디지털 통신 시스템
(기초에서 MIMO-OFDM까지)
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출판사 리뷰
출판사 리뷰
목차
목차
chapter 01 디지털 통신 개요와 필요성
1.1
인간의 음성 통신:통신 시스템의 원천 구조
1.2
아날로그에서 디지털로의 전환 배경
1.3
디지털 통신의 핵심 아이디어와 장점
1.4
현대 무선통신과 MIMO-OFDM
1.5
교재의 구성과 학습 방향
chapter 02 정보이론의 기초(Information Theory Fundamentals)
2.1
정보이론의 세 가지 질문
2.2
엔트로피와 정보량
2.3
조건부 엔트로피와 상호정보량
2.4
교차 엔트로피와 KL 발산
2.5
채널 용량
2.6
압축의 이론적 한계
2.7
장 요약
chapter 03 정보의 표현과 소스코딩(Source Coding)
3.1
정보의 디지털 표현
3.2
샘플링 이론(Sampling Theory)
3.3
양자화와 양자화 잡음(Quantization and Quantization Noise)
3.4
부호화(Encoding) 및 PCM 예시
3.5
소스코딩(Source Coding)과 무손실 소스코딩
3.6
손실 소스코딩
3.7
장 요약
chapter 04 채널 모델과 성능 지표
4.1
무선 채널의 물리적(전자기학적) 특성
4.2
안테나의 기본 특성
4.3
채널의 수학적 모델
4.4
페이딩 모델
4.5
경로 손실과 링크 버짓
4.6
성능 지표
chapter 05 채널 코딩(Channel Coding)
5.1
채널 코딩의 개념과 필요성
5.2
오류 검출과 정정의 기본 원리
5.3
대표적 채널 부호의 구조와 원리
5.4
채널 코딩의 성능과 한계
5.5
장 요약
chapter 06 디지털 변조의 원리와 수학적 표현
6.1
변조의 필요성과 기본 개념
6.2
반송파 변조와 복소 기저대역 표현(Complex Baseband)
6.3
기본 디지털 변조 방식
6.4
기저대역에서의 에너지, 잡음, BER
6.5
현대 통신 시스템의 변조 적용: AMC와 MCS
6.6
장 요약
chapter 07 복조의 원리(Demodulation Principles)
7.1
수신기 기본 구조
7.2
수신기의 동기화 과정
7.3
채널 등화(Channel Equalization)
7.4
신호 복조의 원리
7.5
변조 방식별 BER 성능 분석
7.6
장 요약
chapter 08 채널 영향과 BER 성능(Channel Effects and BER Performance)
8.1
채널과 페이딩의 기본 개념
8.2
확률적 채널 모델과 통계 파라미터
8.3
확률적 채널 모델과 평균 BER의 기본 틀
8.4
AWGN 환경에서 고차 변조의 BER 근사와 거리 계수 도출
8.5
페이딩 채널에서의 평균 BER 해석
8.6
페이딩 채널에서 고차 변조의 평균 BER 비교
8.7
대역 효율과 신뢰도의 트레이드오프
8.8
장 요약
chapter 09 채널 복호와 LLR 기반 Soft Decoding
9.1
채널 복호기의 개념과 역할
9.2
Hard 복호와 Soft 복호, 그리고 LLR(Log-Likelihood Ratio)
9.3
Hard Decision 기반 복호 알고리즘
9.4
Soft 정보 기반 복호
9.5
반복(Iterative) Soft 복호 알고리즘
9.6
Polar 코드 복호(SC/SCL 기반)
9.7
장 요약 및 OFDM 으로의 연결
chapter 10 OFDM 기본 원리
10.1
다중반송파 전송의 필요성
10.2
OFDM 신호 모델
10.3
Cyclic Prefix의 구조와 역할
10.4
OFDM의 주파수 영역 모델과 1-tap 등화
10.5
OFDM의 시간-주파수 구조
10.6
장 요약 및 다음 장과의 연결
chapter 11 OFDM 송신기 구조
11.1
OFDM 송신기 전체 구조
11.2
자원 그리드와 자원 매핑
11.3
파일럿 배치와 설계
11.4
IFFT 기반 OFDM 심볼 생성
11.5
CP 삽입과 송신 파형 생성
11.6
송신 파형의 실무 고려사항
11.7
장 요약
chapter 12 OFDM 수신기 구조
12.1
OFDM 수신기의 전체 구조
12.2
CP 제거와 FFT 기반 주파수 영역 변환
12.3
파일럿 기반 채널 추정
12.4
주파수 및 시간 보간
12.5
등화(Equalization)
12.6
복조(Demodulation) 및 LLR 계산
12.7
비이상 조건과 동기화의 필요성
12.8
장 요약 및 다음 장과의 연결
chapter 13 OFDM 동기화(Synchronization)
13.1
동기화의 필요성 및 전체 구조
13.2
STO(Symbol Timing Offset)&CFO(Carrier Frequency Offset) 모델
13.3
Multipath 환경에서의 STO/CFO 문제
13.4
Preamble 및 표준 동기화 신호 구조
13.5
STO(Symbol Timing Offset) 추정 기법
13.6
CFO(Carrier Frequency Offset) 추정 기법
13.7
동기화 오류의 성능 영향 및 실무 설계 포인트
13.8
장 요약
chapter 14 OFDM 한계 및 개선 기술
14.1
OFDM의 구조적 한계
14.2
OFDM 한계의 근본 원인 분석
14.3
OFDM 한계 극복을 위한 개선 기술 개요
14.4
표준에서의 선택: '완벽한 파형'보다 '시스템 최적화'
14.5
장 요약
chapter 15 MIMO의 원리와 안테나 다이버시티
15.1
다중경로 채널의 재해석
15.2
SISO(Single Input Single Output) 기본 채널 모델
15.3
SIMO와 수신 다이버시티
15.4
MISO와 송신 다이버시티
15.5
STBC: 송신 다이버시티의 대표 구조
15.6
MIMO 시스템과 공간 자유도
15.7
MIMO 수신기 구조(Detection)
15.8
SVD 기반 MIMO 채널 해석
15.9
다이버시티와 공간 다중화의 트레이드오프
15.10
장 요약 및 16장과의 연결
chapter 16 다중 안테나 빔포밍과 공간 다중화
16.1
MIMO 기반 공간 자유도의 활용 관점
16.2
배열 응답 및 빔포밍 기초
16.3
단일 사용자 빔포밍
16.4
공간 다중화와 수신 검출
16.5
MU-MIMO와 선형 프리코딩
16.6
코드북 기반 프리코딩
16.7
OFDM 기반 MIMO 전송 구조
16.8
통합 시스템 설계 예제: 2×2 coded MIMO-OFDM 링크
16.9
장 요약
chapter 17 고급 MIMO 기술(Advanced MIMO Techniques)
17.1
문제 재정의: 대규모 MIMO 관점
17.2
Massive MIMO
17.3
FD-MIMO(Full-Dimension MIMO)
17.4
Hybrid Beamforming
17.5
RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)
17.6
Cell-Free Massive MIMO
17.7
Extremely 대규모 MIMO(XL-MIMO)와 Near-Field 통신
17.8
AI 기반 CSI 추정과 Beam forming
17.9
요약 및 고급 MIMO의 한계·개선 관점 종합
chapter 18 종합 결론: 디지털 통신에서 OFDM-MIMO 까지
18.1
교재 전체 흐름의 재정리
18.2
현대 무선 시스템의 통합 송수신 구조
18.3
핵심 trade-off의 재정리
18.4
실제 시스템과의 연결
18.5
마무리
부록 A 디지털 통신 모의실험 프레임워크
A.1
부록의 목적
A.2
공통 링크 레벨 처리 구조
A.3
단일반송파와 OFDM의 공통 신호 모델
A.4
MIMO 공통 신호 모델
A.5
부록용 시뮬레이터 파일 구조
A.6
공통 성능 지표와 종료 조건
A.7
대표 실험: 목적-설정-결과 해석
A.8
부록의 활용 방법
부록 B 수식 notation 정리
1.1
인간의 음성 통신:통신 시스템의 원천 구조
1.2
아날로그에서 디지털로의 전환 배경
1.3
디지털 통신의 핵심 아이디어와 장점
1.4
현대 무선통신과 MIMO-OFDM
1.5
교재의 구성과 학습 방향
chapter 02 정보이론의 기초(Information Theory Fundamentals)
2.1
정보이론의 세 가지 질문
2.2
엔트로피와 정보량
2.3
조건부 엔트로피와 상호정보량
2.4
교차 엔트로피와 KL 발산
2.5
채널 용량
2.6
압축의 이론적 한계
2.7
장 요약
chapter 03 정보의 표현과 소스코딩(Source Coding)
3.1
정보의 디지털 표현
3.2
샘플링 이론(Sampling Theory)
3.3
양자화와 양자화 잡음(Quantization and Quantization Noise)
3.4
부호화(Encoding) 및 PCM 예시
3.5
소스코딩(Source Coding)과 무손실 소스코딩
3.6
손실 소스코딩
3.7
장 요약
chapter 04 채널 모델과 성능 지표
4.1
무선 채널의 물리적(전자기학적) 특성
4.2
안테나의 기본 특성
4.3
채널의 수학적 모델
4.4
페이딩 모델
4.5
경로 손실과 링크 버짓
4.6
성능 지표
chapter 05 채널 코딩(Channel Coding)
5.1
채널 코딩의 개념과 필요성
5.2
오류 검출과 정정의 기본 원리
5.3
대표적 채널 부호의 구조와 원리
5.4
채널 코딩의 성능과 한계
5.5
장 요약
chapter 06 디지털 변조의 원리와 수학적 표현
6.1
변조의 필요성과 기본 개념
6.2
반송파 변조와 복소 기저대역 표현(Complex Baseband)
6.3
기본 디지털 변조 방식
6.4
기저대역에서의 에너지, 잡음, BER
6.5
현대 통신 시스템의 변조 적용: AMC와 MCS
6.6
장 요약
chapter 07 복조의 원리(Demodulation Principles)
7.1
수신기 기본 구조
7.2
수신기의 동기화 과정
7.3
채널 등화(Channel Equalization)
7.4
신호 복조의 원리
7.5
변조 방식별 BER 성능 분석
7.6
장 요약
chapter 08 채널 영향과 BER 성능(Channel Effects and BER Performance)
8.1
채널과 페이딩의 기본 개념
8.2
확률적 채널 모델과 통계 파라미터
8.3
확률적 채널 모델과 평균 BER의 기본 틀
8.4
AWGN 환경에서 고차 변조의 BER 근사와 거리 계수 도출
8.5
페이딩 채널에서의 평균 BER 해석
8.6
페이딩 채널에서 고차 변조의 평균 BER 비교
8.7
대역 효율과 신뢰도의 트레이드오프
8.8
장 요약
chapter 09 채널 복호와 LLR 기반 Soft Decoding
9.1
채널 복호기의 개념과 역할
9.2
Hard 복호와 Soft 복호, 그리고 LLR(Log-Likelihood Ratio)
9.3
Hard Decision 기반 복호 알고리즘
9.4
Soft 정보 기반 복호
9.5
반복(Iterative) Soft 복호 알고리즘
9.6
Polar 코드 복호(SC/SCL 기반)
9.7
장 요약 및 OFDM 으로의 연결
chapter 10 OFDM 기본 원리
10.1
다중반송파 전송의 필요성
10.2
OFDM 신호 모델
10.3
Cyclic Prefix의 구조와 역할
10.4
OFDM의 주파수 영역 모델과 1-tap 등화
10.5
OFDM의 시간-주파수 구조
10.6
장 요약 및 다음 장과의 연결
chapter 11 OFDM 송신기 구조
11.1
OFDM 송신기 전체 구조
11.2
자원 그리드와 자원 매핑
11.3
파일럿 배치와 설계
11.4
IFFT 기반 OFDM 심볼 생성
11.5
CP 삽입과 송신 파형 생성
11.6
송신 파형의 실무 고려사항
11.7
장 요약
chapter 12 OFDM 수신기 구조
12.1
OFDM 수신기의 전체 구조
12.2
CP 제거와 FFT 기반 주파수 영역 변환
12.3
파일럿 기반 채널 추정
12.4
주파수 및 시간 보간
12.5
등화(Equalization)
12.6
복조(Demodulation) 및 LLR 계산
12.7
비이상 조건과 동기화의 필요성
12.8
장 요약 및 다음 장과의 연결
chapter 13 OFDM 동기화(Synchronization)
13.1
동기화의 필요성 및 전체 구조
13.2
STO(Symbol Timing Offset)&CFO(Carrier Frequency Offset) 모델
13.3
Multipath 환경에서의 STO/CFO 문제
13.4
Preamble 및 표준 동기화 신호 구조
13.5
STO(Symbol Timing Offset) 추정 기법
13.6
CFO(Carrier Frequency Offset) 추정 기법
13.7
동기화 오류의 성능 영향 및 실무 설계 포인트
13.8
장 요약
chapter 14 OFDM 한계 및 개선 기술
14.1
OFDM의 구조적 한계
14.2
OFDM 한계의 근본 원인 분석
14.3
OFDM 한계 극복을 위한 개선 기술 개요
14.4
표준에서의 선택: '완벽한 파형'보다 '시스템 최적화'
14.5
장 요약
chapter 15 MIMO의 원리와 안테나 다이버시티
15.1
다중경로 채널의 재해석
15.2
SISO(Single Input Single Output) 기본 채널 모델
15.3
SIMO와 수신 다이버시티
15.4
MISO와 송신 다이버시티
15.5
STBC: 송신 다이버시티의 대표 구조
15.6
MIMO 시스템과 공간 자유도
15.7
MIMO 수신기 구조(Detection)
15.8
SVD 기반 MIMO 채널 해석
15.9
다이버시티와 공간 다중화의 트레이드오프
15.10
장 요약 및 16장과의 연결
chapter 16 다중 안테나 빔포밍과 공간 다중화
16.1
MIMO 기반 공간 자유도의 활용 관점
16.2
배열 응답 및 빔포밍 기초
16.3
단일 사용자 빔포밍
16.4
공간 다중화와 수신 검출
16.5
MU-MIMO와 선형 프리코딩
16.6
코드북 기반 프리코딩
16.7
OFDM 기반 MIMO 전송 구조
16.8
통합 시스템 설계 예제: 2×2 coded MIMO-OFDM 링크
16.9
장 요약
chapter 17 고급 MIMO 기술(Advanced MIMO Techniques)
17.1
문제 재정의: 대규모 MIMO 관점
17.2
Massive MIMO
17.3
FD-MIMO(Full-Dimension MIMO)
17.4
Hybrid Beamforming
17.5
RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)
17.6
Cell-Free Massive MIMO
17.7
Extremely 대규모 MIMO(XL-MIMO)와 Near-Field 통신
17.8
AI 기반 CSI 추정과 Beam forming
17.9
요약 및 고급 MIMO의 한계·개선 관점 종합
chapter 18 종합 결론: 디지털 통신에서 OFDM-MIMO 까지
18.1
교재 전체 흐름의 재정리
18.2
현대 무선 시스템의 통합 송수신 구조
18.3
핵심 trade-off의 재정리
18.4
실제 시스템과의 연결
18.5
마무리
부록 A 디지털 통신 모의실험 프레임워크
A.1
부록의 목적
A.2
공통 링크 레벨 처리 구조
A.3
단일반송파와 OFDM의 공통 신호 모델
A.4
MIMO 공통 신호 모델
A.5
부록용 시뮬레이터 파일 구조
A.6
공통 성능 지표와 종료 조건
A.7
대표 실험: 목적-설정-결과 해석
A.8
부록의 활용 방법
부록 B 수식 notation 정리
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