信号处理系列丛书：无线通信中的空时与协作信号处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘琚，许宏吉，郑丽娜 等 著

图书标签:

• 信号处理
• 无线通信
• 空时信号处理
• 协作信号处理
• MIMO
• 无线网络
• 通信工程
• 信息论
• 优化算法
• 智能无线通信

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115331465

版次：1

商品编码：11375554

包装：平装

丛书名： 信号处理系列丛书

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：246

字数：380000

正文语种：中文

编辑推荐

　　《信号处理系列丛书：无线通信中的空时与协作信号处理》有关新一代无线通信空时信号处理的学术专著；总结了主要作者指导的博士、硕士研究生学位论文成果，反映了相关领域的最新研究进展，注重基础理论、算法仿真和应用技术的结合，可读性好；对通信、信号处理以及相关专业的研究生和技术人员都有很好的参考价值。

内容简介

　　《信号处理系列丛书：无线通信中的空时与协作信号处理》主要讨论多天线无线通信系统所涉及的空时与协作信号处理方法与技术。全书共分为6章，集中阐述了无线通信系统中的空时与协作信号处理技术及其最新发展。具体内容包括：无线通信中多天线技术的基本概念、非相干空时编码调制、波束成形与发射分集、协作波束成形、天线选择与用户调度、协作分集和中继选择等方法与技术。
　　《信号处理系列丛书：无线通信中的空时与协作信号处理》可作为高等院校通信与电子学科研究生和相关科技工作者的参考书。

目录

第1章　无线通信中的多天线技术
1.1　多天线通信系统概述
1.1.1　阵列增益
1.1.2　分集增益
1.1.3　复用增益
1.2　分集技术的原理和分类
1.2.1　分集技术的原理
1.2.2　分集技术的分类
1.2.3　分集合并技术
1.3　多天线通信系统的容量
1.3.1　发射端已知CSI情况下的MIMO信道容量
1.3.2　发射端未知CSI情况下的MIMO信道容量
1.3.3　发、收两端均未知CSI的MIMO信道容量
1.4　空时编码
1.4.1　经典空时码
1.4.2　非欧空时码
1.5　波束成形
1.5.1　波束成形的基本原理
1.5.2　波束成形的分类
1.6　天线与用户的选择
1.6.1　天线选择
1.6.2　用户选择
1.7　协作通信技术
1.7.1　中继协作
1.7.2　基站协作
参考文献
第2章　非相干空时编码调制
2.1　酉空时码
2.1.1　酉空时码的定义
2.1.2　成对差错概率及其Chernoff界
2.1.3　星座构成
2.1.4　酉空时码的调制解调原理
2.2　Cayley差分酉空时码
2.2.1　差分酉空时码
2.2.2　Cayley码
2.3　多电平空时码
2.4　适合酉空时矩阵的多进制Turbo码
2.4.1　酉空时矩阵级的Turbo码
2.4.2　多进制Turbo码的译码算法
2.4.3　非高斯分布多进制EXIT图
2.4.4　仿真与性能分析
2.5　卷积码与酉空时码的联合设计
2.5.1　网格酉空时编码
2.5.2　比特交织酉空时编码
2.5.3　仿真与性能分析
2.6　新型非相干空时码的纠错
2.6.1　Cayley码与Turbo码的级联
2.6.2　多电平空时码与Turbo码的级联
参考文献
第3章　波束成形与发射分集
3.1　MIMO系统中的波束成形技术
3.1.1　系统模型
3.1.2　MIMO系统中的特征波束成形技术
3.1.3　多用户MIMO系统中的波束成形技术
3.1.4　基于凸优化的波束成形技术
3.2　基于子空间跟踪的自适应波束成形
3.2.1　系统模型
3.2.2　自适应波束成形
3.2.3　子信道选择算法
3.2.4　仿真实验及分析
3.3　结合用户选择的多用户MISO自适应波束成形
3.3.1　系统模型
3.3.2　算法实现
3.3.3　仿真实验及分析
3.4　发射分集与波束成形联合优化设计
3.4.1　发射分集与波束成形的区别与联系
3.4.2　发射分集与波束成形联合系统的错误率分析
3.4.3　发射分集与波束成形联合系统的容量
3.5　波束空时分组码方案
3.5.1　分立波束空时分组码
3.5.2　集成波束空时分组码
参考文献
第4章　协作波束成形
4.1　基于最大化接收信噪比的协作波束成形
4.1.1　模型建立
4.1.2　近最优波束成形矢量设计
4.1.3　闭式次优波束成形矢量设计
4.1.4　仿真实验及分析
4.2　基于最小化中继发射功率的协作波束成形
4.2.1　模型建立
4.2.2　协作波束成形矢量设计
4.2.3　仿真实验及分析
4.3　基于概率约束的顽健协作波束成形技术
4.3.1　系统模型
4.3.2　高斯近似
4.3.3　概率约束下的协作波束成形的优化
4.3.4　仿真实验及分析
4.4　基于模拟退火算法的协作波束成形
4.4.1　Metropolis准则
4.4.2　基于SA算法的随机波束成形方法
4.4.3　仿真实验及分析
4.5　多源多宿通信系统中的协作波束成形
4.5.1　系统模型
4.5.2　经典协作波束成形算法
4.5.3　顽健协作波束成形算法
参考文献
第5章　天线选择与用户调度
5.1　天线选择
5.1.1　基于几何向量的天线选择方案
5.1.2　基于矩阵分解的天线选择方案
5.1.3　最大化最小特征值天线选择方案及其凸优化实现
5.1.4　DSTTD系统天线重分组技术研究
5.2　基于完全信道信息下的用户调度
5.2.1　基于块对角化预编码的用户调度方案
5.2.2　基于信漏造比预编码的用户调度方案
5.3　基于有限反馈的用户调度
5.3.1　多用户MISO系统中基于有限反馈的用户选择算法
5.3.2　MU-MIMO系统中基于有限反馈的用户选择算法
5.4　联合天线选择与用户调度
5.4.1　基于QoS的下行发射天线选择和用户调度算法
5.4.2　基于SINR最大化的上行天线选择与用户调度算法
参考文献
第6章　协作分集和中继选择
6.1　中继协作通信概述
6.1.1　协作转发策略
6.1.2　协作通信基本模型
6.2　基于信噪比的混合译码放大转发协作机制的性能分析
6.2.1　系统和信道模型
6.2.2　误比特率性能分析
6.2.3　实验结果和分析
6.3　基于机会中继的译码转发机制的渐进误符号率分析
6.3.1　系统和信道模型
6.3.2　平均误符号率分析
6.3.3　仿真结果和分析
6.4　基于选择协作的译码转发机制性能分析及改进
6.4.1　系统和信道模型
6.4.2　基于等增益合并的选择协作机制的性能分析
6.4.3　译码转发的一种改进型选择协作机制
6.5　多源多中继协作网络性能分析
6.5.1　系统模型
6.5.2　分步选择方案性能分析
6.5.3　分步选择方案仿真结果与性能比较
6.5.4　基于增量中继和部分信息选择法的分步选择方案性能分析
6.5.5　基于增量中继和部分信息选择法的分步选择方案仿真结果与分析
参考文献

前言/序言

信号处理系列丛书：现代通信系统的基石 在信息爆炸的时代，高效、可靠的通信技术是驱动社会进步和经济发展的核心动力。从我们手中的智能手机到遍布全球的卫星网络，再到未来无处不在的物联网设备，无不依赖于精密的信号处理技术。本系列丛书“信号处理系列丛书”旨在深入浅出地剖析信号处理的核心理论与前沿应用，为相关领域的学生、研究人员和工程技术人员提供一套系统、权威的学习和参考资源。 第一卷：信号与系统导论 信号与系统是理解所有通信和信息处理学科的基础。本卷将从最基本的概念出发，为读者构建一个坚实的理论框架。我们将探讨离散时间信号与连续时间信号的定义、分类及其基本运算，如移位、翻转、尺度变换和卷积。系统的概念将贯穿全书，从线性时不变（LTI）系统入手，深入讲解系统响应、频率响应、频率特性以及系统稳定性等关键特性。我们将详细介绍傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换等强大的数学工具，它们是分析和设计信号处理系统的利器。通过对这些变换的深入理解，读者将能够揭示信号在不同域（时域、频域）下的特性，并掌握如何利用它们来分析和综合系统。此外，本卷还将涵盖采样理论，解释连续信号如何被离散化以供数字处理，以及重构过程中的关键问题，如奈奎斯特-香农采样定理及其在实际应用中的意义。最后，我们将探讨一些实际的信号处理应用，如滤波器设计的基本原理，以及它们在消除噪声、提取有用信息等方面的作用，为后续更深入的学习打下坚实的基础。 第二卷：数字信号处理原理与应用 数字信号处理（DSP）是现代电子信息技术的核心组成部分，其应用范围涵盖了通信、音频、视频、医学影像、控制系统等几乎所有领域。本卷将系统地介绍数字信号处理的基本理论和关键技术。我们将详细阐述离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现算法——快速傅里叶变换（FFT），这是数字信号处理中最核心的计算工具之一，能够极大地加速信号的频域分析。通过FFT，我们可以高效地获取信号的频谱信息，从而进行频谱分析、滤波和调制解调等操作。本卷将深入讲解数字滤波器的设计，包括FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器的结构、设计方法和性能指标。读者将学习如何根据实际需求设计出满足特定频率响应要求的滤波器，例如低通、高通、带通和带阻滤波器，以及它们在噪声抑制、信号整形等方面的应用。此外，我们还将探讨自适应信号处理技术，介绍自适应滤波器的工作原理和应用，例如在回声消除、信道均衡和噪声消除等场景中，自适应滤波器能够根据环境变化动态调整自身参数，实现最佳处理效果。同时，本卷也将覆盖数字信号处理在图像和语音处理中的基本应用，如图像压缩、特征提取、语音识别的入门技术。通过本卷的学习，读者将能够掌握设计和实现各种数字信号处理系统的能力。 第三卷：通信信号处理基础 通信信号处理是现代通信系统实现高效、可靠信息传输的基石。本卷将聚焦于通信领域特有的信号处理技术，为读者深入理解无线和有线通信系统的内部工作机制提供关键洞察。我们将从基本的通信模型出发，介绍信息源、调制器、传输媒介、解调器和信宿等关键组成部分，并分析信号在传输过程中可能遇到的各种失真和噪声。本卷将详细讲解各种调制技术，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）及其数字变体，如ASK、FSK、PSK和QAM。读者将学习这些调制技术如何将信息加载到载波信号上，以及它们在带宽效率、抗噪声能力等方面的权衡。同时，我们将深入探讨解调技术，包括相干解调和非相干解调，以及它们在恢复原始信息中的作用。信道建模是通信信号处理的重要环节，本卷将介绍各种通信信道的模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）以及多径传播信道。我们将分析这些信道对信号传输的影响，并介绍相应的信号处理技术来克服这些影响，例如均衡技术。此外，本卷还将介绍通信系统中的关键性能指标，如信噪比（SNR）、误比特率（BER），并探讨如何通过信号处理技术来优化这些指标。本卷的学习将为读者理解更高级的通信系统设计和性能提升打下坚实的基础。 第四卷：无线通信中的高级信号处理 无线通信因其灵活性和移动性而成为当今通信的主流。本卷将深入探讨在复杂多变的无线环境中，为实现高效、高速、可靠通信所必需的高级信号处理技术。我们将聚焦于无线通信中的核心挑战，如信道衰落、多径干扰、干扰和有限的频谱资源。本卷将详细介绍多种无线信道编码和解码技术，如卷积码、Turbo码和LDPC码，它们通过引入冗余信息来提高数据传输的可靠性，抵抗信道噪声和衰落。读者将学习这些编码方案的设计原理和译码算法，以及它们在降低误比特率方面所起到的关键作用。在多用户和多天线的场景下，空时（Space-Time）信号处理技术扮演着至关重要的角色。本卷将详细讲解MIMO（多输入多输出）系统的基本原理，包括分层编码、分集合并、空分多址（SDMA）等技术，它们利用空间维度来提高系统的吞吐量和频谱效率。读者将学习如何设计和分析MIMO接收机的信号处理算法，以分离和恢复来自不同发射天线的信号。此外，本卷还将介绍无线通信中的高级调制和检测技术，如正交频分复用（OFDM）及其在4G、5G等移动通信系统中的应用，以及先进的接收机设计，如最大似然（ML）检测和最小均方误差（MMSE）检测。最后，我们将探讨一些前沿的无线通信信号处理技术，为读者了解未来通信系统的发展趋势提供指引。 第五卷：协作信号处理与网络化通信 随着通信网络日益复杂化和智能化，协作信号处理技术应运而生，它通过网络中多个节点之间的信息共享和协同处理，克服单个节点的局限性，实现更优越的系统性能。本卷将深入研究协作信号处理的原理、技术和在现代通信网络中的应用。我们将探讨分布式信号处理的概念，以及如何利用网络中的多个传感器或通信设备的信息来共同完成信号检测、估计或跟踪任务。本卷将详细介绍各种协作通信协议，如机会中继（Opportunistic Relaying）、协作频谱感知（Cooperative Spectrum Sensing）和协作预编码（Cooperative Precoding）。我们将分析这些协议如何通过协同来扩展通信范围、提高频谱利用率和增强系统鲁棒性。重点将放在协作信号处理在提高网络吞吐量、降低干扰和增强连接可靠性方面的优势。此外，本卷还将介绍分布式信道估计与均衡技术，以及如何利用协作来实现更准确的信道信息获取。读者将了解如何设计协作信号处理算法，以实现分布式优化和资源分配。最后，本卷还将探讨协作信号处理在下一代通信系统，如物联网（IoT）、车联网（V2X）和智能电网中的潜在应用，以及相关的挑战和研究方向。通过本卷的学习，读者将能够深刻理解网络化协作如何革新通信系统的设计和运行方式。 本系列丛书旨在为读者提供一个从基础到前沿的全面学习路径，帮助他们在日新月异的信号处理领域取得卓越成就。每一卷都力求内容严谨、讲解清晰，并通过丰富的实例和练习，加深读者对理论知识的理解和应用能力。我们相信，本系列丛书将成为您在信号处理领域探索和创新的宝贵伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受是，它成功地将看似高深的信号处理理论与我们息息相关的无线通信应用紧密地联系了起来。作者并没有将读者置于纯粹的理论海洋中，而是始终围绕着“无线通信”这一核心应用场景展开论述。从基站的设计到终端设备的优化，从信道的建模到编码的选取，每一个章节的讨论都离不开对实际通信系统性能提升的追求。这种“理论为应用服务”的写作理念，让我觉得这本书非常有价值。读完这本书，我不仅对信号处理有了更深的理解，更对无线通信系统的工作原理有了全新的认识。我能够更清晰地看到，那些我们习以为常的无线通信功能，背后凝聚着多少科学家和工程师的智慧和努力。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我首先被吸引住的是作者在引言部分对于无线通信发展历程的梳理。从早期简单的模拟信号传输，到如今复杂的多用户、高速率的数字通信，技术的演进速度令人咋舌。作者并没有枯燥地罗列历史事件，而是通过生动的比喻和形象的描述，将那些复杂的概念变得易于理解。尤其是当他谈到“空时”处理时，我仿佛看到了信号在时间和空间维度上如何被巧妙地操控，以克服信号衰落、干扰等挑战。而“协作”信号处理的概念更是让我耳目一新，它打破了传统通信系统中设备之间的孤立状态，强调了信息共享和协同工作的重要性。这种集体智慧的运用，无疑是提升通信系统性能的关键。书中对这些概念的阐述，既有理论的严谨性，又不失工程应用的指导意义，让我感受到作者深厚的学术功底和丰富的实践经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计也十分人性化。每一章节都采用了清晰的逻辑结构，开篇通常会点明本章的学习目标，然后在章节结尾进行总结，并给出相关的思考题。这种循序渐进的学习方式，非常适合像我这样希望系统性掌握知识的读者。书中大量的图示和表格，更是将复杂的数学公式和算法原理直观地展现出来，极大地降低了阅读难度。我尤其欣赏作者在解释一些关键算法时，会先从直观的几何意义入手，然后再逐步深入到数学推导，这种方式让我能够更深刻地理解算法背后的逻辑，而不是死记硬背公式。当我看到书中关于 MIMO (多输入多输出) 系统性能提升的讨论时，那种从理论到实际应用的衔接，让我看到了信号处理技术在改变我们生活中的巨大能量。

评分☆☆☆☆☆

这本书籍的封面设计给我留下了深刻的印象，那种深邃的蓝色背景搭配着简洁明了的白色字体，仿佛预示着这本书将带领读者深入探索无线通信这个复杂而迷人的领域。我一直对信号处理在现代通信技术中的核心作用充满好奇，尤其是“空时”和“协作”这两个词汇，更是勾起了我极大的兴趣。在日常生活中，我们无时无刻不在享受着无线通信带来的便利，但背后究竟隐藏着怎样精妙的理论和技术，我对此一直渴望了解。想象一下，当手机信号穿越重重障碍，清晰地传递信息时，背后必然有强大的算法在支撑。这本书的名字听起来就极具深度，它似乎不仅仅是介绍基础概念，更像是一次对前沿技术的深度剖析。我期待它能够帮助我理清那些复杂的数学模型，理解那些抽象的信号流，最终能够窥见无线通信背后那令人惊叹的工程智慧。这本书的篇幅看起来也相当可观，这让我觉得内容一定非常充实，能够满足我对这个主题的求知欲。

评分☆☆☆☆☆

在阅读过程中，我发现作者对于前沿研究的关注度非常高。书中不仅涵盖了经典的信号处理理论，还深入探讨了许多最新的研究成果和技术趋势。例如，在提到5G甚至6G通信时，作者就对潜在的空时和协作信号处理的新方法进行了展望，这让我对未来的无线通信技术充满了期待。这种对未来的洞察力，使得这本书不仅仅是一本教材，更像是一本能够指引研究方向的参考书。作者在讨论这些前沿技术时，并没有简单地堆砌术语，而是通过对不同方案的优劣势进行对比分析，帮助读者建立起批判性思维。这种严谨的学术态度，对于我这样一个希望在学术道路上有所建树的读者来说，是极其宝贵的。