现代数字移动通信原理及实用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:尤克

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2001-3-1

价格:26.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810770095

丛书系列:

图书标签:

• 移动通信
• 数字通信
• 无线通信
• 通信原理
• 现代通信
• 5G
• 4G
• LTE
• 通信技术
• 信号处理

现代数字移动通信原理及实用技术 深入探索无线通信的基石与未来 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的视角，剖析现代数字移动通信系统的核心原理、关键技术及其在当前及未来移动网络中的应用。我们不再停留于对基础概念的简单罗列，而是力求构建一个从理论基石到实际部署的完整知识体系，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何实现”和“为何如此设计”。 全书结构严谨，内容涵盖了从信号在无线信道中的传输特性，到先进的编码、调制、多址接入技术，再到支撑当前4G/5G乃至面向6G演进的系统架构和关键物理层设计。 --- 第一部分：无线信道与信号传播基础 (The Foundations of Wireless Channel) 本部分聚焦于移动通信系统的物理层基础，深入探讨信号如何在复杂的无线环境中传播、衰减和失真。这是理解所有高级通信技术的前提。 1. 无线信道建模与统计特性： 详细阐述了电磁波在城市、室内和稀疏环境下的传播机制，包括路径损耗、阴影衰落（Shadowing）和多径效应（Multipath Propagation）。重点介绍了Rice、Rayleigh和Lognormal衰落模型的数学基础及其在不同场景下的适用性。通过大量实际测量数据分析，展示信道冲激响应（Channel Impulse Response, CIR）的统计特性，为后续的信道均衡和编码设计提供输入。 2. 时域与频域分析： 深入解析多径效应引起的码间串扰（Inter-Symbol Interference, ISI）和多普勒频移（Doppler Spread）。阐述了宽带和窄带信道的区别，并引入了相干时间（Coherence Time）和相干带宽（Coherence Bandwidth）的概念，用以量化信道的时间和频率选择性衰落。 3. 瑞利信道下的信号处理： 讨论了在无法获得完整信道信息时的盲均衡技术，以及如何利用分集（Diversity）技术，如时域分集和频域分集，来对抗快速衰落，提高系统可靠性。 --- 第二部分：数字调制与编码技术 (Digital Modulation and Coding Schemes) 本部分是实现可靠数据传输的核心。我们不仅介绍了经典的MPSK、MQAM，更侧重于现代系统中使用的先进技术及其性能优化。 4. 高级调制技术： 详细剖析了正交幅度调制（QAM）的原理，包括其星座图设计、峰均功率比（PAPR）问题及其在实际功放设计中的影响。特别强调了正交频分复用（OFDM）技术，阐述其通过将高速数据流映射到大量正交的窄带子载波上来有效对抗ISI的机制。对OFDM系统的循环前缀（CP）设计、载波同步和频率偏移补偿进行了详尽的数学推导和实现细节探讨。 5. 现代信道编码理论与应用： 覆盖了纠错编码的数学原理，重点分析了卷积码（Convolutional Codes）及其Viterbi译码器。深入研究了Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC），作为4G和5G物理层的主要编码方案。对于Turbo码，详细解释了其并行级联结构和迭代译码的收敛性；对于LDPC码，分析了其稀疏校验矩阵的构造及其在高速并行译码器中的实现优势。 6. 结合调制与编码（CMC）： 讨论了MIMO-OFDM系统中的自适应调制编码（AMC）策略，根据实时信道质量动态调整调制阶数和编码率，以实现频谱效率和系统可靠性的最优平衡。 --- 第三部分：多址接入与频谱共享 (Multiple Access and Spectrum Sharing) 本部分聚焦于如何高效地在有限的无线频谱资源上支持多用户接入，这是移动通信区别于点对点通信的关键特征。 7. 经典与现代多址技术： 全面比较了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的原理和优缺点。对CDMA技术，深入分析了伪随机序列（PN Sequences）的特性，及其对正交性的保证和对近远效应（Near-Far Effect）的处理方法。 8. 正交频分多址（OFDMA）与多用户调度： 作为LTE和5G NR的核心，OFDMA的原理被深入剖析。重点阐述了如何在OFDMA框架下实现基于信道质量指示（CQI）的资源块（RB）调度算法，包括最大化系统吞吐量的调度策略和保证用户公平性的调度策略。讨论了上行和下行链路中的资源分配机制。 9. 载波聚合与大规模MIMO (Massive MIMO)： 讨论了如何通过载波聚合（Carrier Aggregation, CA）技术扩展系统带宽，以支持Gbps级的用户体验速率。随后，深入讲解了Massive MIMO系统的基本概念，包括大规模天线阵列的波束赋形（Beamforming）原理。通过Precoding和LMMSE接收机设计，展示了如何利用空间维度增益来大幅提升频谱效率和系统容量。 --- 第四部分：系统架构与关键技术演进 (System Evolution and Practical Implementation) 本部分将理论知识与现代移动通信系统的实际部署和关键技术挑战相结合，侧重于4G LTE和5G NR的核心设计理念。 10. 4G LTE/EPC 核心网架构： 概述了E-UTRAN和EPC（Evolved Packet Core）的结构，重点解析了S1/X2接口的协同工作，以及移动性管理（切换，Handover）和业务承载（Bearer Management）的流程。讨论了MIMO在LTE中的实现，包括SU-MIMO和MU-MIMO的差异。 11. 5G 新空口（NR）的物理层创新： 详细介绍了5G NR为实现更高速度、更低时延而引入的关键技术。包括灵活的帧结构、子载波间隔（Subcarrier Spacing, SCS）的可扩展性设计，以及“灵活双工”（TDD/FDD的灵活组合）的实现。重点分析了波束管理（Beam Management）过程，即导频信号（SSB）的生成、搜索空间定义以及波束选举的闭环与开环控制机制。 12. 关键性能指标与测试测量： 探讨了衡量移动通信系统性能的实际指标，如吞吐量、端到端时延、握手成功率等。介绍了信令跟踪、频谱分析仪和信道模拟器在网络优化和故障诊断中的实际应用方法。 --- 第五部分：新兴趋势与未来展望 (Emerging Trends and Future Directions) 本部分超越当前主流标准，探讨了驱动下一代移动通信发展的关键研究方向和技术挑战。 13. 毫米波通信（mmWave）的挑战与机遇： 分析了毫米波频段（如24GHz以上）带来的巨大带宽优势，同时也剖析了其固有的高传播损耗、易被遮挡的弱点。深入探讨了大规模MIMO与波束赋形如何成为克服毫米波传播限制的必要手段，包括波束追踪和高精度定位的需求。 14. 智能无线通信（AI in Wireless）： 讨论了如何利用机器学习和人工智能技术优化无线网络性能。涵盖了基于AI的信道估计、资源调度优化、网络切片（Network Slicing）的动态管理，以及在边缘计算（MEC）场景下，如何利用AI提升用户体验。 15. 融合技术与物联网接入： 探讨了非地面网络（NTN，如卫星通信）与地面网络的融合趋势，以及为海量机器类通信（mMTC）设计的NB-IoT和eMTC技术，对比分析了它们在覆盖、功耗和时延方面的设计权衡。 --- 本书特色： 理论与实践的紧密结合： 每个关键算法都附带了清晰的数学推导，并辅以实际应用场景的案例分析，帮助读者理解如何在工程实践中实现这些复杂的算法。 强调系统演进脉络： 通过对比2G/3G到4G/5G的演进，清晰展示了技术创新的驱动力及其对现有架构的修改。 面向下一代网络： 深度覆盖Massive MIMO、毫米波和波束管理等5G核心技术，并前瞻性地引入了AI赋能无线通信的研究方向。 本书适合通信工程、电子信息专业的高年级本科生、研究生，以及在移动通信设备制造、网络运营和系统集成领域工作的工程师和技术人员参考使用。

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这本书真是让我大开眼界，尤其是在对**物联网（IoT）架构**的深入剖析上。作者没有停留在传统的蜂窝网络思维里，而是花了大量篇幅去探讨低功耗广域网（LPWAN）技术，比如LoRa和NB-IoT是如何在海量终端接入和数据传输效率之间找到平衡的。我印象特别深刻的是关于**边缘计算（Edge Computing）**与5G融合的章节。书中详细阐述了如何通过在网络边缘部署计算资源，来解决云端处理高延迟和带宽瓶颈的问题，这对于需要实时决策的应用场景，比如自动驾驶或工业自动化控制来说，简直是至关重要的数据流管理策略。书中用了很多图示来描绘数据从传感器到边缘节点，再到核心网的路径优化模型，这种对复杂系统层次结构的清晰梳理，比我之前看过的任何一本偏理论的书籍都要直观和实用。此外，对于**网络切片（Network Slicing）**技术在实现不同业务（如增强型移动宽带eMBB、海量机器类通信mMTC和超可靠低延迟通信uRLLC）服务质量保障方面的技术细节分析，也极其到位，体现了作者深厚的工程实践经验。

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初读这本书时，我主要关注的是它对**无线信道编码**的讲解，这部分内容可以说是非常硬核，但作者的阐述方式却出奇地平易近人。不同于许多教科书那样堆砌复杂的数学公式，这本书在讲解**Turbo码**和**LDPC码**的迭代译码原理时，大量运用了实际通信系统的应用案例进行类比说明。特别是对**信道容量与错误概率**之间关系的讨论，作者巧妙地引入了费定的“信息论基石”，使得原本枯燥的理论推导变得有了“画面感”。我特别欣赏作者对**MIMO（多输入多输出）**技术在提高频谱效率方面的贡献的分析，书中对预编码技术和迫零（ZF）检测算法的介绍，不仅仅停留在原理层面，还结合了**大规模MIMO**在实际部署中对天线阵元选择和波束赋形（Beamforming）的工程考量，这对于准备参与下一代无线系统优化的工程师来说，提供了非常宝贵的参考框架。这种理论与实践紧密结合的写作风格，让读者在理解“为什么”的同时，也掌握了“怎么做”。

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这本书的**应用案例研究**部分，是我认为其价值最高的环节之一。它没有停留在抽象的概念层面，而是通过几个**垂直行业**的实际部署案例，展示了前沿技术如何落地解决真实世界的问题。例如，书中对**智能电网通信**中对时间同步和低延迟高可靠性要求的解决方案进行了深入剖析，这涉及到对**TD-LTE-Advanced**在特殊工业场景下的配置优化。另一个让我受益匪浅的案例是关于**远程医疗**中高清视频回传的质量保障机制，书中详细对比了不同编码标准（如H.265/HEVC）在带宽受限环境下的性能差异，并结合**QoS/QoE模型**来评估用户感知。这些案例的撰写风格非常像一份详细的**技术白皮书**，充满了实际的参数设定、性能指标对比和故障排除的经验总结，对于希望将理论知识转化为商业价值的读者来说，这本书提供的不仅仅是知识，更是一套成熟的**技术实施路线图**。

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这本书对于**频谱资源管理和接入控制机制**的描述，简直是为我近期负责的**跨频段资源协调项目**量身定制的参考手册。我特别关注了书中关于**认知无线电（CR）**和**动态频谱共享（DSS）**的章节。作者细致地剖析了次用户如何通过频谱感知、波束扫描和干扰规避算法来高效利用空闲频谱，这一点在当前的频谱资源日益稀缺的大环境下显得尤为重要。更让我眼前一亮的是，书中对**干扰对策**的分析，特别是如何利用**智能算法（如强化学习）**来优化接入决策，而不是仅仅依赖预设的门限值。这种前瞻性的技术探讨，让这本书的实用价值远超一本基础教材。此外，关于**移动性管理**的章节，书中对于**切换（Handover）流程**的优化策略，特别是如何减少切换失败率并平滑用户体验的各种高级技术，都有详尽的论述，这对于提升网络运营的稳定性和用户满意度有着直接的指导意义。

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我一直对**网络安全**在无线通信中的应用很感兴趣，这本书在这方面的深度挖掘超出了我的预期。它并没有将安全仅仅视为后期的附加组件，而是将其融入到**物理层和介质访问控制（MAC）层**的每一个设计决策中。书中关于**物理层安全（PLS）**的讨论非常前沿，特别是利用信道指纹、密钥协商和基于熵的随机数生成器来抵抗窃听和欺骗攻击的方法论，让我对如何从根本上构建更安全的无线链路有了新的认识。在**MAC层安全**方面，书中对**安全握手协议**的脆弱性分析，以及如何通过更强的加密和认证机制来应对中间人攻击和拒绝服务攻击的策略，都写得十分透彻。对我来说，最实用的是关于**软件定义网络（SDN）**和**网络功能虚拟化（NFV）**背景下的安全策略动态部署方案，它清晰地展示了如何利用虚拟化环境的灵活性，实现快速、自动化的安全策略升级，这无疑是未来网络运维的必然趋势。

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