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內容簡介

　　《現代無綫通信原理》以衰落信道效應和相應傳輸性能改善方法為主綫，以通信信號分析與設計為基本方法，以通信傳輸係統模型框架為章節劃分依據，重點論述當前各類無綫通信傳輸係統中具有普遍性和代錶性的基本理論、基本概念和分析方法。主要內容包括：通信信號與係統的錶徵、無綫傳輸信道、無綫信道容量、數字調製信號及其功率譜密度、平坦衰落信道數字傳輸的接收與性能、分集技術等。
　　《現代無綫通信原理》內容豐富、概念清楚、取材新穎、係統性強，充分反映瞭國際上近年來先進無綫通信技術領域的新理論、新技術和新方法。
　　《現代無綫通信原理》可作為高等院校信息與通信工程一級學科下各專業以及電子與通信工程專業領域的研究生、高年級本科生的教材，也可作為信息與通信工程領域的工程技術人員和科研人員的參考書。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 緒論
1．1 數字通信係統模型
1．1．1 信源
1．1．2 信源編碼
1．1．3 加密與信道編碼
1．1．4 數據調製與擴頻調製
1．1．5 載波調製
1．1．6 信道
1．1．7 同步與均衡
1．2 信道
1．2．1 加性噪聲信道
1．2．2 綫性濾波器信道
1．2．3 綫性時變濾波器信道
1．3 雙工、復用與多址
1．3．1 雙工
1．3．2 復用
1．3．3 多址
1．4 MIMO與空時處理
1．4．1 MIMO
1．4．2 空時處理
1．5 全數字接收機
1．6 通信係統的主要性能指標
1．7 無綫信道的鏈路估算

第2章 通信信號與係統的錶徵
2．1 帶通信號及係統的復基帶錶示
2．1．1 確知信號
2．1．2 帶通信號的復基帶錶示
2．1．3 綫性帶通係統的復基帶錶示
2．2 信號空間錶示法
2．2．1 矢量空間
2．2．2 信號空間概念
2．2．3 信號波形的矢量錶示
2．3 隨機信號
2．3．1 平穩與周期平穩隨機過程
2．3．2 帶通平穩隨機過程的錶示
2．3．3 帶限白高斯噪聲
習題

第3章 無綫傳輸信道
3．1 傳播模型
3．1．1 傳播特性
3．1．2 大尺度路徑損耗經驗模型
3．1．3 陰影慢衰落
3．2 平坦衰落信道
3．2．1 綫性時變信道模型
3．2．2 信號包絡相關與多普勒譜
3．2．3 信號包絡分布
3．2．4 信號相位分布
3．2．5 組閤衰落陰影分布
3．2．6 電平交叉率
3．2．7 平均衰落時段
3．2．8 空時相關
3．2．9 移動到移動信道
3．3 頻率選擇性衰落信道
3．3．1 確定綫性時變信道的係統函數
3．3．2 隨機綫性時變信道特徵
3．3．3 隨機綫性時變信道分類
3．3．4 頻率選擇性衰落信道特徵參數
3．3．5 頻率選擇性衰落信道模型
3．4 方嚮性衰落信道
3．4．1 雙嚮衝激響應
3．4．2 統計描述
3．4．3 MIMO信道響應矩陣
3．5 衰落信道仿真
3．5．1 窄帶（平坦）衰落信道的仿真
3．5．2 寬帶衰落信道仿真
3．5．3 M2M衰落信道仿真
習題

第4章 無綫信道容量
4．1 信道模型
4．1．1 無記憶離散信道
4．1．2 離散輸入連續輸齣信道
4．1．3 離散時間AWGN信道
4．1．4 AWGN波形信道
4．2 信息度量
4．2．1 離散信源
4．2．2 連續信源
4．3 加性高斯噪聲信道容量
4．3．1 功率約束高斯噪聲信道
4．3．2 帶限白高斯噪聲信道
4．3．3 香農信道容量公式
4．3．4 並行白高斯噪聲信道
4．3．5 並行色高斯噪聲信道
4．3．6 非理想綫性濾波信道
4．4 平坦衰落信道容量
4．4．1 含信道狀態信息的衰落信道容量
4．4．2 功率控製衰落信道容量
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
習題

第5章 數字調製信號及其功率譜密度
5．1 奈奎斯特脈衝成形
5．2 數字調製信號錶示
5．2．1 無記憶調製信號
5．2．2 有記憶調製信號
5．3 調製信號功率譜
5．3．1 調製信號復包絡的功率譜密度
5．3．2 綫性調製信號功率譜
5．3．3 廣義CPM信號功率譜
5．3．4 完全響應CPM信號功率譜
習題

第6章 平坦衰落信道數字傳輸的接收與性能
6．1 接收信號的矢量錶示
6．2 一般矢量信道中的最優檢測
6．3 AWGN信道中相乾接收性能
6．3．1 PSK信號的差錯概率性能
6．3．2 M-QAM信號的差錯概率性能
6．3．3 正交信號的差錯概率
6．3．4 OFDM信號的檢測
6．3．5 MSK的差錯概率
6．3．6 AWGN信道中差分相乾檢測性能
6．4 AWGN信道中非相乾接收性能
6．4．1 AWGN信道中的最佳非相乾檢測器
6．4．2 M元正交信號的差錯概率
6．4．3 相關二進製信號包絡檢測的差錯概率
6．5 AWGN信道中cPM信號的檢測
6．5．1 相乾CPM解調器
6．5．2 非相乾CPM解調器
6．6 平坦慢衰落信道中的接收性能
6．6．1 相乾接收性能
6．6．2 非相乾接收性能
習題

第7章 分集技術
7．1 最大比閤並
7．1．1 瑞利衰落信道
7．1．2 Nakgami-m衰落信道
7．2 等增益閤並
7．2．1 相乾等增益閤並
7．2．2 差分檢測等增益閤並
7．2．3 非相乾平方律閤並
7．3 選擇閤並
7．3．1 相乾檢測選擇閤並
7．3．2 非相乾選擇閤並
7．4 切換閤並
7．5 最佳閤並
7．6 發送分集
習題

附錄A 通信係統分析中的常用概率分布
A．1 定義
A．1．1 連續隨機變量分布的描述
A．1．2 連續隨機變量的統計特性描述
A．2 二項式分布
A．3 泊鬆分布
A．4 高斯（正態）分布
A．5 對數正態分布
A．6 中心x2分布和伽馬分布
A．7 非中心x2分布
A．8 瑞利分布
A．9 萊斯分布
A．10 Nakagami-m分布
A．11 韋伯分布
A．12 Suzuki分布
A．13 隨機變量的仿真
A．14 尾部概率的邊界
A．14．1 切比雪夫不等式
A．14．2 馬爾可夫不等式
A．14．3 契爾諾夫上邊界

附錄B 復隨機矢量
B．1 復隨機變量
B．2 復隨機矢量的協方差
B．3 完全復隨機矢量
B．4 循環對稱復隨機矢量
參考文獻

前言/序言

　　近年來，無綫通信發展非常迅速，大量新標準、新係統不斷湧現。伴隨著這些具體標準和係統齣現的是大量的新技術、新理論和分析問題的新方法。目前關於無綫通信的書籍很多，但大部分是介紹具體標準和具體係統。然而以講述基本理論為主，適閤用作信息與通信工程學科的本科生和研究生教材的書籍並不多。目前比較流行的通信專業教材以西安電子科技大學樊昌信教授的《通信原理》和清華大學曹誌剛教授的《現代通信原理》為主。目前國內各高校信息與通信工程學科研究生大多使用Proakis的DigitalCom，munications（《數字通信》）作為教材，Proakis的《數字通信》內容很全麵，信源編碼、糾錯編碼、擴頻等內容均包括在內，內容豐富但較深，用於自學比較睏難，其內容涵蓋廣泛，使得初學者在學習過程中容易忽略對通信傳輸核心要義的把握。近年來，作者為信息與通信工程學科研究生開設“現代通信原理”學位課程，同時也為通信工程專業本科生開設“通信原理”課程。在參考國內外主要書籍的基礎上，根據上課效果逐漸形成一套講稿，同時又得到桂林電子科技大學研究生精品課程建設的支持，在講稿基礎上經多次修改，曆時三年多完善纔形成本書。
　　本書的宗旨是希望能夠適應無綫通信迅速發展的形勢，不局限於描述具體係統或標準的具體設計細節，而側重深入講述現代無綫通信傳輸係統的基本理論、概念和分析問題的方法，期望通過它使學生能在無綫通信理論方麵打下堅實的基礎，以便進一步從事相關的研究和技術工作。本書以衰落信道效應和相應傳輸性能改善方法為主綫，以通信信號分析與設計為基本方法，以通信傳輸係統模型框架為章節劃分依據，重點論述當前各類無綫通信傳輸係統中具有普遍性和代錶性的基本知識。
　　本書主要內容安排如下。
　　第1章：緒論。給齣數字通信係統模型框架，通過模型的介紹確定隨後章節的主要內容，將本書的重點鎖定在傳輸過程，信源編碼、信道編碼、擴頻等均不作詳細討論。介紹雙工、復用、多址等信道資源分配概念，簡述多輸入多輸齣（MIMO）技術、空時處理、全數字接收、軟件無綫電等新的發展趨勢，給齣係統性能指標的定義和鏈路估算的方法。
　　第2章：通信信號與係統的錶徵。以復基帶錶示和信號空間為主，並擴展到隨機信號。從確定信號齣發給齣確定性帶通信號和係統的復基帶錶示，從矢量空間概念齣發給齣信號空間概念和信號波形的矢量錶示方法，簡述平穩隨機過程和周期平穩隨機過程的概念，在此基礎上結閤帶通信號的復基帶錶示得到帶通平穩隨機過程的復錶示。後續章節中的信號分析是基於本章給齣的復基帶和矢量錶示。
　　第3章：無綫傳輸信道。主要討論衰落信道的特性與模型，包括傳播模型、平坦衰落信道、頻率選擇性衰落信道、方嚮性衰落信道和衰落信道仿真五個部分。平坦衰落信道包括基站到移動站信道、空時相關的上下行信道、移動到移動信道，詳細討論平坦衰落信道的各種特性；頻率選擇性衰落信道部分詳細介紹信道的分類、信道特徵參數以及信道模型；方嚮性衰落信道部分重點介紹雙嚮衝激響應和MIMO信道響應矩陣。
　　第4章：無綫信道容量。從離散信道和信息度量齣發，從帶限白高斯噪聲信道的信道容量分析齣發，擴展到並行白高斯和色高斯信道以及非理想綫性濾波信道的容量分析；對於平坦衰落信道，主要分析包含信道狀態信息、功率控製和采用接收分集條件下的信道容量分析；詳細分析不同信道信息狀態下的MIMO信道容量。
　　第5章：數字調製信號及其功率譜密度。詳細介紹目前比較常用的幾種無記憶調製和有記憶調製方法，包括正交頻分復用（OFDM）調製，在此基礎上詳細分析各種調製信號的功率譜密度。
　　第6章：平坦衰落信道數字傳輸的接收與性能。本章以統一的方法來分析加性白高斯噪聲（AWGN）信道和平坦衰落信道中數字調製信號的佳接收與差錯性能。首先給齣一般矢量信道中的佳檢測分析，在此基礎上對AWGN信道中相乾接收、非相乾接收以及連續相位調製（CPM）信號的接收進行性能分析，最後給齣瑞利和Nakagami-m兩種衰落形式下信號接收的性能分析方法，並給齣各種調製方式在相乾或非相乾接收下的接收性能結果。
　　第7章：分集技術。詳細分析各種接收分集閤並技術，針對瑞利和Naka，gami-m兩種衰落信道，在第6章性能分析的基礎上，詳細給齣比閤並、等增益閤並、選擇閤並、切換閤並和佳閤並下的性能分析，最後針對多天綫係統討論發送分集技術的實現。
　　附錄A介紹通信係統分析中常用概率分布的定義和相應的統計特性。
　　附錄B介紹本書在分析中經常用到的完全復隨機矢量和循環對稱復隨機矢量的定義和特性。
　　本書沒有將OFDM、MIMO等新技術單獨成章，而是根據通信係統模型框架將其分解到相應的各部分，形成統一思路。如對於MIMO係統，將MIMO係統的傳輸信道特性放到無綫信道一章，在傳統衰落信道分析方法的基礎上，考慮傳播方嚮性來構建MIMO信道模型，這樣既有利於學生對MIMO信道分析的理解，又有利於加深對衰落信道分析基本方法的掌握。
　　本書的MIMO信道容量（4，5節）中給齣的麯綫直接引用瞭Yang的著作Multicarrier Commun，ications-書和他在University of Southampton所用課件中的內容，其餘各章節中所繪麯綫全由作者通過數值計算或仿真得到。
　　本書內容豐富、概念清楚、取材新穎、係統性強，充分反映瞭國際上近年來先進無綫通信技術領域的新理論、新技術和新方法。全書內容由淺入深，定性分析與定量分析並舉，以適應不同層次的教學需求，在幾屆研究生的教學過程中反映良好。
　　本書的主要對象為信息與通信工程等相關學科的研究生.也可嚮下兼容大學高年級本科生（主要講授書中定性分析內容），嚮上兼容博士生（主要講授本書中定量分析內容和新技術），還可作為從事本專業研製、開發、維護專業技術人員的主要技術參考書。
　　本書得到桂林電子科技大學研究生精品課程建設的支持，本書的編寫工作得到桂林電子科技大學信息與通信學院、認知無綫電與信息處理省部共建教育部重點實驗室以及廣西無綫寬帶通信與信號處理重點實驗室的大力支持，特此緻謝。
　　由於作者纔疏學淺，書中不妥之處在所難免，熱切希望廣大讀者多提寶貴意見和具體修正意見，以便進一步修改完善。
　　作者的電子郵件地址：914854024@qq.com。
　　作者
　　2014年12月

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