Introduction to Digital Communications

این کتاب به دانشجویان، دانشمندان و مهندسان مقدمه‌ای گسترده با مبانی نظری ارتباطات دیجیتال ارائه می‌دهد که شامل خروجی تک ورودی (SISO)، خروجی چندگانه ورودی چندگانه (MIMO) و سیستم های متغیر زمانی علاوه بر این، محتوای اصلی با انبوهی از مثال‌ها و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری تکمیل می‌شود.

این کتاب به سه بخش تقسیم شده است که بخش اول به اصول انتقال دیجیتال سیمی و بی سیم از طریق پیوندهای SISO می پردازد. مدولاسیون دیجیتال، تداخل بین نمادی، و روش های مختلف تشخیص مورد بحث قرار گرفته است. مدل‌هایی برای کانال‌های بی‌سیم و متغیر زمانی واقعی معرفی شده‌اند. و مدل سیستم باند پایه متغیر زمانی معادل مشتق شده است.

از آنجایی که ممکن است همه خوانندگان با این موضوع آشنا نباشند، بخش دوم به نظریه سیستم‌های متغیر زمانی خطی اختصاص دارد. پیچیدگی تعمیم یافته مشتق شده است و خوانندگان با پاسخ ضربه، تابع گسترش تاخیر و توابع سیستم در حوزه فرکانس معرفی می شوند. علاوه بر این، سیستم‌های تغییر تصادفی مورد بحث قرار می‌گیرند.

به نوبه خود، قسمت سوم به سیستم های MIMO می پردازد. مدل‌های کانال MIMO را با و بدون همبستگی فضایی، از جمله مدل کرونکر، توصیف می‌کند. هر دو گیرنده MIMO خطی و غیر خطی مورد بررسی قرار می گیرند. این سوال که چند بیت در هر کانال می تواند ارسال شود پاسخ داده می شود و به حداکثر رساندن ظرفیت کانال پرداخته می شود. اصول کدگذاری فضا-زمان به منظور بهبود کیفیت انتقال و افزایش نرخ داده بیان شده است. در پایان، این کتاب طرح‌های MIMO چند کاربره را توصیف می‌کند، که تداخل را زمانی که چندین کاربر در یک منطقه سیگنال‌های خود را در اسلات‌های زمانی و باندهای فرکانسی مشابه ارسال می‌کنند، کاهش می‌دهند.

This book offers students, scientists and engineers an extensive introduction to the theoretical fundamentals of digital communications, covering single input single output (SISO), multiple input multiple output (MIMO), and time-variant systems. Further, the main content is supplemented by a wealth of representative examples and computer simulations.

The book is divided into three parts, the first of which addresses the principles of wire-line and wireless digital transmission over SISO links. Digital modulation, intersymbol interference, and various detection methods are discussed; models for realistic time-variant, wireless channels are introduced; and the equivalent time-variant baseband system model is derived.

Since not all readers may be familiar with this topic, Part II is devoted to the theory of linear time-variant systems. The generalized convolution is derived and readers are introduced to impulse response, the delay spread function, and system functions in the frequency domain. In addition, randomly changing systems are discussed.

In turn, Part III deals with MIMO systems. It describes MIMO channel models with and without spatial correlation, including the Kronecker model. Both linear and nonlinear MIMO receivers are investigated. The question of how many bits per channel use can be transmitted is answered and maximizing channel capacity is addressed. Principles of space–time coding are outlined in order to improve transmission quality and increase data rates. In closing, the book describes multi-user MIMO schemes, which reduce interference when multiple users in the same area transmit their signals in the same time slots and frequency bands.