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無線通信基礎與應用

包郵 無線通信基礎與應用

作者:秦浩
出版社:西安電子科技大學出版社出版時間:2022-04-01
開本: 其他 頁數: 372
本類榜單:工業技術銷量榜
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無線通信基礎與應用 版權信息

無線通信基礎與應用 內容簡介

本書重點介紹各類無線通信系統中*具普遍性和代表性的基礎知識與關鍵技術,特別是無線通信系統中需要解決的根本問題及對策。通過學習本書可以了解無線通信系統的基本理論、概念和設計方法。全書共13章,內容包括無線通信概述、大尺度路徑損耗、小尺度衰落和多徑效應、單載波調制技術、抗衰落技術中的分集與交織和均衡技術、擴頻調制、多載波調制、多天線技術、多址技術、蜂窩通信基礎、4G LTE簡介、5G NR簡介等。此外本書還提供了大量Matlab源代碼和相關閱讀資料及練習題,讀者登錄作者所給網站或掃描書中二維碼即可獲得。 本書精心挑選的內容難度適中,既體現了無線通信,特別是移動通信的*新進展,又充分兼顧了學生的理解能力。本書適合高校通信類專業作為教材使用。

無線通信基礎與應用 目錄

第1章 無線通信概述 1 1.1 無線通信的基本概念 1 1.1.1 困難與挑戰 1 1.1.2 無線通信使用的頻譜 3 1.2 現有無線通信系統 5 1.2.1 蜂窩移動通信系統 5 1.2.2 衛星通信系統 7 1.2.3 物聯網 12 1.2.4 無線局域網 14 1.2.5 藍牙 16 1.2.6 超寬帶無線通信 17 1.3 點到點無線通信系統的組成 17 1.3.1 等效基帶原理 18 1.3.2 點到點無線通信等效基帶系統 18 1.4 多址和組網技術 20 本章小結 21 第2章 大尺度路徑損耗 22 2.1 天線基礎知識 22 2.1.1 功率 23 2.1.2 天線增益 24 2.1.3 極化 25 2.2 無線電波傳播特性 26 2.2.1 自由空間傳播 26 2.2.2 反射與透射 29 2.2.3 散射 31 2.2.4 繞射 32 2.2.5 多普勒頻移 35 2.3 大尺度路徑損耗模型 36 2.3.1 對數距離路徑損耗模型 36 2.3.2 陰影衰落 38 2.4 室外路徑損耗模型 41 2.4.1 奧村模型(Okumura Model) 41 2.4.2 哈塔模型(Hata Model) 42 2.4.3 哈塔模型的COST231擴展 42 2.4.4 COST 231WalfishIkegami模型 43 2.5 室內路徑損耗模型 44 2.5.1 基礎模型 45 2.5.2 衰減因子模型 45 2.5.3 ITUR M.2135/3GPP TR36.814的室內信道模型 46 2.5.4 IEEE 802.11n 46 2.5.5 WINNER Ⅱ模型 47 2.5.6 COST 231 Hata 48 本章小結 48 第3章 小尺度衰落和多徑效應 49 3.1 小尺度衰落的表現及成因 49 3.2 無線信道的沖激響應模型 51 3.3 信道的描述參數 54 3.3.1 時間色散參數 55 3.3.2 相干帶寬 57 3.3.3 多普勒擴展與相干時間 59 3.4 小尺度衰落的分類 60 3.4.1 平坦衰落 61 3.4.2 頻率選擇性衰落 62 3.4.3 快衰落與慢衰落 64 3.5 平坦衰落 64 3.5.1 包絡與功率分布 65 3.5.2 多普勒譜 67 3.5.3 電平通過率與平均衰落時長 69 3.6 衰落信道仿真 72 3.6.1 抽頭時延線模型 72 3.6.2 瑞利衰落的計算機仿真 74 本章小結 76 第4章 單載波調制技術 77 4.1 概述 77 4.2 脈沖成形技術 79 4.2.1 奈奎斯特**準則 82 4.2.2 奈奎斯特第二準則 85 4.2.3 奈奎斯特第三準則 88 4.3 信號空間分析 89 4.3.1 已調信號的空間表示 89 4.3.2 AWGN信道下接收信號的空間表示 92 4.3.3 AWGN信道下的接收機設計 94 4.3.4 AWGN信道下的誤碼率估計 96 4.4 線性調制技術 97 4.4.1 多進制相位調制(MPSK) 98 4.4.2 二進制移相鍵控(BPSK) 99 4.4.3 四相移相鍵控(QPSK) 101 4.4.4 交錯四相移相鍵控(OQPSK) 103 4.4.5 π/4四相移相鍵控(π/4 QPSK) 104 4.4.6 正交振幅調制(QAM) 107 4.5 恒包絡調制 109 4.5.1 二進制移頻鍵控(BFSK) 109 4.5.2 *小移頻鍵控(MSK) 111 4.5.3 高斯*小移頻鍵控(GMSK) 115 4.5.4 多進制頻移鍵控(MFSK) 119 4.6 無線信道中的調制性能 120 4.6.1 平坦衰落信道中的調制性能 120 4.6.2 頻率選擇性衰落信道中的調制性能 122 本章小結 123 第5章 抗衰落技術——分集與交織 124 5.1 分集原理 124 5.2 分集支路的獲取 126 5.2.1 空間分集 127 5.2.2 頻率分集 127 5.2.3 時間分集 128 5.2.4 極化分集 128 5.2.5 角度分集 128 5.3 分集合并算法 128 5.3.1 通用模型 129 5.3.2 選擇合并 130 5.3.3 *大比合并 134 5.3.4 等增益合并 136 5.4 交織 137 本章小結 140 第6章 抗衰落技術——均衡 141 6.1 均衡的位置與功能 141 6.2 *大似然序列估計 144 6.3 信道均衡 144 6.3.1 迫零均衡 145 6.3.2 MMSE均衡 146 6.4 信道均衡的證明 147 6.4.1 GHG的性質 148 6.4.2 ZF均衡的證明 149 6.4.3 MMSE均衡的證明 151 6.5 信道估計 153 6.6 導頻設計 154 6.7 其他均衡方法 156 6.7.1 橫向濾波自適應均衡 156 6.7.2 判決反饋均衡 157 6.7.3 分數間隔均衡 158 本章小結 158 第7章 擴頻調制 159 7.1 為什么要擴頻 159 7.2 偽隨機序列 160 7.2.1 m序列的生成 161 7.2.2 m序列的特性 163 7.2.3 基于m序列構造的其它序列 165 7.3 直接序列擴頻 165 7.3.1 擴頻序列 166 7.3.2 直接序列擴頻調制 167 7.3.3 擴頻序列同步 171 7.3.4 抗干擾原理 173 7.3.5 抗衰落與RAKE接收 174 7.3.6 碼分多址 176 7.4 跳頻擴頻 177 7.4.1 跳頻原理 177 7.4.2 跳頻同步 178 7.4.3 跳頻多址 179 7.4.4 跳頻序列 180 7.5 跳時擴頻 181 本章小結 182 第8章 多載波調制 183 8.1 多載波調制原理 183 8.2 OFDM基本原理 185 8.2.1 頻譜效率提升——重疊子載波 186 8.2.2 消除符號間干擾——循環前綴 191 8.3 OFDM的DFT實現 193 8.4 OFDM系統設計 195 8.5 OFDM頻域均衡 196 8.6 OFDM的挑戰及對策 200 8.6.1 峰均比 200 8.6.2 同步 202 8.7 DFTSOFDM 204 8.8 OFDM改進 207 本章小結 208 第9章 多天線技術 209 9.1 多天線技術概述 209 9.2 空間分集 210 9.2.1 接收天線分集 211 9.2.2 發射天線分集 212 9.2.3 時延分集 213 9.2.4 空時編碼 214 9.3 空間復用 216 9.3.1 一個簡單的空間復用實例 216 9.3.2 MIMO系統模型 217 9.3.3 MIMO信道的并行分解 218 9.3.4 MIMO預編碼 220 9.3.5 MIMO信道容量 221 9.4 波束賦形 223 9.4.1 基本原理 223 9.4.2 發射波束賦形 224 9.4.3 接收波束賦形 226 9.5 多用戶MIMO 227 本章小結 228 第10章 多址技術 229 10.1 多址技術概述 229 10.1.1 上行鏈路和下行鏈路 230 10.1.2 雙工方式 231 10.1.3 多址技術分類 233 10.2 頻分多址(FDMA) 234 10.3 時分多址(TDMA) 235 10.3.1 時隙結構設計 237 10.3.2 保護間隔與時間提前量 238 10.4 碼分多址(CDMA) 242 10.4.1 擴頻碼序列 242 10.4.2 多址干擾與遠近效應 243 10.4.3 碼分多址的容量 245 10.4.4 碼分多址的特點 247 10.5 空分多址(SDMA) 248 10.6 正交頻分多址接入(OFDMA) 249 10.6.1 子信道OFDMA 249 10.6.2 跳頻OFDMA 250 本章小結 251 第11章 蜂窩通信基礎 252 11.1 移動通信網絡概述 252 11.1.1 實例——GSM網絡結構 252 11.1.2 接口規范、協議與功能 254 11.2 頻率的空間復用 255 11.2.1 大區制與小區制 255 11.2.2 小區與區群 256 11.2.3 區群大小與同頻復用距離 258 11.2.4 同頻小區的位置與分布 260 11.3 系統干擾 261 11.3.1 同頻干擾 261 11.3.2 鄰頻干擾 264 11.3.3 互調干擾 265 11.4 系統容量 266 11.4.1 系統容量與干擾 266 11.4.2 同頻干擾受限條件下的系統容量 267 11.4.3 多址干擾受限條件下的系統容量 269 11.5 提高系統容量的方法 271 11.5.1 小區分裂 272 11.5.2 劃分扇區 273 11.5.3 提高CDMA系統容量的方法 274 11.6 小區間干擾協調 275 11.6.1 頻域干擾協調 277 11.6.2 時域干擾協調 279 11.6.3 空域干擾協調 280 11.7 移動性管理 281 11.7.1 小區駐留和小區重選 281 11.7.2 過區切換 282 11.7.3 軟切換 286 本章小結 286 第12章 4G LTE簡介 288 12.1 4G概述 288 12.2 整體架構 288 12.2.1 LTE的版本與技術規范 290 12.2.2 LTE的關鍵技術 291 12.3 LTE空口協議棧 293 12.3.1 MAC層 295 12.3.2 RLC層 298 12.3.3 物理層 299 12.4 物理傳輸資源 300 12.4.1 幀結構與雙工方式 300 12.4.2 上行物理信道 303 12.4.3 下行物理信道 305 12.4.4 物理傳輸流程總述 307 12.5 下行同步 309 12.6 上行同步 311 12.6.1 RA前導序列 312 12.6.2 前導序列檢測 314 12.6.3 隨機接入響應 315 12.6.4 非競爭隨機接入和競爭隨機接入 316 12.7 物理層: PDSCH個例學習 316 12.7.1 信道編碼與速率匹配 317 12.7.2 比特加擾 318 12.7.3 調制映射 319 12.7.4 層映射與預編碼 319 12.7.5 資源映射與基帶信號生成 319 12.7.6 小區參考信號 320 12.8 多天線技術 321 12.8.1 發射分集(Transmit Diversity) 322 12.8.2 基于碼本的空間復用 323 12.8.3 非碼本的空間復用 325 12.8.4 多用戶MIMO 326 本章小結 326 第13章 5G NR簡介 327 13.1 5G概述 327 13.1.1 5G應用場景及關鍵指標 327 13.1.2 技術演進 329 13.1.3 整體架構 330 13.1.4 NR設計原則 332 13.2 協議棧 334 13.2.1 PDCP層 336 13.2.2 RLC層 336 13.2.3 MAC層 337 13.2.4 物理層 339 13.3 物理傳輸結構 341 13.3.1 空口波形 341 13.3.2 幀結構與多參數集 342 13.3.3 雙工方式 344 13.3.4 部分帶寬 346 13.4 大規模MIMO技術 347 13.4.1 數字域多天線預編碼 350 13.4.2 波束管理 350 13.5 上下行同步 353 13.5.1 同步信號塊SSB 353 13.5.2 SSB的時頻位置 355 13.5.3 PBCH承載的信息 357 13.5.4 剩余系統信息 358 13.5.5 隨機接入 359 本章小結 362 本書中使用的部分符號說明 363 參考文獻 364
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