《Algorithms for Communications Systems their Applications》

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《Algorithms for Communications Systems their Applications》
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

apteye

thanks

@TSMC

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yousee

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lvwx

thanks

yousee

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yjvs

Good book thanks a lot

vikingg

谢谢分享

yulai860

内容很全啊！

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