多载波无线通信中的新型多址技术 肖悦,胡苏,林灯生 9787118105223 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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肖悦，胡苏，林灯生 著

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• 多载波
• 无线通信
• 多址技术
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• MIMO
• 通信工程
• 无线接入
• 信号处理
• 信息技术

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118105223

商品编码：29376404257

包装：平装-胶订

出版时间：2015-11-01

基本信息

书名：多载波无线通信中的新型多址技术

定价：58.00元

作者：肖悦,胡苏,林灯生

出版社：国防工业出版社

出版日期：2015-11-01

ISBN：9787118105223

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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无线通信前沿技术丛书《无线传感器网络信号处理》

内容提要

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本书可供从事无线通信技术与系统研究和开发的科研人员与工程技术人员学习参考，也可供高校通信类的研究生和本科高年级学生教学参考。

目录

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章 多载波和多址技术
1.1 多载波技术
1.2 多址技术
1.3 多载波多址技术
参考文献
第2章 正交频分复用多址
2.1 子载波分配方式
2.1.1 连续分配
2.1.2 顺序交织
2.1.3 交织
2.2 限幅滤波技术
2.2.1 基本思想
2.2.2 简化算法
2.3 载波干扰抑制技术
2.3.1 OFDM频偏分析
2.3.2 OFDMA频偏分析
2.3.3 ICI抑制技术
2.3.4 SIR大化频偏补偿
2.3.5 仿真结果
2.4 MIMO-OFDMA检测技术
2.4.1 MIMO原理
2.4.2 频域检测
2.4.3 仿真结果
参考文献
第3章 OFDMA／OQAM多址
3.1 广义频分复用系统
3.1.1 基函数与时频关系
3.1. GFDM系统
3.1.3 GFDM的缺陷
3.2 OFDM／OQAM系统
3.2.1 IOTA函数
3.2.2 OFDM／OQAM系统
3.2.3 快速实现方法
3.3 OFDM／OQAM信道估计
3.3.1 信道估计
3.3.2 基于前缀的估计
3.3.3 ICI抑制的估计
3.3.4 低复杂度的估计
3.4 OFDMA／OQAM多址技术
3.4.1 成形滤波器优化
3.4.2 自适应波形设计
3.4.3 OFDMA／OQAM多址
参考文献
第4章 单载波频分多址
4.1 系统模型
4.1.1 基本原理
4.1.2 子载波映射
4.2 峰均比特性分析
4.2.1 信号表示
4.2.2 分布特性
4.2.3 仿真结果
4.3 载波干扰抑制技术
4.3.1 具有频偏的信号模型
4.3.2 BER性能分析
4.3.3 SIR排序的ICI抑制
4.4 MIMO SC-FDMA信号检测
4.4.1 系统模型
4.4.2 线性频域检测
4.4.3 带反馈的频域检测
参考文献
第5章 多载波交织多址
5.1 IDMA系统
5.1.1 发射机模型
5.1.2 接收机模型
5.1.3 迭代检测
5.2 OFDM-IDMA系统
5.2.1 发射机模型
5.2.2 接收机模型
5.2.3 仿真结果
5.3 峰均比抑制技术
5.3.1 峰均比分析
5.3.2 峰均比抑制
5.3.3 仿真结果
5.4 频偏抑制技术
5.4.1 频偏分析
5.4.2 频偏抑制
5.4.3 低复杂度的频偏抑制
5.4.4 仿真结果
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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无线通信的未来图景：探索多址接入的新范式 随着全球信息需求的爆炸式增长，无线通信系统正面临前所未有的挑战。从海量物联网设备的连接，到高清视频的实时传输，再到虚拟现实和增强现实的沉浸式体验，我们对带宽、容量和灵活性的需求日益迫切。传统的无线接入技术，尽管在过去几十年中为信息时代的到来奠定了坚实的基础，但在应对这些新兴需求方面，正逐渐显露出其局限性。在这背景下，对下一代无线通信技术的研究和探索变得尤为关键。 本书旨在深入剖析当前及未来无线通信系统中多址技术的核心问题，并在此基础上，聚焦于多载波无线通信这一极具潜力的技术框架，系统地探讨一系列新型多址技术的理论、设计与性能。我们将跳出传统框架的束缚，以前瞻性的视角，审视多载波平台如何为实现更高效、更灵活、更智能的无线接入提供坚实的基础，以及在此基础上涌现出的各种创新多址技术，如何以前所未有的方式重塑我们的通信体验。 第一部分：多载波通信的基石与演进 在深入探讨新型多址技术之前，理解多载波通信的基本原理及其在现代无线系统中的演进至关重要。我们首先会回顾正交频分复用（OFDM）技术的核心思想。OFDM通过将高速数据流分割成多个低速数据流，并在多个相互正交的子载波上传输，有效克服了频率选择性衰落和多径效应，大大提高了频谱利用效率。本书将详细解析OFDM的调制解调过程，包括子载波的分配、数据映射、循环前缀的插入与去除等关键环节。 接着，我们将探讨OFDM技术在实际应用中的各种改进和演进，例如单载波频域均衡（SC-FDE），它试图结合单载波传输的低峰均功率比（PAPR）特性和OFDM的抗衰落能力。我们还将审视通用 OFDM（GFDM）以及滤波器组多载波（FBMC）等更为灵活的多载波技术，它们在子载波的频谱隔离、时域同步等方面展现出更强的设计自由度，为应对更复杂的通信场景提供了可能。这些技术在频谱效率、抗干扰能力、时域和频域灵活性等方面各具优势，理解它们的异同，为后续讨论新型多址技术奠定坚实的理论基础。 第二部分：传统多址技术的局限与挑战 在引入新型多址技术之前，回顾并分析现有主流多址技术的局限性，有助于我们更清晰地认识新技术的必要性和优越性。我们将对码分多址（CDMA）、频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）以及正交频分多址（OFDMA）等传统技术进行深入的理论分析和性能评估。 FDMA和TDMA虽然简单易懂，但在频谱利用率和系统容量方面存在明显瓶颈，尤其是在用户数量激增的情况下。 CDMA通过伪随机码实现用户区分，虽然在一定程度上提高了系统容量，但其抗干扰能力和对功率控制的要求非常高，且在处理非视距传播时存在困难。 OFDMA作为LTE、5G等移动通信系统的核心技术，其在频谱利用效率上的突破毋庸置疑。然而，OFDMA在资源分配的灵活性、用户间的干扰协调，以及面对某些特定场景（如大规模连接、低时延通信）时，仍然存在进一步优化的空间。例如，OFDMA中的子载波分配通常是固定的，难以实时适应用户动态变化的需求；用户间的干扰问题也需要复杂的中继和协调机制来解决。 这些传统技术的局限性，促使研究者们不断寻求新的突破，特别是在多载波通信这一强大平台之上，以期实现更高级别的性能提升。 第三部分：多载波平台上的新型多址技术探索 本书的核心在于对多载波无线通信中涌现出的各种新型多址技术的深入挖掘与分析。我们将不再局限于传统的正交性划分，而是探索更具创造性和灵活性的用户接入方式。 3.1 非正交多址（NOMA）的理论与实践 非正交多址（NOMA）是近年来引起广泛关注的一项革命性多址技术。与传统的正交技术不同，NOMA允许不同用户在相同的时频资源上进行传输，通过引入功率域或码域的非正交性来区分用户。 基于功率域的NOMA：我们将详细解析其核心思想——在接收端采用串行干扰消除（SIC）技术。例如，接收端首先解码功率较强的用户信号（通常是远端用户），然后将其从总信号中减去，再解码功率较弱的用户信号（通常是近端用户）。我们将深入分析SIC的实现复杂度、性能增益，以及其对信道条件、用户部署的敏感性。 基于码域的NOMA：除了功率域，我们还将探讨利用非正交扩频码进行用户区分的NOMA变种，分析其在抗干扰和系统容量方面的潜在优势。 本书将系统地研究NOMA在不同场景下的性能表现，包括其容量增益、公平性问题、干扰处理策略，以及与现有通信系统的兼容性。我们还将探讨NOMA的最新发展，如多输入多输出（MIMO）-NOMA，它结合了MIMO的空间复用能力和NOMA的功率域复用能力，旨在实现更高的系统吞吐量。 3.2 联合通信与感知（JCAS）中的多址接入 随着通信技术向6G演进，联合通信与感知（JCAS）成为一个重要的研究方向。JCAS旨在在同一无线基础设施上同时实现信息传输和环境感知（如雷达探测）。在这类系统中，多址技术的创新尤为关键，因为它需要同时满足通信用户的需求和感知系统的探测需求。 我们将研究如何设计能够兼顾通信和感知功能的多址方案。这可能涉及到： 资源分配的协同设计：如何有效地将时频资源分配给通信用户和感知设备，以最大化两者的性能。 信号波形的优化：设计能够同时用于高效传输信息和精确感知的信号波形。 干扰的协同管理：通信信号与感知信号之间的相互干扰是JCAS面临的重大挑战，我们将探讨新型多址技术如何帮助减轻或利用这种干扰。 例如，我们可以利用NOMA的思想，在特定资源上同时传输通信数据和感知信号，并通过接收端的信号处理来区分和利用它们。 3.3 异构网络环境下的新型多址接入 未来的无线通信网络将是高度异构的，包含不同技术标准、不同覆盖范围、不同服务能力的设备。例如，高速移动的车辆需要低时延、高可靠的通信，而海量的低功耗物联网设备则需要大连接、低能耗的接入方式。 本书将深入研究在多载波异构网络环境中，如何设计能够适应多样化需求的新型多址技术。这包括： 灵活的资源划分与共享：如何动态地将多载波资源划分给不同类型的用户和业务，实现高效共享。 智能的用户调度与接入：根据用户的业务类型、信道条件、位置信息等，智能地为其分配资源和选择接入策略。 跨层优化：将多址技术的优化与物理层、MAC层、网络层等进行协同，以达到整体性能的最优。 例如，我们可以结合OFDM的灵活子载波分配能力，以及NOMA的功率域复用能力，为不同业务（如高带宽视频流和低数据量的传感器读数）设计定制化的接入方案。 3.4 基于人工智能（AI）的新型多址技术 人工智能（AI）和机器学习（ML）正在深刻地改变无线通信的各个层面。在多址技术领域，AI/ML能够帮助我们解决传统方法难以应对的复杂优化问题，实现更智能、更自适应的资源管理。 我们将探讨如何利用AI/ML技术来： 优化用户调度与资源分配：通过训练模型，实时预测用户需求和信道状态，动态地为用户分配最佳资源。 智能干扰管理：利用AI来学习和预测用户间的干扰模式，并采取主动或被动的干扰抑制策略。 新型多址方案的自学习与自适应：例如，在NOMA系统中，AI可以帮助优化功率分配策略，以在满足公平性的前提下最大化系统容量。 AI辅助的信号处理：在接收端，AI可以用于更高效的信号检测和干扰消除，尤其是在复杂的非正交场景下。 本书将介绍一些具体的AI/ML算法在新型多址技术中的应用案例，例如深度学习在用户分类和资源分配中的应用，强化学习在动态资源调度中的应用等。 第四部分：性能评估与未来展望 在系统性地介绍了各种新型多址技术之后，本书将着重于对这些技术进行性能评估。我们将通过理论分析和仿真实验，定量地衡量不同新型多址技术在系统容量、频谱效率、用户公平性、时延、能耗等关键性能指标上的表现。 容量分析：对比传统多址技术和新型多址技术在不同用户密度和信道条件下的理论容量上限。 公平性分析：评估新型多址技术在保证所有用户都能获得可接受服务质量方面的表现。 鲁棒性与容错性：分析这些技术在存在信道不确定性、设备故障等情况下的稳健性。 最后，本书将对多载波无线通信中的新型多址技术进行未来展望。我们将讨论这些技术在5G-Advanced、6G及更高代通信系统中的潜在应用场景，以及当前研究中仍然存在的挑战和待解决的问题。这包括： 标准化与互操作性：如何将这些新型技术纳入未来的通信标准，并确保不同设备之间的互操作性。 硬件实现与能效：探讨新型多址技术在硬件实现上的挑战，以及如何进一步提高系统的能效。 与新兴应用的结合：分析这些技术如何赋能新兴应用，如全息通信、触觉互联网、分布式智能等。 本书期望为广大从事无线通信研究、开发和应用的专业人士提供一个全面、深入的参考，帮助他们理解和掌握多载波无线通信领域前沿的多址技术，共同开创更加智能、高效、互联的无线通信未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计并没有采用过于花哨的图形，反而以简洁的文字和清晰的排版吸引人，这让我联想到其内容可能倾向于严谨的学术研究。我是一名对无线通信理论感兴趣的学生，一直想深入了解多载波技术在多址接入方面的最新进展。在课堂上，我们接触过OFDM等基础知识，但对于如何在此之上构建更高效、更智能的多址方案，一直感到意犹未尽。我期待这本书能够填补这方面的空白。书中是否会探讨一些跨领域的交叉技术，比如将人工智能与多址技术相结合，实现更智能的调度和资源分配？是否会针对特定应用场景，比如物联网、车联网等，提出定制化的新型多址解决方案？我更希望书中能够提供一些深入的数学推导和仿真结果，来验证所提技术的优越性，并能帮助我更好地理解其中的原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧风格很有学术气息，厚实的外壳给人一种沉甸甸的知识感。我是一名在通信领域工作的工程师，平时工作接触到的主要是实际应用层面的问题，但时常也会思考技术发展的方向。对于多载波无线通信，我一直觉得在多址接入这块还有很大的提升空间。尤其是在如今数据流量爆炸式增长的背景下，如何更高效地利用有限的无线资源，是行业面临的巨大挑战。这本书的标题直接点出了“新型多址技术”，这让我对书中可能包含的内容充满了好奇。我希望能看到一些理论上成熟、且在未来有望实现落地的技术方案。例如，书中是否探讨了如何克服传统多址技术在复杂信道环境下的性能衰减？是否提出了能够更好地区分和隔离不同用户信号的新型编码或调制方法？又或者，是否对一些新兴的多址方案，比如基于用户间的协作通信，或者利用新的频谱共享技术，进行了深入的研究和论证？我对书中能否提供一些具体算法的描述，或者对不同技术方案进行仿真对比的分析，都非常期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴素，但内页的排版却透着一丝严谨。封面上那个略显陈旧但依然清晰的字体，仿佛在诉说着作者们多年的潜心研究。当翻开第一页，一股淡淡的油墨香扑鼻而来，让人不免对这厚厚的几百页内容产生了些许敬畏。我一直对信息传输的底层技术抱有浓厚兴趣，特别是那些能够突破现有瓶颈、提升频谱效率的创新方法。多载波技术本身就极具吸引力，而“新型多址技术”更是触及了通信系统中最核心的资源分配问题。我期待书中能对现有OFDM、SC-FDMA等技术在多址接入方面的优劣进行深入剖析，并且提出切实可行的、具有前瞻性的新型解决方案。书中是否有对码域、空域、时域等多种维度进行联合优化的讨论？例如，是否提出了能够智能调度用户接入、最大化系统容量的新型混合多址方式？抑或是引入了机器学习、人工智能等前沿技术来辅助优化资源分配策略？这些都是我非常关心的问题，希望这本书能带来耳目一新的视角和深入的见解。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，首先注意到的是其纸张的质感，摸上去非常舒服，适合长时间阅读。我对通信原理一直情有独钟，尤其是那些能够极大提升信息传输效率和系统性能的技术。多载波技术本身在无线通信中已经扮演着至关重要的角色，而在此基础上提出“新型多址技术”，无疑是锦上添花。我猜想，书中很可能涵盖了对当前主流多址技术（如OFDMA、SDMA等）的深入分析，并在此基础上，提出一些突破性的创新。比如，是否有可能将信道状态信息（CSI）的获取和利用做到极致？是否会提出一些更加灵活、更加动态的资源分配机制，以适应用户移动性、业务类型多变等复杂的场景？我特别希望能看到一些关于如何提高系统鲁棒性、降低干扰、以及增强安全性方面的讨论。如果书中能够提供一些关于新型多址技术在5G、6G等未来通信标准中的潜在应用场景分析，那就更令人兴奋了。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，第一感觉是它很厚重，封面的配色也很沉稳，给人一种专业、可靠的感觉。我一直对无线通信的底层技术充满了好奇，特别是那些能够优化资源利用、提升用户体验的创新。多载波技术本身就是无线通信中的一个重要基石，而“新型多址技术”则是在此基础上对用户接入和资源分配的进一步优化。我非常想知道，书中是否对现有多址技术在不同应用场景下的局限性进行了深入的探讨？是否提出了能够解决这些局限性的新思路？比如，在应对大规模设备接入、低时延高可靠性业务等需求时，书中提出的新型多址技术能否提供更优的解决方案？是否会引入一些全新的频谱接入策略，或者是在时间和空间维度上进行更精细化的资源划分？我期待书中能有对这些问题深入的分析，并能带来一些令人眼前一亮的创新技术。