本书系统介绍了基于多载波传输与检测技术的无线通信系统原理与应用，内容涵盖了正交频分复用（OFDM）、单载波频分复用（SC-FDMA）以及多载波码分多址（CDMA）系统。针对不同的扩频方式，如时域扩频、频域扩频以及时/频域联合扩频等，本书探讨了多种多样的多载波CDMA系统。本书第1章介绍了多载波通信系统的背景及基本概念；第2章介绍了基本的扩频通信原理，其中包括四种基本扩频技术以及两种混合扩频技术，并重点介绍了基于这些扩频技术的CDMA系统原理；从第3章起本书全面系统地介绍了多载波通信系统的理论、设计和应用。

得益于时域和频域信号处理技术，多载波系统具有频谱效率高、灵活性强以及复杂度低等特点。因此，多载波技术被广泛应用于下一代无线通信息系统中。本书全面而深入地介绍了多载波通信原理，提供了关于扩频、多载波CDMA、多用户检测、多用户发射机预处理、MIMO空时处理等一系列通信技术的详细分析。本书的特色包括：为OFDM和不同多载波CDMA系统建立了统一框架，给出了详尽的性能分析方法；并行研究了多用户检测技术和多用户发射机预处理技术，揭示了两者间的关系；系统研究和分析了非相干检测技术在多用户系统中的应用；详细介绍了MIMO和空时多载波通信的相关知识。此外，书中包含了大量的图表来说明各类系统的性能。本书适合于通信工程和电子信息相关专业高年级本科生和研究生阅读，同时也适合作为该领域工程技术人员的技术参考书。

第1章 绪论/（1）

 1.1 扩频/（1）

 1.2 正交频分复用/（5）

 1.3 多址/（6）

 1.4 双工/（8）

1.4.1 时分双工（TDD）/（9）

1.4.2 频分双工（FDD）/（9）

1.4.3 多载波双工（MDD）/（10）

1.4.4 码分双工（CDD）/（11）

 1.5 无线通信中的分集技术/（11）

 1.6 本书结构/（14）

第2章 码分多址通信原理/（16）

 2.1 直序扩频/（16）

2.1.1 发射信号/（18）

2.1.2 DS-SS信号检测/（19）

2.1.3 DS-SS系统抗干扰特性/（22）

2.1.4 直序码分多址/（24）

 2.2 多载波扩频通信/（25）

2.2.1 发射信号/（25）

2.2.2 多载波扩频信号检测/（27）

2.2.3 多载波码分多址/（28）

 2.3 跳频扩频通信/（29）

2.3.1 M进制频移键控/（30）

2.3.2 基于M进制频移键控的慢跳频/（31）

2.3.3 基于M进制频移键控的快跳频/（33）

2.3.4 FH/MFSK信号的检测/（35）

2.3.5 跳频多址/（38）

 2.4 跳时扩频通信/（41）

2.4.1 慢跳时M进制脉冲位置调制/（42）

2.4.2 快跳时M进制脉冲位置调制/（44）

2.4.3 慢跳时信号的检测/（45）

2.4.4 快跳时信号的检测/（48）

2.4.5 跳时多址/（50）

 2.5 混合直序/跳频多址接入/（55）

2.5.1 混合DS/SFH信号/（55）

2.5.2 混合DS/FFH信号/（58）

 2.6 混合直序/跳时多址接入/（64）

2.6.1 混合DS/STH信号/（65）

2.6.2 混合DS/FTH信号/（67）

 2.7 总结与讨论/（71）

第3章 多载波通信的基本原理/（73）

 3.1 引言/（73）

 3.2 正交频分复用/（74）

3.2.1 调制器/（74）

3.2.2 调制参数/（76）

3.2.3 解调器/（76）

3.2.4 多载波调制与解调的实现/（77）

 3.3 频域扩频多载波CDMA/（81）

3.3.1 发射信号/（81）

3.3.2 调制参数/（82）

3.3.3 相关接收机/（84）

 3.4 单载波频分多址/（86）

 3.5 正交多载波DS-CDMA/（92）

3.5.1 发射信号/（92）

3.5.2 调制参数/（93）

3.5.3 相关接收机/（95）

 3.6 多音DS-CDMA/（97）

3.6.1 发射信号/（97）

3.6.2 调制参数/（98）

3.6.3 相关接收机/（99）

 3.7 广义多载波DS-CDMA/（101）

3.7.1 发射信号/（103）

3.7.2 调制参数/（103）

3.7.3 相关接收机/（105）

 3.8 跳时多载波CDMA/（106）

3.8.1 发射信号/（106）

3.8.2 调制参数/（108）

3.8.3 接收机模型/（109）

 3.9 时/频域扩频多载波DS-CDMA/（111）

3.9.1 发射信号/（111）

3.9.2 接收机模型/（112）

 3.10 总结与讨论/（114）

第4章 高斯信道下多载波系统性能/（116）

 4.1 简介/（116）

 4.2 正交频分多址的性能/（117）

 4.3 单用户频域扩频多载波CDMA性能/（120）

 4.4 单用户多载波DS-CDMA性能/（121）

 4.5 单用户跳时多载波CDMA的性能/（129）

4.5.1 TH/MC-CDMA信号功率谱密度/（129）

4.5.2 TH/MC-CDMA系统的差错概率/（132）

 4.6 支持多用户的时/频域扩频多载波DS-CDMA性能（135）

4.6.1 发射信号/（136）

4.6.2 功率谱密度/（137）

4.6.3 接收信号表述/（139）

4.6.4 单用户检测和分析/（142）

4.6.5 误比特率性能分析/（146）

4.6.6 误比特率性能结果/（148）

 4.7 单载波DS-CDMA与多载波CDMA的等价性/（149）

 4.8 总结与讨论/（152）

 附录4.A 标准高斯近似/（153）

第5章 频率选择性衰落信道下的多载波系统性能/（155）

 5.1 概述/（155）

 5.2 多载波系统中的频率选择性衰落/（156）

 5.3 码间干扰的抑制：循环前缀和补零/（161）

 5.4 多载波信号的衰落统计特性/（164）

 5.5 正交频分复用的性能/（165）

 5.6 单用户频域扩频多载波CDMA系统的性能分析/（167）

5.6.1 接收信号的表述/（167）

5.6.2 最大比合并检测和性能分析/（167）

5.6.3 性能结果/（170）

 5.7 单载波频分复用性能/（173）

 5.8 单载波DS-CDMA中的频域均衡/（178）

 5.9 单用户多载波DS-CDMA系统的性能/（180）

5.9.1 接收信号表述/（181）

5.9.2 最大比合并检测与性能分析/（183）

5.9.3 MC DS-CDMA系统中的比特间与载波间干扰：一个例子/（186）

 5.10 单用户跳时多载波CDMA系统的性能/（190）

5.10.1 判决变量及其统计特性/（190）

5.10.2 差错概率分析/（192）

5.10.3 性能结果/（194）

 5.11 支持多用户的时/频域扩频多载波DS-CDMA系统的性能/（196）

5.11.1 接收信号表述/（196）

5.11.2 单用户检测与分析/（198）

5.11.3 统计分析/（200）

5.11.4 误比特率分析/（202）

5.11.5 性能结果/（205）

 5.12 总结与讨论/（208）

 附录5.A  ∫Q（2γ）f（γ）dγ/（209）

 附录5.B 相关Nakagami-m衰落中的 /（210）

 附录5.C ψ的方差推导/（211）

第6章 相干多用户检测/（213）

 6.1 引言/（213）

 6.2 频域扩频多载波CDMA中的多用户检测/（214）

6.2.1 解相关/（216）

6.2.2 最小方差无失真响应（MVDR）/（220）

6.2.3 最小均方误差（MMSE）/（223）

6.2.4 最大信干比（MSINR）/（226）

6.2.5 最小功率无失真响应（MPDR）/（228）

6.2.6 子空间多用户检测/（229）

6.2.7 判决反馈多用户检测/（237）

6.2.8 最大后验概率多用户检测/（248）

6.2.9 最大似然判决多用户检测/（255）

6.2.10 最小差错概率线性多用户检测/（257）

 6.3 多载波DS-CDMA中的多用户检测/（266）

6.3.1 迫零多用户检测/（269）

6.3.2 最小均方误差多用户检测/（274）

6.3.3 最大似然判决多用户检测/（279）

 6.4 时/频域扩频多载波DS-CDMA中的多用户检测/（280）

6.4.1 时/频域迫零多用户检测/（283）

6.4.2 时/频域MMSE多用户检测/（288）

6.4.3 混合时/频域ZF-MMSE多用户检测/（293）

6.4.4 最大似然判决多用户检测/（296）

 6.5 总结与讨论/（296）

 附录6.A 关于复矢量和矩阵的推导/（298）

 附录6.B 矩阵求逆/（300）

 附录6.C 最大似然判决的多用户检测次优算法/（301）

6.C.1 搜索算法/（302）

6.C.2 非搜索算法/（309）

第7章 非相干多用户检测/（315）

 7.1 离散TH/MC-CDMA信号表示法/（315）

 7.2 非相干单用户检测/（320）

 7.3 最优“前”非相干多用户检测/（322）

 7.4 “前”非相干解相关多用户检测/（325）

 7.5 “前”非相干MMSE多用户检测/（330）

 7.6 最优“后”非相干多用户检测/（334）

7.6.1 无噪声瑞利衰落信道下的最优后‘非’相干多用户检测/（336）

7.6.2 有噪声瑞利衰落信道中的最优“后”非相干多用户检测/（339）

 7.7 瑞利衰落信道下的次优“后”非相干多用户检测（341）

 7.8 “后”非相干干扰消除/（344）

7.8.1 传统单用户“后”非相干检测/（344）

7.8.2 基于最小距离译码的干扰消除/（351）

7.8.3 迭代“后”干扰消除/（354）

7.8.4 “后”多级干扰消除/（360）

 7.9 总结与讨论/（364）

 附录7.A M进制正交信号的非相干分集合并方案/（365）

 附录7.B PNC（i）的推导/（367）

第8章 多用户发射机预处理/（369）

 8.1 发射机预处理原理：一个例子/（370）

 8.2 频域扩频MC-CDMA发射机预处理/（372）

8.2.1 发射信号/（372）

8.2.2 接收信号的表示法/（374）

8.2.3 发射机匹配滤波单用户预处理器/（375）

8.2.4 迫零多用户发射机预处理/（379）

8.2.5 最小均方误差（MMSE）多用户发射机预处理（384）

8.2.6 最大信干比（MSINR）多用户发射机预处理（388）

8.2.7 最小方差无失真响应（MVDR）多用户发射机预处理/  （389）

8.2.8 最小功率无失真响应（MPDR）多用户发射机预处理/  （391）

8.2.9 基于特征空间的多用户发射机预处理（393）

8.2.10 最小误比特率（MBER）多用户发射机预处理/（396）

8.2.11 最大互信息量多用户发射机预处理/（400）

8.2.12 发射机多用户干扰消除/（408）

 8.3 频域扩频MC DS-CDMA系统中的发射机预处理/（413）

8.3.1 发送信号/（413）

8.3.2 接收信号的表示/（417）

8.3.3 最小均方误差多用户发射机预处理/（421）

8.3.4 最大互信息量多用户发射机预处理/（429）

8.3.5 发射功率分配/（433）

 8.4 线性多用户发射和线性多用户检测的关系/（435）

 8.5 多载波CDMA系统中用于发射机预处理的信道信息的提取/（438）

8.5.1 时分双工（TDD）/（438）

8.5.2 频分双工（FDD）/（439）

8.5.3 多载波双工（MDD）/（440）

 8.6 总结与讨论/（451）

第9章 多天线多载波CDMA/（452）

 9.1 多输入多输出通信/（452）

9.1.1 多输入多输出系统模型/（452）

9.1.2 多输入多输出信道容量/（453）

 9.2 空间分集/（464）

9.2.1 接收分集/（464）

9.2.2 发射分集/（465）

9.2.3 MIMO分集/（476）

 9.3 空分多址/（477）

 9.4 空时编码的多载波CDMA性能/（479）

9.4.1 发送方案/（479）

9.4.2 接收方案/（481）

9.4.3 差错概率分析/（483）

9.4.4 性能结果/（486）

 9.5 时/频域空时扩频多载波DS-CDMA/（488）

9.5.1 发送方案/（489）

9.5.2 接收方案/（490）

9.5.3 差错概率分析/（492）

 9.6 空时多载波DS-CDMA通过快时变衰落信道/（494）

9.6.1 系统模型/（495）

9.6.2 检测方案/（500）

9.6.3 单用户误比特率分析/（502）

9.6.4 性能结果/（505）

9.6.5 结论/（509）

 9.7 总结与讨论/（509）

参考文献/（511）