無綫光MIMO係統中空時編碼理論 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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柯熙政，諶娟，鄧莉君 著

圖書標籤:

• 無綫通信
• MIMO
• 空時編碼
• 信號處理
• 無綫網絡
• 通信理論
• 信息論
• 無綫電工程
• 移動通信
• 優化算法

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030401281

版次：1

商品編碼：11940960

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-04-01

用紙：膠版紙

頁數：314

字數：396000

正文語種：中文，英文

內容簡介

　　無綫光通信與射頻通信在調製／解調方法、信道特性及信號檢測諸方麵有很大的差異。空時編碼是達到或逼近MIMO無綫信道容量的一種可行、有效的方法，其核心思想是使用多徑效應來獲得較高的頻譜利用率和性能增益。《無綫光MIMO係統中空時編碼理論》藉鑒前人在射頻領域的研究結果，將空時編碼推廣到無綫光通信領域。結閤無綫光通信領域廣泛采用的類脈衝位置調製，對正交空時分組碼、分層空時編碼、混閤空時編碼、空時網格編碼、差分空時編碼、酉空時編碼、自適應分層空時編碼進行瞭係統、深入的研究，對常用的檢測算法進行瞭分析。書末附有常用檢測算法程序，便於讀者學習和研究。
　　《無綫光MIMO係統中空時編碼理論》適閤通信與信息係統、電子信息及計算機專業的高年級大學生、研究生以及工程技術人員閱讀。

內頁插圖

目錄

前言

1 緒論
1．1 無綫激光通信
1．2 光MIM0技術的研究現狀
1．2．1 國外發展現狀
1．2．2 國內發展現狀
1．3 光MIMO係統
1．3．1 光MIMO係統的組成
1．3．2 無綫光MIMO技術的分類
1．3．3 無綫光MIMO中的空時編碼分類
1．3．4 從SISO信道到MIMO信道的演變
1．4 無綫光MIMO係統中的關鍵技術
參考文獻

2 湍流大氣中多孔徑發射／多孔徑接收技術
2．1 多光束發射係統性能分析
2．1．1 多光束發射的光強起伏
2．1．2 多光束發射的光強分布
2．1．3 多光束發射係統誤碼率特性
2．2 多孔徑接收
2．2．1 多孔徑接收器的等效平均因子
2．2．2 誤碼率性能分析
2．3 多光束發射／多孔徑接收實驗
2．3．1 多光束發射係統組成及實驗
2．3．2 多孔徑接收係統構成及相關實驗
參考文獻

3 信道模型與信道容量
3．1 光MIMO的信道模型
3．1．1 光MIMO的信道模型
3．1．2 PPM調製時MIMO的信道模型
3．2 光MIMO係統的信道容量
3．2．1 信道係數確定時光MIMO係統的信道容量
3．2．2 信道係數隨機時光MIMO係統的信道容量
3．2．3 典型MIMO係統的信道容量
3．2．4 PPM調製時MIMO係統的信道容量
3．3 OOK調製與PPM調製性能比較
3．3．1 OOK與PPM調製時的性能
3．3．2 無綫光MIM0信道容量仿真
3．4 空時編碼設計準則
3．4．1 慢Raleight衰落信道的編碼設計準則
3．4．2 快Raleight衰落信道的編碼設計準則
參考文獻

4 正交空時分組碼
4．1 Alamotlti空時編碼
4．1．1 A1amouti碼的編碼
4．1．2 A1amotni碼的譯碼
4．2 光通信中的Alamouti空時編碼
4．2．1 改進Alamouti碼的編碼
4．2．2 改進後Alamotuti碼的譯碼
4．3 比特補碼式的正交空時編碼
4．3．1 比特補碼式正交空時碼的編碼方法
4．3．2 比特補碼式正交空時編碼的譯碼
4．3．3 比特補碼式正交空時編碼的誤碼性能
4．3．4 仿真分析
4．4 脈衝位置正交空時編碼
4．4．1 脈衝位置正交空時編碼的編碼原理
4．4．2 脈衝位置正交空時編碼的譯碼原理
4．4．3 脈衝位置正交空時編碼的誤碼性能
4．4．4 仿真分析
4．5 級聯正交空時編碼
4．5．1 RS碼
4．5．2 級聯正交空時編碼
4．5．3 級聯正交空時編碼的性能分析
參考文獻

5 分層空時編碼
5．1 大氣激光通信中分層空時編碼模型
5．1．1 分層空時碼模型
5．1．2 分層空時碼的編碼原理
5．2 分層空時編碼的譯碼算法
5．2．1 分層空時碼編譯碼原理
5．2．2 最大似然譯碼算法
5．2．3 綫性譯碼算法
5．2．4 非綫性譯碼算法
5．2．5 分層空時碼的檢測方法
5．2．6 串行乾擾消除譯碼算法和綫性譯碼算法的比較
5．2．7 PPM調製時分層空時碼的誤碼性能分析
5．3 分層空時碼性能分析
5．3．1 水平分層空時編碼
5．3．2 對角分層空時碼
5．3．3 螺鏇分層空時編碼
5．3．4 H-BIAST、D-BLAST和T-BLAST性能對比分析
5．3．5 級聯分層空時碼仿真分析
5．4 垂直分層空時碼性能分析
5．4．1 最大似然譯碼算法的性能分析
5．4．2 綫性譯碼算法的性能分析
5．4．3 串行乾擾消除譯碼算法的性能分析
參考文獻

6 混閤空時編碼
6．1 光通信中混閤空時編碼的編碼
6．2 光通信中混閤空時編碼的譯碼
6．3 混閤空時編碼的性能分析
6．3．1 誤碼性能分析
6．3．2 幾種編碼方式下分集度和頻譜效率的對比
6．4 仿真分析
參考文獻

7 空時網格編碼
7．1 空時網格編碼
7．2 MIMO-PPM分析
7．3 無綫光MIMO空時網格碼
7．3．1 發射信號模型
7．3．2 4PPM-STTC編碼調製與譯碼
7．3．3 仿真及結果分析
參考文獻

8 差分空時編碼
8．1 差分空時碼的研究現狀
8．2 基於群碼的差分空時碼
8．2．1 基於群碼的差分空時碼的編碼
8．2．2 基於群碼的差分空時碼的譯碼
8．3 光通信中的差分空時碼
8．3．1 基於2PPM調製的差分空時碼的編碼
8．3．2 基於2PPM調製的差分空時碼的譯碼
8．3．3 仿真分析
參考文獻

9 酉空時編碼
9．1 酉空時碼的編碼原理及差分酉空時碼調製
9．2 基於鏇轉因子的酉空時碼編碼
9．2．1 射頻中基於相移鍵控的酉空時編碼
9．2．2 基於PPM調製的酉空時編碼
9．3 酉空時碼的譯碼原理
9．3．1 已知信道狀態信息
9．3．2 未知信道狀態信息
9．4 仿真結果
參考文獻

10 自適應分層空時編碼
10．1 自適應調製編碼技術研究
10．2 自適應調製編碼的基本原理
10．3 FSO-MIMO中4×4的自適應分層空時編碼
10．3．1 FSO-MIMO中4x4的自適應分層空時編碼的原理
10．3．2 光通信中的正交空時分組碼與垂直分層空時碼
10．3．3 自適應分層空時碼的編碼
10．3．4 自適應分層空時碼的譯碼
10．4 接收信噪比的計算
10．5 仿真分析
參考文獻

11 室內MIMO-VLC係統性能分析
11．1 室內MIMO-VLC係統模型
11．1．1 發射機設計
11．1．2 接收陣列設計
11．1．3 最大似然聯閤檢測
11．1．4 選擇閤並算法
11．2 室內MIMO-VLC係統性能
11．2．1 誤碼性能
11．2．2 信道容量
11．3 空時編碼
11．3．1 MIMO-VLC係統空時編碼模型
11．3．2 雙發射天綫空時編碼
11．3．3 多發射天綫空時編碼
11．3．4 最大似然譯碼
參考文獻

12 MIMO技術的檢測算法
12．1 MIMO係統的基本檢測算法
12．1．1 最大似然檢測算法
12．1．2 綫性檢測算法
12．1．3 非綫性檢測算法
12．1．4 仿真結果
12．2 MIMO係統的迭代檢測算法
12．2．1 MIMO迭代檢測技術
12．2．2 MIM0迭代檢測算法
12．2．3 MonteCarlo統計方法
12．2．4 MCMC檢測算法
12．2．5 仿真結果
12．3 Turho碼編碼
12．3．1 Turbo迭代譯碼結構
12．3．2 MAP算法
12．3．3 Log-MAP算法
12．3．4 Turbo-BLAST係統
12．3．5 迭代檢測算法
參考文獻

附錄1 ZF檢測算法
附錄2 MMSE檢測算法
附錄3 ZF準則（串行乾擾抵消算法）
附錄4 MMSE準則（串行乾擾抵消算法）
附錄5 ZF準則（排序串行乾擾抵消算法）
附錄6 MMSE準則（排序串行乾擾抵消算法）
附錄7 MCRB-MCMC迭代檢測
附錄8 MCRB-U-MCMC迭代檢測

前言/序言

　　無綫光通信技術結閤瞭光縴通信及微波等傳統無綫通信的優勢，得到迅速發展，逐漸成為一種新興的寬帶接人方式，受到瞭廣泛關注。但隨著通信信息量的增大，擴充網絡帶寬資源及提高通信容量已成為亟待解決的課題。MIMO技術能夠充分利用空間資源，在不增加頻譜資源和發射功率的情況下成倍提高現有係統的信道容量，且具有更強的抗乾擾和抗衰落能力，已成為高速數據傳輸的優選技術之一。空時編碼技術通過利用陣列天綫處理技術可以有效抑製MIMO係統的衰落及提高頻譜效率，可以逼近無綫光MIMO係統的信道容量。本書將MIMO技術應用於大氣激光通信，並引入可同時提供時域和空域冗餘的空時編碼思想，作者將二者結閤，對無綫光MIMO係統空時編碼領域遇到的相關理論問題進行瞭深入的探索，初步建立瞭無綫光MIMO係統空時編碼理論基礎，是在此領域的初步嘗試。
　　全書共分12章，涉及緒論，湍流大氣中多孔徑發射／多孔徑接收技術，信道模型與信道容量，正交空時分組碼，分層空時編碼，混閤空時編碼，空時網格編碼，差分空時編碼，酉空時編碼，自適應分層空時編碼，室內MIMO-VLC係統性能分析及MIMO技術的檢測算法等內容，介紹瞭無綫光MIMO係統的關鍵技術，提齣瞭無綫光MIMO係統空時編碼的基本框架。
　　本書是西安理工大學光電工程技術研究中心的集體研究成果，王惠琴、安娜、程婷、張娜、高海濤等參與瞭本書成果的研究，諶娟、鄧莉君參與瞭本書的撰寫及校正工作。恩師吳振森教授對作者的研究工作一直很關心，提齣瞭許多寶貴意見，在此錶示深切的謝意！

《無綫通信係統中的信息論基礎與編碼技術》 內容梗概： 本書深入探討瞭無綫通信係統中信息論的基本原理以及支撐現代無綫通信高效可靠運行的編碼技術。全書分為四個主要部分，層層遞進，旨在為讀者構建一個全麵而深入的理解框架。 第一部分：信息論基礎 本部分奠定瞭理解無綫通信係統信息傳輸瓶頸和性能極限的理論基石。 香農信息論的基石： 詳細闡述瞭信息熵的概念，包括聯閤熵、條件熵、互信息等，並深入分析瞭它們在衡量信息量、信道容量以及信息冗餘度方麵的作用。我們將從信息論的視角齣發，理解信息傳輸的本質，以及為什麼我們能夠以一定的速率無差錯地傳輸信息。 信道模型與容量： 詳細介紹瞭各種經典的離散和連續信道模型，例如二元對稱信道（BSC）、高斯白噪聲信道（AWGN）、衰落信道等。重點在於信道容量的計算和理解，解釋瞭信道容量是如何定義通信係統能夠達到的理論最大可靠傳輸速率。我們將通過數學推導和實例分析，揭示信道特性對通信性能的根本性影響。 信源編碼與壓縮： 探討瞭信源編碼的目標——去除信息冗餘，以盡可能少的比特數錶示信息。我們將深入研究諸如霍夫曼編碼、算術編碼等經典信源編碼算法的原理、優缺點及其在實際應用中的考量。同時，也會涉及一些現代的壓縮技術，如LZ係列算法和用於圖像、音頻壓縮的熵編碼思想。 信道編碼與糾錯： 本節是本書的重中之重。我們將係統性地介紹信道編碼的原理，即通過引入人為的冗餘來對抗信道中的噪聲和乾擾，從而實現可靠的數據傳輸。內容涵蓋瞭綫性分組碼（如Hamming碼、BCH碼、RS碼）、捲積碼（包括其編碼、解碼算法如Viterbi算法）以及現代的現代先進編碼技術（如Turbo碼、LDPC碼）。我們將從編碼器的結構、譯碼器的復雜度、糾錯能力等多個維度對這些編碼進行詳細的分析和比較，並討論它們在不同通信場景下的適用性。 第二部分：無綫信道特性與建模 本部分聚焦於無綫通信特有的信道環境，揭示其復雜性，並提供可靠的建模方法。 傳播模型： 深入分析瞭無綫電波在空間傳播的基本物理機製，包括自由空間傳播、路徑損耗、陰影效應、多徑效應等。我們將介紹各種傳播損耗模型（如Friis公式、Hata模型）及其適用條件。 多徑效應的分析： 多徑效應是無綫通信中一個至關重要的問題，會導緻信號衰落和碼間乾擾（ISI）。本節將詳細分析多徑傳播的機理，引入時延擴展、相乾帶寬、相乾時間等關鍵參數。我們將探討不同類型的衰落，如瑞利衰落、萊斯衰落，並分析其統計特性。 衰落信道的建模： 基於對多徑效應的分析，本節將介紹用於描述衰落信道的數學模型，包括平坦衰落和頻率選擇性衰落的區分。我們將學習如何使用統計分布（如Gamma分布、Nakagami-m分布）來刻畫衰落的深度和持續時間。 乾擾模型： 除瞭噪聲，無綫通信係統還會麵臨來自同頻乾擾、鄰頻乾擾等多種形式的乾擾。本節將介紹不同乾擾的産生機製，並提供相應的數學模型，為係統性能分析提供基礎。 信道狀態信息（CSI）： 深入探討CSI的獲取、估計和利用。我們將學習如何在接收端估計信道衝激響應，以及如何將其用於均衡、分集接收和自適應編碼等技術中。 第三部分：現代無綫通信編碼技術詳解 本部分將進一步深化對先進編碼技術的理解，並拓展到更復雜的應用場景。 Turbo碼的原理與性能： 詳細介紹Turbo碼的交織、並行級聯結構、軟判決譯碼算法（如BCJR算法）及其迭代譯碼過程。我們將通過分析其接近香農極限的性能，解釋其在3G、4G等移動通信標準中的重要作用。 LDPC碼的構造與譯碼： 深入解析LDPC碼的稀疏校驗矩陣結構、圖錶示（Tanner圖）以及其高效的譯碼算法（如和積算法、置信傳播算法）。我們將探討LDPC碼的優點，如優秀的糾錯性能和易於並行化的譯碼，以及其在Wi-Fi、5G等標準中的應用。 極化碼（Polar Codes）： 作為近年來新興的信道編碼技術，極化碼已被選為5G NR控製信道的編碼方案。本節將詳細介紹極化碼的構造原理——極化變換，以及其理論上能夠達到信道容量的優異性能。我們將探討其譯碼算法（如SC、SCL譯碼）及其在實際係統中的實現考量。 低密度置亂碼（LDCs）與先進差錯控製編碼： 簡要介紹一些其他先進的差錯控製編碼技術，可能包括交織與編碼的結閤、具有特定性能優勢的編碼結構等，為讀者提供更廣闊的視野。 第四部分：編碼技術在無綫係統中的應用 本部分將前麵兩部分的理論知識與實際無綫通信係統相結閤，展示編碼技術如何解決實際工程問題。 多天綫通信中的編碼： 探討如何在多輸入多輸齣（MIMO）係統中應用編碼技術，例如使用空時編碼（STC）與信道編碼的結閤，以同時提升數據速率和可靠性。雖然本書不包含“無綫光MIMO係統中空時編碼理論”這一特定主題，但我們將在此部分探討通用MIMO係統的信道編碼策略，包括如何利用多天綫實現分集增益和空間復用增益，並在此基礎上應用魯棒的信道編碼。 無綫通信標準中的編碼方案： 迴顧並分析當前主流無綫通信標準（如Wi-Fi、4G LTE、5G NR）所采用的編碼方案，如Turbo碼、LDPC碼、以及Polar碼在不同場景下的具體應用。我們將重點關注這些標準如何權衡編碼的復雜性、糾錯能力與係統吞吐量。 自適應編碼與調製（ACM）： 介紹ACM技術，即根據瞬時信道條件動態調整編碼率和調製階數，以在不同信道環境下最大化係統吞吐量。我們將分析ACM的實現機製，以及其對編碼和調製方案的依賴性。 聯閤通信與感知（JCAS）中的編碼： 簡要探討在一些新興的聯閤通信與感知係統中，編碼技術如何同時滿足通信和感知對信息質量和時延的要求。 本書力求在理論的嚴謹性和應用的實用性之間取得平衡。通過清晰的數學推導、豐富的圖錶說明以及對實際通信係統的案例分析，本書旨在幫助讀者深入理解無綫通信係統中信息論的精髓，掌握現代先進編碼技術的原理與應用，為從事無綫通信領域的研究、開發和工程實踐打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

從一個學生的角度來看，這本書提供的知識體係非常完整。它從無綫光MIMO係統的基本物理模型齣發，逐步引入空時編碼的概念，並對其進行瞭詳盡的數學建模和性能分析。讓我受益匪淺的是，書中詳細介紹瞭各種經典的空時編碼技術，如Alamouti編碼、Trellis編碼等，並深入剖析瞭它們的工作原理和性能優勢。更重要的是，作者沒有迴避在實際無綫光MIMO係統中可能遇到的挑戰，比如多徑乾擾、信道衰落以及器件非綫性等問題，並嘗試給齣相應的解決方案。書中還對一些新興的空時編碼技術進行瞭探討，這讓我對該領域的最新進展有瞭一定的瞭解。雖然書中包含一些較深的數學推導，但作者的講解清晰易懂，並且配閤瞭豐富的圖錶和實例，大大降低瞭學習難度。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深的感受是，它非常“實在”。盡管書名聽起來可能偏嚮理論，但作者在書中反復強調瞭理論與實踐的結閤。例如，在介紹空時編碼的原理時，書中不僅僅是給齣瞭數學模型，還通過對不同場景下的誤碼率、吞吐量等性能指標的仿真分析，直觀地展示瞭不同編碼方案的優劣。我特彆留意瞭書中關於如何優化編碼參數以應對特定無綫光MIMO環境的部分，這對於實際工程設計具有很高的參考價值。作者也對一些前沿的研究方嚮進行瞭展望，比如與人工智能結閤的空時編碼，這讓我感受到瞭該領域的活力和未來潛力。雖然我對部分高級的理論推導還需要時間去消化，但整本書的結構非常清晰，每一章節的過渡都很自然，使得我能夠有條不紊地學習。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對無綫通信領域充滿好奇的學習者，我一直對MIMO技術在提升係統容量和可靠性方麵的重要性有所耳聞。當看到這本書的書名時，我立刻被吸引瞭，尤其是“空時編碼理論”這個部分，它直接觸及瞭MIMO的核心。書中對於空時編碼的原理性講解，深入淺齣，讓我對如何利用時間和空間維度來同時傳輸多路信息有瞭全新的認識。作者沒有止步於理論模型的闡述，而是花瞭大量篇幅去討論這些編碼方案如何與現有的無綫光通信鏈路相結閤，並且詳細分析瞭在不同信道條件下（例如，考慮瞭多徑效應和衰落）的性能錶現。我尤其欣賞書中對各種編碼方案（如STBC、STTC等）的比較分析，這有助於讀者根據實際需求選擇最閤適的編碼策略。雖然書中包含瞭一些復雜的數學公式，但作者的解釋和案例分析，使得這些公式不再是冰冷的符號，而是能夠轉化為直觀的理解。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的章節編排和內容組織做得相當齣色，每一部分都緊密相連，形成瞭一個邏輯完整的體係。開篇對MIMO基本概念的介紹，以及對無綫光通信特點的分析，為後續的空時編碼理論奠定瞭堅實的基礎。我特彆喜歡其中關於最大比閤並（MRC）和迫零（ZF）等預編碼技術與空時編碼結閤的章節，作者詳細地分析瞭它們如何協同工作以提升係統性能，並給齣瞭相應的仿真結果和性能比較。書中對一些新興的空時編碼技術，比如基於深度學習的空時編碼，也進行瞭初步的探討，這讓我看到瞭未來無綫光通信技術發展的更多可能性。雖然有些章節涉及到較多的數學推導，但作者總是能夠通過圖示和清晰的文字解釋來輔助理解，這一點對於我這樣需要反復琢磨纔能掌握知識的讀者來說，是非常寶貴的。總體而言，這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一次關於無綫光MIMO係統通信原理的深度探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名雖然是“無綫光MIMO係統中空時編碼理論”，但實際閱讀起來，我感覺作者並沒有僅僅局限於理論的梳理，而是花瞭相當大的篇幅去探討其在實際係統中的應用前景和挑戰。書中對各種空時編碼方案的推導和分析，都力求做到嚴謹且直觀，這對於理解復雜的編碼過程非常有幫助。尤其讓我印象深刻的是，作者並沒有迴避在實際無綫光MIMO係統中部署這些編碼時可能遇到的各種限製，例如光學器件的非綫性效應、大氣湍流的影響以及光信號的噪聲問題。他不僅指齣瞭這些問題，還嘗試提齣瞭一些潛在的解決方案或者對策，這使得整本書讀起來既有深度又不失實用性。雖然我不是該領域的專傢，但通過這本書，我對空時編碼在無綫光通信中的作用有瞭更清晰的認識，並且對未來的技術發展方嚮有瞭一些初步的思考。作者的論述邏輯清晰，從基礎理論的鋪墊到高級應用的探討，循序漸進，即使是初學者也能逐步跟上思路。