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通信信號處理——原理、方法與應用 版權信息
- ISBN：9787302681618
- 條形碼：9787302681618 ; 978-7-302-68161-8
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
通信信號處理——原理、方法與應用 本書特色
本教材介紹無線移動通信系統所涉及的信號處理原理、方法和應用示例。在總結教研團隊豐富教學經驗和科研實踐的基礎上，從新型調制原理出發，闡述無線移動信道、分集和均衡的基本概念，講述檢測、估計與濾波理論在多天線及正交頻分復用系統中的應用方法，論述壓縮感知理論與稀疏信道估計方法，還著重介紹了凸優化理論在無線資源分配中的應用方法。本教材注重通信信號處理的概念、原理和方法，給出了基本的理論推導和計算方法，培養學生建立起當代無線通信系統在信號處理方法上的基本概念及掌握基礎性工具，提高學生的科學思維能力和解決無線通信領域問題的工程研究能力。本教材適合有一定數學基礎的本科生、研究生和工程科研人員了解、熟悉和掌握通信信號處理的概念和方法。
? 角度新穎 從信號處理的角度闡述無線移動通信系統，學習者只需要具備基本的數學基礎，就可以學習無線移動通信的概念、原理和信號處理方法。
? 內容全面 以信號檢測、估計與濾波方法為主線，涵蓋符號檢測、信道估計、分集與均衡、同步等典型接收機算法，結合矩陣分析和凸優化理論闡述了多天線和多天線與正交頻分復用結合系統的信號處理方法。
? 概念明晰 介紹了可供后續研究和應用的基礎概念和延展概念，避免陷入通信信號處理所涉及的紛繁復雜的知識海洋而無法理清脈絡。
? 推導有據 公式推導給出了理論來源和依據，闡述簡明清楚。
? 實踐導向 將抽象的通信概念以較豐富的圖形表達，并輔以例題、習題、計算機程序和實例，使讀者在奠定基礎的通信概念后就能應用于實踐。
? 前沿跟蹤 在介紹基礎的通信信號方法之上，結合無線與移動通信系統發展，融入了稀疏碼分多址、稀疏信道估計、凸優化資源分配等前沿概念和方法。
通信信號處理——原理、方法與應用 內容簡介
本書是一本通信信號處理的立體教程，針對的讀者群是具有高等數學、矩陣分析和概率統計基礎的人群。通過本書的學習，讀者能夠對無線傳輸系統的基本概念和信號處理方法有深入了解，成為信息科技領域具備扎實專業基礎的研發人員、設備維護人員和管理人員。本書包括新型數字調制基礎、無線信道的傳播特性與模型、通信接收端的自適應均衡、多天線傳輸系統的符號檢測與信道估計以及時間與頻率同步、時變隨機通信模型中的濾波、壓縮感知及其在稀疏信道估計中的應用、通信資源分配的優化模型與處理等內容。本書適合作為高等院校電子信息類、計算機類、自動化類等專業高年級本科學生及研究生的學習用書，也可作為信號處理、軟件程序開發、電子系統設計等科技工作者的參考用書。
通信信號處理——原理、方法與應用通信信號處理——原理、方法與應用 前言
編寫一本能較全面、系統地涵蓋通信信號處理方法的教材是編者長久以來的心愿。通信信號處理涉及面廣，理論性強，隨著通信系統的更新換代和不斷發展，編者團隊在本科生教學和研究生教學中一直在思考并推進教學內容的更新，希望能更有效地把理論知識和研究實踐相結合，引領學生迅速掌握概念和方法，并能學以致用地分析問題和解決問題。
編者團隊深入探討、廣泛搜集素材，結合多年的教學經驗及科研工作，逐漸形成了覆蓋無線通信系統從物理層到應用層的多方面信號處理的相關內容。本教材有點有面，既有基本原理內容，又有深入的細節推導，不僅包括部分方法的應用效果解釋，而且包括多維調制原理和稀疏信號處理內容，還包括通信資源分配方向的優化模型與方法，內容豐富全面，有利于讀者學習和掌握通信信號處理的知識內容。為了使讀者既能知曉結論，也能理解和掌握結論的推導過程，本教材適當增加了公式推導過程和細節，以方便讀者全面理解和掌握。
本教材定位為高年級本科生和研究生的選修教材。讀者需要具備一定的數學基礎，本教材特別理想的受眾是旨在了解、學習和掌握通信信號處理方法的學生和工程技術人員。
本教材共分10章，內容涵蓋了數學基礎、新型數字調制基礎、無線信道的傳播特性與模型、傳輸性能分析與分集接收、通信接收端的自適應均衡、多天線傳輸系統的符號檢測與信道估計、多天線傳輸系統的時間與頻率同步、時變隨機通信模型中的濾波、壓縮感知及其在無線信道估計中的應用、通信資源分配的優化模型與處理，希望能夠從理論到實踐，幫助讀者了解通信信號處理所涉及的模型，掌握原理及概念、方法與應用，助力讀者打造自己的理論和應用知識體系結構。
本教材第3、6、7、9章由張靜編寫，第1章和第10章由蘇穎編寫，第2章和第8章由程猛編寫，第4章和第5章由李潔慧編寫，全書由張靜統稿和校對。
在即將邁入第6代移動通信技術的關口，編者團隊能以微薄之力，闡述一些通信信號處理方法，實乃幸事，愿與諸位讀者共勉。
感謝上海交通大學羅漢文教授在百忙之中對本教材所提的寶貴建議和意見，并熱情洋溢地為教材作序！感謝上海師范大學智能移動通信與信息處理科研團隊的教師們，他們無私地分享了各自在教學及科研工作中的心得與體會； 感謝通信工程專業的全體教師，他們對本教材的撰寫工作提出了許多擲地有聲的意見和建議； 感謝我們的歷屆研究生對教材的編寫所發揮的積極作用，特別是徐文穎、黃濤、馬惠艷、王棟、張穎、孫錦程、劉勇、喻赟等對文字編寫和課件制作作出的貢獻。特別感謝上海師范大學高水平地方大學教材建設項目在本教材編寫過程中所給予的資助。感謝清華大學出版社的大力支持。
由于通信技術日新月異，編者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正！
編者
2024年10月
通信信號處理——原理、方法與應用 目錄
第1章數學基礎
微課視頻16分鐘
1．1隨機信號基礎
1．1．1隨機變量與隨機過程
1．1．2常用隨機變量或隨機過程的統計特征
1．1．3隨機變量的統計特征
1．1．4復高斯白噪聲向量
1．1．5隨機向量的函數
1．2矩陣分析基礎
1．2．1向量范數和矩陣范數
1．2．2矩陣的二次型
1．2．3矩陣的行列式
1．2．4矩陣的特征值和特征向量
1．2．5矩陣的跡
1．2．6矩陣的秩
1．2．7逆矩陣與偽逆矩陣
1．2．8矩陣的向量化
1．2．9導數與梯度
1．2．10矩陣的分解
1．3凸優化理論基礎
1．3．1*優化問題的數學模型
1．3．2凸集、凸函數與凸優化
1．3．3函數凸性判定
1．3．4保凸運算
1．3．5拉格朗日對偶法
1．3．6線性規劃和二次規劃
1．3．7半正定規劃
本章小結
本章習題
第2章新型數字調制基礎
微課視頻49分鐘
2．1數字調制的基本原理
2．2BPSK的基本原理
2．2．1絕對相移和相對相移
2．2．2BPSK的調制與解調
2．2．3π/2BPSK的調制與解調
2．3QAM的基本原理
2．3．14QAM(QPSK)的調制與解調
2．3．216QAM的調制與解調
2．3．364QAM的應用
2．4擴展頻譜調制
2．4．1擴頻通信的基本概念
2．4．2擴頻調制的基本原理
2．4．3PN序列
2．5OFDM的原理與實現
2．5．1OFDM的基本原理
2．5．2OFDM的實現方法
2．5．3OFDM技術的優缺點
2．6SCMA的稀疏擴頻與多維調制
2．6．1SCMA的基本原理
2．6．2稀疏擴頻原理
2．6．3多維調制原理
本章小結
本章習題
第3章無線信道的傳播特性與模型
微課視頻31分鐘
3．1物理信道的定義
3．2無線信道的一般特性
3．2．1大尺度衰落及其傳播模型
3．2．2小尺度衰落
3．2．3空間選擇性衰落
3．3基帶信道的譜域
3．3．1空時頻譜域
3．3．2等效的基帶傳輸
3．3．3時頻信道的統計特性
3．3．4速率方差的定義
3．4衰落包絡的統計分布
3．4．1瑞利衰落
3．4．2萊斯衰落
3．4．3Nakagamim衰落
3．5衰落信道的性能分析
3．5．1電平通過率
3．5．2平均衰落持續時間
3．5．3頻率電平通過率
3．5．4空間電平通過率
3．6常用的衰落信道模型
3．6．1多徑衰落信道模型
3．6．2空時信道模型
本章小結
本章習題
第4章傳輸性能分析與分集接收
微課視頻16分鐘
4．1AWGN信道通信
4．1．1脈沖信號形狀設計
4．1．2符號檢測
4．1．3符號差錯概率
4．2分集接收
4．2．1分集方式
4．2．2合并方式
4．3分集合并的性能分析
4．3．1中斷概率的改善
4．3．2平均信噪比的改善
4．3．3誤碼率的改善
4．4多天線分集
4．4．1SIMO系統的天線選擇
4．4．2SIMO系統的*大比合并
4．4．3MISO系統的發射分集
本章小結
本章習題
第5章通信接收端的自適應均衡
微課視頻14分鐘
5．1時域均衡器
5．1．1均衡器的原理
5．1．2迫零均衡器
5．1．3*小均方誤差均衡器
5．2自適應均衡
5．2．1橫向濾波器
5．2．2維納濾波
5．2．3LMS算法原理
5．2．4性能測度
5．2．5基于LMS 的判決反饋均衡算法
5．2．6基于LMS的正交小波均衡算法
5．3頻域均衡器
5．3．1基于LMS的頻域均衡器
5．3．2基于LMS 的 OFDM 系統均衡算法
5．4自適應盲均衡
5．4．1Bussgang 均衡
5．4．2基于倒三譜的自適應盲均衡算法
5．5智能盲均衡
5．5．1基于遺傳算法優化的常模盲均衡算法
5．5．2基于遺傳算法優化的正交小波常模盲均衡算法
5．5．3基于粒子群優化的正交小波常模盲均衡算法
本章小結
本章習題
第6章多天線傳輸系統的符號檢測與信道估計
微課視頻15分鐘
6．1MIMO傳輸系統
6．2MIMO系統的符號檢測
6．2．1*優檢測準則
6．2．2MIMO傳輸的符號檢測性能
6．2．3編碼增益和分集增益
6．3MIMO系統的空時編碼
6．3．1空時編碼的設計準則
6．3．2空時分組碼
6．4MIMO信道估計
6．4．1估計原理
6．4．2MIMO系統信道估計方法
6．5MIMOOFDM系統衰落信道估計
6．5．1導頻的*優設計
6．5．2自適應的子空間跟蹤
本章小結
本章習題
第7章多天線傳輸系統的時間與頻率同步
微課視頻13分鐘
7．1單天線系統的時頻同步參數模型
7．1．1多速率信號處理
7．1．2符號同步
7．1．3幀同步
7．1．4載波頻率偏移同步
7．2MIMO傳輸同步模型
7．3MIMO同步參數的估計下界
7．3．1克拉美羅下界原理
7．3．2小樣本下的克拉美羅界
7．3．3漸近克拉美羅界
7．3．4仿真比較
7．4MIMO頻偏參數估計的相關法
7．5MIMO同步的*大似然估計法
7．5．1估計原理
7．5．2期望*大化算法
7．5．3算法的性能比較
本章小結
本章習題
第8章時變隨機通信模型中的濾波
微課視頻13分鐘
8．1動態濾波簡介
8．2線性預測器原理
8．2．1新息過程的定義和性質
8．2．2*小均方誤差估計的新息過程
8．3狀態空間模型
8．3．1狀態方程
8．3．2觀測方程
8．4卡爾曼濾波原理
8．4．1狀態向量的*小均方誤差估計
8．4．2新息過程的自相關矩陣
8．4．3卡爾曼濾波增益
8．4．4黎卡提差分方程
8．4．5計算流程
8．4．6線性濾波的克拉美羅界
8．4．7仿真實驗
8．5擴展卡爾曼濾波
8．5．1非線性離散時間系統模型
8．5．2線性化離散濾波
8．5．3仿真實驗
8．5．4多天線信道時變參數的聯合估計
8．6無跡卡爾曼濾波
8．7粒子濾波
8．7．1貝葉斯濾波
8．7．2重要性抽樣
8．7．3序列重要性抽樣
8．7．4重要性重采樣
本章小結
本章習題
第9章壓縮感知及其在無線信道估計中的應用
微課視頻13分鐘
9．1基本概念
9．1．1字典與稀疏表示
9．1．2約束等距性條件
9．1．3零空間特性
9．2字典矩陣設計
9．2．1非互相干性準則
9．2．2測量模型類別
9．3范數優化模型
9．4范數優化問題的求解
9．4．1次梯度
9．4．2交替方向乘子法
9．4．3布雷格曼迭代算法
9．4．4優化*小化法
9．4．5貪婪迭代法
9．4．6稀疏貝葉斯學習
9．4．7原子范數*小化
9．5動態稀疏信號恢復
9．5．1偽測量卡爾曼濾波
9．5．2范數優化卡爾曼濾波
9．6稀疏信道估計
9．6．1時域稀疏MIMOOFDM信道估計
9．6．2角度域級聯稀疏信道估計
本章小結
本章習題
第10章通信資源分配的優化模型與處理
微課視頻11分鐘
10．1資源分配問題概述
10．1．1資源分配問題定義
10．1．2資源分配優化目標、指標及準則
10．1．3資源分配方式分類
10．1．4資源分配的優化問題與方法
10．2正交頻分多址系統的資源分配
10．2．1正交頻分多址接入概述
10．2．2單用戶OFDM功率分配的注水法
10．2．3多用戶OFDM系統模型和容量
10．2．4多用戶OFDM系統的動態資源分配
10．3MIMO系統的資源分配
10．3．1MIMO系統概述
10．3．2單用戶MIMO系統模型和容量
10．3．3多用戶MIMO系統模型和容量
10．3．4多用戶MIMO系統資源分配
10．4MIMOOFDM系統的功率分配
本章小結
本章習題
參考文獻
視 頻 名 稱時長/min二維碼位置
第1集復高斯白噪聲向量91.1.4 節
第2集*優化問題的數學模型71.3.1 節
第3集數字調制的基本原理42.1節
第4集BPSK調制的基本原理142.2節
第5集QAM調制的基本原理82.3節
第6集擴展頻譜調制92.4節
第7集OFDM的原理與實現72.5節
第8集SCMA的稀疏擴頻與多維調制72.6節
第9集物理信道的定義73.1節
第10集無線信道的一般特性63.2節
第11集大尺度衰落及其傳播模型103.2.1節
第12集小尺度衰落83.2.2節
第13集AWGN信道通信54.1節
第14集分集接收54.2節
第15集分集方式64.2.1節
第16集時域均衡器65.1節
第17集基于遺傳算法優化的常模盲均衡算法85.5.1節
第18集MIMO傳輸系統56.1節
第19集MIMO 傳輸的符號檢測性能106.2.2節
第20集單天線系統的時頻同步參數模型77.1節
第21集符號同步67.1.2節
第22集狀態空間模型78.3節
第23集計算流程38.4.5節
第24集仿真實驗38.4.7節
第25集字典與稀疏表示69.1.1節
第26集范數優化模型79.3節
第27集資源分配方式分類510.1.3節
第28集單用戶OFDM功率分配的注水法610.2.2節
展開全部
通信信號處理——原理、方法與應用 作者簡介
張靜 上海師范大學信息與機電工程學院副教授，碩士研究生導師，中國通信學會會員，從事無線移動通信、信號與信息處理等領域的教學和研究工作。發表學術論文40余篇，主持及主研國家級、省部級及企業合作科研項目10余項。授權國家發明專利10余項，軟件著作權2項，參編專術專著1部。
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