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第一部分 背景和MIMO系统第1章 引言3

1.1 无线信道3

1.1.1　加性高斯白噪声3

1.1.2　大尺度传播效应4

1.1.3　小尺度传播效应4

1.1.4　功率时延谱5

1.1.5　均匀散射环境模型11

1.1.6　其他信道系数模型16

1.2　通过信道容量描述性能17

1.3　正交频分复用19

1.4　无线信道的分集22

1.4.1 时间分集24

1.4.2　频率分集25

1.4.3　MIMO系统25

1.5　协作分集31

1.6　参考的文献说明32

第2章　空时分集和编码33

2.1　系统模型和性能准则33

2.2　空时编码36

2.2.1　循环酉编码36

2.2.2　正交设计的ST码38

2.2.3　对角代数ST码45

2.3　本章小结和参考的文献说明46

习题47

第3章　空时频分集与空时频编码50

3.1　空频分集和编码50

3.1.1　MIMO-OFDM系统模型50

3.1.2　满分集空频码的映射设计方法54

3.1.3　满速率满分集空频码的设计63

3.2　空时频分集和编码77

3.2.1 空时频编码的MIMO-OFDM系统模型77

3.2.2　性能准则与最大可得分集78

3.2.3　满分集空时频码设计方法81

3.3　本章小结和参考的文献说明89

习题90

第二部分 协作通信95

第4章　中继信道及协议95

4.1　协作通信95

4.2　协作协议96

4.2.1　固定协作策略97

4.2.2　自适应协作策略105

4.3　分级协作108

4.3.1　网络模型108

4.3.2　分级协作协议描述109

4.3.3　协议分析113

4.3.4　线性容量度量115

4.4　本章小结和参考的文献说明116

习题117

第5章　单中继协作通信119

5.1　系统模型119

5.2　DF协议的误符号率分析121

5.2.1　闭式SER分析121

5.2.2　SER上界及渐进近似124

5.2.3　最优功率分配127

5.2.4　一些特殊场景130

5.2.5　仿真举例131

5.3　AF协议的SER分析132

5.3.1　利用MGF方法的SER分析133

5.3.2　调和平均值的简单MGF表达134

5.3.3　渐进紧的近似解136

5.3.4　最优功率分配139

5.3.5　仿真举例140

5.4　DF与AF协作增益的比较141

5.5　中继通信中的调制变换145

5.6　本章小结和参考的文献说明148

习题149

第6章　多节点协作通信151

6.1 多节点译码转发协议151

6.1.1　系统模型和协议描述151

6.1.2　精确SER性能分析153

6.1.3　SER近似156

6.1.4　最优功率分配162

6.2　多节点放大转发协议168

6.2.1　放大转发源信息168

6.2.2　基于MRC的放大转发中继172

6.2.3　中断分析和最优功率分配175

6.3　本章小结和参考的文献说明182

习题182

第7章　分布式空时码和分布式空频码185

7.1　分布式空时码（DSTC）185

7.1.1　译码转发协议下的分布式空时码（DSTC）186

7.1.2　放大转发协议下的分布式空时码190

7.1.3　对抗同步误差的分布式空时码194

7.2　分布式空频码（DSFC）201

7.2.1　译码转发协议下的分布式空频码201

7.2.2　放大转发协议下的分布式空频码208

7.2.3　码字设计和注释214

7.3　本章小结和参考的文献说明215

附录216

习题217

第8章 中继选择：何时参与协作和与谁协作220

8.1　动机及中继选择协议220

8.1.1　传统的协作场景220

8.1.2　中继选择准则221

8.1.3　单中继的译码转发协议222

8.2　性能分析223

8.2.1　平均带宽效率分析223

8.2.2　误符号率（SER）分析及其上界224

8.3　多中继场景229

8.3.1　带宽效率230

8.3.2　SER分析及其上界232

8.4　最优功率分配234

8.5　本章小结和参考的文献说明238

习题239

第9章　协作通信中的差分调制242

9.1　差分调制242

9.2　译码转发协作通信的差分调制方案（DiffDF）243

9.2.1 单中继DiffDF243

9.2.2 多中继DiffDF265

9.3 放大转发协作通信的差分调制方案（DiffAF）276

9.3.1 单中继DiffAF277

9.3.2 多中继DiffAF284

9.4　本章小结和参考的文献说明295

习题297

第10章　协作传感器网络中的能量效率299

10.1　系统模型299

10.2　性能分析与最优功率分配301

10.2.1　直接传输301

10.2.2　协作传输302

10.3　多中继场景304

10.4　实验结果306

10.4.1　数值例子307

10.5　本章小结和参考的文献说明311

习题311

第三部分 协作网络315

第11章　协作认知多址接入315

11.1　系统模型316

11.2　协作认知多址接入（CCMA）协议318

11.2.1　单帧CCMA协议318

11.2.2　多帧CCMA协议319

11.3　稳定性分析319

11.3.1 CCMA-S协议稳定性分析320

11.3.2 CCMA-M的稳定性分析328

11.3.3　现有的协作协议稳定性分析332

11.3.4　数值仿真335

11.4　吞吐量区域337

11.5　时延分析338

11.5.1 CCMA-S的时延性能338

11.5.2 CCMA-Me的时延性能339

11.5.3　时延性能的例子340

11.6　本章小结和参考的文献说明341

习题342

第12章　内容感知的协作多址接入344

12.1　系统模型344

12.1.1　语音源模型344

12.1.2　网络模型346

12.1.3　信道模型347

12.2　具有竞争意识的协作多址协议347

12.3　动态模型348

12.3.1　状态转移概率350

12.4　性能分析351

12.4.1　网络吞吐量351

12.4.2　多址接入延迟352

12.4.3　丢包率354

12.4.4　主观话音质量357

12.5　竞争-协作访问的折中358

12.6　本章小结和参考的文献说明360

习题361

第13章　分布式的协作路由362

13.1 网络模型和发射节点363

13.1.1　网络模型363

13.1.2　直接的和协作的传输模式364

13.2　链路分析364

13.3　基于协作的路由算法366

13.3.1　性能分析：规则直线型网络368

13.3.2　性能分析：规则网格网络369

13.4　仿真例子371

13.5　本章小结和参考的文献说明375

习题376

第14章　联合信源-信道编码的协作378

14.1　联合信源-信道编码的比特速率分配378

14.2　采用用户协作的联合信源信道编码379

14.3　源-信道-协作折中问题381

14.4　信源编／解码382

14.4.1　实际的信源编／解码383

14.5　信道编／解码器385

14.6　信源-信道-协作性能的分析386

14.6.1 放大转发协作387

14.6.2　解码转发协作393

14.6.3 非协作情况394

14.7 D-SNR特性的验证397

14.8　信源-信道-协作折中的效果398

14.9　本章小结和参考的文献说明402

习题403

第15章 失真指数的渐近性能405

15.1　信源-信道分集的系统设置405

15.2　多跳信道408

15.2.1　多跳放大转发协议409

15.2.2　多跳译码转发协议415

15.3 中继信道418

15.3.1　放大转发协议419

15.3.2　译码转发中继信道428

15.4　讨论429

15.5　本章小结和参考的文献说明431

习题431

第16章　基于协作的覆盖增强技术433

16.1　系统模型433

16.2 中继分配协议与分析435

16.2.1　直接传输435

16.2.2　协作传输的条件中断概率436

16.2.3　最优中继位置437

16.3 中继分配算法438

16.3.1　最近邻节点分配协议439

16.3.2　固定中继策略440

16.3.3　下界：Genie-aided算法442

16.4　数值仿真结果443

16.5　本章小结和参考的文献说明446

习题446

第17章　宽带协作通信448

17.1　系统模型448

17.2　协作协议及中继分配方案449

17.3　性能分析451

17.3.1　中断概率451

17.4　性能下界454

17.5　最佳中继位置455

17.6　本章小结和参考的文献说明456

习题457

第18章　通过协作方式的网络寿命最大化459

18.1　概述459

18.2　系统模型460

18.2.1　非协作无线网络460

18.2.2　协作解码转发协议461

18.3　通过使用协作节点使寿命最大化463

18.3.1　问题表述463

18.3.2　两节点无线网络的解析解464

18.3.3　多节点无线网络468

18.4　配置中继以提升设备寿命470

18.5　仿真举例473

18.6　本章小结和参考的文献说明477

习题477

参考文献479