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Algorithms for Communications Systems and their Applications

Pages:1318
Publisher:Wiley
Publication Date:2002-10-18
Language:English
ISBN-10:0470843896

This volume presents the logical arithmetical or computational procedures within communications systems that will ensure the solution to various problems. The authors comprehensively introduce the theoretical elements that are at the basis of the field of algorithms for communications systems. Various applications of these algorithms are then illustrated with particular attention to wired and wireless network access technologies.
* Provides a complete treatment of algorithms for communications systems, rarely presented together
* Introduces the theoretical background to digital communications and signal processing
* Features numerous applications including advanced wireless modems and echo cancellation techniques
* Includes useful reference lists at the end of each chapter
Graduate students in the fields of Telecommunications and Electrical Engineering Researchers and Professionals in the area of Digital Communications, Signal Processing and Computer Engineering will find this book invaluable.

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谢谢，已经购买了，学习学习，呵呵

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不对呀，为什么总共扣了我13金币呀，为什么呀？？

总共多少部分呀，全了么？？:53bb :53bb

Contents
Preface xxix
Acknowledgements xxxi
1 Elements of signal theory 1
1.1 Signal space : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1
Properties of a linear space : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1
Inner product : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 3
1.2 Discrete signal representation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4
The principle of orthogonality : : : : : : : : : : : : : : : : : 6
Signal representation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 6
Gram–Schmidt orthonormalization procedure : : : : : : : : : 8
1.3 Continuous-time linear systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 13
1.4 Discrete-time linear systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 17
Discrete Fourier transform (DFT) : : : : : : : : : : : : : : : 19
The DFT operator : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20
Circular and linear convolution via DFT : : : : : : : : : : : : 21
Convolution by the overlap-save method : : : : : : : : : : : : 23
IIR and FIR filters : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 25
1.5 Signal bandwidth : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 28
The sampling theorem : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 30
Heaviside conditions for the absence of signal distortion : : : 32
1.6 Passband signals : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33
Complex representation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33
Relation between x and x.bb/ : : : : : : : : : : : : : : : : : : 34
Baseband equivalent of a transformation : : : : : : : : : : : : 42
Envelope and instantaneous phase and frequency : : : : : : : 43
1.7 Second-order analysis of random processes : : : : : : : : : : : : : : : : 44
1.7.1 Correlation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 45
Properties of the autocorrelation function : : : : : : : : : : : 46
1.7.2 Power spectral density : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 46
Spectral lines in the PSD : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 47
Cross-power spectral density : : : : : : : : : : : : : : : : : : 48
viii Contents
Properties of the PSD : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 48
PSD of processes through linear transformations : : : : : : : : 49
PSD of processes through filtering : : : : : : : : : : : : : : : 50
1.7.3 PSD of discrete-time random processes : : : : : : : : : : : : : : 50
Spectral lines in the PSD : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 51
PSD of processes through filtering : : : : : : : : : : : : : : : 52
Minimum-phase spectral factorization : : : : : : : : : : : : : 53
1.7.4 PSD of passband processes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 54
PSD of the quadrature components
of a random process : : : : : : : : : : : : : : : : 54
Cyclostationary processes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 56
1.8 The autocorrelation matrix : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 63
Definition : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 63
Properties : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 63
Eigenvalues : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 63
Other properties : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 64
Eigenvalue analysis for Hermitian matrices : : : : : : : : : : 65
1.9 Examples of random processes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 67
1.10 Matched filter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 73
Matched filter in the presence of white noise : : : : : : : : : 74
1.11 Ergodic random processes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 76
1.11.1 Mean value estimators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 78
Rectangular window : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 80
Exponential filter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 81
General window : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 82
1.11.2 Correlation estimators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 82
Unbiased estimate : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 82
Biased estimate : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 83
1.11.3 Power spectral density estimators : : : : : : : : : : : : : : : : : 84
Periodogram or instantaneous spectrum : : : : : : : : : : : : 84
Welch periodogram : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 85
Blackman and Tukey correlogram : : : : : : : : : : : : : : : 86
Windowing and window closing : : : : : : : : : : : : : : : : 86
1.12 Parametric models of random processes : : : : : : : : : : : : : : : : : : 90
ARMA.p; q/ model : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 90
MA(q) model : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 91
AR(N) model : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 91
Spectral factorization of an AR(N) model : : : : : : : : : : : 94
Whitening filter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 94
Relation between ARMA, MA and AR models : : : : : : : : 94
1.12.1 Autocorrelation of AR processes : : : : : : : : : : : : : : : : : 96
1.12.2 Spectral estimation of an AR.N/ process : : : : : : : : : : : : : 98
Some useful relations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 99
AR model of sinusoidal processes : : : : : : : : : : : : : : : 101
1.13 Guide to the bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 102
Contents ix
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 103
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 104
1.A Multirate systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 104
1.A.1 Fundamentals : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 104
1.A.2 Decimation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 106
1.A.3 Interpolation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 109
1.A.4 Decimator filter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 110
1.A.5 Interpolator filter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 112
1.A.6 Rate conversion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 113
1.A.7 Time interpolation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 116
Linear interpolation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 116
Quadratic interpolation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 118
1.A.8 The noble identities : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 118
1.A.9 The polyphase representation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 119
Efficient implementations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 120
1.B Generation of Gaussian noise : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 127
2 The Wiener filter and linear prediction 129
2.1 The Wiener filter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 129
Matrix formulation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 130
Determination of the optimum filter coefficients : : : : : : : : 132
The principle of orthogonality : : : : : : : : : : : : : : : : : 134
Expression of the minimum mean-square error : : : : : : : : : 135
Characterization of the cost function surface : : : : : : : : : : 135
The Wiener filter in the z-domain : : : : : : : : : : : : : : : 136
2.2 Linear prediction : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 140
Forward linear predictor : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 140
Optimum predictor coefficients : : : : : : : : : : : : : : : : : 141
Forward “prediction error filter” : : : : : : : : : : : : : : : : 142
Relation between linear prediction and AR models : : : : : : 143
First and second order solutions : : : : : : : : : : : : : : : : 144
2.2.1 The Levinson–Durbin algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : 145
Lattice filters : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 146
2.2.2 The Delsarte–Genin algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : 147
2.3 The least squares (LS) method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 148
Data windowing : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 149
Matrix formulation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 149
Correlation matrix
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 150
Determination of the optimum filter coefficients : : : : : : : : 150
2.3.1 The principle of orthogonality : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 151
Expressions of the minimum cost function : : : : : : : : : : : 152
The normal equation using the T matrix : : : : : : : : : : : : 152
Geometric interpretation: the projection operator : : : : : : : : 153
2.3.2 Solutions to the LS problem : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 154
Singular value decomposition of T : : : : : : : : : : : : : : : 155
Minimum norm solution : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 157
x Contents
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 158
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 159
2.A The estimation problem : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 159
The estimation problem for random variables : : : : : : : : : 159
MMSE estimation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 159
Extension to multiple observations : : : : : : : : : : : : : : : 160
MMSE linear estimation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 161
MMSE linear estimation for random vectors : : : : : : : : : : 162
3 Adaptive transversal filters 165
3.1 Adaptive transversal filter: MSE criterion : : : : : : : : : : : : : : : : : 166
3.1.1 Steepest descent or gradient algorithm : : : : : : : : : : : : : : 166
Stability of the steepest descent algorithm : : : : : : : : : : : 168
Conditions for convergence : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 169
Choice of the adaptation gain for fastest convergence : : : : : 170
Transient behavior of the MSE : : : : : : : : : : : : : : : : : 171
3.1.2 The least mean-square (LMS) algorithm : : : : : : : : : : : : : 173
Implementation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 173
Computational complexity : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 175
Canonical model : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 175
Conditions for convergence : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 175
3.1.3 Convergence analysis of the LMS algorithm : : : : : : : : : : : 177
Convergence of the mean : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 178
Convergence in the mean-square sense (real scalar case) : : : 179
Convergence in the mean-square sense (general case) : : : : : 180
Basic results : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 183
Observations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 184
Final remarks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 186
3.1.4 Other versions of the LMS algorithm : : : : : : : : : : : : : : : 186
Leaky LMS : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 187
Sign algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 187
Sigmoidal algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 188
Normalized LMS : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 189
Variable adaptation gain : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 189
LMS for lattice filters : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 191
3.1.5 Example of application: the predictor : : : : : : : : : : : : : : : 191
3.2 The recursive least squares (RLS) algorithm : : : : : : : : : : : : : : : 197
Normal equation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 198
Derivation of the RLS algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : 199
Initialization of the RLS algorithm : : : : : : : : : : : : : : : 201
Recursive form of Emin : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 202
Convergence of the RLS algorithm : : : : : : : : : : : : : : : 203
Computational complexity of the RLS algorithm : : : : : : : : 203
Example of application: the predictor : : : : : : : : : : : : : 203
3.3 Fast recursive algorithms : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 204
3.3.1 Comparison of the various algorithms : : : : : : : : : : : : : : 205
Contents xi
3.4 Block adaptive algorithms in the frequency domain : : : : : : : : : : : 205
3.4.1 Block LMS algorithm in the frequency domain:
the basic scheme : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 206
Computational complexity of the block LMS
algorithm via FFT : : : : : : : : : : : : : : : : : 206
3.4.2 Block LMS algorithm in the frequency domain:
the FLMS algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 207
Computational complexity of the FLMS algorithm : : : : : : : 209
Convergence in the mean of the coefficients
for the FLMS algorithm : : : : : : : : : : : : : : 211
3.5 LMS algorithm in a transformed domain : : : : : : : : : : : : : : : : : 211
3.5.1 Basic scheme : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 212
On the speed of convergence : : : : : : : : : : : : : : : : : : 214
3.5.2 Normalized FLMS algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 214
3.5.3 LMS algorithm in the frequency domain : : : : : : : : : : : : : 214
3.5.4 LMS algorithm in the DCT domain : : : : : : : : : : : : : : : : 215
3.5.5 General observations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 216
3.6 Examples of application : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 216
3.6.1 System identification : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 216
Linear case : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 217
Finite alphabet case : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 220
3.6.2 Adaptive cancellation of interfering signals : : : : : : : : : : : : 221
General solution : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 222
3.6.3 Cancellation of a sinusoidal interferer with known frequency : : 224
3.6.4 Disturbance cancellation for speech signals : : : : : : : : : : : : 224
3.6.5 Echo cancellation in subscriber loops : : : : : : : : : : : : : : : 225
3.6.6 Adaptive antenna arrays : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 226
3.6.7 Cancellation of a periodic interfering signal : : : : : : : : : : : 227
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 229
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 233
3.A PN sequences : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 233
Maximal-length sequences : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 233
CAZAC sequences : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 235
Gold sequences : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 236
3.B Identification of a FIR system by PN sequences : : : : : : : : : : : : : 239
3.B.1 Correlation method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 239
Signal-to-estimation error ratio : : : : : : : : : : : : : : : : : 241
3.B.2 Methods in the frequency domain : : : : : : : : : : : : : : : : : 242
System identification in the absence of noise : : : : : : : : : : 242
System identification in the presence of noise : : : : : : : : : 243
3.B.3 The LS method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 244
Formulation using the data matrix : : : : : : : : : : : : : : : 246
Computation of the signal-to-estimation error ratio : : : : : : 246
3.B.4 The LMMSE method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 249
3.B.5 Identification of a continuous-time system : : : : : : : : : : : : 251
xii Contents
4 Transmission media 255
4.1 Electrical characterization of a transmission system : : : : : : : : : : : : 255
Simplified scheme of a transmission system : : : : : : : : : : 255
Characterization of an active device : : : : : : : : : : : : : : 257
Conditions for the absence of signal distortion : : : : : : : : : 259
Characterization of a 2-port network : : : : : : : : : : : : : : 259
Measurement of signal power : : : : : : : : : : : : : : : : : 262
4.2 Noise generated by electrical devices and networks : : : : : : : : : : : : 263
Thermal noise : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 263
Shot noise : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 265
Noise in diodes and transistors : : : : : : : : : : : : : : : : : 265
Noise temperature of a two-terminal device : : : : : : : : : : 265
Noise temperature of a 2-port network : : : : : : : : : : : : : 266
Equivalent-noise models : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 267
Noise figure of a 2-port network : : : : : : : : : : : : : : : : 268
Cascade of 2-port networks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 270
4.3 Signal-to-noise ratio (SNR) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 272
SNR for a two-terminal device : : : : : : : : : : : : : : : : : 272
SNR for a 2-port network : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 273
Relation between noise figure and SNR : : : : : : : : : : : : 274
4.4 Transmission lines : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 275
4.4.1 Fundamentals of transmission line theory : : : : : : : : : : : : : 275
Ideal transmission line : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 276
Non-ideal transmission line : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 279
Frequency response : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 279
Conditions for the absence of signal distortion : : : : : : : : : 282
Impulse response of a non-ideal transmission line : : : : : : : 282
Secondary constants of some transmission lines : : : : : : : : 283
4.4.2 Cross-talk : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 286
Near-end cross-talk : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 288
Far-end cross-talk : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 290
4.5 Optical fibers : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 291
Description of a fiber-optic transmission system : : : : : : : : 292
4.6 Radio links : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 294
4.6.1 Frequency ranges for radio transmission : : : : : : : : : : : : : 295
Radiation masks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 296
4.6.2 Narrowband radio channel model : : : : : : : : : : : : : : : : : 296
Equivalent circuit at the receiver : : : : : : : : : : : : : : : : 299
Multipath : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 299
4.6.3 Doppler shift : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 303
4.6.4 Propagation of wideband signals : : : : : : : : : : : : : : : : : 305
Channel parameters in the presence of multipath : : : : : : : : 307
Statistical description of fading channels : : : : : : : : : : : : 307
4.6.5 Continuous-time channel model : : : : : : : : : : : : : : : : : : 309
Power delay profile : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 310
Contents xiii
Doppler spectrum : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 311
Doppler spectrum models : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 313
Shadowing : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 313
Final remarks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 314
4.6.6 Discrete-time model for fading channels : : : : : : : : : : : : : 315
Generation of a process with a pre-assigned spectrum : : : : : 316
4.7 Telephone channel : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 318
4.7.1 Characteristics : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 318
Linear distortion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 319
Noise sources : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 319
Non-linear distortion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 319
Frequency offset : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 319
Phase jitter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 321
Echo : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 321
4.8 Transmission channel: general model : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 322
Power amplifier (HPA) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 322
Transmission medium : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 326
Additive noise : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 326
Phase noise : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 326
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 328
5 Digital representation of waveforms 331
5.1 Analog and digital access : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 331
5.1.1 Digital representation of speech : : : : : : : : : : : : : : : : : : 332
Some waveforms : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 332
Speech coding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 337
The interpolator filter as a holder : : : : : : : : : : : : : : : : 338
Sizing of the binary channel parameters : : : : : : : : : : : : 340
5.1.2 Coding techniques and applications : : : : : : : : : : : : : : : : 341
5.2 Instantaneous quantization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 344
5.2.1 Parameters of a quantizer : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 344
5.2.2 Uniform quantizers : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 346
Quantization error : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 347
Relation between 1, b and −sat : : : : : : : : : : : : : : : : 350
Statistical description of the quantization noise : : : : : : : : 350
Statistical power of the quantization error : : : : : : : : : : : 352
Design of a uniform quantizer : : : : : : : : : : : : : : : : : 353
Signal-to-quantization error ratio : : : : : : : : : : : : : : : : 354
Implementations of uniform PCM encoders : : : : : : : : : : 357
5.3 Non-uniform quantizers : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 358
Three examples of implementation : : : : : : : : : : : : : : : 359
5.3.1 Companding techniques : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 360
Signal-to-quantization error ratio : : : : : : : : : : : : : : : : 364
Digital compression : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 365
Signal-to-quantization noise ratio mask : : : : : : : : : : : : : 366
xiv Contents
5.3.2 Optimum quantizer in the MSE sense : : : : : : : : : : : : : : : 366
Max algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 369
Lloyd algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 370
Expression of 3q for a very fine quantization : : : : : : : : : 371
Performance of non-uniform quantizers : : : : : : : : : : : : 374
5.4 Adaptive quantization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 377
General scheme : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 377
5.4.1 Feedforward adaptive quantizer : : : : : : : : : : : : : : : : : : 379
Performance : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 380
5.4.2 Feedback adaptive quantizers : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 381
Estimate of ¦s .k/ : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 382
5.5 Differential coding (DPCM) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 385
5.5.1 Configuration with feedback quantizer : : : : : : : : : : : : : : 386
5.5.2 Alternative configuration : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 389
5.5.3 Expression of the optimum coefficients : : : : : : : : : : : : : : 391
Effects due to the presence of the quantizer : : : : : : : : : : 392
5.5.4 Adaptive predictors : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 393
Adaptive feedforward predictors : : : : : : : : : : : : : : : : 394
Sequential adaptive feedback predictors : : : : : : : : : : : : 394
Performance : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 398
5.5.5 Alternative structures for the predictor : : : : : : : : : : : : : : 398
All-pole predictor : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 398
All-zero predictor : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 399
Pole-zero predictor : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 399
Pitch predictor : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 400
APC : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 401
5.6 Delta modulation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 404
5.6.1 Oversampling and quantization error : : : : : : : : : : : : : : : 404
5.6.2 Linear delta modulation (LDM) : : : : : : : : : : : : : : : : : : 407
LDM implementation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 408
Choice of system parameters : : : : : : : : : : : : : : : : : : 408
5.6.3 Adaptive delta modulation (ADM) : : : : : : : : : : : : : : : : 410
Continuously variable slope delta modulation (CVSDM) : : : 411
ADM with second-order predictors : : : : : : : : : : : : : : : 412
5.6.4 PCM encoder via LDM : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 412
5.6.5 Sigma delta modulation (6DM) : : : : : : : : : : : : : : : : : : 413
5.7 Coding by modeling : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 413
Vocoder or LPC : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 414
RPE coding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 415
CELP coding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 416
Multipulse coding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 417
5.8 Vector quantization (VQ) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 417
5.8.1 Characterization of VQ : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 418
Parameters determining VQ performance : : : : : : : : : : : : 418
Comparison between VQ and scalar quantization : : : : : : : 420
Contents xv
5.8.2 Optimum quantization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 421
Generalized Lloyd algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : 422
5.8.3 LBG algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 424
Choice of the initial codebook : : : : : : : : : : : : : : : : : 425
Description of the LBG algorithm with splitting procedure : : 426
Selection of the training sequence : : : : : : : : : : : : : : : 426
5.8.4 Variants of VQ : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 429
Tree search VQ : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 429
Multistage VQ : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 430
Product code VQ : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 430
5.9 Other coding techniques : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 432
Adaptive transform coding (ATC) : : : : : : : : : : : : : : : 433
Sub-band coding (SBC) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 433
5.10 Source coding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 433
5.11 Speech and audio standards : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 434
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 435
6 Modulation theory 437
6.1 Theory of optimum detection : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 437
Statistics of the random variables fwi g : : : : : : : : : : : : : 439
Sufficient statistics : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 440
Decision criterion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 440
Theorem of irrelevance : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 442
Implementations of the maximum likelihood criterion : : : : : 445
Error probability : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 447
6.1.1 Examples of binary signalling : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 449
Antipodal signals (² D
1) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 449
Orthogonal signals (² D 0) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 450
Binary FSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 452
6.1.2 Limits on the probability of error : : : : : : : : : : : : : : : : : 454
Upper limit : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 454
Lower limit : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 455
6.2 Simplified model of a transmission system and definition
of binary channel : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 456
Parameters of a transmission system : : : : : : : : : : : : : : 458
Relations among parameters : : : : : : : : : : : : : : : : : : 459
6.3 Pulse amplitude modulation (PAM) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 461
6.4 Phase-shift keying (PSK) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 465
Binary PSK (BPSK) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 470
Quadrature PSK (QPSK) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 472
6.5 Differential PSK (DPSK) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 474
6.5.1 Error probability for an M-DPSK system : : : : : : : : : : : : : 475
6.5.2 Differential encoding and coherent demodulation : : : : : : : : : 477
Binary case (M D 2, differentially encoded BPSK) : : : : : : 477
Multilevel case : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 478
xvi Contents
6.6 AM-PM or quadrature amplitude modulation (QAM) : : : : : : : : : : : 480
Comparison between PSK and QAM : : : : : : : : : : : : : : 485
6.7 Modulation methods using orthogonal and biorthogonal signals : : : : : 486
6.7.1 Modulation with orthogonal signals : : : : : : : : : : : : : : : : 486
Probability of error : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 489
Limit of the probability of error for M increasing to infinity : 492
6.7.2 Modulation with biorthogonal signals : : : : : : : : : : : : : : : 493
Probability of error : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 494
6.8 Binary sequences and coding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 496
Optimum receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 498
6.9 Comparison between coherent modulation methods : : : : : : : : : : : : 499
Trade-offs for QAM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : 502
Comparison of modulation methods : : : : : : : : : : : : : : 502
6.10 Limits imposed by information theory : : : : : : : : : : : : : : : : : : 503
Capacity of a system using amplitude modulation : : : : : : : 504
Coding strategies depending on the signal-to-noise ratio : : : : 506
Coding gain : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 508
Cut-off rate : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 509
6.11 Optimum receivers for signals with random phase : : : : : : : : : : : : 509
ML criterion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 510
Implementation of a non-coherent ML receiver : : : : : : : : 512
Error probability for a non-coherent binary FSK system : : : : 516
Performance comparison of binary systems : : : : : : : : : : 519
6.12 Binary modulation systems in the presence of flat fading : : : : : : : : : 520
Diversity : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 521
6.13 Transmission methods : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 522
6.13.1 Transmission methods between two users : : : : : : : : : : : : : 522
Three methods : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 523
6.13.2 Channel sharing: deterministic access methods : : : : : : : : : : 523
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 525
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 527
6.A Gaussian distribution function and Marcum function : : : : : : : : : : : 527
6.A.1 The Q function : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 527
6.A.2 The Marcum function : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 529
6.B Gray coding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 531
6.C Baseband PPM and PDM : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 532
Signal-to-noise ratio : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 532
6.D Walsh codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 536
7 Transmission over dispersive channels 539
7.1 Baseband digital transmission (PAM systems) : : : : : : : : : : : : : : 539
Transmitter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 539
Transmission channel : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 541
Receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 542
Power spectral density of a PAM signal : : : : : : : : : : : : 543
Contents xvii
7.2 Passband digital transmission (QAM systems) : : : : : : : : : : : : : : 544
Transmitter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 544
Power spectral density of a QAM signal : : : : : : : : : : : : 546
Three equivalent representations of the modulator : : : : : : : 547
Coherent receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 548
7.3 Baseband equivalent model of a QAM system : : : : : : : : : : : : : : 549
7.3.1 Signal analysis : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 550
Signal-to-noise ratio : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 552
7.3.2 Characterization of system elements : : : : : : : : : : : : : : : 553
Transmitter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 553
Transmission channel : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 553
Receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 555
7.3.3 Intersymbol interference : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 556
Discrete-time equivalent system : : : : : : : : : : : : : : : : 556
Nyquist pulses : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 559
Eye diagram : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 562
7.3.4 Performance analysis : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 565
Symbol error probability in the absence of ISI : : : : : : : : : 565
Matched filter receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 567
7.4 Carrierless AM/PM (CAP) modulation : : : : : : : : : : : : : : : : : : 568
7.5 Regenerative PCM repeaters : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 571
7.5.1 PCM signals over a binary channel : : : : : : : : : : : : : : : : 571
Linear PCM coding of waveforms : : : : : : : : : : : : : : : 572
Overall system performance : : : : : : : : : : : : : : : : : : 573
7.5.2 Regenerative repeaters : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 575
Analog transmission : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 576
Digital transmission : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 577
Comparison between analog and digital transmission : : : : : 578
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 581
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 583
7.A Line codes for PAM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 583
7.A.1 Line codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 583
Non-return-to-zero (NRZ) format : : : : : : : : : : : : : : : : 583
Return-to-zero (RZ) format : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 584
Biphase (B-
) format : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 584
Delay modulation or Miller code : : : : : : : : : : : : : : : : 585
Block line codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 585
Alternate mark inversion (AMI) : : : : : : : : : : : : : : : : 586
7.A.2 Partial response systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 587
The choice of the PR polynomial : : : : : : : : : : : : : : : : 590
Symbol detection and error probability : : : : : : : : : : : : : 594
Precoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 596
Error probability with precoding : : : : : : : : : : : : : : : : 597
Alternative interpretation of PR systems : : : : : : : : : : : : 599
xviii Contents
7.B Computation of Pe for some cases of interest : : : : : : : : : : : : : : : 602
7.B.1 Pe in the absence of ISI : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 602
7.B.2 Pe in the presence of ISI : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 604
Exhaustive method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 604
Gaussian approximation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 605
Worst-case limit : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 605
Saltzberg limit : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 606
GQR method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 607
7.C Coherent PAM-DSB transmission : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 608
General scheme : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 608
Transmit signal PSD : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 609
Signal-to-noise ratio : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 609
7.D Implementation of a QAM transmitter : : : : : : : : : : : : : : : : : : 611
7.E Simulation of a QAM system : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 613
8 Channel equalization and symbol detection 619
8.1 Zero-forcing equalizer (LE-ZF) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 619
8.2 Linear equalizer (LE) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 620
8.2.1 Optimum receiver in the presence of noise and ISI : : : : : : : : 620
Alternative derivation of the IIR equalizer : : : : : : : : : : : 622
Signal-to-noise ratio  : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 626
8.3 LE with a finite number of coefficients : : : : : : : : : : : : : : : : : : 627
Adaptive LE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 628
8.4 Fractionally spaced equalizer (FSE) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 630
Adaptive FSE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 633
8.5 Decision feedback equalizer (DFE) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 635
Adaptive DFE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 638
Design of a DFE with a finite number of coefficients : : : : : 639
Design of a fractionally spaced DFE (FS-DFE) : : : : : : : : 642
Signal-to-noise ratio  : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 644
Remarks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 645
8.6 Convergence behavior of adaptive equalizers : : : : : : : : : : : : : : : 645
Adaptive LE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 646
Adaptive DFE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 648
8.7 LE-ZF with a finite number of coefficients : : : : : : : : : : : : : : : : 648
8.8 DFE: alternative configurations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 649
DFE-ZF : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 649
DFE-ZF as a noise predictor : : : : : : : : : : : : : : : : : : 655
DFE as ISI and noise predictor : : : : : : : : : : : : : : : : : 655
8.9 Benchmark performance for two equalizers : : : : : : : : : : : : : : : : 657
Performance comparison : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 657
Equalizer performance for two channel models : : : : : : : : 658
8.10 Optimum methods for data detection : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 659
8.10.1 Maximum likelihood sequence detection : : : : : : : : : : : : : 662
Lower limit to error probability using
the MLSD criterion : : : : : : : : : : : : : : : : 663
Contents xix
The Viterbi algorithm (VA) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 663
Computational complexity of the VA : : : : : : : : : : : : : : 667
8.10.2 Maximum a posteriori probability detector : : : : : : : : : : : : 668
Statistical description of a sequential machine : : : : : : : : : 668
The forward-backward algorithm (FBA) : : : : : : : : : : : : 670
Scaling : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 673
Likelihood function in the absence of ISI : : : : : : : : : : : 674
Simplified version of the MAP algorithm (Max-Log-MAP) : : 675
Relation between Max-Log-MAP and Log-MAP : : : : : : : : 677
8.11 Optimum receivers for transmission over dispersive channels : : : : : : 678
Ungerboeck’s formulation of the MLSD : : : : : : : : : : : : 680
8.12 Error probability achieved by MLSD : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 682
Computation of the minimum distance : : : : : : : : : : : : : 686
8.13 Reduced state sequence detection : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 691
Reduced state trellis diagram : : : : : : : : : : : : : : : : : : 691
RSSE algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 694
Further simplification: DFSE : : : : : : : : : : : : : : : : : : 695
8.14 Passband equalizers : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 697
8.14.1 Passband receiver structure : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 698
Joint optimization of equalizer coefficients
and carrier phase offset : : : : : : : : : : : : : : 700
Adaptive method : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 701
8.14.2 Efficient implementations of voiceband modems : : : : : : : : : 703
8.15 LE for voiceband modems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 705
Detection of the training sequence : : : : : : : : : : : : : : : 706
Computations of the coefficients of a cyclic equalizer : : : : : 707
Transition from training to data mode : : : : : : : : : : : : : 709
Example of application: a simple modem : : : : : : : : : : : 709
8.16 LE and DFE in the frequency domain with data frames using cyclic prefix 710
8.17 Numerical results obtained by simulations : : : : : : : : : : : : : : : : 713
QPSK transmission over a minimum phase channel : : : : : : 713
QPSK transmission over a non-minimum phase channel : : : : 715
8-PSK transmission over a minimum phase channel : : : : : : 716
8-PSK transmission over a non-minimum phase channel : : : 716
8.18 Diversity combining techniques : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 717
Antenna arrays : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 718
Combining techniques : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 719
Equalization and diversity : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 722
Diversity in transmission : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 722
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 726
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 731
8.A Calculus of variations and receiver optimization : : : : : : : : : : : : : 731
8.A.1 Calculus of variations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 731
Linear functional : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 731
Quadratic functional : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 732
xx Contents
8.A.2 Receiver optimization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 735
8.A.3 Joint optimization of transmitter and receiver : : : : : : : : : : : 739
8.B DFE design: matrix formulations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 741
8.B.1 Method based on correlation sequences : : : : : : : : : : : : : : 741
8.B.2 Method based on the channel impulse response
and i.i.d. symbols : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 744
8.B.3 Method based on the channel impulse response
and any symbol statistic : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 746
8.B.4 FS-DFE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 747
8.C Equalization based on the peak value of ISI : : : : : : : : : : : : : : : 749
8.D Description of a finite state machine (FSM) : : : : : : : : : : : : : : : : 751
9 Orthogonal frequency division multiplexing 753
9.1 OFDM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 753
9.2 Orthogonality conditions : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 755
Time domain : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 755
Frequency domain : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 755
z-transform domain : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 755
9.3 Efficient implementation of OFDM systems : : : : : : : : : : : : : : : 756
OFDM implementation employing matched filters : : : : : : : 757
Orthogonality conditions in terms
of the polyphase components : : : : : : : : : : : 759
OFDM implementation employing a prototype filter : : : : : : 760
9.4 Non-critically sampled filter banks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 764
9.5 Examples of OFDM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 769
Discrete multitone (DMT) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 770
Filtered multitone (FMT) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 771
Discrete wavelet multitone (DWMT) : : : : : : : : : : : : : : 771
9.6 Equalization of OFDM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 773
Interpolator filter and virtual subchannels : : : : : : : : : : : 773
Equalization of DMT systems : : : : : : : : : : : : : : : : : 775
Equalization of FMT systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : 777
9.7 Synchronization of OFDM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 779
9.8 Passband OFDM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 780
Passband DWMT systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 780
Passband DMT and FMT systems : : : : : : : : : : : : : : : 781
Comparison between OFDM and QAM systems : : : : : : : : 781
9.9 DWMT modulation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 782
Transmit and receive filter banks : : : : : : : : : : : : : : : : 783
Approximate interchannel interference suppression : : : : : : 786
Perfect interchannel interference suppression : : : : : : : : : : 788
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 793
10 Spread spectrum systems 795
10.1 Spread spectrum techniques : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 795
10.1.1 Direct sequence systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 795
Contents xxi
Classification of CDMA systems : : : : : : : : : : : : : : : : 802
Synchronization : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 804
10.1.2 Frequency hopping systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 804
Classification of FH systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : 806
10.2 Applications of spread spectrum systems : : : : : : : : : : : : : : : : : 807
10.2.1 Anti-jam communications : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 808
10.2.2 Multiple-access systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 810
10.2.3 Interference rejection : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 811
10.3 Chip matched filter and rake receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 811
Number of resolvable rays in a multipath channel : : : : : : : 811
Chip matched filter (CMF) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 813
10.4 Interference : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 816
Detection strategies for multiple-access systems : : : : : : : : 818
10.5 Equalizers for single-user detection : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 818
Chip equalizer (CE) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 818
Symbol equalizer (SE) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 819
10.6 Block equalizer for multiuser detection : : : : : : : : : : : : : : : : : : 820
10.7 Maximum likelihood multiuser detector : : : : : : : : : : : : : : : : : : 823
Correlation matrix approach : : : : : : : : : : : : : : : : : : 823
Whitening filter approach : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 824
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 824
11 Channel codes 827
11.1 System model : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 828
11.2 Block codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 830
11.2.1 Theory of binary codes with group structure : : : : : : : : : : : 830
Properties : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 830
Parity check matrix : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 833
Code generator matrix : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 836
Decoding of binary parity check codes : : : : : : : : : : : : : 837
Cosets : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 837
Two conceptually simple decoding methods : : : : : : : : : : 838
Syndrome decoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 839
11.2.2 Fundamentals of algebra : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 842
Modulo q arithmetic : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 843
Polynomials with coefficients from a field : : : : : : : : : : : 845
The concept of modulo in the arithmetic of polynomials : : : 846
Devices to sum and multiply elements in a finite field : : : : : 849
Remarks on finite fields : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 851
Roots of a polynomial : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 854
Minimum function : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 857
Methods to determine the minimum function : : : : : : : : : 859
Properties of the minimum function : : : : : : : : : : : : : : 861
11.2.3 Cyclic codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 862
The algebra of cyclic codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 862
xxii Contents
Properties of cyclic codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 864
Encoding method using a shift register of length r : : : : : : 869
Encoding method using a shift register of length k : : : : : : 870
Hard decoding of cyclic codes : : : : : : : : : : : : : : : : : 871
Hamming codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 872
Burst error detection : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 875
11.2.4 Simplex cyclic codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 875
Relation to PN sequences : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 877
11.2.5 BCH codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 878
An alternative method to specify the code polynomials : : : : 878
Bose–Chaudhuri–Hocquenhem (BCH) codes : : : : : : : : : : 880
Binary BCH codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 883
Reed–Solomon codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 885
Decoding of BCH codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 887
Efficient decoding of BCH codes : : : : : : : : : : : : : : : : 891
11.2.6 Performance of block codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 899
11.3 Convolutional codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 900
11.3.1 General description of convolutional codes : : : : : : : : : : : : 903
Parity check matrix : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 905
Generator matrix : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 906
Transfer function : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 907
Catastrophic error propagation : : : : : : : : : : : : : : : : : 910
11.3.2 Decoding of convolutional codes : : : : : : : : : : : : : : : : : 912
Interleaving : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 913
Two decoding models : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 913
Viterbi algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 915
Forward-backward algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : 915
Sequential decoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 917
11.3.3 Performance of convolutional codes : : : : : : : : : : : : : : : 919
11.4 Concatenated codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 921
Soft-output Viterbi algorithm (SOVA) : : : : : : : : : : : : : 921
11.5 Turbo codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 924
Encoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 924
The basic principle of iterative decoding : : : : : : : : : : : : 929
The forward-backward algorithm revisited : : : : : : : : : : : 930
Iterative decoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 939
Performance evaluation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 941
11.6 Iterative detection and decoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 943
11.7 Low-density parity check codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 946
Encoding procedure : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 948
Decoding algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 948
Example of application : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 953
Performance and coding gain : : : : : : : : : : : : : : : : : : 954
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 956
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 960
Contents xxiii
11.A Nonbinary parity check codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 960
Linear codes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 961
Parity check matrix : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 962
Code generator matrix : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 963
Decoding of nonbinary parity check codes : : : : : : : : : : : 964
Coset : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 964
Two conceptually simple decoding methods : : : : : : : : : : 965
Syndrome decoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 965
12 Trellis coded modulation 967
12.1 Linear TCM for one- and two-dimensional signal sets : : : : : : : : : : 968
12.1.1 Fundamental elements : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 968
Basic TCM scheme : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 970
Example : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 970
12.1.2 Set partitioning : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 973
12.1.3 Lattices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 975
12.1.4 Assignment of symbols to the transitions in the trellis : : : : : : 980
12.1.5 General structure of the encoder/bit-mapper : : : : : : : : : : : 985
Computation of dfree : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 987
12.2 Multidimensional TCM : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 990
Encoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 990
Decoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 993
12.3 Rotationally invariant TCM schemes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 995
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 996
13 Precoding and coding techniques for dispersive channels 999
13.1 Capacity of a dispersive channel : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 999
13.2 Techniques to achieve capacity : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1002
Bit loading for OFDM : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1002
Discrete-time model of a single carrier system : : : : : : : : : 1003
Achieving capacity with a single carrier system : : : : : : : : 1007
13.3 Precoding and coding for dispersive channels : : : : : : : : : : : : : : : 1008
13.3.1 Tomlinson–Harashima (TH) precoding : : : : : : : : : : : : : : 1009
13.3.2 TH precoding and TCM : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1012
13.3.3 Flexible precoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1018
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1025
14 Synchronization 1027
14.1 The problem of synchronization for QAM systems : : : : : : : : : : : : 1027
14.2 The phase-locked loop : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1029
14.2.1 PLL baseband model : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1031
Linear approximation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1032
14.2.2 Analysis of the PLL in the presence of additive noise : : : : : : 1034
Noise analysis using the linearity assumption : : : : : : : : : 1035
14.2.3 Analysis of a second-order PLL : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1036
14.3 Costas loop : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1040
xxiv Contents
14.3.1 PAM signals : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1040
14.3.2 QAM signals : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1042
14.4 The optimum receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1044
Timing recovery : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1046
Carrier phase recovery : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1050
14.5 Algorithms for timing and carrier phase recovery : : : : : : : : : : : : : 1051
14.5.1 ML criterion : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1051
Assumption of slow time varying channel : : : : : : : : : : : 1051
14.5.2 Taxonomy of algorithms using the ML criterion : : : : : : : : : 1051
Feedback estimators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1053
Early-late estimators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1055
14.5.3 Timing estimators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1055
Non-data aided : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1055
Non-data aided via spectral estimation : : : : : : : : : : : : : 1057
Data-aided and data-directed : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1059
Data- and phase-directed with feedback:
differentiator scheme : : : : : : : : : : : : : : : : 1062
Data- and phase-directed with feedback:
Mueller & Muller scheme : : : : : : : : : : : : : 1064
Non-data aided with feedback : : : : : : : : : : : : : : : : : 1065
14.5.4 Phasor estimators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1066
Data- and timing-directed : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1066
Non-data aided for M-PSK signals : : : : : : : : : : : : : : : 1066
Data- and timing-directed with feedback : : : : : : : : : : : : 1067
14.6 Algorithms for carrier frequency recovery : : : : : : : : : : : : : : : : 1068
14.6.1 Frequency offset estimators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1069
Non-data aided : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1069
Non-data aided and timing-independent with feedback : : : : : 1071
Non-data aided and timing-directed with feedback : : : : : : : 1071
14.6.2 Estimators operating at the modulation rate : : : : : : : : : : : : 1072
Data-aided and data-directed : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1073
Non-data aided for M-PSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1073
14.7 Second-order digital PLL : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1074
14.8 Synchronization in spread spectrum systems : : : : : : : : : : : : : : : 1074
14.8.1 The transmission system : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1074
Transmitter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1074
Optimum receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1075
14.8.2 Timing estimators with feedback : : : : : : : : : : : : : : : : : 1076
Non-data aided: non-coherent DLL : : : : : : : : : : : : : : : 1076
Non-data aided MCTL : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1077
Data- and phase-directed: coherent DLL : : : : : : : : : : : : 1077
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1081
15 Self-training equalization 1083
15.1 Problem definition and fundamentals : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1083
Minimization of a special function : : : : : : : : : : : : : : : 1086
Contents xxv
15.2 Three algorithms for PAM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1090
The Sato algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1090
Benveniste–Goursat algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : 1091
Stop-and-go algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1092
Remarks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1092
15.3 The contour algorithm for PAM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : 1093
Simplified realization of the contour algorithm : : : : : : : : : 1095
15.4 Self-training equalization for partial response systems : : : : : : : : : : 1096
The Sato algorithm for partial response systems : : : : : : : : 1096
Contour algorithm for partial response systems : : : : : : : : 1098
15.5 Self-training equalization for QAM systems : : : : : : : : : : : : : : : 1100
The Sato algorithm for QAM systems : : : : : : : : : : : : : 1100
15.5.1 Constant modulus algorithm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1101
The contour algorithm for QAM systems : : : : : : : : : : : 1102
Joint contour algorithm and carrier phase tracking : : : : : : : 1104
15.6 Examples of applications : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1106
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1111
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1113
15.A On the convergence of the contour algorithm : : : : : : : : : : : : : : : 1113
16 Applications of interference cancellation 1115
16.1 Echo and near–end cross-talk cancellation for PAM systems : : : : : : : 1116
Cross-talk cancellation and full duplex transmission : : : : : : 1117
Polyphase structure of the canceller : : : : : : : : : : : : : : 1118
Canceller at symbol rate : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1119
Adaptive canceller : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1120
Canceller structure with distributed arithmetic : : : : : : : : : 1121
16.2 Echo cancellation for QAM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1124
16.3 Echo cancellation for OFDM systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1128
16.4 Multiuser detection for VDSL : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1131
16.4.1 Upstream power back-off : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1136
16.4.2 Comparison of PBO methods : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1137
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1142
17 Wired and wireless network technologies 1145
17.1 Wired network technologies : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1145
17.1.1 Transmission over unshielded twisted pairs in the customer
service area : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1145
Modem : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1145
Digital subscriber line : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1146
17.1.2 High speed transmission over unshielded twisted pairs
in local area networks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1152
17.1.3 Hybrid fiber/coaxial cable networks : : : : : : : : : : : : : : : : 1156
Ranging and power adjustment for uplink
transmission : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1158
xxvi Contents
17.2 Wireless network technologies : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1161
17.2.1 Wireless local area networks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1162
Medium access control protocols : : : : : : : : : : : : : : : : 1164
17.2.2 MMDS and LMDS : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1165
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1167
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1170
17.A Standards for wireless systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1170
17.A.1 General observations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1171
Wireless systems : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1171
Modulation techniques : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1171
Parameters of the modulator : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1171
Cells in a wireless system : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1172
17.A.2 GSM standard : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1172
System characteristics : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1172
Radio subsystem : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1175
GSM-EDGE : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1177
17.A.3 IS-136 standard : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1177
17.A.4 JDC standard : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1180
17.A.5 IS-95 standard : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1180
17.A.6 DECT standard : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1182
17.A.7 HIPERLAN standard : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1185
18 Modulation techniques for wireless systems 1189
18.1 Analog front-end architectures : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1189
Conventional superheterodyne receiver : : : : : : : : : : : : : 1189
Alternative architectures : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1190
Direct conversion receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1190
Single conversion to low-IF : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1191
Double conversion and wideband IF : : : : : : : : : : : : : : 1192
18.2 Three non-coherent receivers for phase modulation systems : : : : : : : 1192
18.2.1 Baseband differential detector : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1192
18.2.2 IF-band (1 Bit) differential detector (1BDD) : : : : : : : : : : : 1194
Performance of M-DPSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1196
18.2.3 FM discriminator with integrate and dump filter (LDI) : : : : : : 1197
18.3 Variants of QPSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1198
18.3.1 Basic schemes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1198
QPSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1198
Offset QPSK or staggered QPSK : : : : : : : : : : : : : : : : 1200
Differential QPSK (DQPSK) : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1201
³=4-DQPSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1202
18.3.2 Implementations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1203
QPSK, OQPSK, and DQPSK modulators : : : : : : : : : : : 1203
³=4-DQPSK modulators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1203
18.4 Frequency shift keying (FSK) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1207
18.4.1 Power spectrum of M-FSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1207
Contents xxvii
Power spectrum of non-coherent binary FSK : : : : : : : : : 1208
Power spectrum of coherent M-FSK : : : : : : : : : : : : : : 1209
18.4.2 FSK receivers and corresponding performance : : : : : : : : : : 1212
Coherent demodulator : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1212
Non-coherent demodulator : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1213
Limiter-discriminator FM demodulator : : : : : : : : : : : : : 1213
18.5 Minimum shift keying (MSK) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1214
18.5.1 Power spectrum of continuous-phase FSK (CPFSK) : : : : : : : 1217
18.5.2 The MSK signal viewed from two perspectives : : : : : : : : : 1217
Phase of an MSK signal : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1217
MSK as binary CPFSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1219
MSK as OQPSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1220
Complex notation of an MSK signal : : : : : : : : : : : : : : 1222
18.5.3 Implementations of an MSK scheme : : : : : : : : : : : : : : : 1224
18.5.4 Performance of MSK demodulators : : : : : : : : : : : : : : : : 1224
MSK with differential precoding : : : : : : : : : : : : : : : : 1227
18.5.5 Remarks on spectral containment : : : : : : : : : : : : : : : : : 1228
18.6 Gaussian MSK (GMSK) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1229
18.6.1 GMSK via CPFSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1229
18.6.2 Power spectrum of GMSK : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1231
18.6.3 Implementation of a GMSK scheme : : : : : : : : : : : : : : : 1234
Configuration I : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1234
Configuration II : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1234
Configuration III : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1236
18.6.4 Linear approximation of a GMSK signal : : : : : : : : : : : : : 1238
Performance of GMSK demodulators : : : : : : : : : : : : : 1238
Performance of a GSM receiver in the
presence of multipath : : : : : : : : : : : : : : : 1243
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1244
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1246
18.A Continuous phase modulation (CPM) : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1246
Alternative definition of CPM : : : : : : : : : : : : : : : : : 1246
Advantages of CPM : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1248
19 Design of high speed transmission systems over
unshielded twisted pair cables 1249
19.1 Design of a quaternary partial response class-IV system for data transmission
at 125 Mbit/s : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1249
Analog filter design : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1249
Received signal and adaptive gain control : : : : : : : : : : : 1250
Near-end cross-talk cancellation : : : : : : : : : : : : : : : : 1251
Decorrelation filter : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1251
Adaptive equalizer : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1252
Compensation of the timing phase drift : : : : : : : : : : : : 1252
xxviii Contents
Adaptive equalizer coefficient adaptation : : : : : : : : : : : : 1253
Convergence behavior of the various algorithms : : : : : : : : 1253
19.1.1 VLSI implementation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1255
Adaptive digital NEXT canceller : : : : : : : : : : : : : : : : 1255
Adaptive digital equalizer : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1258
Timing control : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1261
Viterbi detector : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1262
19.2 Design of a dual duplex transmission system at 100 Mbit/s : : : : : : : : 1263
Dual duplex transmission : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1263
Physical layer control : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1265
Coding and decoding : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1266
19.2.1 Signal processing functions : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1269
The 100BASE-T2 transmitter : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1269
The 100BASE-T2 receiver : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1270
Computational complexity of digital receive filters : : : : : : : 1272
Bibliography : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1273
Appendices : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1274
19.A Interference suppression : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1274
Index 1277

终于找到了这本书，太感谢楼主了！！

thanks very much!!!!!!!!!!!!!!!!!

thank you very much!

:27bb 真主。。。牛XX 13# drjiachen

感谢楼主分享

好书啊，谢谢了
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瞧瞧，应该不错的