OFDM原理与标准

本书重点介绍当前通信系统最重要的调制技术―正交频分复用（OFDM）的基本原理，并结合地面数字电视传输、移动通信、无线局域网、电力线通信等系统的主流国际标准，详细阐述了OFDM技术是如何应用到具体的通信系统设计中的。
随着通信产业的不断发展，不同的通信系统呈现相互融合的趋势，在通信技术选择和系统设计上也趋于相似。本书最大的特色是结合作者参与多个系统标准研制的过程，总结不同系统设计的特色和演进趋势。通过本书的介绍，希望能够使读者对通信系统设计有一个深入而全面的认识，并帮助从事系统设计的研究人员开拓视野，促进不同通信系统的演进和融合。

上篇 原理篇
第1章 绪论 1
1.1 数字宽带通信需求 3
1.2 OFDM发展历程 3
1.3 OFDM标准的演进 4
1.3.1 地面数字电视标准的演进 5
1.3.2 WLAN标准的演进 5
1.3.3 移动通信标准的演进 6
1.3.4 电力线通信标准的演进 7
1.4 本书内容结构 8
参考文献 9
第2章 通信信道特征与调制技术的演进 11
2.1 无线传输信道的特征 11
2.1.1 信道大尺度效应 11
2.1.2 信道小尺度效应 13
2.1.3 实际信道模型 16
2.2 传统调制方案 18
2.2.1 模拟调制 18
2.2.2 脉冲编码调制 19
2.2.3 单载波数字调制 19
2.2.4 CDMA 20
2.3 块传输技术 23
2.2.5 正交频分复用系统 24
2.2.6 单载波频域均衡系统 26
本章小结 27
参考文献 27
第3章 OFDM调制关键技术 29
3.1 信号模型 29
3.2 保护间隔 30
3.2.1 零符号填充 30
3.2.2 循环前缀填充 31
3.2.3 训练序列填充 31
3.2.4 保护间隔与帧体参数设计 32
3.3 导频设计 32
3.3.1 块状导频 33
3.3.2 梳状导频 33
3.3.3 离散导频 33
3.3.4 导频图案参数设计 33
3.4 频谱成型 34
3.4.1 虚拟子载波成型 34
3.4.2 时域加窗 36
3.4.3 频谱成型滤波器 37
3.5 峰均比抑制技术 38
3.5.1 时域削峰 40
3.5.2 压扩变换法 41
3.5.3 子载波预留法 42
3.5.4 动态星座扩展法 43
3.5.5 扰码和交织 45
3.5.6 选择映射法 46
3.5.7 部分传输序列法 46
3.5.8 编码法 47
3.5.9 矩阵变换法 48
3.6 OFDM多址接入 49
3.2.1 OFDM-FDMA 49
3.6.2 OFDM-TDMA 51
3.6.3 OFDM-CDMA 51
3.6.4 FH-OFDMA 52
3.7 自适应调制 53
3.7.1 注水原理 54
3.7.2 贪婪算法 56
3.7.3 性能余量最大化算法 57
3.7.4 误码率最小化分配算法 58
3.8 MIMO-OFDM 60
3.8.1 空间分集 61
3.8.2 空间复用 63
3.8.3 波束赋形 65
本章小结 66
参考文献 66
第4章 OFDM接收机关键技术 68
4.1 同步技术 68
4.1.1 同步偏差 68
4.1.2 符号定时同步 71
4.1.3 载波同步 78
4.1.4 采样时钟同步 80
4.2 信道估计技术 82
4.2.1 LS算法 82
4.2.2 MMSE算法 83
4.2.3 L-MMSE算法 83
4.2.4 判决反馈的信道估计 84
4.2.5 插值 84
4.3 均衡技术 85
4.3.1 时域均衡与频域均衡 86
4.3.2 线性均衡与非线性均衡 86
4.3.3 TDS-OFDM迭代干扰消除 87
4.4 MIMO-OFDM解调 88
4.4.1 分层空时码的译码 88
4.4.2 空时分组码的译码 89
4.4.3 LS准则下的MIMO-OFDM信道估计方法 89
本章小结 93
参考文献 93
第5章 OFDM扩展技术 95
5.1 Flash-OFDM 95
5.1.1 Flash-OFDM的物理层 95
5.1.2 Flash-OFDM的MAC/LLC层 96
5.1.3 Flash-OFDM的网络层 96
5.2 V-OFDM 96
5.2.1 V-OFDM的主要模块 96
5.2.2 V-OFDM的系统模型 97
5.3 W-OFDM 98
5.4 TDS-OFDM 99
5.5 MB-OFDM 100
5.6 多载波CDMA 102
5.6.1 MC-CDMA 102
5.6.2 MC-DS-CDMA 103
5.6.3 MT-CDMA 104
5.7 Wavelet-OFDM 105
本章小结 107
参考文献 107
下篇 标准篇
第6章 数字电视广播系统 109
6.1 系统设计需求 109
6.2 DVB-T 110
6.2.1 帧结构 111
6.2.2 同步设计 112
6.2.3 参考信号设计 113
6.2.4 控制信号设计 114
6.2.5 资源分配与传输 115
6.2.6 DVB-H对DVB-T的拓展 116
6.3 ISDB-T 118
6.3.1 帧结构 118
6.3.2 同步设计 120
6.3.3 参考信号设计 120
6.3.4 控制信号设计 120
6.3.5 资源分配与传输 123
6.4 DTMB 124
6.4.1 帧结构 125
6.4.2 同步设计 127
6.4.3 参考信号设计 132
6.4.4 控制信号设计 132
6.4.5 资源分配与传输 133
6.4.6 针对移动系统优化 133
6.5 DVB-T2 134
6.5.1 帧结构 135
6.5.2 同步设计 136
6.5.3 参考信号设计 139
6.5.4 控制信号设计 140
6.5.5 资源分配与传输 144
6.5.6 抑制PAPR技术 147
6.5.7 多天线发射分集 149
本章小结 150
参考文献 150
第7章 移动通信系统 153
7.1 系统设计需求 153
7.2 LTE 153
7.2.1 帧结构 154
7.2.2 同步设计 160
7.2.3 参考信号设计 163
7.2.4 控制信号设计 168
7.2.5 资源分配 174
7.2.6 多天线技术 178
7.3 LTE-Advanced 183
7.3.1 参考信号优化 183
7.3.2 MIMO增强 187
7.3.3 载波聚合 188
本章小结 190
参考文献 190
第8章 无线局域网 191
8.1 系统设计需求 191
8.2 IEEE 802.11a 192
8.2.1 帧结构 193
8.2.2 同步设计 193
8.2.3 参考信号 195
8.2.4 控制信号设计 195
8.2.5 资源分配 196
8.2.6 时域加窗 196
8.3 IEEE 802.11n 197
8.3.1 帧结构参数优化 197
8.3.2 同步信号设计 197
8.3.3 参考信号设计 200
8.3.4 控制信号设计 201
8.3.5 多天线传输 201
8.3.6 40MHz带宽增强 205
8.4 IEEE 802.11ac增强 206
本章小结 206
参考文献 207
第9章 电力线通信系统 208
9.1 电力线通信系统设计需求 208
9.2 G.hn 209
9.2.1 帧结构 211
9.2.2 同步设计 213
9.2.3 参考信号 214
9.2.4 控制信号设计 214
9.2.5 资源分配 215
9.3 IEEE 1901 216
9.3.1 帧结构 218
9.3.2 同步设计 221
9.3.3 参考信号 222
9.3.4 控制信号设计 223
9.3.5 资源分配 224
9.4 G3-PLC 229
9.4.1 帧结构 230
9.4.2 同步设计 231
9.4.3 参考信号 232
9.4.4 控制信号设计 232
9.4.5 资源分配 232
本章小结 234
参考文献 234