l ul a r Sy s t e m s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 7
1 5 . 4 Are a Sp e c t ra l E ffi c i e nc y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 9
1 5 . 5 I nt e rf e re nc e M o de l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0 0
1 5 . 5 . 1 R e us e D i s t a nc e , M ul t i c e l l Ca pa c i ty, a nd Are a E ffi c i e nc y . . . . . . . . . . . . . . . 4 0 0
1 5 . 5 . 2 E ffi c i e nc y Ca l c ul a t i o ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0 1
1 5 . 6 Powe r Co nt ro l I m pa c t o n I nt e rf e re nc e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0 5
1 5 . 7 I nt e rf e re nc e M i t i g a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0 7 1 6 A d - H o c W i r e l e ss N e two r k s 4 1 1
1 6 . 0 . 1 Appl i c a t i o ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 4
1 6 . 0 . 2 Cro s s L aye r D e s i g n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 9
1 6 . 1 L i nk D e s i g n I s s ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 2
1 6 . 1 . 1 Fu n d a m e nt a l C a p a c i ty L i m i t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 2
1 6 . 1 . 2 Co di ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 3
1 6 . 1 . 3 M ul t i pl e Ant e nna s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 3
1 6 . 1 . 4 Powe r c o nt ro l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 4
1 6 . 1 . 5 Ada pt i ve R e s o urc e Al l o c a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 4
1 6 . 2 M e d i u m Ac c e s s Co nt r o l D e s i g n I s s u e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 5
1 6 . 3 Ne two rk D e s i g n I s s ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 6
1 6 . 3 . 1 Ne i g hb o r D i s c ove ry a nd Ne two rk Co nne c t i v i ty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 6
1 6 . 4 R o ut i ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 7
1 6 . 4 . 1 Sc a l a b i l i ty a n d D i s t r i b u t e d P r o t o c o l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 8
1 6 . 4 . 2 Ne two rk Ca pa c i ty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 9
1 6 . 5 Appl i c a t i o n D e s i g n I s s ue s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 9
1 6 . 5 . 1 Ada pt i ve Qo S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 9
1 6 . 5 . 2 Ap p l i c a t i o n Ad a p t a t i o n a n d C r o s s L aye r D e s i g n R e v i s i t e d . . . . . . . . . . . . . . 4 3 0
发表于 2015-3-24 22:06:02
