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無線通信基礎(chǔ)與應(yīng)用 
定 價：56 元
9 7 6 8 6 7 4 5 0 6 4 0 0 
本書重點介紹各類無線通信系統(tǒng)中最具普遍性和代表性的基礎(chǔ)知識與關(guān)鍵技術(shù)，特別是無線通信系統(tǒng)中需要解決的根本問題及對策。通過學(xué)習(xí)本書可以了解無線通信系統(tǒng)的基本理論、概念和設(shè)計方法。全書共13章，內(nèi)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(yīng)、單載波調(diào)制技術(shù)、 抗衰落技術(shù)中的分集與交織和均衡技術(shù)、擴頻調(diào)制、多載波調(diào)制、多天線技術(shù)、多址技術(shù)、蜂窩通信基礎(chǔ)、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(guān)閱讀資料及練習(xí)題，讀者登錄作者所給網(wǎng)站或掃描書中二維碼即可獲得。
本書精心挑選的內(nèi)容難度適中，既體現(xiàn)了無線通信，特別是移動通信的最新進展，又充分兼顧了學(xué)生的理解能力。本書適合高校通信類專業(yè)作為教材使用。
近五年來，通信與信息領(lǐng)域經(jīng)歷了巨大的變革，第五代移動通信系統(tǒng)正式商用，基于低軌星座的移動通信系統(tǒng)在全球興起，邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)層出不窮。一方面，這些變革都離不開無線通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，另一方面，這些變革也對作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的無線通信技術(shù)提出了更高的要求。
但是，萬變不離其宗，不管無線通信技術(shù)如何發(fā)展，都是在香農(nóng)的信息論、無線信道、調(diào)制解調(diào)、多天線技術(shù)等底層原理和技術(shù)基礎(chǔ)之上構(gòu)筑的。本書討論無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)原理和相關(guān)技術(shù)，是根據(jù)西安電子科技大學(xué)“無線通信”課程的建設(shè)要求，以編者多年來的教學(xué)講義為基礎(chǔ)，參考國內(nèi)外最新的專著、教材和文獻資料，結(jié)合編者自身的理解，經(jīng)過多次修訂編寫而成的。全書盡可能使用平直的文字，避免晦澀的表述，然而作為一本專業(yè)技術(shù)課教材，書中還是保留了必要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。希望本書能夠引領(lǐng)讀者入門無線通信技術(shù)，幫助讀者為今后的工作奠定理論與技術(shù)基礎(chǔ)，為讀者開啟更為深入的研究提供幫助。
為了更好地學(xué)習(xí)本書內(nèi)容，要求學(xué)生先修課程包括概率論與隨機過程、信號與系統(tǒng)和通信原理。本書可以用作高等工科學(xué)校通信與系統(tǒng)、無線電技術(shù)專業(yè)高年級本科生或者研究生的教材，也可用作通信工程技術(shù)人員的參考書。
全書共13章。其中，第1章闡述了無線通信的基本概念，介紹了若干實用的無線通信系統(tǒng)，說明了本書內(nèi)容的組織方式。第2章和第3章分別從大小兩個距離尺度上討論無線信道對無線電信號的影響，具體討論會造成信號經(jīng)歷乘性變化的大小尺度衰落，這是無線信道有別于加性高斯白噪聲信道的根本所在，也是無線通信面臨的根本挑戰(zhàn)。這兩章是本書的核心內(nèi)容，只有充分了解信號在無線信道中傳播會有什么問題，才能有的放矢，相應(yīng)地解決實際問題。第4~9章討論如何對抗大小尺度衰落從而提升無線通信可靠性與有效性，這些技術(shù)通常位于點到點通信系統(tǒng)的不同位置，完成不同的功能，通過組合使用這些技術(shù)，就可以構(gòu)建可靠、有效的點到點無線通信系統(tǒng)。第10章則是以點到點無線通信為基礎(chǔ)，進一步討論構(gòu)建多用戶通信系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù)——多址技術(shù)。在多址技術(shù)的基礎(chǔ)上，第11章介紹蜂窩移動通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)，特別是頻率復(fù)用技術(shù)和越區(qū)切換技術(shù)，正是這些技術(shù)使得在更大地理范圍內(nèi)為廣大用戶提供通信服務(wù)成為可能�；谝苿油ㄐ畔到y(tǒng)的最新進展，第12章和第13章分別介紹了第四代和第五代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)要點，其中大量內(nèi)容都是基于前面11章討論過的原理和技術(shù)，是無線通信基礎(chǔ)原理與技術(shù)的具體應(yīng)用。為了幫助讀者更好地理解本書內(nèi)容，針對各章中的波形和性能曲線等插圖，我們提供了配套的Matlab源代碼，讀者可以自行免費下載，代碼倉庫地址為https://gitee.com/q1nha0/wireless5004.git，需要說明的是，為了下載相關(guān)代碼，讀者必須安裝源代碼版本控制工具git并學(xué)會使用，這是每個工程技術(shù)從業(yè)人員應(yīng)該掌握的，不再贅述。為了幫助讀者加深理解，我們在網(wǎng)上為每一章都提供了若干習(xí)題，其中部分習(xí)題需要讀者使用Matlab或者Python編程完成。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。要想深刻理解無線通信的基礎(chǔ)原理與技術(shù)，并將其轉(zhuǎn)化為讀者自身的知識儲備，親自動手是必不可少的關(guān)鍵步驟。
本書在編寫過程中盡可能統(tǒng)一了名詞和術(shù)語的使用，但是對于符號或者碼元一詞斟酌了許久，兩個詞含義完全相同，且在不同場景下經(jīng)�；Q使用，為此在本書中，符號與碼元兩個同義詞不加解釋地互換使用，例如誤碼率、符號間干擾等。
本書由秦浩編寫第1、2、3、6、8、12和13章并負責(zé)全書的統(tǒng)稿定稿，由馬卓編寫第5、7、9、11章，由張艷玲和秦浩合作編寫第4章，由張艷玲和馬卓合作編寫第10章。孫獻璞教授和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)理論及關(guān)鍵技術(shù)國家重點實驗室副主任宋彬教授主審了本書。
書到用時方恨少，事因經(jīng)過始知難。在大約1年的編寫過程中，本書編者深刻感受到了這一點，幸好得到了許多老師與同學(xué)的大力幫助，克服了種種困難，最終完成了預(yù)期目標(biāo)。裴昌幸教授、顧華璽教授為本書的立項提供了極大的支持與助力。杜栓義教授針對本書內(nèi)容提出了大量卓越的、有建設(shè)性的建議和意見。研究生李瀟楠、孟昊煒、郭慶哲和劉穎幫助完成了本書的 Matlab代碼編寫和插圖制作。李惠萍老師為本書的出版付出了辛勤的勞動。在此向各位領(lǐng)導(dǎo)、師友和同學(xué)表示深深的感謝。
書末所附參考文獻是本書重點參考的論著，在此特向在本書中引用和參考的已注明和未注明的教材、專著、文章及網(wǎng)頁的編者和原作者表示誠摯的謝意。
本書的出版得到了西安電子科技大學(xué)教材建設(shè)基金資助項目的支持，在此深表謝意。
本書雖經(jīng)幾次修改，但由于編者水平所限，不足與疏漏之處在所難免，敬請專家、同學(xué)及讀者發(fā)送郵件至hqin@mail.xidian.edu.cn給予批評指正。
本書的配套源代碼、課后習(xí)題及勘誤表可以通過下面的公眾號“無線通信xidian”獲取，也可以通過網(wǎng)址https://web.xidian.edu.cn/hqin/textbook.html獲得。
教材公眾號
配套Matlab代碼倉庫
教材配套網(wǎng)址
編 者
于西安電子科技大學(xué)
2022年2月
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(zhàn) 1
1.1.2 無線通信使用的頻譜 3
1.2 現(xiàn)有無線通信系統(tǒng) 5
1.2.1 蜂窩移動通信系統(tǒng) 5
1.2.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 7
1.2.3 物聯(lián)網(wǎng) 12
1.2.4 無線局域網(wǎng) 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(tǒng)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(tǒng) 18
1.4 多址和組網(wǎng)技術(shù) 20
本章小結(jié) 21
第2章 大尺度路徑損耗 22
2.1 天線基礎(chǔ)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(shù)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 231WalfishIkegami模型 43
2.5 室內(nèi)路徑損耗模型 44
2.5.1 基礎(chǔ)模型 45
2.5.2 衰減因子模型 45
2.5.3 ITUR M.2135/3GPP TR36.814的室內(nèi)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(jié) 48
第3章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 49
3.1 小尺度衰落的表現(xiàn)及成因 49
3.2 無線信道的沖激響應(yīng)模型 51
3.3 信道的描述參數(shù) 54
3.3.1 時間色散參數(shù) 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(luò)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(jié) 76
第4章 單載波調(diào)制技術(shù) 77
4.1 概述 77
4.2 脈沖成形技術(shù) 79
4.2.1 奈奎斯特第一準(zhǔn)則 82
4.2.2 奈奎斯特第二準(zhǔn)則 85
4.2.3 奈奎斯特第三準(zhǔn)則 88
4.3 信號空間分析 89
4.3.1 已調(diào)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(shè)計 94
4.3.4 AWGN信道下的誤碼率估計 96
4.4 線性調(diào)制技術(shù) 97
4.4.1 多進制相位調(diào)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(diào)制(QAM) 107
4.5 恒包絡(luò)調(diào)制 109
4.5.1 二進制移頻鍵控(BFSK) 109
4.5.2 最小移頻鍵控(MSK) 111
4.5.3 高斯最小移頻鍵控(GMSK) 115
4.5.4 多進制頻移鍵控(MFSK) 119
4.6 無線信道中的調(diào)制性能 120
4.6.1 平坦衰落信道中的調(diào)制性能 120
4.6.2 頻率選擇性衰落信道中的調(diào)制性能 122
本章小結(jié) 123
第5章 抗衰落技術(shù)——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 最大比合并 134
5.3.4 等增益合并 136
5.4 交織 137
本章小結(jié) 140
第6章 抗衰落技術(shù)——均衡 141
6.1 均衡的位置與功能 141
6.2 最大似然序列估計 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(zhì) 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(dǎo)頻設(shè)計 154
6.7 其他均衡方法 156
6.7.1 橫向濾波自適應(yīng)均衡 156
6.7.2 判決反饋均衡 157
6.7.3 分數(shù)間隔均衡 158
本章小結(jié) 158
第7章 擴頻調(diào)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(gòu)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(diào)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(jié) 182
第8章 多載波調(diào)制 183
8.1 多載波調(diào)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(huán)前綴 191
8.3 OFDM的DFT實現(xiàn) 193
8.4 OFDM系統(tǒng)設(shè)計 195
8.5 OFDM頻域均衡 196
8.6 OFDM的挑戰(zhàn)及對策 200
8.6.1 峰均比 200
8.6.2 同步 202
8.7 DFTSOFDM 204
8.8 OFDM改進 207
本章小結(jié) 208
第9章 多天線技術(shù) 209
9.1 多天線技術(shù)概述 209
9.2 空間分集 210
9.2.1 接收天線分集 211
9.2.2 發(fā)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(fù)用 216
9.3.1 一個簡單的空間復(fù)用實例 216
9.3.2 MIMO系統(tǒng)模型 217
9.3.3 MIMO信道的并行分解 218
9.3.4 MIMO預(yù)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(fā)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(jié) 228
第10章 多址技術(shù) 229
10.1 多址技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)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(yīng) 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(jié) 251
第11章 蜂窩通信基礎(chǔ) 252
11.1 移動通信網(wǎng)絡(luò)概述 252
11.1.1 實例——GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 252
11.1.2 接口規(guī)范、協(xié)議與功能 254
11.2 頻率的空間復(fù)用 255
11.2.1 大區(qū)制與小區(qū)制 255
11.2.2 小區(qū)與區(qū)群 256
11.2.3 區(qū)群大小與同頻復(fù)用距離 258
11.2.4 同頻小區(qū)的位置與分布 260
11.3 系統(tǒng)干擾 261
11.3.1 同頻干擾 261
11.3.2 鄰頻干擾 264
11.3.3 互調(diào)干擾 265
11.4 系統(tǒng)容量 266
11.4.1 系統(tǒng)容量與干擾 266
11.4.2 同頻干擾受限條件下的系統(tǒng)容量 267
11.4.3 多址干擾受限條件下的系統(tǒng)容量 269
11.5 提高系統(tǒng)容量的方法 271
11.5.1 小區(qū)分裂 272
11.5.2 劃分扇區(qū) 273
11.5.3 提高CDMA系統(tǒng)容量的方法 274
11.6 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào) 275
11.6.1 頻域干擾協(xié)調(diào) 277
11.6.2 時域干擾協(xié)調(diào) 279
11.6.3 空域干擾協(xié)調(diào) 280
11.7 移動性管理 281
11.7.1 小區(qū)駐留和小區(qū)重選 281
11.7.2 過區(qū)切換 282
11.7.3 軟切換 286
本章小結(jié) 286
第12章 4G LTE簡介 288
12.1 4G概述 288
12.2 整體架構(gòu) 288
12.2.1 LTE的版本與技術(shù)規(guī)范 290
12.2.2 LTE的關(guān)鍵技術(shù) 291
12.3 LTE空口協(xié)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(jié)構(gòu)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(dǎo)序列 312
12.6.2 前導(dǎo)序列檢測 314
12.6.3 隨機接入響應(yīng) 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(xué)習(xí) 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(diào)制映射 319
12.7.4 層映射與預(yù)編碼 319
12.7.5 資源映射與基帶信號生成 319
12.7.6 小區(qū)參考信號 320
12.8 多天線技術(shù) 321
12.8.1 發(fā)射分集(Transmit Diversity) 322
12.8.2 基于碼本的空間復(fù)用 323
12.8.3 非碼本的空間復(fù)用 325
12.8.4 多用戶MIMO 326
本章小結(jié) 326
第13章 5G NR簡介 327
13.1 5G概述 327
13.1.1 5G應(yīng)用場景及關(guān)鍵指標(biāo) 327
13.1.2 技術(shù)演進 329
13.1.3 整體架構(gòu) 330
13.1.4 NR設(shè)計原則 332
13.2 協(xié)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(jié)構(gòu) 341
13.3.1 空口波形 341
13.3.2 幀結(jié)構(gòu)與多參數(shù)集 342
13.3.3 雙工方式 344
13.3.4 部分帶寬 346
13.4 大規(guī)模MIMO技術(shù) 347
13.4.1 數(shù)字域多天線預(yù)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(tǒng)信息 358
13.5.5 隨機接入 359
本章小結(jié) 362
本書中使用的部分符號說明 363
參考文獻 364
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