多天线系统中的空时码技术 王海泉 9787030306043 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王海泉 著

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• 9787030306043

店铺： 天乐图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030306043

商品编码：29311931173

包装：平装

出版时间：2011-04-01

基本信息

书名：多天线系统中的空时码技术

定价：48.00元

作者：王海泉

出版社：科学出版社

出版日期：2011-04-01

ISBN：9787030306043

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是一部关于多天线系统中的空时码技术的专著。首先，介绍了多天线系统的容量，空时码的设计准则，空间分集与频分复用之间的*平衡点等基本理论；其次，介绍了正交与拟正交空时码，对角与完备空时码，酉空时码和差分空时码等多种空时码；后，通过附录给出了主要定理的证明。通过本书，读者将可以掌握各种线性（块状）空时码的构造原理及构造方法。

本书适用于电子工程、通信工程专业高校教师和高年级本科生，硕士、博士研究生等参考，同时也可供从事电子、通信、计算机及相关产业的研究人员、工程技术人员使用。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《智能无线通信：多天线与时空编码前沿探索》 内容概要 《智能无线通信：多天线与时空编码前沿探索》一书，深入剖析了现代无线通信领域的核心技术——多天线系统与时空编码。本书旨在为读者构建一个全面而深刻的理论框架，并在此基础上探讨其在下一代无线通信系统中的应用前景。内容涵盖了从基础理论到前沿研究的广泛范畴，力求做到理论严谨、分析详实、逻辑清晰，为相关领域的研究者、工程师及高等院校学生提供一份宝贵的参考资料。 第一部分：多天线系统基础理论 本部分奠定了整个书籍的理论基础，首先从最基本的概念入手，详细阐述了多天线系统（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）的核心优势及其工作原理。我们将回顾MIMO技术的发展历程，介绍其在提高频谱效率、增强系统鲁棒性以及扩展通信距离等方面的关键作用。 信道模型与特性分析：深入探讨了MIMO系统所面临的无线信道模型，包括瑞利衰落、莱斯衰落等经典模型，并着重分析了信道矩阵的统计特性、互相关性以及对系统性能的影响。理解这些信道特性对于设计和优化MIMO系统至关重要。本书将通过详细的数学推导和仿真分析，揭示不同信道环境下MIMO系统的性能边界。 分层复用与分层合并：详细讲解了MIMO系统中的两种基本数据传输策略——分层复用（Spatial Multiplexing）和分层合并（Spatial Combining）。分层复用通过在空间维度上同时传输多个独立数据流，实现频谱效率的指数级提升，特别适用于信道质量良好的环境。本书将深入分析分层复用所需的信道状态信息（CSI）的获取方式、信道预编码（Precoding）的设计原则（如迫零预编码、MMSE预编码等）以及接收端的最优检测算法（如最大似然检测、MMSE检测、干扰削除等）。分层合并则利用多天线接收信号的相干叠加，以降低噪声和干扰，提高信号的信噪比（SNR）和通信的可靠性。本书将阐述分层合并的原理，并分析其在信道质量较差或需要更高可靠性时的优势。 MIMO信道容量：对MIMO信道容量的理论极限进行了深入的探讨。通过引入并推导多天线系统的香农容量公式，展示了在不同天线数和信噪比条件下，MIMO系统能够达到的最大信息传输速率。本书将结合具体的信道模型，对信道容量随天线数和SNR变化的规律进行细致的分析，为系统设计提供理论指导。 MIMO信道状态信息（CSI）：详细阐述了CSI在MIMO系统中的重要性，以及获取CSI的各种方法，包括显式反馈、隐式反馈和信道估计技术。分析了CSI的获取精度、反馈开销以及时延对系统性能的影响。本书还将探讨在训练序列辅助（TSA）和盲信道估计等技术在实际应用中的挑战与解决方案。 第二部分：时空编码技术原理与设计 本部分是本书的核心内容之一，重点聚焦于时空编码（Space-Time Coding, STC）技术。时空编码巧妙地将空间分集和时间分集相结合，在不增加额外传输功率的前提下，显著提高无线信号的可靠性，降低误码率。 时空编码的基本原理：深入剖析了时空编码的设计思想，即利用多天线在时间和空间上的冗余来对抗衰落。我们将从最基础的时空编码码字构建开始，详细解释如何通过编码矩阵将信息比特映射到不同天线和不同时间符号上。 经典时空编码码族：详细介绍了多款经典的、广泛应用的STC码族，包括： Alamouti码：作为一种简单高效的空时分组码（Space-Time Block Codes, STBC），Alamouti码是双天线MIMO系统中最具代表性的编码方案。本书将对其编解码原理进行详细阐述，并分析其在瑞利衰落信道下的性能增益。 Orthogonal Design (OD)码：进一步推广了Alamouti码的思想，实现了多天线系统（M>2）的完整分集增益。本书将重点介绍其设计准则，并分析其在不同天线配置下的性能表现。 Quasi-Orthogonal STBC (QOSTBC)：针对OD码在天线数增加时传输效率下降的问题，QOSTBC通过引入一定的非正交性，在保证较高分集阶数的同时，进一步提升了传输速率。本书将深入研究其设计方法和性能权衡。 Spatiotemporal Trellis Codes (STTC)：与STBC不同，STTC是一种利用有限状态机来编码信息比特的空时卷积码，能够提供更高的编码增益，但其解码复杂度也相应较高。本书将介绍STTC的设计原理，并分析其与STBC的性能和复杂度对比。 时空编码的性能分析：本书对各种时空编码方案的性能进行了严谨的数学分析。我们将从误码率（BER）的角度，推导出不同STC码在不同衰落模型下的性能界限。通过仿真实验，直观地展示STC相对于不使用编码系统的性能提升，以及不同STC码在不同信道条件下的优劣势。 时空编码的解码算法：针对不同的STC码，本书详细介绍了相应的解码算法。这包括最大似然（ML）解码、最小均方误差（MMSE）解码以及基于特定码结构的简化解码算法。我们将分析这些解码算法的复杂度，并探讨如何根据实际应用需求选择合适的解码方案。 时空编码的码字设计与优化：除了介绍已有的经典码族，本书还将探讨码字设计的基本原则和优化方法。这包括如何根据天线数、传输速率和性能指标等要求，设计出更优的时空编码方案。 第三部分：时空编码与MIMO技术融合应用 本部分将深入探讨如何将时空编码技术与MIMO系统的其他关键技术有机结合，以实现更高效、更可靠的无线通信。 MIMO系统中的预编码与时空编码协同设计：在MIMO系统中，预编码主要用于提高传输速率，而时空编码则侧重于提高可靠性。本书将研究如何协同设计预编码和时空编码，以在速率和可靠性之间取得最佳的平衡。我们将探讨多种协同设计策略，例如将STBC与迫零预编码或MMSE预编码相结合，分析其对系统容量和误码率的影响。 先进的MIMO架构与时空编码： 大规模MIMO (Massive MIMO)：随着基站天线数量的急剧增加，Massive MIMO成为下一代通信的关键技术。本书将分析在Massive MIMO场景下，时空编码的作用和挑战。我们将探讨如何利用大规模天线阵列实现近乎完美的空间分集，以及在这种环境下，时空编码在进一步提升系统性能和处理用户间干扰方面的潜力。 分布式MIMO (Distributed MIMO)：将MIMO天线分布在不同的地理位置，可以提供更广范围的覆盖和更强的信号稳健性。本书将探讨在分布式MIMO系统中，如何设计和应用时空编码，以克服因天线之间缺乏相干性而带来的挑战，并充分发挥分布式MIMO的优势。 协同MIMO (Cooperative MIMO)：通过多个节点（如基站或用户设备）之间的协作，实现更强大的信号处理能力。本书将研究在协同MIMO网络中，时空编码如何被用于提升整体通信的可靠性和覆盖范围。 智能天线技术与时空编码的结合：智能天线技术，如波束赋形（Beamforming），在精确指向信号方向、抑制干扰方面扮演着重要角色。本书将分析智能天线如何与时空编码技术相结合，例如通过波束赋形技术来改善信道估计的准确性，从而为时空编码提供更好的工作条件，或者在接收端利用波束赋形来增强特定用户的信号，同时利用时空编码来处理残余干扰。 时空编码在不同无线通信标准中的应用：本书将回顾和分析时空编码技术在当前及未来无线通信标准（如Wi-Fi、LTE-Advanced、5G NR等）中的具体应用情况。通过分析这些标准的设计细节，揭示时空编码在实际系统部署中的重要性。 第四部分：前沿研究与未来展望 本部分将着眼于时空编码和MIMO技术的最新研究进展，并对未来的发展趋势进行展望。 智能反射面 (RIS) 与时空编码的融合：智能反射面作为一种新兴的被动无线通信技术，能够通过重构无线传播环境来提升信号质量。本书将探讨RIS如何与MIMO和时空编码技术相结合，例如利用RIS来改善MIMO信道的条件，使得时空编码能够发挥更大的作用，或者通过RIS辅助的时空编码来设计更高效的通信链路。 机器学习与时空编码的协同优化：机器学习技术在无线通信领域的应用日益广泛。本书将探讨如何利用机器学习算法来优化时空编码的设计和解码过程，例如通过训练模型来动态调整编码参数，以适应不断变化的信道条件，或者利用机器学习来加速复杂的解码过程。 全双工通信与时空编码：全双工通信允许在同一频率上同时进行发送和接收，从而有望实现频谱效率的翻倍。本书将分析在全双工MIMO系统中，时空编码如何被用于抵消自干扰，并同时利用空间维度来提升通信性能。 其他前沿研究方向：还将简要介绍一些其他与时空编码和MIMO技术相关的热点研究方向，例如：低复杂度时空编码、可重构MIMO系统、以及时空编码在物联网（IoT）和车联网（V2X）等新兴应用中的潜在作用。 本书特色 《智能无线通信：多天线与时空编码前沿探索》一书最大的特色在于其系统性、深入性和前瞻性。 系统性：本书从基础概念出发，逐步深入到复杂理论和前沿技术，形成了一个完整的知识体系，适合不同层次的读者。 深入性：对于每一个技术点，本书都进行了详细的理论推导、数学分析和性能评估，力求让读者彻底理解其内在机制。 前瞻性：关注最新的研究动态和技术趋势，为读者展现了该领域未来的发展方向。 理论与实践结合：在强调理论分析的同时，本书也借鉴了大量实际通信系统的应用案例，使得理论知识更具指导意义。 图文并茂：书中包含大量的图表和仿真结果，直观地展示了各种技术原理和性能表现。 目标读者 本书适合以下人群阅读： 通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的在校研究生：作为教材或参考书，帮助学生掌握MIMO和时空编码的核心知识。 从事无线通信系统设计、研发和优化的工程师：为工程师提供解决实际问题的理论依据和技术参考。 对前沿无线通信技术感兴趣的研究人员：引领读者了解该领域的最新研究进展和未来趋势。 需要深入了解现代无线通信核心技术的技术爱好者：为非专业读者提供一个深入学习的途径。 通过阅读《智能无线通信：多天线与时空编码前沿探索》，读者将能够构建起一个扎实的理论基础，理解当前和未来无线通信系统的关键技术，并为进一步的学术研究或工程实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我一种严谨而专业的视觉感受，沉稳的色调和清晰的书名字体，预示着它将是一本深度探讨某项技术领域的学术专著。我翻开第一页，纸张的质感很好，印刷清晰，这让我对后续阅读的体验有了初步的信心。书本的版式设计也相当合理，字体大小适中，行距舒适，即便长时间阅读也不会感到疲惫。我特别留意了目录部分，它清晰地勾勒出了本书的整体脉络，从基础概念的引入，到核心技术的深入剖析，再到相关的应用和发展趋势，层层递进，逻辑性很强。这种结构设计对于读者理解复杂的技术概念非常有帮助，能够引导读者循序渐进地掌握知识。我对书中关于“空时码”这个概念非常好奇，它听起来像是将时间和空间两个维度结合起来进行编码，这在无线通信领域无疑具有巨大的潜力。我设想作者会从最基本的原理讲起，例如如何利用多天线的空间分集效应来提高信号的可靠性，又如何通过引入时间编码来进一步提升系统的容量和性能。这种结合性的技术，我认为在应对日益增长的移动数据需求方面，会扮演越来越重要的角色。书中的一些图表和公式预示着它会包含大量的理论推导和数学模型，这对于想要深入理解其背后原理的读者来说，是极其宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常吸引我，厚实的封面和精美的外观，让人一看就知道是一本有分量的学术著作。当我在书店拿起它时，一种沉甸甸的专业感扑面而来，仿佛握住了知识的重量。我迫不及待地翻阅了扉页，作者的名字“王海泉”以及出版社信息都赫然在目，这本身就是一种品质的保证。接着，我仔细阅读了前言，作者在其中表达了对该领域研究的热忱和本书的写作初衷。从文字中，我能感受到作者深厚的学术功底和对前沿技术的敏锐洞察力。书中的章节标题也设计得颇具匠心，每一个标题都像一个引人入胜的谜题，激发了我进一步探索其内容的欲望。我对其中提到的“多天线系统”这个关键词尤为关注，这显然是现代无线通信技术的核心组成部分。而“空时码技术”更是让我眼前一亮，它暗示着本书将深入探讨如何在这类系统中设计和实现高效的编码方案，以应对复杂的信道环境和不断增长的通信需求。我预感书中会包含很多关于信道建模、编码设计、解码算法等方面的详细阐述，并可能涉及一些前沿的研究成果和实际应用案例。

评分☆☆☆☆☆

当我看到这本书的时候，第一感觉是它的主题非常具有前瞻性。在如今信息爆炸的时代，通信效率和可靠性的提升是各个行业关注的焦点，而“多天线系统”和“空时码技术”恰恰是解决这些问题的关键。我非常欣赏作者能够聚焦于这样一个具有挑战性且意义重大的课题。书本的印刷质量上乘，纸张的触感细腻，文字清晰可辨，这在学术著作中是非常重要的细节，能够极大地提升阅读体验。我仔细浏览了目录，它构建了一个逻辑清晰、层次分明的知识体系。从基础理论的铺垫，到核心技术的讲解，再到性能分析和实际应用，每一个环节都安排得井井有条。这让我确信，无论是初学者还是有一定基础的读者，都能从中找到适合自己的学习路径。我对书中可能包含的理论推导和数学模型抱有极大的兴趣，因为只有深入理解其数学原理，才能真正掌握这项技术。我预想作者会从空时码的基本思想出发，逐步介绍各种具体的编码方案，比如STBC（Space-Time Block Codes）和STTC（Space-Time Trellis Codes），并深入分析它们的优缺点以及适用场景。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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