Wireless OFDM Systems

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出版者:Springer
作者:Engels, Mark; Engels, Marc;
出品人:
页数:236
译者:
出版时间:2002-07-31
价格:USD 159.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9781402071164
丛书系列:
图书标签:
  • 无线通信
  • OFDM
  • 无线OFDM系统
  • 正交频分复用
  • 通信系统
  • 信号处理
  • 无线网络
  • 调制解调
  • 移动通信
  • 频谱效率
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具体描述

《高效通信新篇章:现代无线信号传输的基石》 在瞬息万变的数字时代,对高速、可靠无线通信的需求以前所未有的速度增长。从智能手机上的高清视频流,到物联网设备的广泛部署,再到未来自动驾驶汽车和沉浸式虚拟现实体验,这一切都依赖于高效的信号传输技术。本书《高效通信新篇章:现代无线信号传输的基石》深入探讨了支撑这些前沿应用的核心技术之一:正交频分复用(OFDM)及其在现代无线系统中的演进与应用。 内容梗概: 本书并非一部涵盖无线通信所有细枝末节的百科全书,而是聚焦于 OFDM 这一关键技术,对其原理、实现、优化以及在不同无线标准中的具体应用进行系统性的阐述。全书围绕 OFDM 的核心概念展开,旨在为读者构建一个全面而深入的理解框架。 第一部分:OFDM 的理论基石 本部分将从 OFDM 的基本原理讲起,逐层剖析其工作机制。我们将从简单的单载波调制系统出发,引出现代通信系统所面临的多径衰落和符号间干扰(ISI)等严峻挑战。随后,我们将详细介绍 OFDM 如何通过将高速数据流分割成多个低速率的子载波来巧妙地克服这些问题。 多径传播与ISI的挑战: 深入分析无线信道的多径特性,解释为何高速信号在多径环境下容易发生符号间干扰,导致信号失真和数据错误。 OFDM 的核心思想: 揭示 OFDM 的革命性之处,即利用子载波间隔大于瑞利衰落带宽,将原本严重的ISI转化为每个子载波上的平坦衰落,大大提高了系统的鲁棒性。 IFFT/FFT 的作用: 详细讲解快速傅里叶变换(FFT)和逆快速傅里叶变换(IFFT)在 OFDM 信号生成和接收过程中的关键作用,阐述其如何高效地实现并行传输和接收。 循环前缀(CP)的意义: 深入分析循环前缀的作用,解释它如何有效消除符号间干扰,并承担起符号间保护的重任。我们将探讨不同长度的 CP 对系统性能的影响,以及如何根据信道条件进行选择。 OFDM 的频谱效率: 从理论上分析 OFDM 相对于传统单载波系统的频谱利用率优势,解释其如何在高频谱效率下实现高速数据传输。 第二部分:OFDM 的实际实现与优化 理论知识是基础,而实际系统的实现则需要考虑更多工程上的细节。本部分将聚焦于 OFDM 在实际无线通信系统中的具体实现方法,并探讨各种优化技术,以提升系统的性能和效率。 调制与编码方案: 讨论在 OFDM 系统中常用的调制解调方案,如 QPSK、16-QAM、64-QAM 等,以及信道编码(如卷积码、Turbo 码、LDPC 码)如何与 OFDM 相结合,提高数据传输的可靠性。 载波间干扰(ICI)的抑制: 虽然 CP 有效抑制了 ISI,但在快速移动的场景下,载波间干扰(ICI)依然是一个挑战。我们将探讨各种抑制 ICI 的方法,例如使用更短的 CP、非重叠的 OFDM(NO-OFDM)等。 峰均功率比(PAPR)的管理: OFDM 信号的峰均功率比(PAPR)较高,可能导致功率放大器的非线性失真,降低系统效率。本部分将详细介绍各种降低 PAPR 的技术,如部分位加载(PBL)、选择性映射(SLM)、信号的预失真等。 信道估计与均衡: 讲解在 OFDM 系统中进行准确的信道估计至关重要,并介绍常用的信道估计方法。同时,讨论在接收端如何进行均衡,以补偿信道对各个子载波的影响。 同步问题: 分析 OFDM 系统中的帧同步和载波频率同步的重要性,并介绍相应的同步技术。 第三部分:OFDM 在现代无线标准中的应用 OFDM 技术并非空中楼阁,它已成功应用于众多现代无线通信标准,成为支撑高速无线数据传输的基石。本部分将重点介绍 OFDM 在 Wi-Fi、4G LTE、5G NR 等主流无线标准中的具体实现和独特优势。 Wi-Fi 标准(IEEE 802.11): 追溯 OFDM 在 Wi-Fi 技术中的早期应用,从 802.11a/g 到 802.11n/ac/ax,分析 OFDM 如何不断演进以满足更高的速率需求。 4G LTE 标准: 深入剖析 OFDM 在 4G LTE 系统中的核心地位,详细介绍其在下行链路(OFDMA)和上行链路(SC-FDMA)中的应用,以及如何通过资源调度来优化用户体验。 5G 新空口(NR): 重点介绍 5G NR 中对 OFDM 的进一步优化,如灵活的子载波间隔、更短的符号周期、以及在不同频段(Sub-6 GHz 和毫米波)下的应用策略。我们将探讨 5G NR 如何利用 OFDM 的强大能力,支持高速率、低时延和海量连接等多样化业务需求。 未来无线通信的展望: 简要展望 OFDM 技术在未来无线通信系统中的发展趋势,例如在更高频段的应用,以及与其他新兴技术的融合。 目标读者: 本书适合所有对现代无线通信技术感兴趣的读者,包括但不限于: 通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的学生。 从事无线通信系统设计、研发和优化的工程师。 对下一代通信技术(如 5G 及其后续技术)有深入了解需求的专业人士。 对数字信号处理在通信领域应用感兴趣的研究人员。 通过对《高效通信新篇章:现代无线信号传输的基石》的深入学习,读者将能够深刻理解 OFDM 技术的核心原理,掌握其在实际系统中的实现和优化方法,并对 OFDM 在推动现代无线通信发展中的关键作用有清晰的认识。本书旨在为读者提供一个坚实的理论基础和实用的技术视野,帮助他们在快速发展的无线通信领域取得更大的成就。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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坦白说,我之前对OFDM的理解就像是在一片迷雾中摸索,而《Wireless OFDM Systems》这本书就像是一盏明灯,为我指明了方向。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的向导,带领我穿越OFDM的复杂世界。我非常赞赏作者在解释OFDM功率效率和峰均功率比(PAPR)问题时的细致入微。我知道OFDM容易产生较高的PAPR,这会增加功率放大器的设计难度和功耗,书中提出的各种降低PAPR的方法,如限幅(Clipping)、预编码(Precoding)和信号并集(Signal Companding),让我对如何权衡性能和功耗有了更深的认识。此外,书中关于OFDM在MIMO(多输入多输出)系统中的集成应用,也让我大开眼界。MIMO技术本身就已经非常强大,而将其与OFDM结合,能够实现更高的吞吐量和更好的可靠性,这对于未来的5G甚至6G通信至关重要。书中对不同MIMO-OFDM架构的分析,以及相关的性能评估,为我提供了宝贵的参考。总而言之,这本书让我从一个“知道OFDM是什么”的层面,提升到了“理解OFDM为什么这样做,以及它还能做得更好”的层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是一次激动人心的旅程,深入探索了无线通信领域中最具变革性的技术之一。我花了几个晚上沉浸其中,感觉像是踏入了一个由数据流和复杂算法构筑的迷人世界。作者以一种出乎意料的清晰度,将OFDM(正交频分复用)这个看似晦涩难懂的概念,一点点地剥离开来,展现在读者面前。我尤其喜欢它对OFDM核心原理的细致讲解,比如如何通过将高带宽数据流分割成多个低速数据流,然后在彼此正交的子载波上传输,从而极大地克服了多径衰落的影响。这种“化整为零”的思想,在我的脑海中留下了深刻的印象。书中还详细介绍了OFDM的各种实现细节,从调制解调方案到同步技术,无一不涉及。我印象最深的是关于循环前缀(Cyclic Prefix)的部分,它巧妙地解决了符号间干扰(ISI)的问题,让我惊叹于工程设计的智慧。这本书的图表也非常丰富,直观地展示了信号的时域和频域特性,以及OFDM在不同场景下的表现,这对于我这样一个偏重理论的读者来说,无疑是雪中送炭。虽然我还没有完全掌握每一个公式的推导,但整体的理解已经得到了极大的提升,仿佛解锁了一扇通往更广阔无线通信世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验,远远超出了我的预期。它不是那种枯燥乏味的技术教科书,而更像是一场引人入胜的科学探索。我被作者对OFDM系统在实际应用中所面临挑战的深刻洞察力所折服。例如,书中关于OFDM系统对频率偏移(Frequency Offset)和相位噪声(Phase Noise)敏感性的讨论,以及如何通过精密的同步和均衡算法来缓解这些问题,让我对无线通信的鲁棒性有了全新的认识。我特别关注书中关于OFDM的部署和优化方面的内容,例如如何选择合适的子载波数、子载波间隔以及子载波的调制方式,以适应不同的信道条件和业务需求。书中还探讨了OFDM在分布式天线系统(DAS)和认知无线电(Cognitive Radio)中的应用,这些前沿领域的研究,让我对OFDM的未来发展充满了期待。总的来说,这本书不仅仅教授了我OFDM的理论知识,更重要的是,它培养了我分析和解决无线通信工程问题的能力,让我能够站在更高的视角去审视和理解这个快速发展的领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大惊喜,在于它对OFDM系统中的一些“幕后英雄”的精彩解读。我之前对OFDM的理解,更多地停留在其“将一个高速率信号分割成多个低速率信号”的核心思想上,但这本书则深入剖析了那些支撑这一强大技术得以实现的精妙细节。比如,关于时域同步和频域同步的详细讲解,让我明白了OFDM系统如何在复杂的无线环境中保持其子载波的正交性,这是OFDM能够有效工作的关键。书中关于导频(Pilot)辅助信道估计的描述,让我理解了系统是如何精确地测量信道状态,并补偿信道衰落和相位噪声的。我还特别喜欢书中关于OFDM的变种和改进技术的介绍,比如SC-FDMA(单载波频分多址)在功耗上的优势,以及OFDM-AMC(自适应调制和编码)在动态调整数据速率以优化频谱利用率方面的作用。这些内容让我认识到,OFDM并非一个静态的技术,而是在不断发展和优化的过程中。书中给出的仿真结果和性能曲线,让我能够直观地感受到不同技术改进带来的实际效果,这对于我评估和选择最优的OFDM方案非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

当我拿起这本《Wireless OFDM Systems》时,我期待的是一本能够让我对现代无线系统有一个全面而深入认识的指南,而这本书没有辜负我的期望。它的叙述方式非常有条理,从OFDM的基本概念出发,逐步深入到其在各种无线标准中的应用。我特别欣赏作者对于OFDM系统性能分析的详尽阐述,例如它如何影响系统的频谱效率、误码率以及抗干扰能力。书中有大量的数学推导,虽然有时需要反复琢磨,但每一次攻克一个公式,都会带来一种豁然开朗的成就感。我学到了如何利用FFT(快速傅里叶变换)来高效地实现OFDM的调制和解调,这对于理解其计算复杂度至关重要。此外,书中还探讨了OFDM在不同无线接入技术中的具体部署,例如Wi-Fi和LTE,这些实际案例的引入,让我能够将理论知识与现实应用紧密结合起来。我对于书中关于信道估计和均衡的章节尤为感兴趣,它们揭示了OFDM系统如何适应不断变化的无线环境,保持通信的可靠性。总而言之,这本书为我提供了一个坚实的理论基础,让我能够更有信心地去理解和设计下一代无线通信系统。

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