具体描述
内容简介
《现代无线通信原理》以衰落信道效应和相应传输性能改善方法为主线，以通信信号分析与设计为基本方法，以通信传输系统模型框架为章节划分依据，重点论述当前各类无线通信传输系统中具有普遍性和代表性的基本理论、基本概念和分析方法。主要内容包括：通信信号与系统的表征、无线传输信道、无线信道容量、数字调制信号及其功率谱密度、平坦衰落信道数字传输的接收与性能、分集技术等。《现代无线通信原理》内容丰富、概念清楚、取材新颖、系统性强，充分反映了国际上近年来先进无线通信技术领域的新理论、新技术和新方法。
《现代无线通信原理》可作为高等院校信息与通信工程一级学科下各专业以及电子与通信工程专业领域的研究生、高年级本科生的教材，也可作为信息与通信工程领域的工程技术人员和科研人员的参考书。
内页插图
目录
前言第1章 绪论
1．1 数字通信系统模型
1．1．1 信源
1．1．2 信源编码
1．1．3 加密与信道编码
1．1．4 数据调制与扩频调制
1．1．5 载波调制
1．1．6 信道
1．1．7 同步与均衡
1．2 信道
1．2．1 加性噪声信道
1．2．2 线性滤波器信道
1．2．3 线性时变滤波器信道
1．3 双工、复用与多址
1．3．1 双工
1．3．2 复用
1．3．3 多址
1．4 MIMO与空时处理
1．4．1 MIMO
1．4．2 空时处理
1．5 全数字接收机
1．6 通信系统的主要性能指标
1．7 无线信道的链路估算
第2章 通信信号与系统的表征
2．1 带通信号及系统的复基带表示
2．1．1 确知信号
2．1．2 带通信号的复基带表示
2．1．3 线性带通系统的复基带表示
2．2 信号空间表示法
2．2．1 矢量空间
2．2．2 信号空间概念
2．2．3 信号波形的矢量表示
2．3 随机信号
2．3．1 平稳与周期平稳随机过程
2．3．2 带通平稳随机过程的表示
2．3．3 带限白高斯噪声
习题
第3章 无线传输信道
3．1 传播模型
3．1．1 传播特性
3．1．2 大尺度路径损耗经验模型
3．1．3 阴影慢衰落
3．2 平坦衰落信道
3．2．1 线性时变信道模型
3．2．2 信号包络相关与多普勒谱
3．2．3 信号包络分布
3．2．4 信号相位分布
3．2．5 组合衰落阴影分布
3．2．6 电平交叉率
3．2．7 平均衰落时段
3．2．8 空时相关
3．2．9 移动到移动信道
3．3 频率选择性衰落信道
3．3．1 确定线性时变信道的系统函数
3．3．2 随机线性时变信道特征
3．3．3 随机线性时变信道分类
3．3．4 频率选择性衰落信道特征参数
3．3．5 频率选择性衰落信道模型
3．4 方向性衰落信道
3．4．1 双向冲激响应
3．4．2 统计描述
3．4．3 MIMO信道响应矩阵
3．5 衰落信道仿真
3．5．1 窄带（平坦）衰落信道的仿真
3．5．2 宽带衰落信道仿真
3．5．3 M2M衰落信道仿真
习题
第4章 无线信道容量
4．1 信道模型
4．1．1 无记忆离散信道
4．1．2 离散输入连续输出信道
4．1．3 离散时间AWGN信道
4．1．4 AWGN波形信道
4．2 信息度量
4．2．1 离散信源
4．2．2 连续信源
4．3 加性高斯噪声信道容量
4．3．1 功率约束高斯噪声信道
4．3．2 带限白高斯噪声信道
4．3．3 香农信道容量公式
4．3．4 并行白高斯噪声信道
4．3．5 并行色高斯噪声信道
4．3．6 非理想线性滤波信道
4．4 平坦衰落信道容量
4．4．1 含信道状态信息的衰落信道容量
4．4．2 功率控制衰落信道容量
4．4．3 采用接收分集的信道容量
4．5 MIMO信道容量
4．5．1 MIMO信道模型
4．5．2 一般算法
4．5．3 CSI／CSI模式下MIMO信道容量
4．5．4 CDI／CSI模式下MIMO信道容量
习题
第5章 数字调制信号及其功率谱密度
5．1 奈奎斯特脉冲成形
5．2 数字调制信号表示
5．2．1 无记忆调制信号
5．2．2 有记忆调制信号
5．3 调制信号功率谱
5．3．1 调制信号复包络的功率谱密度
5．3．2 线性调制信号功率谱
5．3．3 广义CPM信号功率谱
5．3．4 完全响应CPM信号功率谱
习题
第6章 平坦衰落信道数字传输的接收与性能
6．1 接收信号的矢量表示
6．2 一般矢量信道中的最优检测
6．3 AWGN信道中相干接收性能
6．3．1 PSK信号的差错概率性能
6．3．2 M-QAM信号的差错概率性能
6．3．3 正交信号的差错概率
6．3．4 OFDM信号的检测
6．3．5 MSK的差错概率
6．3．6 AWGN信道中差分相干检测性能
6．4 AWGN信道中非相干接收性能
6．4．1 AWGN信道中的最佳非相干检测器
6．4．2 M元正交信号的差错概率
6．4．3 相关二进制信号包络检测的差错概率
6．5 AWGN信道中cPM信号的检测
6．5．1 相干CPM解调器
6．5．2 非相干CPM解调器
6．6 平坦慢衰落信道中的接收性能
6．6．1 相干接收性能
6．6．2 非相干接收性能
习题
第7章 分集技术
7．1 最大比合并
7．1．1 瑞利衰落信道
7．1．2 Nakgami-m衰落信道
7．2 等增益合并
7．2．1 相干等增益合并
7．2．2 差分检测等增益合并
7．2．3 非相干平方律合并
7．3 选择合并
7．3．1 相干检测选择合并
7．3．2 非相干选择合并
7．4 切换合并
7．5 最佳合并
7．6 发送分集
习题
附录A 通信系统分析中的常用概率分布
A．1 定义
A．1．1 连续随机变量分布的描述
A．1．2 连续随机变量的统计特性描述
A．2 二项式分布
A．3 泊松分布
A．4 高斯（正态）分布
A．5 对数正态分布
A．6 中心x2分布和伽马分布
A．7 非中心x2分布
A．8 瑞利分布
A．9 莱斯分布
A．10 Nakagami-m分布
A．11 韦伯分布
A．12 Suzuki分布
A．13 随机变量的仿真
A．14 尾部概率的边界
A．14．1 切比雪夫不等式
A．14．2 马尔可夫不等式
A．14．3 契尔诺夫上边界
附录B 复随机矢量
B．1 复随机变量
B．2 复随机矢量的协方差
B．3 完全复随机矢量
B．4 循环对称复随机矢量
参考文献
前言/序言
近年来，无线通信发展非常迅速，大量新标准、新系统不断涌现。伴随着这些具体标准和系统出现的是大量的新技术、新理论和分析问题的新方法。目前关于无线通信的书籍很多，但大部分是介绍具体标准和具体系统。然而以讲述基本理论为主，适合用作信息与通信工程学科的本科生和研究生教材的书籍并不多。目前比较流行的通信专业教材以西安电子科技大学樊昌信教授的《通信原理》和清华大学曹志刚教授的《现代通信原理》为主。目前国内各高校信息与通信工程学科研究生大多使用Proakis的DigitalCom，munications（《数字通信》）作为教材，Proakis的《数字通信》内容很全面，信源编码、纠错编码、扩频等内容均包括在内，内容丰富但较深，用于自学比较困难，其内容涵盖广泛，使得初学者在学习过程中容易忽略对通信传输核心要义的把握。近年来，作者为信息与通信工程学科研究生开设“现代通信原理”学位课程，同时也为通信工程专业本科生开设“通信原理”课程。在参考国内外主要书籍的基础上，根据上课效果逐渐形成一套讲稿，同时又得到桂林电子科技大学研究生精品课程建设的支持，在讲稿基础上经多次修改，历时三年多完善才形成本书。本书的宗旨是希望能够适应无线通信迅速发展的形势，不局限于描述具体系统或标准的具体设计细节，而侧重深入讲述现代无线通信传输系统的基本理论、概念和分析问题的方法，期望通过它使学生能在无线通信理论方面打下坚实的基础，以便进一步从事相关的研究和技术工作。本书以衰落信道效应和相应传输性能改善方法为主线，以通信信号分析与设计为基本方法，以通信传输系统模型框架为章节划分依据，重点论述当前各类无线通信传输系统中具有普遍性和代表性的基本知识。
本书主要内容安排如下。
第1章：绪论。给出数字通信系统模型框架，通过模型的介绍确定随后章节的主要内容，将本书的重点锁定在传输过程，信源编码、信道编码、扩频等均不作详细讨论。介绍双工、复用、多址等信道资源分配概念，简述多输入多输出（MIMO）技术、空时处理、全数字接收、软件无线电等新的发展趋势，给出系统性能指标的定义和链路估算的方法。
第2章：通信信号与系统的表征。以复基带表示和信号空间为主，并扩展到随机信号。从确定信号出发给出确定性带通信号和系统的复基带表示，从矢量空间概念出发给出信号空间概念和信号波形的矢量表示方法，简述平稳随机过程和周期平稳随机过程的概念，在此基础上结合带通信号的复基带表示得到带通平稳随机过程的复表示。后续章节中的信号分析是基于本章给出的复基带和矢量表示。
第3章：无线传输信道。主要讨论衰落信道的特性与模型，包括传播模型、平坦衰落信道、频率选择性衰落信道、方向性衰落信道和衰落信道仿真五个部分。平坦衰落信道包括基站到移动站信道、空时相关的上下行信道、移动到移动信道，详细讨论平坦衰落信道的各种特性；频率选择性衰落信道部分详细介绍信道的分类、信道特征参数以及信道模型；方向性衰落信道部分重点介绍双向冲激响应和MIMO信道响应矩阵。
第4章：无线信道容量。从离散信道和信息度量出发，从带限白高斯噪声信道的信道容量分析出发，扩展到并行白高斯和色高斯信道以及非理想线性滤波信道的容量分析；对于平坦衰落信道，主要分析包含信道状态信息、功率控制和采用接收分集条件下的信道容量分析；详细分析不同信道信息状态下的MIMO信道容量。
第5章：数字调制信号及其功率谱密度。详细介绍目前比较常用的几种无记忆调制和有记忆调制方法，包括正交频分复用（OFDM）调制，在此基础上详细分析各种调制信号的功率谱密度。
第6章：平坦衰落信道数字传输的接收与性能。本章以统一的方法来分析加性白高斯噪声（AWGN）信道和平坦衰落信道中数字调制信号的佳接收与差错性能。首先给出一般矢量信道中的佳检测分析，在此基础上对AWGN信道中相干接收、非相干接收以及连续相位调制（CPM）信号的接收进行性能分析，最后给出瑞利和Nakagami-m两种衰落形式下信号接收的性能分析方法，并给出各种调制方式在相干或非相干接收下的接收性能结果。
第7章：分集技术。详细分析各种接收分集合并技术，针对瑞利和Naka，gami-m两种衰落信道，在第6章性能分析的基础上，详细给出比合并、等增益合并、选择合并、切换合并和佳合并下的性能分析，最后针对多天线系统讨论发送分集技术的实现。
附录A介绍通信系统分析中常用概率分布的定义和相应的统计特性。
附录B介绍本书在分析中经常用到的完全复随机矢量和循环对称复随机矢量的定义和特性。
本书没有将OFDM、MIMO等新技术单独成章，而是根据通信系统模型框架将其分解到相应的各部分，形成统一思路。如对于MIMO系统，将MIMO系统的传输信道特性放到无线信道一章，在传统衰落信道分析方法的基础上，考虑传播方向性来构建MIMO信道模型，这样既有利于学生对MIMO信道分析的理解，又有利于加深对衰落信道分析基本方法的掌握。
本书的MIMO信道容量（4，5节）中给出的曲线直接引用了Yang的著作Multicarrier Commun，ications-书和他在University of Southampton所用课件中的内容，其余各章节中所绘曲线全由作者通过数值计算或仿真得到。
本书内容丰富、概念清楚、取材新颖、系统性强，充分反映了国际上近年来先进无线通信技术领域的新理论、新技术和新方法。全书内容由浅入深，定性分析与定量分析并举，以适应不同层次的教学需求，在几届研究生的教学过程中反映良好。
本书的主要对象为信息与通信工程等相关学科的研究生.也可向下兼容大学高年级本科生（主要讲授书中定性分析内容），向上兼容博士生（主要讲授本书中定量分析内容和新技术），还可作为从事本专业研制、开发、维护专业技术人员的主要技术参考书。
本书得到桂林电子科技大学研究生精品课程建设的支持，本书的编写工作得到桂林电子科技大学信息与通信学院、认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室以及广西无线宽带通信与信号处理重点实验室的大力支持，特此致谢。
由于作者才疏学浅，书中不妥之处在所难免，热切希望广大读者多提宝贵意见和具体修正意见，以便进一步修改完善。
作者的电子邮件地址：914854024@qq.com。
作者
2014年12月
用户评价
坦白说，我当初抱着试试看的心态买下《现代无线通信原理》，是因为它在推荐列表里反复出现，而且价格相对不高。我本身并不是通信专业的学生，只是对近几年层出不穷的新技术感到好奇，比如5G、物联网等等，但又苦于找不到一个清晰的切入点。这本书的优点在于，它以一种非常“轻”的方式介绍了无线通信的“重”知识。它没有过多地纠缠于复杂的数学推导，而是侧重于概念的理解和技术的应用。我最欣赏的是它对通信系统中各个模块的解释，比如“基带信号”、“射频信号”的区别，以及它们是如何在发射和接收端进行转换的。作者用了不少篇幅来阐述“信道”这个概念，让我理解到无线传输并非一条直线，而是充满了各种不可控的因素，比如噪声、衰落、干扰。这对于我这种过去只以为手机信号是“凭空而来”的人来说，确实是颠覆性的认知。书中的一些例子也很有代表性，比如介绍纠错编码时，提到了它在保证数据可靠性方面的重要性，这让我联想到我们在日常生活中发送短信、下载文件时，很少遇到信息出错的情况，原来背后有如此精妙的技术在支撑。而且，这本书的语言风格也很平实，没有太多生僻的专业术语，即使偶尔出现，也会有配套的解释，这一点对于非专业人士非常友好。总的来说，它是一本能够让你在轻松阅读中，逐步建立起对无线通信基本原理的认识的书籍。
评分这本书给我带来了太多惊喜，我简直不敢相信我能用这么低的价钱买到如此高质量的内容。我原本只是想找一本入门级别的读物，对无线通信只有模糊的概念，对天线、信号衰减、干扰这些词汇更是知之甚少。然而，《现代无线通信原理》完全超出了我的预期。它以一种非常系统且循序渐进的方式，将复杂的概念一一拆解。最让我印象深刻的是，它并没有上来就抛出一堆公式和理论，而是通过大量的类比和生动的图示，帮助我理解那些抽象的物理原理。例如，在解释多径传播时，作者用了一个非常形象的比喻，就像你在一个空旷的房间里说话，声音会从不同的墙壁反射回来，产生回声。这个简单的比喻立刻让我茅塞顿开，理解了信号在真实环境中会受到哪些影响。书中的章节安排也十分合理，从最基础的信号模型讲起，逐步深入到编码、调制、解调、信道估计等核心技术。而且，每讲完一个部分，都会有相应的习题，虽然我还没有完全做完，但光是看看题目，就能知道书中讲解的知识点有多么扎实。我特别喜欢它对不同通信技术（比如蜂窝网络、Wi-Fi）的介绍，虽然它并没有深入到每一项技术的具体实现细节，但它为我勾勒出了整个无线通信的大体图景，让我知道这些技术是如何相互关联，又是如何共同构建了我们现在便捷的通信世界。这本书对于任何想要了解现代无线通信技术是如何运作的初学者来说，都是一本不可多得的宝藏。
评分我是一个无线电爱好者，平时喜欢捣鼓一些软硬件，但总觉得对无线通信的底层原理了解不够透彻。《现代无线通信原理》这本书，给我带来了非常系统和深入的认知。它不仅仅是罗列技术名词，而是真正地解释了“为什么”。比如，它详细阐述了“香农定理”的意义，让我理解了信息传输的理论极限，以及为什么需要不断地进行技术革新来逼近这个极限。书中对于“信道编码”的讲解也非常到位，解释了RS码、卷积码等编码方式是如何通过增加冗余来抵抗错误的，这一点对于我理解纠错机制非常有帮助。我特别喜欢书中关于“多址技术”的章节，对比了FDMA、TDMA、CDMA等技术，让我明白了为什么不同的通信系统会采用不同的接入方式，以及它们各自的优缺点。这本书的深度和广度都恰到好处，既有理论的高度，又不失工程的实际。它让我对无线通信系统的设计有了更全面的认识，例如，为什么需要功率控制，为什么需要频率复用，以及这些看似简单的需求背后隐藏着怎样的技术博弈。我读这本书时，常常会结合自己实践中的一些设备和场景，这样一来，书中的理论知识就能立刻鲜活起来，并得到印证。对于任何想要在无线通信领域深入探索的爱好者来说，这本书绝对是值得反复研读的。
评分购买《现代无线通信原理》的初衷，是希望能够对当前飞速发展的无线通信技术有一个大致的了解，尤其是在5G和物联网时代，各种新兴应用层出不穷，如果没有一些基本原理的支撑，很容易感到迷茫。这本书的优点在于，它能够将相对复杂的通信概念，用一种比较易于理解的方式呈现出来。我尤其喜欢书中对“频谱效率”和“能量效率”的探讨，这直接关系到通信系统的性能和成本，作者通过分析不同的调制和编码方案，清晰地展示了如何在两者之间进行权衡。另外，书中关于“无线信道的模型”部分的讲解，让我理解了信号传输过程中会遇到的各种损耗和失真，例如瑞利衰落、莱斯衰落等，这对于我理解为什么在某些环境下手机信号会特别差，有了更深刻的认识。虽然书中涉及了一些公式，但作者都尽量给出其背后的物理意义，避免了纯粹的数学堆砌。我比较欣赏的是，书中不仅介绍了静态的理论，还触及了一些动态的系统，比如自适应调制和编码（AMC），让我了解了现代通信系统是如何根据实际信道条件动态调整传输策略的。这本书对我而言，更像是一本“通识读物”，它没有教我具体的编程实现，但它为我打开了理解现代无线通信世界的一扇窗，让我对那些看似神秘的技术有了一个更清晰的认知框架。
评分这是一本让我感到“意外”的读物，我原以为会是一本枯燥乏味的教科书，但《现代无线通信原理》却展现出了作者深厚的功底和独特的教学方式。我从事的是硬件开发相关工作，虽然不直接涉及无线通信算法，但在与软件和射频工程师协作时，常常会遇到一些概念上的障碍。这本书恰好弥补了我在这方面的知识短板。它以一种“自上而下”的方式，首先描绘出整个无线通信系统的框架，然后逐步深入到各个关键技术。令我印象深刻的是，书中对于“调制解调”的讲解，作者通过对比不同的调制方式，生动地说明了它们在传输效率和抗干扰能力上的权衡。这一点对于理解不同无线通信标准（如Wi-Fi 6、蓝牙5.0）的设计思路非常有帮助。此外，书中的图表设计非常精良，很多复杂的信号流程和系统架构图都清晰明了，极大地降低了理解难度。我特别赞赏它在介绍MIMO（多输入多输出）技术时，不仅仅停留在理论层面，还结合了实际应用的场景，让我理解了为何现代无线通信系统能够实现更高的速率和更稳定的连接。虽然书中涉及了一些数学公式，但作者都给出了详细的推导过程和物理意义的解释，不会让人感到突兀。这本书对于那些希望快速了解无线通信核心技术，并将其应用到实际工作中，或者仅仅是想深入理解我们周围无线世界奥秘的读者来说，无疑是一本极具价值的参考书。
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