SIGNAL PROCESSING FOR
MOBILE COMMUNICATIONS
HANDBOOK

Edited by
Mohamed Ibnkahla
CRC PRESS 2005.
CONTENTS
Preface  4
Contributors  6

PART I: INTRODUCTION


CHAPTER 1.  SIGNAL PROCESSING FOR FUTURE MOBILE COMMUNICATIONS SYSTEMS: CHALLENGES AND PERSPECTIVES

1.1 Introduction  12
1.2 Channel Characterizations  12
   1.2.1 Large-Scale Propagation Models  12
      1.2.1.1 Deterministic Approach  12
         1.2.1.1.1 Free-Space Propagation Model  12
         1.2.1.1.2 Log-Distance Path Loss Model  13
      1.2.1.2 Stochastic Approach  13
         1.2.1.2.1 Lognormal Shadowing Model  13
   1.2.2 Small-Scale Propagation Models  14
      1.2.2.1 Parameters of Mobile Multipath Channel  14
         1.2.2.1.1 Fading  14
         1.2.2.1.2 Doppler Shift  14
         1.2.2.1.3 Excess Delay  14
         1.2.2.1.4 Power Delay Profile, I c ( T)  14
         1.2.2.1.5 Delay Spread (T m)  15
         1.2.2.1.6 Coherence Bandwidth (B  15
         1.2.2.1.7 Doppler Spread (Bd)  15
         1.2.2.1.8 Coherence Time (Tcoh)  15
      1.2.2.2 Types of Small-Scale Fading  15
         1.2.2.2.1 Flat Fading  16
         1.2.2.2.2 Frequency-Selective Fading  16
         1.2.2.2.3 Fast Fading  16
         1.2.2.2.4 Slow Fading  16
      1.2.2.3 Statistical Representation of the Small-Scale Propagation Channel  17
         1.2.2.3.1 Rayleigh Fading Channel  17
         1.2.2.3.2 Ricean Fading Channel  17
         1.2.2.3.3 Nakagami Fading Channel  17
      1.2.2.4 Statistical Models for Multipath Fading Channels  18
         1.2.2.4.1 Two-Ray Fading Channel Model  18
         1.2.2.4.2 Motif Model  19
         1.2.2.4.3 Finite-State Markov Chain Model  19
         1.2.2.4.4 Loo's Satellite Channel Model  20
         1.2.2.4.5 Multiple-Input Multiple-Output Channel Models  21
            1.2.2.4.5.2 Physical Scattering Model  22
            1.2.2.4.5.1 Matrix Channel Model  21
1.3 Modulation Techniques  23
   1.3.1 Modulation Schemes: The Classification  23
   1.3.2 Different Modulation Schemes  23
      1.3.2.1 Phase Shift Keying  23
      1.3.2.10 Challenges in the Next-Generation System Concerning Different Modulation  29
      1.3.2.2 Pulse Amplitude Modulation  25
      1.3.2.3 Quadrature Amplitude Modulation  25
      1.3.2.4 Frequency Shift Keying  26
      1.3.2.5 Continuous-Phase FSK  27
      1.3.2.6 Continuous-Phase Modulation  28
      1.3.2.7 Minimum Shift Keying  28
      1.3.2.8 Gaussian MSK  28
      1.3.2.9 Orthogonal Frequency Division Multiplexing  28
1.4 Coding Techniques  30
   1.4.1 Shannon's Capacity Theorem  30
   1.4.2 Different Coding Schemes  31
      1.4.2.1 Block Codes  32
         1.4.2.1.1 Vector Space and Subspace  32
         1.4.2.1.2 Linear Block Code  32
         1.4.2.1.3 Coding Gain  32
         1.4.2.1.4 Hamming Codes  32
         1.4.2.1.5 Hamming Distance  32
         1.4.2.1.6 Implementation Complexity  32
         1.4.2.1.7 BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)Codes  33
         1.4.2.1.8 Reed-Solomon Codes  33
         1.4.2.1.9 Interleaving  33
      1.4.2.2 Convolutional Codes  34
         1.4.2.2.1 Pictorial Representation of Convolutional Encoder  34
            1.4.2.2.1.1 State Diagram  35
            1.4.2.2.1.2 Tree Diagram  35
            1.4.2.2.1.3 Trellis Diagram  36
      1.4.2.3 Space-Time Coding  36
      1.4.2.4 Turbo Coding  36
      1.4.2.5 Coded Modulation Techniques  37
         1.4.2.5.1 Trellis Coded Modulation  37
         1.4.2.5.2 Block Coded Modulation  37
         1.4.2.5.3 Multilevel Coded Modulation  37
         1.4.2.5.4 Turbo Coded Modulation  37
   1.4.3 Coding in Next-Generation Mobile Communications: Some Research  37
1.5 Multiple Access Techniques  39
1.5 Multiple Access Techniques  11
   1.5.1 Fundamental Multiple-Access Schemes  39
      1.5.1.1 Frequency Division Multiple Access  39
         1.5.1.1.1 Merits  39
         1.5.1.1.2 Demerits  39
      1.5.1.2 Time Division Multiple Access  40
         1.5.1.2.1 Merits  40
         1.5.1.2.2 Demerits  40
      1.5.1.3 Code Division Multiple Access  40
         1.5.1.3.1 Wideband CDMA  40
         1.5.1.3.2 Merits  40
         1.5.1.3.3 Demerits  41
   1.5.2 Combination of OFDM and CDMA Systems  41
      1.5.2.1 MT-CDMA Scheme  42
      1.5.2.2 MC-CDMA Scheme  42
      1.5.2.3 MC-DS CDMA Scheme  42
   1.5.3 OFDM/TDMA  43
      1.5.3.1 Merits  43
      1.5.3.2 Demerits  43
   1.5.4 Capacity of MAC Methods  43
      1.5.4.1 FDMA Capacity  44
      1.5.4.2 TDMA Capacity  44
      1.5.4.3 CDMA Capacity  44
   1.5.5 Challenges in the MAC Schemes  44
1.6 Diversity Technique  45
   1.6.1 Classifications of the Diversity Techniques  45
   1.6.2 Classifications of Diversity Combiners  46
      1.6.2.1 Predetection Diversity Combiners  46
         1.6.2.1.1 Selection Diversity Combining  46
         1.6.2.1.2 Maximal Ratio Combining  46
         1.6.2.1.3 Equal Gain Combining  46
      1.6.2.2 Postdetection Diversity Combiners  46
   1.6.3 Diversity for Next-Generation Systems: Some Research Evidence  47
   1.6.4 Challenges in the Diversity Area  47
1.7 Conclusions  48

PART II: CHANNEL MODELING AND ESTIMATION


CHAPTER 2. MULTIPATH PROPAGATION MODELS  FOR BROADBAND  WIRELESS SYSTEMS

2.1 Introduction  54
2.2 Narrowband, Wideband, and Directional Channel Modeling  55
   2.2.1 Intuitive Description  55
   2.2.2 Mathematical Description: Deterministic Case  57
   2.2.3 Mathematical Description: Stochastic Case  58
   2.2.4 Condensed Parameters  59
   2.2.5 Directional Description  60
2.3 Modeling Methods for Multipath Channels  62
   2.3.1 Measured Channel Impulse Responses  62
   2.3.2 Deterministic Channel Computation  63
      2.3.2.1 Full Electromagnetic Description  64
      2.3.2.2 High-Frequency Approximations  64
   2.3.3 Tapped Delay Lines  66
   2.3.4 Stochastic MIMO Models  67
   2.3.5 Geometry-Based Stochastic Channel Models  68
2.4 Propagation Aspects and Parameterization  69
   2.4.1 Amplitude Statistics  70
   2.4.2 Arrival Times  71
   2.4.3 Average Time Dispersion  72
   2.4.4 Average Angular Dispersion at the BS  73
   2.4.5 Average Angular Dispersion at the MS  74
   2.4.6 MIMO Parameters  75
   2.4.7 Polarization  75
   2.4.8 Millimeter Wave Propagation  75
   2.4.9 Ultrawideband Systems  76
2.5 Standard Models  76
   2.5.1 The COST 207 Model  76
   2.5.2 The ITU-R Models  77
   2.5.3 IEEE 802.11/HIPERLAN Models  79
   2.5.4 The 802.15 Ultrawideband Channel Model  79
   2.5.5 The 3GPP-3GPP2 Model  81
   2.5.6 The COST 259 Model  82
2.6 Conclusions  83

CHAPTER 3. MODELING AND ESTIMATION OF MOBILE  CHANNELS

3.1 Introduction  97
3.2 Channel Models  99
   3.2.1 Time-Variant Channels  99
      3.2.1.1 Tapped Delay Line Model  99
      3.2.1.2 Basis Expansion Models  101
   3.2.2 Time-Invariant Channels  102
3.3 Channel Estimation  104
   3.3.1 Training-Based Channel Estimation  105
      3.3.1.1 Time-Variant Channels  105
   3.3.2 Blind Channel Estimation  106
      3.3.2.1 Combined Channel and Symbol Estimation  106
         3.3.2.1.1 Stochastic Maximum Likelihood Estimation  106
         3.3.2.1.2 Deterministic Maximum Likelihood Estimation  107
      3.3.2.2 The Methods of Moments  108
         3.3.2.2.1 SISO Channel Estimation  108
            3.3.2.2.1.1 Indirect Channel Estimation  108
         3.3.2.2.2 SIMO Channel Estimation  109
            3.3.2.2.2.3 Multistep Linear Prediction  113
            3.3.2.2.2.2 Noise Subspace Approach  112
            3.3.2.2.2.1 The Cross-Relation Approach  111
   3.3.3 Semiblind Approaches  115
   3.3.4 Hidden Pilot-Based Approaches  115
      3.3.4.1 Equalization  117
3.4 Simulation Examples  118
3.4 Simulation Examples  97
   3.4.1 Example 1  118
   3.4.2 Example 2  119
3.5 Conclusions  121

CHAPTER 4. MOBILE SATELLITE CHANNELS: STATISTICAL  MODELS AND PERFORMANCE ANALYSIS

4.1 Introduction  125
4.2 Statistical Propagation Models  126
   4.2.1 Narrowband Statistical Models  128
      4.2.1.1 Single-State Statistical Models  128
         4.2.1.1.1 Single-State First-Order Characterization  129
            4.2.1.1.1.9 Patzold et al. Distribution  132
            4.2.1.1.1.6 Suzuki Distribution  130
            4.2.1.1.1.10 GRLN Distribution  133
            4.2.1.1.1.11 Xie and Fang Distribution  133
            4.2.1.1.1.4 Nakagami Distribution  130
            4.2.1.1.1.5 Norton Distribution  130
            4.2.1.1.1.2 Rayleigh Distribution  129
            4.2.1.1.1.7 Loa Distribution  131
            4.2.1.1.1.3 Rice Distribution  129
            4.2.1.1.1.1 Lognormal Distribution  129
            4.2.1.1.1.12 Other Models  134
            4.2.1.1.1.8 RLN Distribution  131
         4.2.1.1.2 Single-State Second-Order Characterization  134
            4.2.1.1.2.1 Doppler Spectrum  135
            4.2.1.1.2.2 Level Crossing Rate and Average Fade Duration  136
            4.2.1.1.2.3 Fade and Non-fade Duration  Statistics  137
            4.2.1.1.2.4 Shadowing Correlation Function  138
      4.2.1.2 Multistate Statistical Models  138
         4.2.1.2.1 Lutz Model  138
         4.2.1.2.2 Barts and Stutzman Model  140
         4.2.1.2.3 Vucetic and Du Model  140
         4.2.1.2.4 Rice and Humphreys Model  141
         4.2.1.2.5 Karasawa et al. Model  141
         4.2.1.2.6 Fontan et al. Model  141
         4.2.1.2.7 Wakana model  141
   4.2.2 Wideband Statistical Models  142
      4.2.2.1 DLR Wideband Model  142
      4.2.2.2 Saunders et al.  143
      4.2.2.3 IMR Channel Model  143
4.3 Detection Performance Analysis  125
4.3 Detection Performance Analysis  144
   4.3.1 Uncoded Transmission over LMS Channels  144
      4.3.1.1 M-ary Coherent Detection  145
      4.3.1.2 M-ary Orthogonal Noncoherent Detection  145
   4.3.2 Coded Transmission over LMS Channels  146
      4.3.2.1 Pseudo-coherent BPSK Detection  147
      4.3.2.2 Non-coherent M-ary Detection  149
      4.3.2.3 Convolutional Code Performance Analysis  150
      4.3.2.4 Turbo Code Performance Analysis  154
4.4 Conclusions  155

CHAPTER 5. MOBILE VELOCITY ESTIMATION  FOR WIRELESS COMMUNICATIONS

5.1 Introduction  161
   5.1.1 Importance of Velocity Estimation  161
   5.1.2 Existing Velocity Estimators  163
   5.1.3 Structure of the Chapter  164
5.2 Received Signal Model and Statistics  164
   5.2.1 Received Signal Model  164
   5.2.2 Multipath Component Model  165
   5.2.3 The Scattering Distribution  166
   5.2.4 Statistics of the Multipath Fading  166
5.3 Principles of Mobile Velocity Estimation  168
   5.3.1 Examples of Derivations of the Velocity  168
   5.3.2 Examples of Velocity Estimators  170
5.4 Performance Analysis of Velocity Estimators  171
   5.4.1 Effect of Shadowing  172
   5.4.2 Effect of AWGN and Nonisotropic Scattering  172
      5.4.2.1 Derivation of the Normalized Bias  172
      5.4.2.2 Performance in the Presence of AWGN and Isotropic Scattering  173
      5.4.2.3 Performance in the Presence of Nonisotropic Scattering  174
5.5 Performance Analysis Using Simulations  176
   5.5.1 Simulations of the Received Signal  176
   5.5.2 Simulation Results  177
5.6 Rice Factor Estimation  180
   5.6.1 Existing Methods  180
   5.6.2 Envelope-Based Estimators  181
   5.6.3 Simulation Results  184
5.7 Application on Handover Performance  184
   5.7.1 Handover Decision Algorithms  184
   5.7.2 Effect of an Error in Velocity Estimation on the System's  185
5.8 Conclusions and Perspectives  187

PART III: MODULATION TECHNIQUES FOR WIRELESS COMMUNICATIONS


CHAPTER 6. ADAPTIVE CODED MODULATION FOR  TRANSMISSION OVER FADING CHANNELS

6.1 Introduction  195
6.2 Adaptive System Model  197
   6.2.1 Model for a Wireless Link  197
   6.2.2 Adaptation in Response to Path Loss/Shadowing  198
   6.2.3 Analytic Model for Fine-Scale Adaptation  199
6.3 Adaptivity in Single-Input Single-Output Systems  201
   6.3.1 Information Theoretic Bounds  201
   6.3.2 Design for Uncoded Systems  202
      6.3.2.1 Design Rules  203
      6.3.2.2 Numerical Results  204
   6.3.3 Coded Modulation Structures  205
      6.3.3.1 Coding Structures with (Nearly) Perfect Prediction  205
      6.3.3.2 Coding Structures with Moderate Prediction Error Statistics  205
      6.3.3.3 Coding Structures with Large Prediction Error Statistics  206
   6.3.4 Designing with a Given Coded Modulation Structure  206
      6.3.4.1 Design Rules  206
      6.3.4.2 Performance Results  206
6.4 Adaptivity in Multiantenna Systems  207
   6.4.1 Information Theoretic Considerations  207
      6.4.1.1 MIMO Single-User Systems  207
      6.4.1.2 Multiuser MIMO Systems  208
   6.4.2 Adaptive Coded Modulation for MIMO Systems  208
6.5 Conclusions  209

CHAPTER 7. SIGNALING CONSTELLATIONS FOR  TRANSMISSION OVER NONLINEAR CHANNELS

7.1 Introduction  214
7.2 System Model  215
7.3 Craig's Method  216
7.4 probability of Symbol Error for 16-ary QAM Format  217
   7.4.1 The (8, 8) Constellation Format  217
      7.4.1.1 The Structure  217
      7.4.1.2 Probability of Error Analysis  218
   7.4.2 The (4, 12) Constellation Format  219
      7.4.2.1 The Structure  219
      7.4.2.2 Probability of Error Analysis  219
   7.4.3 The (S, II) Constellation Format  220
   7.4.4 The (6, 10) Constellation Format  221
   7.4.5 16-Rectangular Constellations with a Circular Format  222
      7.4.5.1 The Structure  222
      7.4.5.2 Probability of Error Analysis  223
   7.4.6 The Effect of Nonlinearity and the Application  224
   7.4.7 Total Degradation  226
   7.4.8 Results and Discussions  227
7.5 probability of Symbol Error for the Circular  232
   7.5.1 The (4, 11, 17) Constellation Format  232
   7.5.2 The (5, 11, 16) Constellation Format  234
   7.5.3 32-Rectangular Constellations with a Circular Format  235
      7.5.3.1 The Structure  235
      7.5.3.2 Probability of Error Analysis  236
   7.5.4 The Effect of Nonlinearity and the Application  240
   7.5.5 Results and Discussions  240
7.6 Conclusions  242

CHAPTER 8. CARRIER FREQUENCY SYNCHRONIZATION  FOR OFDM SYSTEMS

8.1 Introduction  244
8.10 Conclusions  262
8.2 Basics of OFDM  245
   8.2.1 OFDM Modulation  246
   8.2.2 Demodulation  247
8.3 Effect of CFO on System Performance  249
8.4 Carrier Frequency Offset Estimation  250
8.5 Repetitive Slots-Based CFO Estimation  251
   8.5.1 Nonlinear Least Squares Method  251
   8.5.2 Computationally Simpler Estimators  252
      8.5.2.1 Approximate NLS Estimator  252
      8.5.2.2 BLUE Estimator  253
8.6 Null-Subcarrier-Based CFO Estimation  253
   8.6.1 Deterministic Maximum Likelihood Estimation  254
   8.6.2 Special Case: Repetition of Identical Slots  255
      8.6.2.1 Virtual Subcarriers Absent  255
      8.6.2.2 Virtual Subcarriers Present  255
8.7 Identifiability  256
8.8 Performance Analysis  258
   8.8.1 The Conditional CRB  258
   8.8.2 The Unconditional CRB: Rayleigh Channel  259
   8.8.3 Optimal Choice of Null-Subcarriers  259
8.9 Simulation Results  260

CHAPTER 9. FILTER-BANK MODULATION  TECHNIQUES FOR TRANSMISSION OVER  FREQUENCY-SELECTIVE CHANNELS

9.1 Introduction  267
9.2 Critically Sampled Filter Banks  269
   9.2.1 Orthogonality Conditions  269
   9.2.2 Efficient Implementation  270
   9.2.3 Example of Critically-Sampled Filter Bank  273
9.3 Discrete Multitone Modulation  274
9.4 O-QAM OFDM Modulation  276
9.5 Discrete Wavelet Multitone Modulation  281
9.6 Filtered Multitone Modulation  282
   9.6.1 Filter-bank Design  286
   9.6.2 Per-Subchannel Adaptive Equalization and Precoding  289

PART IV: MULTIPLE ACCESS TECHNIQUES


CHAPTER 10. SPREAD-SPECTRUM TECHNIQUES FOR MOBILE  COMMUNICATIONS

10.1 A Brief History of Wireless Communications  296
   10.1.1 The Wireless Revolution  296
   10.1.2 2G and 3G Cellular Systems  296
   10.1.3 DSP Components for Wireless Communications  297
10.2 Fundamentals of Digital Spread-Spectrum Signaling  298
   10.2.1 Narrowband  298
   10.2.10 Short Code  301
   10.2.11 Long Code  301
   10.2.12 Processing Gain  301
   10.2.13 Pseudorandom Sequence Generators  302
   10.2.14 Basic Architecture of a DS/SS Modem  302
   10.2.2 Spread-Spectrum  299
   10.2.3 Frequency-Hopping Spread Spectrum  299
   10.2.4 Direct-Sequence Spread Spectrum  299
   10.2.5 DS/SS Signal Model  300
   10.2.6 Real Spreading  300
   10.2.7 Complex Spreading  300
   10.2.8 DS/SS Bandwidth Occupancy  300
   10.2.9 Spreading Factor  301
10.3 Code-Division Multiple Access  304
   10.3.1 Frequency-, Time-, and Code-Division Multiplexing  304
   10.3.2 Multirate Code-Division Multiplexing  306
   10.3.3 Multiple Access Interference  306
   10.3.4 Capacity of a CDMA System  307
   10.3.5 Cellular Networks and the Universal Frequency Reuse  308
10.4 A Review of 2G and 3G Standards for CDMA  308
10.4 A Review of2G and 3G Standards for CDMA  295
   10.4.1 IS-95  309
   10.4.2 UMTS/UTRA  309
   10.4.3 cdma2000  311
10.5 Synchronization for Spread-Spectrum and CDMA Signals  312
   10.5.1 Synchronization Functions  312
   10.5.2 Code Synchronization  312
   10.5.3 Carrier Frequency and Phase Synchronization  314
10.6 Architecture of DSP-Based DS/SS and CDMA Receivers  315
   10.6.1 IF vs. Baseband Sampling  315
   10.6.2 Correlation Receiver  316
   10.6.3 Rake Receiver  316
10.7 Multiuser Detection  318
   10.7.1 Multiuser Detection in the UL  318
   10.7.2 The Decorrelating and MMSE Detectors  320
10.8 Perspectives and Conclusions  321
   10.8.1 The Challenge to Mobile Spread-Spectrum Communications  321
   10.8.2 4G Wireless Communications Systems  322
   10.8.3 Concluding Remarks  323

CHAPTER 11. MULTIUSER DETECTION FOR FADING CHANNELS

11.1 Introduction  327
11.2 Signal and Channel Model  327
   11.2.1 The Fading Channel Model  327
   11.2.2 Transmitted Signal Model  329
   11.2.3 Continuous-Time Received Signal Model  330
11.3 Multiuser Detection with Known CSI  331
   11.3.1 Conventional Single-User Detection  332
   11.3.2 Optimum Multiuser Detection  333
   11.3.3 Linear Multiuser Detection  335
      11.3.3.1 The Decorrelating Detector  335
      11.3.3.2 Remarks  337
      11.3.3.3 The MMSE Detector  338
      11.3.3.4 Remarks on the MMSE Detector  339
   11.3.4 Approximate MMSE Detection: Linear Serial  340
   11.3.5 Constrained ML Detection: Nonlinear Serial  341
   11.3.6 Performance Results  342
      11.3.6.1 Analysis  342
   11.3.7 Some Numerical Results  347
   11.3.8 Sliding-Window One-Shot Multiuser Receivers  349
11.4 Multiuser Detection with Unknown CSI  350
   11.4.1 Signal Representation in Unknown CSI  350
   11.4.2 Available Strategies to Cope with Missing CSI  353
   11.4.3 Channel Estimation Based on the Least Squares Criterion  353
   11.4.4 Trained Adaptive Code-Aided Symbol Detection  355
   11.4.5 Code-Aided Joint Blind Multiuser Detection and Equalization  358
   11.4.6 Subspace-Based Blind MMSE Detection  359
   11.4.7 Minimum Variance Blind Detection  360
   11.4.8 Two-Stage Blind Detection  360
   11.4.9 Performance Results  361
11.5 Conclusions  363

PART V: MIMO SYSTEMS


CHAPTER 12. PRINCIPLES OF MIMO-OFDM  WIRELESS SYSTEMS

12.1 Introduction  365
12.2 The Broadband MIMO Fading Channel  366
   12.2.1 Basic Assumptions  366
   12.2.2 Array Geometry  367
   12.2.3 Fading Statistics  367
   12.2.4 Ricean Component  368
   12.2.5 Comments on the Channel Model  368
12.3 Capacity of Broadband MIMO-OFDM Systems  368
   12.3.1 MIMO-OFDM  368
   12.3.2 Capacity of MIMO-OFDM Spatial Multiplexing Systems  370
   12.3.3 Impact of Propagation Parameters on Capacity  370
      12.3.3.1 Impact of Cluster Angle Spread and Antenna Spacing  371
      12.3.3.2 Impact of Total Angle Spread  371
      12.3.3.3 Ergodic Capacity in the SISO and MIMO Cases  371
   12.3.4 Numerical Results  373
12.4 Space-Frequency Coded MIMO-OFDM  373
   12.4.1 Space--Frequency Coding  373
   12.4.2 Error Rate Performance  375
   12.4.3 Maximum Diversity Order and Coding Gain  375
      12.4.3.1 Rayleigh Fading  375
         12.4.3.1.1 Receive Correlation Only  376
         12.4.3.1.2 Transmit Correlation Only  376
         12.4.3.1.3 Joint Transmit-Receive Correlation  377
      12.4.3.2 Ricean Fading  377
12.5 Impact of Propagation Parameters  378
   12.5.1 Impact of Propagation Parameters  378
      12.5.1.1 Impact of Cluster Angle Spread  378
      12.5.1.2 Impact of Total Angle Spread  379
   12.5.2 Simulation Results  380
      12.5.2.1 Simulation Example 1  380
      12.5.2.2 Simulation Example 2  380
      12.5.2.3 Simulation Example 3  382
      12.5.2.4 Simulation Example 4  382
         12.5.2.4.1 Spatial Multiplexing  384
         12.5.2.4.2 Delay Diversity Combined with Convolutional Code  384

CHAPTER 13. SPACE-TIME CODING AND SIGNAL  PROCESSING FOR BROADBAND WIRELESS  COMMUNICATIONS

13.1 Introduction  387
13.2 Broadband Wireless Channel Model  387
13.2 Broadband Wireless Channel Model  389
13.3 Information- Theoretic Considerations  391
13.3 Information- Theoretic Considerations  387
   13.3.1 Shannon Capacity of Fading ISI Channels  391
   13.3.2 Diversity Order  391
   13.3.3 Design Criteria for Space-Time Codes over Flat-Fading Channels  392
13.4 Signal Transmission Issues  393
   13.4.1 Transmitter Techniques  393
      13.4.1.1 Spatial Multiplexing (BLAST)  393
      13.4.1.2 Transmit Diversity Techniques  394
      13.4.1.3 Space-Time Coding  395
         13.4.1.3.1 Space-Time Trellis Codes  396
         13.4.1.3.2 Alamouti-Type Space-Time Block Codes  397
      13.4.1.4 Diversity vs. Throughput Trade-Off  398
      13.4.1.5 Orthogonal Frequency Division Multiplexing  399
   13.4.2 Receiver Techniques  399
      13.4.2.1 Coherent Techniques  400
         13.4.2.1.1 Channel Estimation for Quasi-Static Channels  400
         13.4.2.1.2 Channel Estimation and Tracking for Rapidly Time- Varying Channels  401
         13.4.2.1.3 Joint Equalization/Decoding of Space-Time Trellis Codes  401
         13.4.2.1.4 Joint Equalization/Decoding of Space-Time Block Codes  402
         13.4.2.1.5 OFDM with Fast Channel Variations  404
         13.4.2.1.6 Joint Equalization and Interference Cancellation  404
         13.4.2.1.7 Adaptive Techniques  406
      13.4.2.2 Noncoherent Techniques  407
13.5 Summary and Future Challenges  409

CHAPTER 14. LINEAR PRECODING FOR MIMO SYSTEMS

14.1 Introduction  414
   14.1.1 System Model  415
14.2 Optimum precoding  416
   14.2.1 Jointly Optimum Design and Performance Bounds  417
      14.2.1.1 MMSE Criterion under Transmit Power and Maximum Eigenvalue Constraint  418
      14.2.1.2 Maximum Amin(SNR(F, G)) under Power and Maximum  419
      14.2.1.3 Equivalent Decomposition into Independent Sub channels  420
      14.2.1.4 Performance Measures  421
14.3 Performance Analysis and Random Matrices  423
   14.3.1 Differential Forms and Random Matrix Techniques  423
   14.3.2 The Statistics of the Capacity  427
14.4 Channel Estimation for MIMO Systems  432
14.4 Channel Estimation for MIMO Systems  414
   14.4.1 Channel Estimation Algorithm  433
   14.4.2 Cramer-Rao Lower Bound  435
   14.4.3 Numerical Results  436
14.5 Conclusions  437

CHAPTER 15. PERFORMANCE ANALYSIS OF MULTIPLE  ANTENNA SYSTEMS

15.1 Introduction  441
15.2 MIMO Systems without Co-Channel Interference  442
   15.2.1 System Model and Problem Statement  442
   15.2.2 MIMO Channel Capacity without Channel State Information  442
      15.2.2.1 Rician Fading  442
      15.2.2.2 l.i.d. Rician Fading and LLd. Rayleigh Fading Channels  443
      15.2.2.3 Correlated Rayleigh Fading Channels  444
      15.2.2.4 Capacity CCDF  449
   15.2.3 Capacity/Outage Probability of MIMO MRC (Beam-Forming) Systems  451
      15.2.3.1 System Models and Problem Statement  451
      15.2.3.2 MIMO MRC Systems Outage Probability  452
      15.2.3.3 Capacity CCDF of MIMO MRC Systems  453
   15.2.4 Water-Filling Capacity and Beam Forming Performance of Correlated  453
      15.2.4.1 Water-Filling Capacity  453
      15.2.4.2 Beam-Forming Performance  455
15.3 MIMO Systems in the Presence  458
   15.3.1 Problem Statement  458
   15.3.2 Capacity CCDF of MIMO Optimum Combining Scheme  459
      15.3.2.2 Capacity of Optimum Combining  463
   15.3.3 Statistics of the MIMO Capacity with Co-Channel Interference  463
      15.3.3.1 Problem Statement  463
      15.3.3.2 Capacity MGF  464
   15.3.4 RicianjRayleigh Fading Scenarios  467

PART VI: EQUALIZATION AND RECEIVER DESIGN


CHAPTER 16. EQUALIZATION TECHNIQUES FOR  FADING CHANNELS

16.1 Introduction  472
16.2 Wireless Channel Model  473
   16.2.1 TIV Channels  475
   16.2.2 TV Channels  475
16.3 System Model  477
   16.3.1 TIV Channels  478
   16.3.2 TV Channels  478
16.4 Block Equalization  478
   16.4.1 Block Linear Equalization  479
   16.4.2 Block Decision Feedback Equalization  480
16.5 Serial Linear Equalization  481
   16.5.1 TIV Channels  481
   16.5.2 TV Channels  483
   16.5.3 Equalizer Design  484
16.6 Serial Decision Feedback Equalization  485
   16.6.1 TIV Channels  486
   16.6.2 TV Channels  486
   16.6.3 Equalizer Design  487
16.7 Frequency-Domain Equalization for TIV Channels  488
   16.7.1 FD Linear Equalization  489
   16.7.2 FD Decision Feedback Equalization  489
16.8 Existence of Zero-Forcing Solution  492
   16.8.1 Linear Equalizers  492
   16.8.2 Decision Feedback Equalizers  492
16.9 Complexity  493
   16.9.1 Design Complexity  493
   16.9.2 Implementation Complexity  494

CHAPTER 17. LOW-COMPLEXITY DIVERSITY COMBINING  SCHEMES FOR MOBILE COMMUNICATIONS

17.1 Introduction  503
17.2 System and Channel Models  504
   17.2.1 System Model  504
   17.2.2 Channel Model  505
17.3 Dual-Branch Switch and Stay Combining  505
   17.3.1 Dual-Branch sse Schemes  506
   17.3.2 Markov Chain-Based Analysis  507
   17.3.3 Statistics of Overall Combiner Output  509
   17.3.4 Application to Performance Analysis and Comparisons  511
17.4 Multibranch Switched Diversity  515
   17.4.1 L-Branch sse  515
   17.4.2 L-Branch SEC  516
17.5 Generalized Switch and Examine Combining (GSEC)  521
   17.5.1 Mode of Operation of GSEC  521
   17.5.2 MGF of Combiner Output  522
   17.5.3 Application to Performance Analysis  524
   17.5.4 Complexity Savings over GSC  527
17.6 Further Remarks  529

CHAPTER 18. OVERVIEW OF EQUALIZATION TECHNIQUES  FOR MIMO FADING CHANNELS

18.1 Introduction  531
18.2 Frequency-Selective MIMO Channel Model  531
18.2 Frequency-Selective MIMO Channel Model  532
   18.2.1 General Framework  532
   18.2.2 Simulation Framework  533
18.3 Block Linear and Decision-Feedback Equalizers  534
   18.3.1 Block Linear Equalizers  534
   18.3.2 Block Decision-Feedback Equalizers  535
      18.3.2.1 Simulation Results  537
18.4 List-Type Equalizers  538
   18.4.1 The Single Antenna Case  538
      18.4.1.1 Viterbi Algorithm  538
      18.4.1.2 Generalized Viterbi Algorithm  538
      18.4.1.3 List-Type MAP Algorithm  539
   18.4.2 Generalization to the MIMO Case  540
   18.4.3 Simulation Results  541
18.5 The Multidimensional Whitened Matched Filter  531
18.5 The Multidimensional Whitened Matched Filter  542
   18.5.1 Whitened Matched Filter  542
   18.5.2 Prefiltered List-Type MAP Equalizer  543
   18.5.3 WMF Implementation Using Linear Prediction  543
   18.5.4 Energy Concentration  544
   18.5.5 Simulation Results  546
18.6 The Block Equalizers vs. the Prefiltered  531
18.6 The Block Equalizers vs. the Prefiltered List-Type MAP  547
   18.6.1 Complexity Comparison  547
   18.6.2 Performance Comparison  548
18.7 Conclusion  549

CHAPTER 19. NEURAL NETWORLZS FOR TRANSMISSION  OVER NONLINEAR CHANNELS

19.1 Introduction  552
19.2 Identification of Memoryless Nonlinear Amplifiers  555
   19.2.1 Natural Gradient Learning  556
   19.2.2 Influence of the HP A Modeling Error  558
   19.2.3 Application to Adaptive Predistortion  561
19.3 Modeling and Identification of Nonlinear  566
   19.3.1 Neural Network Channel Identification  566
   19.3.2 Learning Algorithm  567
   19.3.3 Application to MLSE Receiver Design  568
   19.3.4 Simulation Examples  568
19.4 Channel Equalization  572
   19.4.1 Neural Network Structure  572
   19.4.2 BP Algorithm  574
   19.4.3 NG Algorithm  574
   19.4.4 Simulation Examples  575
19.5 Conclusion  575

PART VII: VOICE OVER IP


CHAPTER 20. VOICE OVER IP AND WIRELESS:  PRINCIPLES AND CHALLENGES

20.1 Introduction  581
20.2 Speech Coding for IP and Wireless: Principles  581
   20.2.1 Some Preliminary Notions  581
   20.2.2 Speech Coding Basics  582
      20.2.2.1 Differential Coding  582
      20.2.2.2 Adaptive Quantization  583
      20.2.2.3 Noise Masking  583
      20.2.2.4 Quality Measures  584
   20.2.3 Speech Coding for IP and Wireless  584
      20.2.3.1 Waveform Coders  584
      20.2.3.2 Parametric Coders  584
      20.2.3.3 Hybrid Coders  584
      20.2.3.4 Relevant Coder Attributes  585
         20.2.3.4.1 Bit Rate  585
         20.2.3.4.2 Complexity  586
         20.2.3.4.3 Delay  586
         20.2.3.4.4 Robustness  586
20.3 Voice over IP  586
   20.3.1 An Overview  586
   20.3.2 Technological Barriers  587
      20.3.2.1 End-to-End Delay and Jitter  587
      20.3.2.2 Packet Loss  587
      20.3.2.3 Throughput  587
      20.3.2.4 Internet Availability and Reliability  588
      20.3.2.5 Security and Confidentiality  588
   20.3.3 Quality of Service  588
   20.3.4 Standard Speech Coders for VoIP  588
   20.3.5 Packet loss Recovery Techniques  589
   20.3.6 Other Packet-Based Alternatives for Voice Transport: Trends  590
20.4 Voice over Wireless  590
   20.4.1 Wireless Voice Communications Systems  590
   20.4.2 Fundamental Issues in Speech Coding for Wireless  591
      20.4.2.1 Channel Quality and Adaptive Operation  591
      20.4.2.2 Background Noise  591
      20.4.2.3 Tandeming  591
      20.4.2.4 Voice Activity Detection  591
      20.4.2.5 Unequal Error Protection (UEP)  591
      20.4.2.6 Frame Erasures  592
   20.4.3 Standard Speech Coders for Wireless  592
      20.4.3.1 European GSM and UMTS Standards  592
      20.4.3.2 North American Cellular Systems  593
   20.4.4 Some Trends  593
      20.4.4.1 Joint Channel-Source Coding  593
      20.4.4.2 Robustness Issues for Low-Bit-Rate Coders  594
      20.4.4.3 Selectable Mode Vocoder (SMV [18])  594
20.5 Voice over IP over Wireless  594
20.6 Voice-Enabled Services over IP and Wireless  595
   20.6.1 Introduction  595
   20.6.2 Technologies for Voice-Enabled Interfaces  595
   20.6.3 Architectures for Automatic Speech Recognition  596
      20.6.3.1 Local or Terminal-Based Speech Recognition  596
      20.6.3.2 Remote or Network-Based Speech Recognition  597
      20.6.3.3 Distributed Speech Recognition  597
   20.6.4 ASR over IP  598
      20.6.4.1 Coding Distortion  598
      20.6.4.2 Packet Loss  598
   20.6.5 ASR over Wireless  598
      20.6.5.1 Noisy Scenarios  599
      20.6.5.2 The Influence of Coding Distortion on Speech Recognition  599
      20.6.5.3 Transmission Errors and Lost Frames  599
20.7 Conclusions and Challenges  580
20.7 Conclusions and Challenges  600

PART VIII: WIRELESS GEOLOCATION TECHNIQUES


CHAPTER 21. GEOLOCATION TECHNIQUES FOR MOBILE  RADIO SYSTEMS

21.1 Introduction  605
   21.1.1 FCC Regulations for E-911  606
   21.1.2 Location-Based Services (LBS)  606
21.2 Geolocation Methods  607
21.3 Geolocation Algorithms  609
   21.3.1 Geometric Solutions  609
   21.3.2 Least Squares Estimation  611
   21.3.3 Other Location Algorithms  613
   21.3.4 Hybrid Location Methods  613
   21.3.5 Performance  614
21.4 Location Parameter Estimation  616
   21.4.1 ADA Estimation  616
   21.4.2 Range Estimation  617
   21.4.3 Range Difference Estimation  617
   21.4.4 Joint Parameter Estimation  618
21.5 Impairments to Accuracy  618
21.5 Impairments to Accuracy  605
   21.5.1 Multipath Propagation  618
   21.5.2 Hearability  619
   21.5.3 Non-Line-of-Sight Propagation  619
21.6 Provisions in the Standards  621
   21.6.1 3G Location Solutions  621
   21.6.2 Locating Legacy Terminals  622
21.7 Summary  622

CHAPTER 22. ADAPTIVE ARRAYS FOR GPS RECEIVERS

22.1 Introduction  628
22.2 GPS Signal Model  632
22.3 Interference Suppression Techniques in GPS  633
   22.3.1 Broadband Interference Suppression Using Space-Time Array  633
      22.3.1.1 MSINR  634
      22.3.1.2 MMSE  634
      22.3.1.3 MOP  635
      22.3.1.4 Signal Distortion Introduced by Processor  635
   22.3.2 Narrowband FM Interference Suppression  636
   22.3.3 A Self-Coherence Antijamming GPS Receiver  640
22.4 Multipath Mitigation in GPS  646
   22.4.1 Bias Due to Signal Multipath  646
      22.4.1.1 Early-Late Discrimination Functions  647
      22.4.1.2 Time-Delay Estimation  648
   22.4.2 Single-Antenna Multipath Mitigation Techniques  649
      22.4.2.1 Narrow Correlator  649
      22.4.2.2 Multipath Elimination Delay Lock Loop  649
   22.4.3 Time-Delay and Carrier-Phase Estimation Using Antenna Array  649
22.5 Conclusions  651

PART IX: POWER CONTROL AND WIRELESS NETWORKING


CHAPTER 23. TRANSMITTER POWER CONTROL IN WIRELESS  NETWORLZING: BASIC PRINCIPLES AND CORE  ALGORITHMS

23.1 Intoduction  654
23.2 Power Control for Streamed Continuous Traffic  656
   23.2.1 The Target SIR Formulation of the Power Control Problem  656
      23.2.1.1 Example of the Simple Two-Link Network  657
      23.2.1.2 The Optimal Power Vector P*  659
   23.2.2 Autonomous Distributed Power Control  660
   23.2.3 DPC with Active Link Protection  661
   23.2.4 Admission Control under DPC/ ALP  663
      23.2.4.1 Voluntary Dropout  666
      23.2.4.2 Forced Dropout  666
      23.2.4.3 Initial Power Level of New Links  667
   23.2.5 Noninvasive Channel Probing and Selection  667
23.3 Power Control for Packetized Data Traffic  668
   23.3.1 Power-Controlled Multiple Access: The Basic Model  668
   23.3.2 Optimally Emptying the Transmitter Buffer  669
   23.3.3 The Case of Per-Slot-Independent Interference  670
   23.3.4 Structural Properties: Backlog Pressure and Phased Back-Off  671
   23.3.5 Design of PCMA Algorithms: Responsive Interference  672
23.4 Final Remarks  673

CHAPTER 24. SIGNAL PROCESSING FOR MULTIACCESS  COMMUNICATION NETWORKS

24.1 Introduction  675
24.2 MPR at the Physical Layer  676
   24.2.1 The Model  676
   24.2.2 Assumptions and Properties  678
   24.2.3 The Training-Based Zero-Forcing Receiver  678
   24.2.4 The Semiblind Least Squares Smoothing Receiver  679
   24.2.5 Further Remarks  681
24.3 The Interface between the Physical Layer and the MAC  682
   24.3.1 Channel Reception Matrix  682
   24.3.2 Resolvability  683
   24.3.3 From Resolvability Function to Reception Matrix  684
   24.3.4 Further Remarks  684
24.4 Impact of MPR on the Performance of Existing  685
   24.4.1 Resolvability Comparison  685
   24.4.2 Network Performance Comparison  685
   24.4.3 Further Remarks  686
24.5 MAC Layer Design for Networks with MPR  687
   24.5.1 The Network Model  687
   24.5.2 The Multiqueue Service Room Protocol  687
   24.5.3 The Dynamic Queue Protocol  688
   24.5.4 Further Remarks  689
24.6 Approach High Performance from Both Physical  690
24.7 Conclusion  691

PART X: EMERGING TECHNIQUES AND APPLICATIONS


CHAPTER 25. TIME-FREQUENCY SIGNAL PROCESSING  FOR WIRELESS COMMUNICATIONS

25.1 Introduction  694
25.2 Time-Frequency Signal Processing Tools  695
   25.2.1 Limitations of Traditional Signal Representations  695
   25.2.2 Joint Time-Frequency Representations  695
      25.2.2.1 Finding Hidden Information Using Time-Frequency Representations  695
      25.2.2.2 What Is a Time-Frequency Representation?  696
         25.2.2.2.1 Physical Interpretation of TFDs  698
         25.2.2.2.2 Instantaneous Frequency and Group Delay  698
   25.2.3 Quadratic Time-Frequency Distributions  699
      25.2.3.1 Time-Varying Spectrum and the Wigner- Ville Distribution  699
      25.2.3.2 Time-Varying Spectrum Estimates and Quadratic TFDs  700
      25.2.3.3 Time, Lag, Frequency, and Doppler Domains and the Ambiguity Function  701
      25.2.3.4 Quadratic TFDs, Multicomponent Signals, Cross-Terms Reduction,  703
         25.2.3.4.1 Reduced Interference Distributions  704
         25.2.3.4.2 Comparison of Quadratic TFDs  704
      25.2.3.5 Time-Frequency Signal Synthesis  705
      25.2.3.6 Other Properties  705
25.3 Spread-Spectrum Communications Systems Using TFSP  705
   25.3.1 Channel Modeling and Identification  705
      25.3.1.1 Wireless Communication LTV Channel Model  706
      25.3.1.2 Estimation of LTV channels  708
      25.3.1.3 Estimation of Scattering Function  709
   25.3.2 Interference Mitigation  710
      25.3.2.1 TV-NBI Suppression in DS-CDMA  710
      25.3.2.2 Signal Modulation Design for ISI Mitigation  711
      25.3.2.3 Multiple-Access Interference in MC-CDMA  713
25.4 Time-Frequency Array Signal Processing  714
   25.4.1 The Spatial Time-Frequency Distributions  715
      25.4.1.1 Structure under linear model  716
      25.4.1.2 Structure under Unitary Model  716
   25.4.2 STFD Structure in Wireless Communications  717
   25.4.3 Advantages of STFDs over Covariance Matrix  717
   25.4.4 Selection of Autoterms and Cross-Terms  718
   25.4.5 Time-Frequency Direction-of-Arrival Estimation  719
      25.4.5.1 Data Model  720
      25.4.5.2 TF-MUSIC  720
   25.4.6 Time-Frequency Source Separation  720
      25.4.6.1 Separation of Instantaneous Mixture  721
      25.4.6.2 Separating More Sources Than Sensors  722
      25.4.6.3 Separation of Convolutive Mixtures  722
      25.4.6.4 STFD-Based Separation  723
25.5 Other TFSP Applications in Wireless Communications  724
   25.5.1 Precoding for LTV Channels  724
   25.5.2 Signaling Using Chirp Modulation  724
   25.5.3 Detection of FM Signals in Rayleigh Fading  725
   25.5.4 Mobile Velocity/Doppler Estimation  726
25.6 Conclusion  727

CHAPTER 26. MONTE CARLO SIGNAL PROCESSING  FOR DIGITAL COMMUNICATIONS:  PRINCIPLES AND APPLICATIONS

26.1 Introduction  735
26.2 MCMC Methods  736
   26.2.1 General MCMC Algorithms  736
      26.2.1.1 Metropolis-Hastings Algorithm  736
      26.2.1.2 Gibbs Sampler  737
      26.2.1.3 Other Techniques  737
   26.2.2 Applications of MCMC in Digital Communications  738
      26.2.2.1 MCMC Detectors in AWGN Channels  738
      26.2.2.2 MCMC Equalizers in ISI Channels  740
      26.2.2.3 MCMC Multiuser Detector in CDMA Channels  742
   26.2.3 Other Applications  744
26.3 SMC Methods  744
   26.3.1 General SMC Algorithms  744
      26.3.1.1 Sequential Importance Sampling  744
      26.3.1.2 SMC for Dynamic Systems  746
      26.3.1.3 Mixture Kalman Filter  747
   26.3.2 Resampling Procedures  748
   26.3.3 Applications of SMC in Digital Communications  750
      26.3.3.1 SMC Receiver in Flat-Fading Channels  750
      26.3.3.2 SMC Receiver in MIMO ISI Channels  752
26.4 Concluding Remarks  756

CHAPTER 27. PRINCIPLES OF CHAOS COMMUNICATIONS

27.1 What Is Chaos?  759
   27.1.1 Nonlinear Dynamic Systems  759
   27.1.2 Statistical Analysis of Chaotic Signals  761
      27.1.2.1 Probability Density Functions  761
      27.1.2.2 Autocovariance and Autocorrelation Function  762
   27.1.3 Realization of Chaos Generators  765
      27.1.3.1 Discrete-Time Systems  765
      27.1.3.2 Bit Stream Generators  765
      27.1.3.3 Continuous-Time Systems  766
      27.1.3.4 Distributed Systems  766
      27.1.3.5 Digital Realizations  766
   27.1.4 Properties of Chaotic Signals  766
27.2 Communication: Requirements and Resources  759
27.3 Chaos in Communications  759
27.3 Chaos in Communications  768
   27.3.1 The Broadband Aspect  768
   27.3.2 The Complexity Aspect  768
   27.3.3 The Orthogonality Aspect  768
27.4 Communication Using Broadband Chaotic Carriers  768
   27.4.1 Chaos-Based Transmitters  769
      27.4.1.1 Static Encoding/Modulation Methods  769
         27.4.1.1.1 Chaotic Masking  769
         27.4.1.1.2 Chaos Shift Keying  770
         27.4.1.1.3 Chaotic On-Off Keying  770
         27.4.1.1.4 Transmitted Reference Methods and Differential Chaos Shift Keying  771
         27.4.1.1.5 Analysis of Schemes with Static Encoding/Modulation  771
      27.4.1.2 Dynamic Encoding/Modulation Methods  772
         27.4.1.2.1 Chaotic Modulation/Chaotic Switching  772
         27.4.1.2.2 Encoding Messages into the Symbolic Dynamics of Chaos Generators  772
   27.4.2 Receiver Design in Chaos Communications  773
      27.4.2.1 Message Detection Using a Reference Signal  773
         27.4.2.1.1 Reference Generation by Drive Response Synchronization  773
         27.4.2.1.2 Reference Generation by Controlling Chaotic Systems  774
         27.4.2.1.3 Demodulation Using Reference Signals: Application Examples  774
      27.4.2.2 Message Detection Based on Signal Statistics  776
      27.4.2.3 Inverse System Principles  776
      27.4.2.4 Other Detection Principles  777
27.5 Chaos for Spreading Code Generation  777
27.6 Chaotic vs. Classical Communications
   27.6.1 The Analysis of Chaos Communication Schemes in AWGN  778
      27.6.1.1 The Analysis Problem  778
      27.6.1.2 Analysis Methods  779
         27.6.1.2.1 Discrete-Time Baseband Modeling  779
         27.6.1.2.2 Statistical Analysis of Nonlinear Discrete-Time Baseband Models  780
      27.6.1.3 Analysis Example  781
         27.6.1.3.1 Baseband Model  781
         27.6.1.3.2 Baseband Signal Models  781
         27.6.1.3.3 Results of the Statistical Analysis: Gaussian Approximation  782
         27.6.1.3.4 Results of the Statistical Analysis: Exact Solutions  782
   27.6.2 Chaos Communication Methods in Comparison to Classical Solutions  783

CHAPTER 28. ADAPTATION TECHNIQUES AND ENABLING  PARAMETER ESTIMATION ALGORITHMS  FOR WIRELESS COMMUNICATIONS  SYSTEMS

28.1 Introduction  787
28.2 Overview of Adaptation Schemes  789
   28.2.1 Link and Transmitter Adaptation  790
   28.2.2 Adaptive System Resource Allocation  791
   28.2.3 Receiver Adaptation  791
28.3 Parameter Measurements  792
28.3 Parameter Measurements  787
   28.3.1 Channel Selectivity Estimation  792
      28.3.1.1 Time Selectivity Measure: Doppler Spread  792
      28.3.1.2 Frequency Selectivity Measure: Delay Spread  794
      28.3.1.3 Spatial Selectivity Measure: Angle Spread  795
   28.3.2 Channel Quality Measurements  796
      28.3.2.1 Measures before Demodulation  797
      28.3.2.2 Measures during and after Demodulation  797
      28.3.2.3 Measures after Channel Decoding  799
      28.3.2.4 Measures after Speech or Video Decoding  799
28.4 Applications of Adaptive Algorithms: Case Studies  800
   28.4.1 Examples for Adaptive Receiver Algorithms  800
      28.4.1.1 Channel Estimation with A Priori Information  800
      28.4.1.2 Adaptive Channel Length Truncation for Equalization  801
      28.4.1.3 Adaptive Interference Cancellation Receivers  801
      28.4.1.4 Adaptive Soft Information Generation and Decoding  802
   28.4.2 Examples for Link Adaptation and Adaptive Resource Allocation  803
      28.4.2.1 Adaptive Power Control  803
      28.4.2.2 Adaptive Modulation and Channel Coding  803
      28.4.2.3 Adaptive Cell and Frequency Assignment  805
28.5 Future Research for Adaptation  806
28.6 Conclusion  808



Общее количество гиперссылок.

Внимание
       Этот файл предначначен   для работы с книгой формата DJVU(Bundled) в режиме OFF-LINE