多载波通信

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页数:528
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出版时间:2010-6
价格:79.00元
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isbn号码:9787121109638
丛书系列:
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  • 通信工程
  • 多载波调制
  • OFDM
  • 无线通信
  • 信号处理
  • MIMO
  • 认知无线电
  • 5G
  • 通信原理
  • 信息技术
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具体描述

《多载波通信》全面而深入地介绍了多载波通信原理,提供了关于扩频、多载波CDMA、多用户检测、多用户发射机预处理、MIMO空时处理等一系列通信技术的详细分析。《多载波通信》的特色包括:为OFDM和不同多载波CDMA系统建立了统一框架,给出了详尽的性能分析方法;并行研究了多用户检测技术和多用户发射机预处理技术,揭示了两者间的关系;系统研究和分析了非相干检测技术在多用户系统中的应用;详细介绍了MIMO和空时多载波通信的相关知识。此外,书中包含了大量的图表来说明各类系统的性能。《多载波通信》适合于通信工程和电子信息相关专业高年级本科生和研究生阅读,同时也适合作为该领域工程技术人员的技术参考书。

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Multicarrier Communications

《信号处理的数学基础》 内容简介: 本书系统地阐述了现代信号处理领域所依赖的严谨数学框架。全书共分为十章,从最基本的集合论和拓扑结构入手,逐步深入到测度论、概率论、随机过程,并最终探讨了傅里叶分析、小波分析在信号表示中的核心地位。本书旨在为读者构建一个坚实的理论基石,使其能够深刻理解和有效应用各种先进的信号处理算法。 第一部分:数学基础与分析工具 第一章:集合论、度量空间与函数空间 本章首先回顾了集合论的基本概念,包括集合的运算、序数与基数。随后,引入了度量空间(Metric Spaces)的概念,这是泛函分析的起点。详细讨论了开集、闭集、紧集、完备性(Completeness)和稠密性,并引入了巴拿赫空间(Banach Spaces)和希尔伯特空间(Hilbert Spaces)作为重要的函数空间。我们重点分析了 $L^p$ 空间,讨论了它们的范数和内积结构,这对于理解信号能量和功率至关重要。通过对这些基本结构的深入理解,读者将为后续的傅里叶分析和系统理论打下必要的空间认知基础。 第二章:勒贝格测度与积分 本书摒弃了传统黎曼积分的局限性,全面转向勒贝格测度理论。本章详细构建了 $sigma$-代数和勒贝格测度。重点讲解了简单函数、可测函数以及勒贝格积分的定义和性质。我们深入探讨了勒贝格控制收敛定理(DCT)、法图引理(Fatou’s Lemma)和单调收敛定理(MCT),这些定理在分析信号序列的收敛性和积分交换次序时是不可或缺的工具。通过学习勒贝格积分,读者将能更精确地处理奇异信号和不连续信号的能量计算问题。 第三章:测度论概率论 概率论的严谨表述依赖于测度论。本章将概率空间 $(Omega, mathcal{F}, P)$ 的构建与第二章的测度论知识紧密结合。重点讨论了随机变量的定义、分布函数、密度函数以及期望的测度论定义。此外,还深入探讨了随机变量的收敛概念(依概率收敛、依分布收敛、几乎必然收敛),并阐述了中心极限定理(CLT)在极限分析中的重要性。 第四章:随机过程与平稳性 随机过程是描述时变随机现象的核心工具。本章介绍了随机过程的基本分类,如马尔可夫过程和高斯过程。核心内容集中在宽平稳(WSS)和严(S)平稳过程的定义、自相关函数和功率谱密度(PSD)的关系。我们详细推导了维纳-辛钦定理(Wiener-Khinchin Theorem),该定理是分析随机信号频谱结构的关键。此外,对谱估计的基础理论也进行了初步的介绍。 第二部分:频域分析与变换 第五章:傅里叶级数与傅里叶变换 本章作为频域分析的基石,从周期信号的傅里叶级数展开开始,详细讨论了三角函数系的正交性。随后,系统推导了非周期信号的傅里叶变换(FT)。重点分析了傅里叶变换的线性、时移、频移、卷积等重要性质。通过对狄拉克 $delta$ 函数的引入,我们严谨地处理了周期信号的频谱表示,澄清了频谱的离散性和连续性的物理意义。 第六章:傅里叶变换在系统分析中的应用 本章将频域分析与线性时不变(LTI)系统理论相结合。详细阐述了卷积定理,解释了系统冲激响应和频率响应(传递函数)之间的关系。通过对傅里叶变换的拉普拉斯变换的推广,我们分析了系统在复频域的稳定性判据。此外,还探讨了周期延拓对频谱的影响,并讨论了频谱泄漏现象的产生原因及其对实际分析的干扰。 第七章:离散时间信号与数字傅里叶变换(DFT) 面向实际的数字信号处理,本章引入了采样定理(Nyquist-Shannon Theorem),并严格论证了理想采样和保持过程对频谱的影响。核心内容是离散时间傅里叶变换(DTFT)和离散傅里叶变换(DFT)的定义、性质及其相互关系。我们详细讨论了 DFT 的循环卷积特性,并引入了快速傅里叶变换(FFT)算法的思想,旨在理解高效计算频谱的方法。 第三部分:高级分析与近似 第八章:小波分析基础 本章介绍了超越傅里叶分析的现代工具——小波变换。我们首先解释了傅里叶分析在时频局部化方面的固有局限性,并以此引入了时频分析的概念。重点讲解了连续小波变换(CWT)的构造,包括尺度函数和母小波的选择。随后,引入了正交小波基和多分辨分析(MRA)的概念,为理解离散小波变换(DWT)的滤波器组结构奠定理论基础。 第九章:小波变换的实现与应用 本章深入探讨离散小波变换(DWT)的实现机制,详细分析了正交分解和重构的滤波器组结构(高通和低通滤波器)。通过对 Mallat 算法的剖析,展示了信号在不同尺度分解下的信息分布特性。我们将小波分析的应用扩展到信号去噪(阈值处理)和信号压缩的理论基础,强调了小波在处理瞬态和非平稳信号方面的优越性。 第十章:特殊函数与广义函数在信号中的应用 本章作为对基础工具的补充和深化。详细回顾了贝塞尔函数、勒让德多项式等特殊函数在特定信号系统(如圆柱对称系统)中的应用。最重要的部分是广义函数(或称分布)理论,特别是狄拉克梳函数(Sampling function)和狄拉克 $delta$ 函数在描述理想脉冲序列和周期性采样过程中的数学严谨性。这为理解周期性信号的频谱结构提供了最终的数学保证。 本书内容聚焦于信号处理背后的数学原理,强调从测度论到泛函分析的严密推导,而非具体应用领域的工程实现细节。读者学完本书后,将具备独立推导和创新设计复杂信号处理算法所需的深厚数学功底。

作者简介

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读后感

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用户评价

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我必须承认,这本书的作者在梳理多载波技术发展脉络方面的功力深厚,结构组织得井井有条,简直就是一部浓缩的“多载波通信编年史”。从早期的宽带调频到后来的OFDM的诞生,再到其在ADSL、WiMAX直至LTE中的演进路径,作者梳理得非常清晰,每一步的动机和技术迭代的原因都交代得非常清楚。然而,这种历史的纵深感也带来了一个问题——对于最新的研究热点,例如可见光通信(VLC)中的多载波应用,或是太赫兹通信中的波束赋形与多载波的结合,书中几乎没有涉及。它似乎停留在2015年左右的技术成熟阶段,对于未来三到五年内可能成为主流的技术趋势,它提供的信息量非常有限。对于渴望了解前沿动态的读者而言,这本书更像是一部扎实的“奠基之作”,而非指引未来的“探路灯”。它教会你如何造出最好的砖头,但对如何设计最新的摩天大楼却着墨不多。

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这本书的写作风格带着一种强烈的学术气息,语言精准,用词考究,几乎没有口语化的表达,这对于严谨的技术探讨是好事。但这也使得阅读过程显得有些枯燥乏味。例如,在讨论信道估计技术时,作者倾向于引用大量的外部研究论文和标准文档的编号,而不是用自己的语言来提炼和总结不同方法的优劣和适用场景。我个人感觉,如果作者能够在保持严谨性的同时,穿插一些生动的小故事或者工程上的“陷阱”提醒(比如,某个理论上完美的算法在实际芯片上为何难以实现),这本书的阅读体验会大大提升。目前来看,它更像是教科书的“参考资料”部分,而不是一本能让人一口气读完、充满思辨乐趣的专业读物。要把它读完,需要极大的专注力和毅力,它更适合在特定问题需要查阅时使用,而非作为系统学习的起点。

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这本《多载波通信》的书,我得说,初翻起来还真是挺有挑战性的。我本来是想找一本能把各种现代无线通信技术串起来讲的入门读物,结果这本更像是直接把我拽进了专业领域的核心地带。它对OFDM(正交频分复用)的数学推导简直是详尽到令人咋舌,每一个傅里叶变换的性质,每一步的矩阵运算,作者都给你掰开了揉碎了讲。我花了将近一周的时间,才勉强啃完了前三章关于基础理论的部分,感觉就像是重新上了一遍信号与系统的高级课程。书中对循环前缀(CP)的引入和对信道对齐的解释,虽然严谨,但对于没有深厚数理背景的读者来说,门槛确实高了点。我希望书中能有更多贴近实际应用的例子,比如它如何影响到我们日常使用的4G、5G网络中的具体模块,而不是纯粹停留在理论建模上。不过,对于那些正在攻读相关方向的研究生或者工程师来说,这本书无疑是一本可以放在手边随时查阅的“工具书”,它的深度和广度是毋庸置疑的,只是对“多载波”这个概念的理解,它要求读者已经具备相当高的知识储备。

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说实话,我拿到这本书的时候,是冲着它标题里“多载波”这个概念所蕴含的广阔前景去的,想象着能看到一些关于未来频谱共享、认知无线电等热门话题的讨论。然而,读进去之后才发现,本书的重点明显偏向于对现有成熟技术,特别是OFDMA和SC-FDMA的底层原理进行深度剖析。书中花了大量的篇幅去对比不同多载波系统在峰均功率比(PAPR)抑制上的各种算法,从Zadoff-Chu序列到各种复杂的类/非类编码方法,讲解得非常透彻,甚至连实现这些算法时可能遇到的硬件限制和量化误差都提到了。这使得全书的基调显得有些偏向于硬件实现和算法优化,而非宏观系统架构的演进。我个人比较期待的,比如跨域通信中的多载波应用,或者在低功耗物联网场景下如何裁剪这些复杂的多载波技术以节省能耗,这些方面的内容则显得略为单薄。对于我这种更关注系统集成和应用层创新的读者来说,这本书的侧重点似乎有些“偏科”了。

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这本书的排版和图表质量真的值得一提,尽管内容本身略显晦涩。作者在解释某些复杂的调制解调过程时,精心绘制的眼图和星座图非常清晰,每一个符号的映射关系都一目了然。尤其是在讲解多址接入(MA)场景下如何利用正交性进行用户分离时,作者用动态图示的方式展示了不同用户信号在频域上的正交特性,这个可视化效果处理得非常到位,极大地帮助我理解了频谱效率的来源。相比之下,书中对时域同步和载波频率偏移补偿的描述,虽然在理论上是完整的,但缺乏一些流程图或者流程描述。我感觉如果能在关键算法步骤处,加入更流程化的描述,比如“步骤一:估计载波频偏;步骤二:应用频率补偿滤波器”,读者在跟进算法实现时会更加顺畅。总而言之,这是一本在视觉呈现上下了功夫的书,但这并不能完全弥补其在“可操作性指南”方面的不足。

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