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郭彩丽，刘芳芳，冯春燕，曾志民 著

图书标签:

• 无线通信
• 极化
• 信息处理
• 信号处理
• 通信工程
• 电磁场与微波技术
• 天线
• MIMO
• 无线网络
• 优化算法

店铺： 智博天恒图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115376855

商品编码：29512085169

包装：平装

出版时间：2015-07-01

图书基本信息
图书名称	无线通信中的极化信息处理
作者	郭彩丽,刘芳芳,冯春燕,曾志民
定价	89.0元
出版社	人民邮电出版社
ISBN	9787115376855
出版日期	2015-07-01
字数	478千字
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

极化作为电磁波的固有性质，是无线通信可资利用的重要信息。但在无线通信中，对这一信息资源研究开发的深度和广度还远远不能与其重要性相称。本书围绕无线通信中极化信息处理的理论与技术展开，共分为7章。~2章介绍了极化信息处理概况及极化基础理论；第3~6章深入探讨了无线通信中极化信息处理的理论和方法，包括极化信道建模，极化调制/解调，极化频谱感知，极化频谱共享等；第7章展示了实验验证平台在极化频谱共享方面的功能和成果。

作者简介

郭彩丽， 2008年6月毕业于北京邮电大学，现在北京邮电大学信息与通信工程学院从事教学与科研工作，IEEE WCM ,IEEE ICC, IEEE Globle等通信领域期刊和会议审稿人，中国高科技产业化研究会信号与信息处理专家委员会委员。

目录

编辑推荐

1.在国际上率先深入开展了无线极化信道建模，无线信号极化调制，无线信号极化感知，无线极化频谱共享等一系列新理论和新方法的研究. 2.本书的研究均来自作者从事的实际研究工作，部分内容汇总了所承担的国家自然科学基金“基于认知与极化信号处理的功放能效研究”（项目编号：61271177）和“极化域频谱感知理论与技术研究”（项目编号：60902047）等项目的突出研究成果. 3.该书成果将开创无线通信极化信息处理的新的理论体系，并进一步丰富和完善极化信息处理基础理论。 4.该书的出版有望填补外关于无线通信领域极化信号处理研究的空白。

文摘

序言

聚焦信息之“极”：解码无线传输的奥秘 现代社会，信息如潮水般涌动，无线通信是承载这股洪流的关键技术。从手机通话、高速上网到物联网的蓬勃发展，我们无时无刻不依赖着无线信号的可靠传输。然而，在信号传输的漫长旅途中，总会遇到各种干扰和衰减，导致信息丢失或失真。如何在高密度、多用户的无线环境中，实现更高效、更稳定的信息传递，一直是通信领域孜孜不倦的追求。 本书并非直接探讨“无线通信中的极化信息处理”这一特定技术分支，而是将目光投向了支撑和引导无线通信发展更为广阔和基础的领域。它深入浅出地剖析了信息在无线传输过程中所经历的挑战，以及为了克服这些挑战而不断演进的信号处理技术。本书旨在为读者构建一个清晰的无线通信知识体系，从信号的诞生到接收，每一个环节都充满了精妙的科学原理和工程智慧。 信号的诞生与编码：信息的初始形态 任何无线通信的起点，都是信息的编码。数字信号，也就是我们常说的“0”和“1”，是现代通信的语言。但原始的数字信号本身并不适合直接在无线信道中传输。本书首先会引导读者理解，为何需要对原始信息进行编码，以及编码的本质是什么。我们将深入探讨各种经典的编码技术，例如线性分组码，它们如何在数据中加入冗余信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。我们会详细解析汉明码、BCH码、RS码等具有代表性的编码方案，理解它们的编码原理、代数结构以及纠错能力。 更进一步，本书还会聚焦于卷积码，这种编码方式在理解其编码器的状态转移和解码器的回溯算法方面具有重要意义。我们将通过图示和实例，解释维特比算法如何在这种编码框架下，有效地搜索出最有可能的原始信息序列。 除了纠错编码，我们还会探讨信源编码。在信息传输之前，将其压缩以减少传输数据的量是至关重要的。本书将介绍香农-费诺编码和霍夫曼编码等熵编码方法，理解它们如何根据符号出现的概率来分配不等长的码字，从而实现高效的数据压缩。同时，也会涉及算术编码，它在压缩效率上能达到更高的理论极限。 无线信道的复杂性：信号传输的挑战 理解了信息如何被编码，我们便踏上了信号传输的征程。无线信道并非一个透明的管道，它充满了各种“恶魔”。本书将详细剖析这些挑战，让我们对信号在空气中“跋涉”的艰难有深刻的认识。 首先是衰减。信号在传播过程中，能量会随着距离的增加而逐渐减弱，这使得接收端的信号强度不足以被正确识别。本书会介绍自由空间路径损耗模型，理解信号强度与距离的平方成反比的关系。 其次是多径效应。无线信号在传播过程中，会遇到障碍物（如建筑物、山丘等）而被反射、散射，形成多条传播路径到达接收端。这些多径信号的叠加，会导致接收信号的幅度、相位和到达时间发生随机变化，产生衰落（Fading）。我们会深入探讨瑞利衰落、莱斯衰落等典型的衰落模型，理解它们产生的机理和统计特性。多径效应还会导致码间串扰（Inter-symbol Interference, ISI），即前一个符号的信号残余影响了当前符号的接收，严重时会使得接收端难以区分不同的符号。 此外，噪声是无线通信中无处不在的敌人。热噪声、干扰噪声等会叠加在原始信号之上，降低信号的信噪比。本书会介绍加性高斯白噪声（AWGN）模型，这是分析和设计许多无线通信系统的基础。 信号的调制与解调：信息的载体 为了让编码后的数字信息能够在无线信道中传输，我们需要将它们“搬运”到高频载波上，这个过程称为调制。本书将系统介绍各种经典的调制技术，并分析它们的优缺点。 幅度调制（AM）：通过改变载波的幅度来携带信息。我们将了解双边带（DSB）、残压边带（VSB）和调幅（AM-SSB）等不同形式，理解它们的频谱特性和对噪声的敏感度。 频率调制（FM）：通过改变载波的频率来携带信息。我们将分析窄带FM（NFM）和宽带FM（WFM），理解FM信号的频谱展宽效应以及其抗噪声的优势。 相位调制（PM）：通过改变载波的相位来携带信息。我们将探讨二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）等，理解它们如何用相位变化来表示数字信息，以及它们在频谱效率和抗噪声方面的权衡。 多电平幅度相位调制（APSK）：如16-QAM、64-QAM等，它们结合了幅度和相位的变化，在有限的频谱内传输更多的数据，是现代高速无线通信的重要组成部分。 在接收端，我们需要从接收到的含有噪声和衰落的信号中，提取出原始的数字信息，这个过程称为解调。本书将详细阐述各种解调技术，包括相干解调和非相干解调，以及它们在不同调制方式下的实现。我们将深入分析误码率（BER）的概念，以及不同调制解调方案在不同信噪比下的性能表现。 接收端的信号处理：重塑信息的清晰面貌 仅仅完成了调制解调，信号的“旅程”还远未结束。在复杂的无线信道中，接收到的信号往往是扭曲的。本书将重点介绍接收端至关重要的信号处理技术，它们是确保信息准确性的“守护神”。 均衡技术是应对多径效应导致码间串扰的“利器”。本书将详细介绍线性均衡器（如横跨滤波器）和非线性均衡器（如最大似然序列估计（MLSE），它在某些场景下可以达到最优性能）。我们将理解这些均衡器如何通过调整滤波器系数，在接收端“反演”信道的失真效应，尽可能地恢复原始信号的形状。 信道估计与补偿也是至关重要的环节。无线信道的特性是时变的，了解当前的信道状态对于准确解调和解码至关重要。本书将探讨如何利用训练序列或盲估计等方法来估计信道的时域或频域特性，并在此基础上对接收到的信号进行补偿，以抵消信道衰落和相位偏移等影响。 时钟恢复和载波恢复是接收机同步的关键技术。接收端需要精确地知道信号的采样点，以及信号的载波频率和相位，才能正确地解调信号。本书将介绍锁相环（PLL）等经典电路在时钟和载波恢复中的应用，以及在数字域中实现这些功能的算法。 分集接收技术是通过接收同一信号的多个副本，并对其进行合并，以降低衰落的影响。本书将介绍空间分集（通过多个天线接收）和频率分集（在不同频率上接收），以及选择合并、最大 ratio 合并等不同的合并策略，理解它们如何有效提高信号的可靠性。 本书的价值与展望 本书提供了一个全面的视角，深入探讨了无线通信系统中，从信息编码、信道特性、信号调制解调到接收端复杂信号处理的各个关键环节。它并非局限于某一具体的先进技术，而是聚焦于那些构筑起整个无线通信大厦的基石。通过对这些基础原理的深刻理解，读者将能够： 掌握无线通信的基本运作原理：理解信息如何在无线环境中传输，以及面临的挑战。 理解各种调制解调技术的特点与适用场景：为实际通信系统的设计和分析打下基础。 熟悉应对无线信道恶劣影响的关键技术：如均衡、信道估计和分集等。 为进一步深入学习先进的无线通信技术（如OFDM、MIMO、以及可能涉及的极化信息处理等）奠定坚实的理论基础。 本书的目标是让读者在理解了信息“穿行”于无线世界的“前世今生”后，能够更敏锐地捕捉到信号处理中的每一次“微调”，更能深入地理解每一次“化险为夷”。它为那些对无线通信充满好奇，渴望理解其内在奥秘的学习者、研究者和工程师们，提供了一份全面而富有启发性的知识指南。本书将帮助您更清晰地认识无线通信的复杂性，也更能体会到其中蕴含的科学与工程之美。

评分☆☆☆☆☆

这部关于信息论的著作，在探讨信息如何在介质中高效、可靠地传输方面，展现了极为深厚的学术功底。作者并未直接陷入到特定通信技术（如我们熟悉的5G或Wi-Fi）的细节中，而是选择了一个更为宏大和基础的视角。书中详尽地剖析了香农-哈特利定理的各种应用场景，特别是在面对有限带宽和噪声信道时的理论极限。我印象尤其深刻的是关于信源编码和信道编码独立性的论述，它清晰地阐明了信息论的基石。例如，关于算术编码和Turbo码的性能对比分析，虽然没有直接提及具体硬件实现，但那种对信息压缩效率和纠错能力的数学推导，读起来简直像在欣赏一场精密的数学舞蹈。对于任何希望从根本上理解现代通信系统设计哲学的人来说，这本书提供了一个无与伦比的理论框架，让你明白为什么某些设计是“最优”的，而不是仅仅“有效”的。它迫使读者跳出应用层面，去思考信息本身的本质属性。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书在描述现代网络架构时所展现出的分层结构思想。它将复杂的通信系统分解成了独立但相互协作的层次，每一个层次都有其特定的信息处理目标和优化准则。关于网络编码的章节，更是全书的点睛之笔，它展示了如何在网络层面上引入冗余以提高传输效率，这与传统点对点信道编码的思路形成了鲜明的对比和互补。书中对路由算法和拥塞控制的数学模型分析，非常贴合实际网络运营中的挑战。它所提供的不仅仅是理论模型，更是一种系统工程学的思维框架，教会我们如何看待一个多跳、多用户、高动态的网络系统，并为其设计出健壮且高效的内生机制。

评分☆☆☆☆☆

这是一本非常侧重于系统优化和资源分配的教材，其核心脉络围绕着如何最大化系统的吞吐量与最小化系统延迟之间的权衡。书中对资源调度的讨论极为深入，尤其是在多用户接入场景下的资源竞争与合作机制。作者似乎对运筹学和控制论的交叉领域有着深厚的兴趣，书中关于动态功率控制和频率选择性衰落信道下的资源块分配算法，用大量的凸优化理论进行了详尽的论证。阅读过程中，我仿佛置身于一个大型电信运营商的规划部门，需要权衡覆盖范围、用户满意度和能耗三大指标。它教导的不是如何编写代码实现某个功能，而是如何从全局最优的角度设计一个高效的资源分配策略，其严谨的数学推导过程，让人对“优化”二字有了全新的、更深层次的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解信息处理的物理极限方面，表现出了令人惊叹的广度和深度。它并没有停留于传统的通信理论，而是大胆地将讨论延伸到了量子信息和热力学。书中对Landauer原理的讨论令人深思，它探讨了信息擦除与能量耗散之间的不可分割的联系，将抽象的信息概念与具体的物理定律紧密地结合起来。对于信息论基础的重述，采用了更加基于物理实在的视角，例如对比特的能量下限的探讨，这种跨学科的视野极大地拓宽了读者的认知边界。它不仅仅是一本工程书，更像是一本哲学导论，引导读者思考信息在宇宙中的终极地位和它所必须遵循的物理约束。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角极为独特，它似乎将焦点集中在了“信号的表征”而非“信号的传输”上。我发现它大量篇幅用于探讨随机过程在系统建模中的作用，特别是马尔可夫随机场在描述复杂时间序列数据时的优雅性。书中对于高斯过程、维纳过程以及布朗运动的随机轨迹分析，详尽得令人咋舌。它构建了一个严谨的数学世界，在这个世界里，任何随机信号都可以被分解、预测和重构。虽然内容略显抽象，但它为理解任何涉及不确定性和随机性的工程领域——无论是金融建模还是天气预报——都打下了坚实的基础。对于我个人而言，它提供的不仅仅是知识，更是一种看待不确定性的全新思维方式，那种将混沌转化为有序的数学力量感，是其他教材难以给予的。