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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

《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。

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