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内容简介

　　《现代无线通信原理》以衰落信道效应和相应传输性能改善方法为主线，以通信信号分析与设计为基本方法，以通信传输系统模型框架为章节划分依据，重点论述当前各类无线通信传输系统中具有普遍性和代表性的基本理论、基本概念和分析方法。主要内容包括：通信信号与系统的表征、无线传输信道、无线信道容量、数字调制信号及其功率谱密度、平坦衰落信道数字传输的接收与性能、分集技术等。
　　《现代无线通信原理》内容丰富、概念清楚、取材新颖、系统性强，充分反映了国际上近年来先进无线通信技术领域的新理论、新技术和新方法。
　　《现代无线通信原理》可作为高等院校信息与通信工程一级学科下各专业以及电子与通信工程专业领域的研究生、高年级本科生的教材，也可作为信息与通信工程领域的工程技术人员和科研人员的参考书。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1．1 数字通信系统模型
1．1．1 信源
1．1．2 信源编码
1．1．3 加密与信道编码
1．1．4 数据调制与扩频调制
1．1．5 载波调制
1．1．6 信道
1．1．7 同步与均衡
1．2 信道
1．2．1 加性噪声信道
1．2．2 线性滤波器信道
1．2．3 线性时变滤波器信道
1．3 双工、复用与多址
1．3．1 双工
1．3．2 复用
1．3．3 多址
1．4 MIMO与空时处理
1．4．1 MIMO
1．4．2 空时处理
1．5 全数字接收机
1．6 通信系统的主要性能指标
1．7 无线信道的链路估算

第2章 通信信号与系统的表征
2．1 带通信号及系统的复基带表示
2．1．1 确知信号
2．1．2 带通信号的复基带表示
2．1．3 线性带通系统的复基带表示
2．2 信号空间表示法
2．2．1 矢量空间
2．2．2 信号空间概念
2．2．3 信号波形的矢量表示
2．3 随机信号
2．3．1 平稳与周期平稳随机过程
2．3．2 带通平稳随机过程的表示
2．3．3 带限白高斯噪声
习题

第3章 无线传输信道
3．1 传播模型
3．1．1 传播特性
3．1．2 大尺度路径损耗经验模型
3．1．3 阴影慢衰落
3．2 平坦衰落信道
3．2．1 线性时变信道模型
3．2．2 信号包络相关与多普勒谱
3．2．3 信号包络分布
3．2．4 信号相位分布
3．2．5 组合衰落阴影分布
3．2．6 电平交叉率
3．2．7 平均衰落时段
3．2．8 空时相关
3．2．9 移动到移动信道
3．3 频率选择性衰落信道
3．3．1 确定线性时变信道的系统函数
3．3．2 随机线性时变信道特征
3．3．3 随机线性时变信道分类
3．3．4 频率选择性衰落信道特征参数
3．3．5 频率选择性衰落信道模型
3．4 方向性衰落信道
3．4．1 双向冲激响应
3．4．2 统计描述
3．4．3 MIMO信道响应矩阵
3．5 衰落信道仿真
3．5．1 窄带（平坦）衰落信道的仿真
3．5．2 宽带衰落信道仿真
3．5．3 M2M衰落信道仿真
习题

第4章 无线信道容量
4．1 信道模型
4．1．1 无记忆离散信道
4．1．2 离散输入连续输出信道
4．1．3 离散时间AWGN信道
4．1．4 AWGN波形信道
4．2 信息度量
4．2．1 离散信源
4．2．2 连续信源
4．3 加性高斯噪声信道容量
4．3．1 功率约束高斯噪声信道
4．3．2 带限白高斯噪声信道
4．3．3 香农信道容量公式
4．3．4 并行白高斯噪声信道
4．3．5 并行色高斯噪声信道
4．3．6 非理想线性滤波信道
4．4 平坦衰落信道容量
4．4．1 含信道状态信息的衰落信道容量
4．4．2 功率控制衰落信道容量
4．4．3 采用接收分集的信道容量
4．5 MIMO信道容量
4．5．1 MIMO信道模型
4．5．2 一般算法
4．5．3 CSI／CSI模式下MIMO信道容量
4．5．4 CDI／CSI模式下MIMO信道容量
习题

第5章 数字调制信号及其功率谱密度
5．1 奈奎斯特脉冲成形
5．2 数字调制信号表示
5．2．1 无记忆调制信号
5．2．2 有记忆调制信号
5．3 调制信号功率谱
5．3．1 调制信号复包络的功率谱密度
5．3．2 线性调制信号功率谱
5．3．3 广义CPM信号功率谱
5．3．4 完全响应CPM信号功率谱
习题

第6章 平坦衰落信道数字传输的接收与性能
6．1 接收信号的矢量表示
6．2 一般矢量信道中的最优检测
6．3 AWGN信道中相干接收性能
6．3．1 PSK信号的差错概率性能
6．3．2 M-QAM信号的差错概率性能
6．3．3 正交信号的差错概率
6．3．4 OFDM信号的检测
6．3．5 MSK的差错概率
6．3．6 AWGN信道中差分相干检测性能
6．4 AWGN信道中非相干接收性能
6．4．1 AWGN信道中的最佳非相干检测器
6．4．2 M元正交信号的差错概率
6．4．3 相关二进制信号包络检测的差错概率
6．5 AWGN信道中cPM信号的检测
6．5．1 相干CPM解调器
6．5．2 非相干CPM解调器
6．6 平坦慢衰落信道中的接收性能
6．6．1 相干接收性能
6．6．2 非相干接收性能
习题

第7章 分集技术
7．1 最大比合并
7．1．1 瑞利衰落信道
7．1．2 Nakgami-m衰落信道
7．2 等增益合并
7．2．1 相干等增益合并
7．2．2 差分检测等增益合并
7．2．3 非相干平方律合并
7．3 选择合并
7．3．1 相干检测选择合并
7．3．2 非相干选择合并
7．4 切换合并
7．5 最佳合并
7．6 发送分集
习题

附录A 通信系统分析中的常用概率分布
A．1 定义
A．1．1 连续随机变量分布的描述
A．1．2 连续随机变量的统计特性描述
A．2 二项式分布
A．3 泊松分布
A．4 高斯（正态）分布
A．5 对数正态分布
A．6 中心x2分布和伽马分布
A．7 非中心x2分布
A．8 瑞利分布
A．9 莱斯分布
A．10 Nakagami-m分布
A．11 韦伯分布
A．12 Suzuki分布
A．13 随机变量的仿真
A．14 尾部概率的边界
A．14．1 切比雪夫不等式
A．14．2 马尔可夫不等式
A．14．3 契尔诺夫上边界

附录B 复随机矢量
B．1 复随机变量
B．2 复随机矢量的协方差
B．3 完全复随机矢量
B．4 循环对称复随机矢量
参考文献

前言/序言

　　近年来，无线通信发展非常迅速，大量新标准、新系统不断涌现。伴随着这些具体标准和系统出现的是大量的新技术、新理论和分析问题的新方法。目前关于无线通信的书籍很多，但大部分是介绍具体标准和具体系统。然而以讲述基本理论为主，适合用作信息与通信工程学科的本科生和研究生教材的书籍并不多。目前比较流行的通信专业教材以西安电子科技大学樊昌信教授的《通信原理》和清华大学曹志刚教授的《现代通信原理》为主。目前国内各高校信息与通信工程学科研究生大多使用Proakis的DigitalCom，munications（《数字通信》）作为教材，Proakis的《数字通信》内容很全面，信源编码、纠错编码、扩频等内容均包括在内，内容丰富但较深，用于自学比较困难，其内容涵盖广泛，使得初学者在学习过程中容易忽略对通信传输核心要义的把握。近年来，作者为信息与通信工程学科研究生开设“现代通信原理”学位课程，同时也为通信工程专业本科生开设“通信原理”课程。在参考国内外主要书籍的基础上，根据上课效果逐渐形成一套讲稿，同时又得到桂林电子科技大学研究生精品课程建设的支持，在讲稿基础上经多次修改，历时三年多完善才形成本书。
　　本书的宗旨是希望能够适应无线通信迅速发展的形势，不局限于描述具体系统或标准的具体设计细节，而侧重深入讲述现代无线通信传输系统的基本理论、概念和分析问题的方法，期望通过它使学生能在无线通信理论方面打下坚实的基础，以便进一步从事相关的研究和技术工作。本书以衰落信道效应和相应传输性能改善方法为主线，以通信信号分析与设计为基本方法，以通信传输系统模型框架为章节划分依据，重点论述当前各类无线通信传输系统中具有普遍性和代表性的基本知识。
　　本书主要内容安排如下。
　　第1章：绪论。给出数字通信系统模型框架，通过模型的介绍确定随后章节的主要内容，将本书的重点锁定在传输过程，信源编码、信道编码、扩频等均不作详细讨论。介绍双工、复用、多址等信道资源分配概念，简述多输入多输出（MIMO）技术、空时处理、全数字接收、软件无线电等新的发展趋势，给出系统性能指标的定义和链路估算的方法。
　　第2章：通信信号与系统的表征。以复基带表示和信号空间为主，并扩展到随机信号。从确定信号出发给出确定性带通信号和系统的复基带表示，从矢量空间概念出发给出信号空间概念和信号波形的矢量表示方法，简述平稳随机过程和周期平稳随机过程的概念，在此基础上结合带通信号的复基带表示得到带通平稳随机过程的复表示。后续章节中的信号分析是基于本章给出的复基带和矢量表示。
　　第3章：无线传输信道。主要讨论衰落信道的特性与模型，包括传播模型、平坦衰落信道、频率选择性衰落信道、方向性衰落信道和衰落信道仿真五个部分。平坦衰落信道包括基站到移动站信道、空时相关的上下行信道、移动到移动信道，详细讨论平坦衰落信道的各种特性；频率选择性衰落信道部分详细介绍信道的分类、信道特征参数以及信道模型；方向性衰落信道部分重点介绍双向冲激响应和MIMO信道响应矩阵。
　　第4章：无线信道容量。从离散信道和信息度量出发，从带限白高斯噪声信道的信道容量分析出发，扩展到并行白高斯和色高斯信道以及非理想线性滤波信道的容量分析；对于平坦衰落信道，主要分析包含信道状态信息、功率控制和采用接收分集条件下的信道容量分析；详细分析不同信道信息状态下的MIMO信道容量。
　　第5章：数字调制信号及其功率谱密度。详细介绍目前比较常用的几种无记忆调制和有记忆调制方法，包括正交频分复用（OFDM）调制，在此基础上详细分析各种调制信号的功率谱密度。
　　第6章：平坦衰落信道数字传输的接收与性能。本章以统一的方法来分析加性白高斯噪声（AWGN）信道和平坦衰落信道中数字调制信号的佳接收与差错性能。首先给出一般矢量信道中的佳检测分析，在此基础上对AWGN信道中相干接收、非相干接收以及连续相位调制（CPM）信号的接收进行性能分析，最后给出瑞利和Nakagami-m两种衰落形式下信号接收的性能分析方法，并给出各种调制方式在相干或非相干接收下的接收性能结果。
　　第7章：分集技术。详细分析各种接收分集合并技术，针对瑞利和Naka，gami-m两种衰落信道，在第6章性能分析的基础上，详细给出比合并、等增益合并、选择合并、切换合并和佳合并下的性能分析，最后针对多天线系统讨论发送分集技术的实现。
　　附录A介绍通信系统分析中常用概率分布的定义和相应的统计特性。
　　附录B介绍本书在分析中经常用到的完全复随机矢量和循环对称复随机矢量的定义和特性。
　　本书没有将OFDM、MIMO等新技术单独成章，而是根据通信系统模型框架将其分解到相应的各部分，形成统一思路。如对于MIMO系统，将MIMO系统的传输信道特性放到无线信道一章，在传统衰落信道分析方法的基础上，考虑传播方向性来构建MIMO信道模型，这样既有利于学生对MIMO信道分析的理解，又有利于加深对衰落信道分析基本方法的掌握。
　　本书的MIMO信道容量（4，5节）中给出的曲线直接引用了Yang的著作Multicarrier Commun，ications-书和他在University of Southampton所用课件中的内容，其余各章节中所绘曲线全由作者通过数值计算或仿真得到。
　　本书内容丰富、概念清楚、取材新颖、系统性强，充分反映了国际上近年来先进无线通信技术领域的新理论、新技术和新方法。全书内容由浅入深，定性分析与定量分析并举，以适应不同层次的教学需求，在几届研究生的教学过程中反映良好。
　　本书的主要对象为信息与通信工程等相关学科的研究生.也可向下兼容大学高年级本科生（主要讲授书中定性分析内容），向上兼容博士生（主要讲授本书中定量分析内容和新技术），还可作为从事本专业研制、开发、维护专业技术人员的主要技术参考书。
　　本书得到桂林电子科技大学研究生精品课程建设的支持，本书的编写工作得到桂林电子科技大学信息与通信学院、认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室以及广西无线宽带通信与信号处理重点实验室的大力支持，特此致谢。
　　由于作者才疏学浅，书中不妥之处在所难免，热切希望广大读者多提宝贵意见和具体修正意见，以便进一步修改完善。
　　作者的电子邮件地址：914854024@qq.com。
　　作者
　　2014年12月

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