多入多出通信系统原理

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页数:162
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出版时间:2010-3
价格:35.00元
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isbn号码:9787030270306
丛书系列:
图书标签:
  • 通信系统
  • 多入多出
  • MIMO
  • 无线通信
  • 信号处理
  • 信道编码
  • 调制解调
  • 天线技术
  • 通信原理
  • 信息论
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具体描述

《多入多出通信系统原理》通过介绍多人多出通信系统的基本理论和重要的发展课题,形成对多入多出通信系统的基本认识,进而提供实际应用中的理论基础,以及解决理论和技术问题的有效途径。全书共8章,内容包括:无线通信信道和分集、信息论基础、多人多出系统的信道容量、天线数的优化、信道相关、空时编码设计准则、空时网格编码、正交空时分组编码。

《多入多出通信系统原理》可作为高等院校通信工程专业研究生和高年级本科生的教材,也可供通信工程领域的工程技术人员参考。

多元通信网络:理论与实践的深度探索 本书旨在为读者呈现一个全面且深入的通信系统知识体系,重点聚焦于现代通信网络的核心构建模块——“多入多出”(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术。本书不涉及通信系统之外的其他任何学科内容,如电子工程基础、信号处理理论的纯数学推导、或者具体的通信标准(如Wi-Fi、5G NR等)的细节规范,而是将所有论述都围绕MIMO技术在通信系统中的原理、应用和发展脉络展开。 第一部分:MIMO系统基础理论 本部分将从根本上剖析MIMO技术的核心思想,为读者建立坚实的理论基础。 空间复用(Spatial Multiplexing)原理: 详细阐述如何利用MIMO系统中的多个发射天线和多个接收天线,在同一频率、同一时间传输不同的数据流,从而大幅提升频谱效率。我们将深入探讨空间信道的独立性对空间复用的影响,以及不同天线配置(如2x2、4x4、8x8等)下的理论性能界限。 分集增益(Diversity Gain)原理: 解释MIMO系统如何通过在不同空间路径上传输相同的数据,来对抗信道衰落,提高信号的鲁棒性。本书将细致分析空间分集、极化分集等多种分集技术的工作机制,以及它们如何共同作用以降低误码率。 MIMO信道模型: 介绍描述MIMO系统空间特性的数学模型,包括独立同分布(i.i.d.)瑞利衰落信道、非i.i.d.信道、以及更复杂的几何信道模型。我们将深入理解这些模型如何反映真实无线环境中的多径传播效应,并探讨信道状态信息(CSI)在MIMO系统中的关键作用。 信道容量分析: 基于香农-海明定理,推导MIMO系统的信道容量。我们将分析天线数量、信噪比(SNR)、以及信道相关性对MIMO容量的影响,从而揭示MIMO技术在提升数据吞吐量方面的巨大潜力。 MIMO预编码与解码技术: 深入探讨如何通过预编码(Precoding)在发射端优化信号,以及如何通过解码(Decoding)在接收端准确地分离数据流。我们将详细介绍线性预编码(如脏纸编码、最大 ratio 传输)、非线性预编码(如 Tomlinson-Harashima 预编码)以及各种解码算法(如最大似然解码、线性解码、迭代解码)的原理和性能权衡。 第二部分:MIMO系统的关键技术与性能优化 本部分将进一步探讨在实际MIMO系统中,如何实现性能的最大化,并应对各种技术挑战。 信道状态信息(CSI)的获取与利用: 详细阐述在没有CSI、部分CSI和完全CSI三种情况下,MIMO系统性能的差异。我们将介绍上行链路和下行链路中CSI反馈的机制,以及如何通过估计算法(如最小二乘法、最小均方误差法)来获取信道信息。 波束形成(Beamforming)在MIMO中的应用: 阐述如何利用MIMO天线阵列的相控特性,将能量聚焦于特定方向,从而提高信号的指向性、减少干扰,并实现空间复用。我们将区分模拟波束形成、数字波束形成和混合波束形成技术。 大规模MIMO(Massive MIMO)的理论基础: 介绍大规模MIMO的概念,即在基站端部署大量天线,并分析其相较于传统MIMO带来的性能提升。我们将探讨大规模MIMO在提高小区容量、降低互扰、简化用户端处理等方面的优势,以及天线选择、预编码设计等关键技术。 MIMO系统的性能评估与仿真: 讨论如何通过理论分析和计算机仿真来评估MIMO系统的性能。我们将介绍常用的性能指标,如误码率(BER)、吞吐量、频谱效率等,并指导读者如何利用仿真工具来验证MIMO技术的有效性。 第三部分:MIMO在现代通信系统中的应用展望 本部分将结合实际通信系统,展示MIMO技术的广泛应用和未来发展方向。 MIMO与OFDM的结合(MIMO-OFDM): 深入解析MIMO技术与正交频分复用(OFDM)技术结合的强大优势。我们将说明为何MIMO-OFDM能够有效解决多径衰落问题,并成为现代无线通信系统的基石。 MIMO在多用户场景下的优化(MU-MIMO): 探讨如何在同一个MIMO基站下,同时服务多个用户,实现用户间的空间隔离和资源共享。我们将分析多用户MIMO(MU-MIMO)的原理,包括用户调度、干扰对消等关键技术。 MIMO技术在下一代通信系统中的角色: 展望MIMO技术在未来通信系统中的进一步发展,如超大规模MIMO(Ultra-Massive MIMO)、智能反射面(RIS)辅助MIMO等,以及它们如何助力实现更高的速率、更低的延迟和更广泛的连接。 本书以严谨的数学推导为基础,辅以清晰的图示和直观的解释,旨在帮助读者深刻理解MIMO系统的核心原理,掌握关键技术,并能将其理论知识应用于实际通信系统的分析与设计。本书将是通信工程、电子工程、计算机科学等相关领域研究人员、工程师和学生的宝贵参考资料。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的章节安排混乱得让人摸不着头脑,似乎是把不同时期、不同研究方向的笔记随意地拼凑在了一起。例如,第三章详细讨论了某种特定的脉冲整形技术,但其背景和必要的时域/频域约束却要等到第七章才被提及,而与之密切相关的噪声抑制方法,又被隔离到了第十一章。读者在阅读过程中,必须不断地在不同章节间来回跳转,努力重建作者脑海中那个本应是线性的知识体系。这种结构上的断裂感,严重破坏了阅读的沉浸感和学习的连贯性。它完全没有遵循任何一种有效的教学法原则,使得读者很难建立起对整个通信链路从源到目的的完整、结构化的认知模型,学习体验支离破碎,极度令人沮丧。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书的理论深度似乎停留在上个世纪的某个时间点,对于现代高速、低延迟通信领域的核心挑战,比如大规模MIMO的信道估计精度、或者先进的预编码技术在非理想情况下的性能衰减分析,这本书几乎避而不谈,或者仅仅是一笔带过,用了非常简化的、脱离实际的理想化模型来敷衍过去。当我试图寻找关于软件定义无线电(SDR)平台如何实现这些复杂算法的讨论时,里面只充斥着大量的传统傅里叶变换和矩阵运算的纯数学推导,缺乏将这些理论与当前主流的DSP或FPGA实现路径相结合的案例分析。对于一个期望能跟上行业前沿、解决实际工程问题的读者来说,这本书提供的知识框架显得过于陈旧和空泛,更像是一本历史文献而非实用的技术手册,让人感到知识上的“时差”感非常强烈。

评分☆☆☆☆☆

作者在阐述复杂系统时,似乎陷入了一种“过度依赖数学符号而忽略物理意义”的怪圈。书中充满了大量看似华丽的、层层嵌套的求和符号、积分符号和希腊字母,但这些公式被堆砌在一起,缺乏清晰的逻辑铺陈和直观的几何解释。当你试图追溯一个关键变量的物理含义时,往往需要回溯好几页,甚至需要自己重新推导证明,才能勉强理解这个符号到底代表的是能量、功率谱密度还是某种空间相关性。这种写作风格极大地增加了学习的认知负担,它没有起到“解释”的作用,反而成了理解的“障碍”。对于需要快速掌握系统架构和功能原理的工程师而言,这种晦涩难懂的表达方式无疑是效率的大敌,仿佛作者在刻意炫耀其数学功底,而非致力于知识的有效传递。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计简直是一场灾难,油墨的分布极不均匀,很多页面的文字都显得模糊不清,尤其是在图表部分,那些关键的参数和线条几乎要和背景融为一体了。我花了大量时间去猜测作者原本想要表达的具体数值和连接关系,这极大地分散了我对核心概念的理解。更要命的是,纸张的质量实在太差,翻阅几次后,书页边缘就开始卷曲和破损,墨迹似乎也有些许洇开,这让一本本应是严谨的学术著作,读起来更像是一本快要散架的旧杂志。我不得不经常借助外部光源,以极低的角度去捕捉那些因为印刷缺陷而变得难以辨认的符号,这对于需要长期深入阅读的专业书籍来说,是无法容忍的疏忽。任何一个稍微注重细节的编辑团队,都不应该让这种质量的成品流向市场,它不仅降低了阅读体验,更可能误导初学者对某些精细结构的错误认知。

评分☆☆☆☆☆

我尤其想指出的是,书中提供的所有案例和仿真结果,都缺乏必要的实验环境描述和参数透明度。例如,当作者展示某个性能曲线图时,总是简略地标注“在某信噪比下”,但这个“信噪比”是如何定义的?是用总功率定义的还是有效数据功率?所用的调制方式、信道模型(如莱斯衰落、瑞利衰落)的具体参数是什么?天线的数量和布局是如何设置的?这些关键的、决定仿真结果有效性的“元数据”全部缺失了。没有这些基础信息,书中的任何图表都无法被读者复现、验证或在其基础上进行扩展思考。这使得这本书的实验部分形同虚设,无法作为任何工程实践或进一步研究的可靠参考基准,充其量只是一堆没有上下文的漂亮图形罢了。

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