IEEE 802.16m宽带无线技术与系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:314

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出版时间:2010-7

价格:65.00元

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isbn号码:9787115227546

丛书系列:

图书标签:

• IEEE 802
• 16m
• WiMAX
• 宽带无线
• 无线通信
• 系统设计
• 移动通信
• OFDMA
• MIMO
• 无线接入
• 通信工程

深入理解无线通信：从原理到实践的全面指南 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，探索现代无线通信系统中的核心理论、关键技术以及实际工程实现。我们将跨越多个领域，从电磁波的传播特性到复杂的编码与调制方案，最终聚焦于构建高效、可靠的无线网络的系统级设计。 第一部分：无线信道的物理基础与建模 本部分将为后续的系统设计奠定坚实的物理学基础。我们将从麦克斯韦方程组出发，详细阐述电磁波在不同介质中的传播特性。重点讨论自由空间传播模型，包括路径损耗的计算，以及室内与室外环境下的衰落现象。 传播机制的剖析： 深入探讨反射、绕射、散射等现象如何影响信号的到达路径和功率。我们将引入对数距离路径损耗模型，并分析其在城市、郊区和室内环境中的修正参数。 多径效应与信道建模： 多径是无线通信中最大的挑战之一。本书将详细介绍时延扩展、相干带宽和相干时间等关键参数的定义与测量方法。重点讲解如何使用瑞利（Rayleigh）衰落模型和莱斯（Rician）衰落模型来精确描述信道的随机特性，并讨论小尺度衰落和大尺度衰落的区别与联系。 噪声与干扰： 任何通信系统都无法避免噪声和干扰。我们将量化热噪声（Johnson-Nyquist噪声）的功率谱密度，并分析IID高斯白噪声对系统性能的限制。此外，还会区分同层干扰（Co-Channel Interference, CCI）和邻信道干扰（Adjacent Channel Interference, ACI），并提供衡量信号质量的基准，如载噪比（CNR）和载干噪比（CINR）。 第二部分：信号的数字化与高效传输 在理解了物理信道特性后，本部分将聚焦于如何将模拟信息转化为数字信号，并以最高效的方式在信道上传输。 数字调制技术深度解析： 我们将详细对比线性调制（如QPSK, 16QAM, 64QAM）和非线性调制（如GFSK, $pi/4$-DQPSK）的性能差异、频谱效率和对功耗的影响。重点分析星座图的设计原理，以及如何通过提高阶数来提升数据速率，同时应对信道噪声带来的误码率（BER）恶化。 信源编码与信道编码： 信息的压缩与保护是数字通信的两大支柱。在信源编码方面，我们将介绍熵编码的基本原理，如霍夫曼编码和算术编码在降低冗余度方面的应用。在信道编码部分，我们将着重于前向纠错（FEC）技术，详述循环冗余校验（CRC）、卷积码（Convolutional Codes）、有限域上的代数码（如BCH, Reed-Solomon），并引入低密度奇偶校验码（LDPC）和Turbo码的设计思想、译码流程及其在现代标准中的地位。 脉冲成形与同步： 信号在发射前需要经过精细的脉冲成形以控制其频谱宽度。本书将详细阐述奈奎斯特滤波的理论，包括升余弦滤波器（Raised Cosine Filter）的设计与实现。此外，精确的定时同步（包括位同步和帧同步）是系统稳定运行的关键，我们将探讨基于Gardner定时算法和其他锁相环（PLL）技术的实现方案。 第三部分：多址接入与频谱共享机制 现代无线系统必须允许多个用户共享有限的无线资源。本部分将系统地介绍主流的多址接入（Multiple Access）技术。 核心接入技术对比： 深入分析频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）的原理、优缺点及应用场景。我们将详细推导CDMA系统的扩频增益和近远端效应（Near-Far Effect）。 正交频分复用（OFDM）的系统化理解： 作为4G/5G等技术的基础，OFDM的原理需要透彻理解。我们将从IFFT/FFT的数学基础出发，解释OFDM如何将宽带信道划分为多个窄带正交子载波。重点分析循环前缀（CP）在消除符号间干扰（ISI）中的核心作用，以及在实际应用中如何处理载波间干扰（ICI）和频率偏移问题。 资源调度与接入控制： 探讨随机接入（Random Access, RACH）流程的设计，以及基于信道质量反馈的资源调度算法（如比例公平调度、最大吞吐量调度），确保频谱资源的有效利用和系统的公平性。 第四部分：高频谱效率技术——MIMO与波束赋形 为了突破香农极限，大规模天线阵列技术是必然趋势。本部分将聚焦于多输入多输出（MIMO）系统和波束赋形（Beamforming）技术。 MIMO系统理论： 详细阐述MIMO系统的信道容量（基于奇异值分解SVD），区分空间复用（Spatial Multiplexing）和空间分集（Spatial Diversity）两种应用模式。我们将解析预编码矩阵的设计，如迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）预编码器。 信道状态信息（CSI）的获取与反馈： 强调CSI在实现高性能MIMO系统中的关键性。探讨信道估计的算法流程，以及反馈量化的效率与性能之间的权衡。 波束赋形技术： 介绍如何利用阵列天线的相位和幅值控制，将能量集中于期望的用户方向。区分数字波束赋形、模拟波束赋形与混合波束赋形在硬件复杂度和性能上的差异，并分析其在抑制干扰和提高覆盖方面的巨大潜力。 第五部分：系统接口、协议栈与网络协同 最终，我们将讨论如何将这些底层物理和信号处理技术整合成一个完整、可操作的通信系统。 物理层与MAC层接口： 明确物理层（PHY）与媒体访问控制层（MAC）之间的交互点，特别是调度信息、信道质量反馈和混合自动重传请求（HARQ）的交换机制。 异构网络与协同通信： 探讨在日益复杂的无线环境中，如何实现异构网络（HetNets）的层间协调，例如宏基站与微基站之间的功率控制和干扰缓解技术，以优化整体网络吞吐量和用户体验。 本书内容结构严谨，理论推导详实，并辅以大量的工程实例和性能仿真分析，旨在帮助读者建立起从电磁波到网络接入的完整知识体系，为从事前沿无线通信系统设计与优化工作提供坚实的理论与实践支撑。

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