OFDM关键技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:汪裕民

出品人:

页数:249

译者:

出版时间:2007-1

价格:29.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111201083

丛书系列:

图书标签:

• OFDM
• 通信
• OFDM
• 正交频分复用
• 无线通信
• 通信工程
• 信号处理
• 调制解调
• 移动通信
• 5G
• 无线接入
• 技术综述

现代通信系统中的信道编码与调制技术 本书聚焦于当代高速、可靠无线通信系统中不可或缺的两大核心技术：先进的信道编码方案与高效的信号调制方法。本书旨在为通信工程、电子信息工程专业的学生、科研人员以及无线通信领域的技术工程师提供一本全面、深入且实用的参考资料。 第一部分：信道编码理论与先进技术 无线信道的复杂性，如多径衰落、多普勒频移和噪声干扰，对信息传输的可靠性构成了严峻挑战。信道编码作为对抗这些不确定性的第一道防线，其重要性不言而喻。本书从信息论的视角出发，系统回顾了香农信道编码定理的基础，随后深入探讨了当前主流和前沿的纠错码技术。 第一章：信息论基础与编码原理回顾 本章首先建立起概率论和随机过程在通信系统分析中的数学基础。重点阐述了信源熵、互信息、信道容量等核心概念，为后续的编码效率评估奠定理论基石。随后，详细介绍了线性分组码（Linear Block Codes）的代数结构，包括生成矩阵、校验矩阵的构建与解码流程，特别是彼得森（Peterson）算法和申农-范诺（Shannon-Fano）编码的原理与局限性。 第二章：卷积码及其改进 卷积码因其优良的性能和相对简单的实现结构，在早期移动通信系统中占据重要地位。本章详细解析了卷积码的编码过程，着重介绍维特比（Viterbi）译码算法的原理、状态转移图的构建以及路径回溯机制。同时，讨论了循环冗余校验（CRC）码在数据帧错误检测中的应用，以及如何将两者结合以提高系统鲁棒性。本章最后探讨了低密度奇偶校验码（LDPC）的萌芽和基本思想，作为向现代高性能编码过渡的桥梁。 第三章：高性能迭代译码的兴起——Turbo码 Turbo码是20世纪90年代信息论研究的重大突破，其性能逼近香农极限。本书用较大篇幅系统阐述了Turbo码的结构，包括交织器（Interleaver）的设计、两个并行的子编码器（通常采用约束长度的系统化卷积码）以及经典的对数似然比（Log-Likelihood Ratio, LLR）软判决迭代译码算法。分析了迭代次数、交织器长度对译码性能和延迟的影响。此外，还引入了迭代译码中的“穿孔”（Puncturing）技术，以在不同码率需求下优化编码增益。 第四章：面向未来的低密度奇偶校验码（LDPC） LDPC码凭借其出色的并行译码能力和卓越的近香农极限性能，已成为5G及未来通信系统的主要编码方案。本章深入剖析了LDPC码的稀疏校验矩阵结构，并详细介绍了其核心译码算法——和积算法（Sum-Product Algorithm, SPA）。书中将从消息传递的角度，细致推导校验节点和变量节点的更新公式，并对比了有限域（GF(2)）和实数域（Forney风格）下的消息表示。此外，针对实际应用中的码结构设计，探讨了PEG算法和分层LDPC码的设计准则，旨在构建具有良好性能和低误码平台（Error Floor）的LDPC码字。 第二部分：现代信号调制与多址接入技术 高质量的信号传输不仅依赖于强大的纠错能力，更需要高效地将数字比特映射到模拟信号空间中。本部分聚焦于提高频谱效率和抗干扰能力的调制技术。 第五章：数字调制基础与性能分析 本章从复数域分析角度出发，详细介绍了一系列重要的数字调制技术。首先复习了二相移键控（BPSK）和正交相移键控（QPSK）的原理及其星座图。随后，重点分析了M进制正交幅度调制（M-QAM），包括其星座划分、功率归一化以及在高斯白噪声（AWGN）信道下的误码率（BER）公式推导。书中将对比M-PSK和M-QAM在相同平均能量下的频谱效率与抗噪性能的权衡。对于高阶调制，如64-QAM和256-QAM，书中将探讨如何通过引入限制幅度和星座整形技术来优化峰均功率比（PAPR）。 第六章：多输入多输出（MIMO）系统的基础调制策略 MIMO技术是提升无线信道容量和可靠性的关键。本章将调制技术置于MIMO框架下进行讨论。重点介绍空时分组码（STBC），例如鲁塞（Rusch）编码的结构和译码原理，以及它们如何通过空间复用和分集增益来增强通信性能。对于高阶MIMO系统（如4x4或8x8），本书将分析迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）预编码/合并技术的调制映射和信号处理流程。 第七章：正交频分复用（OFDM）前置处理与调制映射 虽然OFDM本身是多载波技术，但其在每个子载波上的调制映射是实现高效传输的基础。本章将详细阐述OFDM系统中，如何将经过信道编码后的比特流，通过QPSK或QAM映射到各个子载波的幅度和相位上。重点讨论了子载波功率分配策略（如均匀分配与按需分配），以及在非理想信道环境下，如何进行星座旋转以优化系统对相位噪声的抵抗力。此外，对比特交织与加调（Bit-Interleaving and Mapping）的流程进行了详细的说明，强调了交织器在解耦信道影响方面的关键作用。 第八章：多址接入中的调制和编码协同 在多址接入环境中，如何有效区分用户是核心问题。本章将讨论正交频分多址（OFDMA）中的调制和编码方案的协同设计。重点分析了资源调度如何影响不同用户所采用的调制阶数（MCS级别）和编码率的选择。通过引入信道质量指示（CQI）反馈机制，解释系统如何动态地选择最优的调制编码方案（MCS），以最大化系统吞吐量，同时保证每个用户的QoS需求。 总结与展望 本书的结构设计旨在提供一个从底层编码到上层调制的完整视角。通过深入分析和数学推导，读者将能够理解现有和未来通信系统如何通过高性能编码（如LDPC/Turbo）来抵抗信道衰落，并通过高阶调制（如M-QAM）来充分利用日益稀缺的频谱资源。全书贯穿了从理论到实践的应用导向，大量的实例和性能曲线分析，为工程实践提供了坚实的基础。

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我拿到这本书的时候，主要是想快速了解一下OFDM在实际通信系统中的一个整体概览，这本书正好满足了我的需求。它并没有深入到每一个技术细节的数学推导，而是用一种比较宏观的视角来介绍OFDM的各个方面。开篇就清晰地阐述了OFDM的优势，比如抵抗多径干扰的能力，这让我对它为何被广泛应用有了初步的认识。随后，书中依次介绍了OFDM的基本原理、关键技术模块，以及在不同通信标准中的应用。我特别喜欢书中关于OFDM与其他调制技术（如OFDM vs. DMT, OFDM vs. SC-FDM）的对比分析，这种横向的比较让OFDM的特点更加突出。此外，书中对于OFDM在Wi-Fi、LTE、5G等领域应用的介绍，也让我对这个技术如何在实际产品中落地有了更清晰的认识。虽然它不像一些理论书籍那样深入，但对于工程师来说，这本书提供了一个非常好的起点，能够帮助快速建立起对OFDM技术的整体认知框架，并了解其在各个领域的应用情况。

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这本书我最近刚看完，整体感觉非常扎实，尤其是在数学原理的推导部分，作者的处理方式既严谨又不失清晰。我特别喜欢书中对FFT算法的详尽阐述，从基础的蝶形运算到整个算法流程的构建，都给了非常直观的解释，对于我这种数学功底不算特别深厚但又想彻底搞懂背后原理的读者来说，简直是及时雨。书中还通过大量图示来辅助理解，比如星座图的变化、时域和频域的相互转换，这些都极大地降低了理解难度。我印象最深的是关于循环前缀（CP）的设计原理，作者不仅解释了CP的作用，还深入探讨了不同长度CP对系统性能的影响，以及如何根据实际应用场景进行优化选择。这部分内容对于实际工程设计来说，具有非常直接的指导意义。总的来说，这本书更偏向于理论基础的夯实，如果你想深入理解OFDM的“为什么”，而不是仅仅停留在“怎么用”的层面，这本书绝对值得细细品读。它让我对OFDM这个技术有了前所未有的深刻认识，也为我后续更深入的学习打下了坚实的基础。

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这本书的实践性是我最欣赏的一点。虽然一开始看到“关键技术”几个字，以为会偏理论，但翻开后发现，作者在讲解每个技术点的时候，都会非常巧妙地引入实际应用场景，并且给出了很多代码示例或者伪代码。比如，在讲解信道估计的部分，书中不仅仅停留在理论公式，而是给出了基于最小二乘法和MMSE的估计方法，并且讨论了它们在不同噪声条件下的性能表现，甚至还提到了如何通过导频符号来辅助信道估计。这让我非常有成就感，因为我不仅理解了原理，还能立刻想象出如何在实际系统中实现。书中关于多普勒效应和载波频偏对OFDM系统影响的分析也特别到位，还给出了相应的补偿方法。我最喜欢的一章是关于OFDM在无线通信中的应用，里面详细介绍了4G LTE和5G NR中的OFDM相关技术，例如OFDM符号的生成、解调以及如何处理不同的子载波间隔和循环前缀长度。这部分内容让我感觉自己不再是孤立地学习OFDM，而是把它放在了整个通信系统的大背景下进行理解，非常有价值。

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我本来对OFDM了解不多，觉得这个技术听起来很高深，但翻了这本书之后，感觉豁然开朗。书中用了很多形象的比喻来解释OFDM的原理，比如将一个高速数据流分割成多个低速数据流，就像把一条高速公路上的车流分散到多条普通公路上一样，这样可以有效降低单个通道的压力，从而更好地应对复杂的通信环境。我特别喜欢书中关于“多径效应”的章节，作者用非常直观的方式展示了多径信号如何叠加，导致ISI（符号间干扰）和ICI（载波间干扰），而OFDM正是通过引入CP和FFT来解决这些问题的。这让我这个非通信专业背景的读者也能轻松理解OFDM的核心优势。书中还对OFDM的性能指标进行了分析，比如频谱效率、误码率等，并探讨了如何通过优化参数来提升系统性能。虽然这本书的篇幅不算很长，但内容非常精炼，紧扣OFDM的关键技术和应用，没有太多冗余的东西，对于想要快速掌握OFDM核心概念的读者来说，这本书是非常理想的选择。

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这本书的章节结构安排得非常合理，逻辑性很强。从OFDM的基本概念开始，逐步深入到关键技术，最后再拓展到应用层面。我尤其赞赏书中关于“同步技术”的讲解。在OFDM系统中，符号同步和载波同步是两个非常关键且容易出错的环节，书中不仅解释了为什么同步很重要，还详细介绍了各种同步算法的原理、优缺点以及在不同场景下的适用性。这让我受益匪浅，因为在实际调试中，同步问题常常是性能瓶颈的关键。另外，书中对“干扰抑制”的章节也写得很好，详细讨论了邻道干扰、互调干扰等问题，并给出了相应的解决方案，例如使用滤波器、保护间隔等。这让我能够更全面地理解OFDM系统在实际部署中可能遇到的挑战，以及如何通过合理的设计来规避这些挑战。这本书的语言风格也比较朴实，没有过多的华丽辞藻，但表达清晰，易于理解，适合作为一本工具书经常翻阅。

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