无线与移动通信中的信号处理新技术第2册:单用户与多用户系统(英文版) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:人民邮电出版社

作者:[美]贾纳科斯

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-11-1

价格:29

装帧:

isbn号码:9787711510820

丛书系列:

图书标签:

无线通信
移动通信
信号处理
单用户系统
多用户系统
OFDM
MIMO
信道估计
均衡
编码调制

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小美书屋

book.quotespace.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

《无线与移动通信中的信号处理新技术》丛书，介绍了近年来无线与移动通信中使用的信号处理（SP）工具的最新的重要进展，以及世界范围内该领域的领先者的贡献。本书是两本书中的第2册。本丛书的内容涵盖了范围广泛的技术和方法论，包括噪声与干扰消除、调制解调器设计、移动互联网业务、下一代音频/视频广播、蜂窝移动电话和无线多媒体网络等。

本书（第2册）重点阐述单用户与多用户通信系统。本书内容包括下列专题的最新成果：

·单个或多个传感器阵列的盲同步

·空一时收发分集合并系统

·时变信道的建模

·恒模约束的信号分离

·并行因子分析工具

·CDMA与多载波系统物理层中的多用户干扰删除及多径影响减轻的新方法

·网络层的关键信号处理技术

本书介绍了在世界范围内各种期刊中的研究成果，为通信工程师、研究人员、管理人员、通信系统设计人员和参与最新通信系统设计或构造的同行全面汇集了用于优化单用户点对点链路的先进信号处理技术。

《无线与移动通信中的信号处理新技术（第2册）：单用户与多用户系统（英文版）》图书简介本书聚焦于当代无线与移动通信系统中至关重要的信号处理技术，特别是针对单用户和多用户环境下的先进算法与实现策略。在频谱资源日益稀缺、数据传输速率不断攀升的今天，高效的信号处理是实现高容量、高可靠性通信系统的基石。本书深入探讨了从理论基础到实际应用的多个核心议题，旨在为通信工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一本全面而深入的参考指南。第一部分：单用户系统中的先进处理技术本书首先构建了扎实的单用户信道下的信号处理基础。在这一部分，重点关注如何克服信道衰落、噪声和干扰，以最大限度地提升单用户通信链路的性能。信道均衡技术：现代移动通信信道具有高度的时变性和频率选择性衰落特性。本书详细阐述了传统的线性均衡器（如迫零均衡器、MMSE均衡器）的局限性，并着重介绍了非线性均衡技术，特别是最大似然序列估计（MLSE）及其基于维特比算法（Viterbi Algorithm）的实现。此外，对于更复杂的信道模型，如MIMO（多输入多输出）系统中的预编码和迫零技术，也进行了深入的分析，包括奇异值分解（SVD）在信道容量最大化中的应用。信道编码与调制方案的融合：高效的信道编码是抵抗突发错误和提高频谱效率的关键。本书回顾了经典的卷积码和译码技术，随后将重点转向现代高效编码方案，如Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC）。特别地，探讨了这些编码方案与先进的调制技术（如高阶QAM、以及面向非均匀信道容量的联合编码与调制——COFDM/OFDM）在单用户链路中的性能优化。书中详细分析了迭代译码（Iterative Decoding）的原理及其在接近香农极限性能方面的突破。接收机设计与检测：在单用户接收机端，如何准确地从接收信号中恢复发送数据至关重要。本书讨论了基于最优匹配滤波的接收器设计，并扩展到对盲均衡技术的研究，即接收机无需信道状态信息（CSI）即可进行均衡。对于MIMO单用户场景，详细介绍了迫零（ZF）、迫零-最小均方误差（ZF-MMSE）检测算法，并比较了它们在计算复杂度与误码率性能之间的权衡。第二部分：多用户系统中的关键挑战与解决方案多用户场景是移动通信的核心，其主要挑战在于如何有效地共享有限的频谱资源，同时抑制或利用用户间的干扰。本书将大量的篇幅投入到解决这些多址接入（MA）和干扰管理问题上。多址接入（MA）技术综述与优化：本部分首先系统回顾了传统的频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。随后，重点解析了正交频分多址接入（OFDMA）在4G/5G系统中的应用，包括资源块的分配策略和子载波功率优化，以应对频率选择性衰落和用户间干扰。干扰消除与抑制技术：在多用户系统中，用户间的干扰是限制系统容量的主要因素。本书详细介绍了多用户检测（MUD）的理论。从早期的线性检测器（如迫零MUD）到非线性检测器（如基于迭代的迫零检测、最大似然MUD），提供了详尽的性能分析和复杂度评估。特别地，书中深入讨论了干扰对消（IC）技术，包括串行干扰对消（SIC）和并行干扰对消（PIC），并分析了它们在不同信道条件下的有效性。多输入多输出（MIMO）与空间复用： MIMO技术是提升系统容量的革命性技术。本书将MIMO的信号处理分解为单用户MIMO（已在前述部分涉及）和多用户MIMO（MU-MIMO）。在MU-MIMO部分，重点介绍了预编码技术，包括基于信道容量的预编码（如迫零预编码、线性预编码）和基于功率分配的预编码（如迫零-MMSE预编码），以及基站如何利用多根天线为多个用户同时传输数据流，实现空间复用增益。新兴的认知无线电与合作通信：鉴于频谱利用率的迫切需求，本书也涵盖了前沿的信号处理技术在应对动态频谱环境中的应用。合作通信（Cooperative Communications）：探讨了通过用户间协作（如放大转发AF、解码转发DF）来扩展覆盖范围和提高可靠性的信号处理机制，包括如何设计协作的编码和中继选择协议。认知无线电（CR）中的信号处理：介绍了基于能量检测和循环平稳性检测的初级用户信号检测技术，以及在次要用户（Secondary Users）进行频谱感知和动态频谱接入时所需的关键信号处理步骤，例如自适应滤波和快速傅里叶变换（FFT）的应用。数学工具与仿真实现：全书贯穿了严格的数学推导，大量使用了矩阵代数、随机过程理论和优化理论。为了帮助读者更好地理解和应用这些技术，书中提供了大量的算法流程图和性能仿真结果，涉及Matlab/Python环境下的关键算法实现示例，强调了理论与实际工程之间的桥梁作用。本书内容深度适宜，结构严谨，是深入理解现代无线通信系统信号处理核心技术的权威参考资料。

作者简介

目录信息

1 TIME-VARYING FADING CHANNELS 1
1.1 Channel Model 4
1.1.1 Deterministic Models 4
1.1.2 Stochastic Models 10
1.1.3 Channel Singular Functions 12
1.1.4 Time-Frequency Analysis of LTV Channels' Eigenfunctions 16

1.2 Coding Strategies for Transmissions over LTV Channels 20
1.2.1 Perfect CSI Available at both Transmit and Receive Sides 21
1.2.2 Comparisons and Asymptotic Bounds 24
1.2.3 Adaptive OFDM 30
1.2.4 Coding with Partial CSI 32

1.3 Channel Estimation and Prediction 35
1.3.1 Cramer-Rao Bound for LTV Multipath Channels 37
1.3.2 Channel Prediction 40
1.3.3 Channel Parameter Estimation 42

1.4 Conclusion 43
1.5 Appendices 45
1.5.1 Eigenfunction Model 45
1.5.2 Time-frequency Representations 48
1.5.3 Cramer-Rao Bounds 49
Bibliography 50

2 SPACE-TIME DIVERSITY 59
2.1 Introduction 59
2.1.1 Diversity 59

2.2 The Set-Up 60
2.3 General Framework for Detection 62
2.3.1 A Bound on the SNR 63
2.4 Space-Only Processing 64
2.5 Space-Time Processing 65
2.5.1 Trace Constraint 65
2.5.2 Eigenvalue Constraint 65
2.5.3 Comparison of the Schemes 66
2.6 Bit Error Rate 67
2.6.1 BER for a Non-fading Channel 67
2.6.2 BER for a Rayleigh Fading Channel 68
2.6.3 BER for other Modulation Schemes 71
2.7 Data Rate 72
2.7.1 Real Symbols 72
2.7.2 Complex Symbols 79
2.8 Discussion 84
2.8.1 Space-only vs. Space- Time Processing 84
2.8.2 Capacity vs. Diversity 85
2.8.3 The Rank One Channel 85
2.8.4 Soft Failure 86
2.9 Conclusions 86
Bibliography 86

3 ALGEBRAIC CONSTANT MODULUS ALGORITHMS 89
3.1 Introduction 89
3.2 Preliminaries 94
3.3 Derivation of the ACMA 99
3.4 Analysis of the Noise-free Case 103
3.5 ACMA in Noise 106
3.6 Asymptotic Behavior 108
3.7 Weighted ACMA 113
3.8 Binary Source Separation 115
3.9 Simulations 117
3.10 Joint Diagonalization 117
3.11 Concluding Remarks 125
Bibliography 126

4 PARAFAC TECHNIQUES FOR SIGNAL SEPQRATION 131
4.1 Introduction 131
4.1.1 Historical Remarks 133
4.2 Theory 133
4.2.1 Notation and Preliminaries 133
4.2.2 k-Rank 136
4.2.3 Identifiability 137
4.3 Algorithms for Fitting the PARAFAC Model 140
4.3.1 Eigenanalysis-Based: GRAM/ESPRIT 141
4.3.2 Alternating Least Squares 142
4.3.3 Separable LS, Gauss-Newton and Levenberg-Marquardt 143
4.3.4 Compression/COMFAC 143
4.4 Determining Three - Way Array Rank 147
4.5 Applications - Part I: Data Modeling 151
4.5.1 Extracting Trilinear Structure out of Bilinear-Vandermonde Data 151
4.5.2 CDMA 152
4.5.3 Multiple-Invariance Array Processing 156
4.5.4 Deterministic Blind Beamforming 159
4.5.5 Fluorescence Spectroscopy 161
4.5.6 Sensory Profiling 162
4.6 Applications -Part II: Examples 164
4.6.1 Numerical Example: COMFAC Performance and the CRB 164
4.6.2 OFDMA with Base Station Antenna Array Example 164
4.6.3 Fluorescence Spectroscopy Example 166
4.6.4 Sensory Profiling Example 167
4.7 PARAFAC Extensions: PARAFCA2 170
4.8 Conclusions 171
Bibliography 172

5 MULTIPATH MITIGATION IN CDMA SYSTEMS 181
5.1 Introduction 181
5.2 Signal Model 183
5.2.1 Vector Models 186
5.2.2 Analogies with Array Processing Models 187
5.3 Receiver Design 188
5.3.1 Matched Filter and RAKE Receivers 188
5.3.2 MMSE Receivers 189
5.4 Minimum Variance Receivers 189
5.4.1 The Multipath Case 190
5.4.2 Performance Analysis 192
5.4.3 Illustrative Examples 197
5.4.4 Time Recursive Implementations 198
5.4.5 Convergence 203
5.4.6 Numerical Examples 205
5.5 Multipath Mitigation in Long Code Systems 207
5.5.1 Parameter Estimation in Long Code Systems 208
5.5.2 Blind Channel Estimation 210
5.5.3 Idenfifiability Issues 213
5.5.4 Single-User Receivers 213
5.5.5 Numerical Examples 214
5.6 Conclusions 216
Bibliography 217

6 BLOCK SPREADING FOR MULTIPATH-RESILIENT GENERALIZED MULTI-CARRIER CDMA 223
6.1 Block Spreading Model 225
6.1.1 Filterbank Block Precoding 226
6.1.2 Asynchronous Multirate Receiver Design 229
6.1.3 Quasi-Synchronous Model 231
6.1.4 AII-Digital Unitication of Multi-carrier CDMA 232
6.2 GMC-CDMA for MUI/ISI-free Multirate Transmissions 237
6.2.1 Single Rate GMC-CDMA: AMOUR 237
6.2.2 GMC-CDMA: Multirate Case 247
6.2.3 Receiver Design: Blind Equalization 249
6.2.4 Underloaded Systems 251
6.3 Performance and Comparisons 251
6.4 Conclusions and Discussion 157
Appendix 6.A Dual Vandermonde-Lagrange Transceivers 257
Appendix 6.B Modulo-Interpretation of GMC-CDMA 259
6.B.1 The Modulo Interpretation 259
6.B.2 Re-designing the Codes 260
Bibliography 261

7 MULTISTAGE INTERFERENCE CANCELLATION ALGORITHMS FOR DS/CDMA SIGNALS 267
7.1 Introduction 267
7.2 Multiuser Signal Model 268
7.3 Overview of CDMA Receivers 270
7.3.1 Conventional Detector 270
7.3.2 Optimum Detector 272
7.3.3 Linear Detectors 273
7.3.4 Decision-Feedback Detectors 274
7.4 Successive Interference Canceler (SIC) 274
7.4.1 SIC Computer Simulations: Synchronous Signals 277
7.4.2 SIC Computer Simulations: Asynchronous Signals 280
7.5 Exact BER Analysis 281
7.5.1 Synchronous Signal Model for Two Users 282
7.5.2 Exact BER of the SIC Receiver 283
7.5.3 Exact BER of the SIC with Amplitude Mismatch 287
7.5.4 Numerical Example: Exact Analysis 288
7.6 Approximate BER Analysis 288
7.6.1 Approximate BER of the SIC Receiver 289
7.6.2 Approximate BER of the SIC with Amplitude Mismatch 291
7.6.3 Numerical Example: Approximate Analysis 292
7.7 Adaptive SIC (ASIC) 293
7.7.1 ASIC Implementation 293
7.7.2 ASIC Computer Simulations 295
7.8 Parallel Interference Canceler (PIC) 297
7.9 BER Analysis for the PIC 299
7.9.1 BER for Stage 1: Exact Analysis 299
7.9.2 BER for Stage 2: Exact Analysis 300
7.9.3 BER from Stage j-1 to Stage j: Approximate Analysis 303
7.9.4 PIC Computer Simulations 305
7.10 State-Space Analysis 308
7.10.1 Convergence of the Error Probabilities 308
7.10.2 IC Receiver Design 311
7.11 Conclusion 311
Bibliography 313

8 SIGNAL PROCESSING BASED COLLISION RESOLUTION 315
8.1 Packet Collision in Access Aloha Ad Hoc Networks 317
8.1.1 Random Access Ad Hoc Networks 317
8.1.2 Packet Collision 318
8.2 Packet Collision Model 320
8.2.1 Channel Model 320
8.2.2 Signal Structure 322
8.2.3 Assumptions and Properties 323
8.3 The Training-based Zero Forcing Receiver 324
8.4 The Semi-blind Least Squares Smoothing Receiver 326
8.4.1 The Elimination of ISI 327
8.4.2 The Reduction of MAI 331
8.5 Blind Receivers 333
8.6 Resolvability Analysis 335
8.6.1 Collision Resolvability 335
8.6.2 Resolvability of the Training-based ZF Receiver 336
8.6.3 Resolvability of the Semi-blind LSS Receivers 338
8.6.4 Resolvability Comparisons 339
8.7 Network Performance Analysis 341
8.7.1 Network Model 341
8.7.2 Node and Network Reception Matrices 342
8.7.3 The Markov-Chain Characterization of the Network 344
8.7.4 Throughput, Delay and Stability Analysis 345
8.8 Numerical Examples 347
8.8.1 Resolvability Comparison 347
8.8.2 Network Performance Comparison 347
8.9 Concluding Remarks 351
Appendix 351
Bibliography 354

9 NON-DATA-AIDED DIGITAL SYNCHRONIZATION 357
9.1 Introduction 357
9.1.1 Classical Approaches to NDA Synchronization 358
9.1.2 Chapter Summary 360
9.2 Signal Model 360
9.3 Classical Unconditional Maximum Likelihood (UML) Approach 365
9.3.1 NDA Symbol Timing Estimation 367
9.4 Conditional Maximum Likelihood (CML) Approach 371
9.4.1 Joint Parameter Estimation 375
9.4.2 CML-based NDA Synchronization 376
9.4.3 CML Timing and Frequency Synchronizers for Linear Modulations 377
9.4.4 CML Timing and Frequency Synchronizers for Binary CPM Signals 382
9.5 Minimum Conditioned Variance Compressed Likelihood Function (MCV-CML) Approach 384
9.6 Bounds and Performance Evaluation 389
9.6.1 The Modified Cramer-Rao Bound (MCRB) 390
9.6.2 The Unconditional CRB (UCRB) 393
9.6.3 The Conditional CRB (CCEB) 395
9.7 Conclusions 398
Bibliography 400

10 EXPLOITING ANTENNA ARRAYS FOR SYNCHRONIZATION 403
10.1 Introduction 403
10.2 Data Model 406
10.3 Maximum Likelihood Estimator 409
10.3.1 Consistency 411
10.3.2 Cramer-Rao Bound 412
10.3.3 Computation of the Estimates 413
10.4 An Asymptotically Equivalent Estimator 414
10.4.1 Proof of the Asymptotic Equivalence 414
10.4.2 Calculation of the Weighting Matrix 415
10.5 Heuristic Derivations 416
10.5.1 Series Expansion of the Logarithm 416
10.5.2 Eigenvalue Weighting 417
10.5.2 First-Order Approximation 417
10.6 Calculating the Estimates with IQML and ESPRIT 418
10.6.1 IQML Algorithm 419
10.6.2 EAPRIT Algorithm 420
10.7 Simulation Results 421
10.7.1 Simulation Parameters 421
10.7.2 Effect of the Number of Samples 422
10.7.3 Effect of the Number of Sensors 424
10.7.4 Effect of the SIR 425
10.7.5 Closely Spaced Signals 425
10.7.6 Performance Using a Search 426
10.8 Conclusions 428
Appendix 10.A 429
Bibliography 430
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这部英文著作的叙事风格透露出一种沉稳而专业的学术气息，它没有过度追求时髦的热点概念，而是将重点放在了那些经过时间检验且仍是当前系统核心的理论基石上。在深入探讨多址接入技术时，作者对于码域复用（如CDMA的进阶版本）与时频域复用（如OFDMA）的性能边界分析，可以说是相当透彻。它不仅对比了两者在多用户干扰（Multiple Access Interference, MAI）抑制上的优劣，还巧妙地引入了信息论的观点，如多用户容量区域的几何表示，这使得我们能够从更高的维度去理解系统设计的最优解空间。我个人对其中关于信道状态信息（CSI）获取的讨论尤其赞赏，它真实地反映了在实际部署中，CSI的反馈延时和量化误差对预编码性能的实际负面影响，这一点在许多简化模型中往往被忽略了。这本书要求读者投入足够的时间和精力去理解这些细微之处，但收获绝对是巨大的。它不是一本可以轻松翻阅的书，更像是一份需要被“啃下”的专业文献，适合那些追求学术深度和理论严谨性的专业人士。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织体现了作者对无线通信领域发展脉络的深刻理解。从单用户系统的基础限制开始，逐步过渡到多用户环境下的复杂资源竞争，这种层层递进的结构非常有利于读者的知识构建。特别值得一提的是，作者在引入最新技术时，总是会先回顾其理论基础，例如，在讨论大规模MIMO的信道互易性（Channel Reciprocity）时，书中详尽地分析了信道估计误差在不同信噪比下的影响模型，这比很多只给出最终结论的资料要实用得多。它不像一本更新迅速的“快餐”书籍，而是更像一部经典的技术参考手册，其理论深度确保了它在未来几年内仍将保持参考价值。阅读过程中，我发现书中对一些关键数学工具的使用极其娴熟，例如，如何高效地利用对偶分解法（Duality Decomposition）来求解复杂的资源分配问题。对于希望在通信理论领域有扎实研究基础的读者来说，这本书提供的工具箱是无价的，它能帮助我们更好地辨识和解决下一代移动通信系统面临的瓶颈问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计极其严谨，其叙事节奏把握得当，使得原本晦涩难懂的信号处理概念变得可以被消化和吸收。我发现它在讲解循环平稳随机过程及其在时变信道建模中的应用时，特别出色。许多教材往往将信道估计和跟踪简化处理，但本书则详尽地展示了卡尔曼滤波及其变种（如扩展卡尔曼滤波）在跟踪快速衰落信道时的实际性能限制和改进方向，这对于设计高可靠性的数据传输链路至关重要。此外，书中对干扰消除技术（Interference Cancellation, IC）的分类和阐述，也极具条理，从迫零（Zero-Forcing）到基于接收端的迭代迫零，每一步的复杂度增加与性能提升都被量化展示。这种详实的数据支撑，远比空泛的理论描述更具说服力。对于我这种偏向系统仿真的工程师而言，这本书提供的理论框架几乎可以直接映射到MATLAB或Python的仿真代码中，极大地加速了概念验证的周期。它成功地在纯理论与实际应用之间搭建了一座坚实的桥梁，避免了陷入纯粹的数学抽象而脱离工程实际。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名是《无线与移动通信中的信号处理新技术第2册:单用户与多用户系统(英文版)》。这部著作的广度和深度令人印象深刻，它在无线通信的基石领域进行了深入的挖掘，尤其是在信道编码和调制技术方面，提供了非常详尽的数学推导和最新的理论进展。我个人认为，对于那些希望从基础原理出发，构建对现代蜂窝网络乃至未来5G/6G系统底层机制有深刻理解的研究人员或高级工程师来说，这本书简直是一座宝库。它不仅仅罗列了公式，更重要的是，它阐述了这些技术决策背后的权衡取舍——比如在功率效率、频谱效率和复杂度之间的动态平衡。作者在处理复杂的矩阵运算和随机过程时，展现了极高的清晰度，即便是涉及到大规模MIMO（Massive MIMO）的预编码和波束赋形时，其逻辑链条也设计得非常合理，让人很容易跟上作者的思路。此外，书中对认知无线电和动态频谱接入（DSA）的探讨，也展现了作者对未来频谱资源管理挑战的前瞻性思考，这部分内容对于我们设计更灵活、更智能的无线系统至关重要。可以说，这本书不是那种读完就能立刻用来编程的“速成手册”，而更像是一本需要反复研读、用于打牢理论基础的“内功心法”，每一次翻阅都能带来新的感悟和启发，特别是在理解异构网络（HetNets）中干扰协调机制时，书中提供的数学框架显得尤为精妙。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的体验非常像是在攀登一座知识的高峰，每一次呼吸都充满了挑战与回报。作者在处理多用户接入协议方面，展现了非凡的洞察力，尤其是对正交频分多址（OFDMA）与非正交多址（NOMA）的对比分析，简直是教科书级别的呈现。NOMA部分的论述，清晰地剖析了其在理论极限下潜力巨大，但在实际部署中如何精确处理用户间干扰的难题。相比于市面上许多专注于算法实现的教材，本书更侧重于“为什么”以及“在何种条件下最优”，这使得它在学术研究领域具备了更高的价值。我特别欣赏其中关于功率分配策略的章节，它不仅仅停留在简单的凸优化问题求解上，更深入探讨了纳什均衡解的存在性和收敛性，这对于理解分布式资源管理的鲁棒性至关重要。虽然英文原版在某些术语的翻译上可能需要读者具备一定的专业背景，但这反而筛选出了真正愿意深入钻研的读者。总而言之，这本书的价值在于它构建了一个严谨的数学模型，用以精确描述和预测真实世界中复杂的无线信道行为，对于想在通信理论前沿有所建树的人来说，这是不可或缺的参考书目。

评分☆☆☆☆☆