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本書是一本嘗試融會貫通介紹通信相關基本原理及應用的書。在內容安排上，首先介紹通信要處理的基本對象——信號，涉及信號的錶示與分析（頻譜分析、采樣定理等）；接著介紹如何用信號來錶示消息，如何無誤地傳輸信號來達到消息的傳遞（模擬信號通信、數字信號通信、理想係統的通信能力等）；再介紹非理想係統的通信，如何對付非理想因素以及非理想係統的傳輸能力（香農容量公式、編碼原理及應用等）；進一步介紹更具體、更復雜的非理想係統——無綫通信；瞭解都有哪些更復雜的非理想因素（無綫信道特徵），以及衍生齣來的新技術（OFDM、MIMO等）；最後以選講LTE係統關鍵技術來結束，瞭解一下一個標準化的無綫通信係統都要解決哪些問題，以及以什麼樣的形式將諸多內容在一個標準化的係統裏體現齣來，發揮其應用價值。

本書安排的每一部分內容都足以編寫一本書單獨講解，文獻裏也有每部分單獨對應的教材，因此本書並不會麵麵俱到，而是會選擇各部分相對重要、能相互銜接呼應，以及在實際係統設計和技術研究中真正發揮著基礎作用的那些技術理論。最重要的是，還會以獨特的風格和形式來盡最大努力講清楚通信，這麼多理論技術到底是什麼、為什麼，以及怎麼用。

本書可作為高等院校相關專業（通信/電子/信息科學）師生的參考書，也適閤打算進入通信領域的非相關專業讀者，以及正在從事通信理論研究和實際係統設計的通信行業研發人員閱讀。

陳小鋒，以數學專業碩士研究生畢業於南開大學，畢業後偶然進入通信行業工作。作者對整個通信相關理論技術的瞭解掌握是在工作過程中學習研究完成。因此，由於作者的這些背景，該書首先充滿著數學的嚴謹，深刻與簡潔；其次，是緊密結閤實際應用；最後是源於獨立學習研究造就的獨特的內容組織及行文風格。相信定能與眾不同！

前言
本書中的文字符號及其說明
第0章通信係統概論
01先說點對點通信
011通信最簡單模型
012基於最簡單模型的發展
013如何給通信係統打分
02再論網絡級通信
03聚焦無綫通信係統發展
第一部分信號錶示與分析
第1章什麼是信號
11到時彆忘瞭給個信號
12信號的能耗度量
13信號的簡單錶示——衝激分解
第2章信號錶示論第一場
21傅裏葉級數——並非一鳴驚人的登場
211發錶論文不容易啊
212周期信號的傅裏葉級數
22傅裏葉變換——不就是計算坐標嗎
221晉級——從傅裏葉級數到傅裏葉變換
222方波信號和sinc信號——專訪這對兒金童玉女
223信號頻譜——看你是否有男高音潛質
224周期信號的傅裏葉變換
23其他變換形式——不隻是傅裏葉
第3章綫性係統簡介
31綫性係統基礎
311什麼是綫性係統
312什麼是綫性時不變係統
32無失真係統
321不僅僅這樣纔叫無失真
322綫性係統如何做到無失真
第4章信號錶示論第二場
41采樣定理——聯係模擬與數字的紐帶
411從信號頻譜跟蹤采樣帶來的變化
412發現信號的DNA——特殊的采樣點序列
413拿信號的DNA剋隆原信號
414最經濟的采樣——以奈奎斯特率采樣
415落實現實信號的采樣與重建
42離散傅裏葉變換——不僅僅是兩串序列變來變去
421離散時間序列的傅裏葉變換（DTFT）
目錄422離散傅裏葉變換（DFT/IDFT）——完美的蛻變
43OFDM基本原理——是否齣場太早？決不！
431正交信號是基礎
432簡化信號接收與DFT
433簡化信號發射與IDFT
434一段話總結
第一部分小結
第二部分基本通信原理
第5章從理想通信開始
51理想模擬信號通信
52理想數字信號通信
521生成——從聲音如何得到數字信號
522發射——數字信號如何發射齣去
523接收——接收端接收到什麼信號
524恢復——數字信號在接收端如何無失真恢復
525極限——理想信道下的極限傳輸能力
526迴歸——理想迴歸現實的一點說明
53數中有模，模中有數
531數—模轉換
532模—數轉換
第6章總要麵對現實
61高斯分布——標緻又實用
62白噪聲——最無章可循
63加性高斯白噪聲（AWGN）
第7章信號調製與解調
71淺談其基本思想
711調製方法簡介
712解調及性能考慮
72I/Q正交調製
721天生I路與Q路
722調製符號也分星座
第8章信號接收判決基本方法
81加性噪聲信道性能分析
811相關接收判決
812匹配濾波判決
813先驗與後驗概率判決
814平均錯誤概率最小化判決
82乘性噪聲也來湊熱鬧
83加法和乘法不分傢
第二部分小結
第三部分信息論基礎
第9章香農熵
91熵的提齣——和香農不一樣的思考
92數據壓縮極限——熵的一個重要應用
93也談條件熵與互信息
第10章有失真係統的無失真通信
101問題具體化——章標題矛盾，是不是寫錯瞭
102怎麼無誤通信——標題沒錯，一切皆有可能
第11章信道容量：噪聲信道的極限傳輸能力
111解讀香農在1948年開山之作中的思考
1111將模擬信號直觀幾何模型化
1112想辦法讓隨機性穩定下來
1113就這麼得到AWGN信道容量
1114幾何模型化很有意思的應用
112另一個角度得到AWGN信道容量
1121有失真係統無失真通信的延續
1122關鍵是如何完成最後一步的華麗轉身
113非AWGN信道的信道容量
1131非高斯但仍為加性白噪聲信道
1132彆老是白噪聲啊，給點顔色看看
114從香農信道容量公式齣發
1141帶寬與功率的此消彼長
1142矛盾——頻譜效率與功率效率
1143香農編碼定理及冷落的另一半
115達到信道容量現實工藝問題
第12章信道編碼
121基礎討論
1211兩屆奧運會都錯失射擊冠軍的兄弟
1212編碼的檢錯糾錯能力
122具體信道編碼簡介
1221分組碼及應用
1222捲積碼及應用
1223都差香農限一截，怎麼選
123循環冗餘校驗（CRC）
1231CRC為什麼能判斷對錯
1232哪些錯誤逃不過CRC的法眼
1233順路提提奇偶校驗
第三部分小結
第四部分無綫通信原理
第13章無綫信道——無綫通信就圍著她轉
131無綫信道基本傳播特性
132理想無綫信道——自由空間
1321靜態信道——理想中的理想
1322相對運動與多普勒頻移
1323自由空間信道就不變嗎
133現實環境無綫信道
1331條條道路通羅馬——也談多徑傳播
1332信道變化有多快——相乾時間來搶答
1333時頻同步與時頻相乾性
134無綫傳輸基帶通用模型
1341頻帶信號的基帶錶示——I/Q調製風雲再起
1342無綫信道的基帶特徵——斬斷載頻的枷鎖
1343信號追尾如何處理——碼間串擾
1344基帶通用離散係統模型一統江湖
1345推廣及小結
第14章各類具體信道模型分析
141信道容量分析及應用
1411固定慢衰落信道——存銀行固定收益
1412隨機慢衰落信道——一錘子買賣
1413快衰落信道——長綫操作
1414單發多收（SIMO）之最大比閤並
1415多發單收（MISO）之波束成型
142常用接收算法介紹
1421最大似然接收算法——直觀又閤理的想法
1422綫性接收之MRC算法——偏心有用信號
1423綫性接收之ZF算法——隻管消滅乾擾
1424綫性接收之LMMSE算法——做一個和事老
1425帶循環前綴的頻域均衡——簡單瞭，但是有代價的
143分集思想及應用
1431分集思想——彆把雞蛋放同一個籃子裏
1432時間分集及應用舉例
1433頻率分集及應用舉例
1434空間分集及應用舉例
第15章OFDM技術進階
151再迴首
152如何對付多徑環境
153時頻偏移的影響
1531對遲到/早退的容忍度
1532決不容忍頻率偏移
154OFDM技術實際係統參數選擇
155信號PAPR特性——被功放看中的品質
1551功率放大器效率問題
1552單載波信號的PAPR特性
1553OFDM信號的PAPR特性
1554如何得到PAPR閤適的信號
第16章多天綫技術原理及應用
161先嘗嘗多天綫能帶來的甜頭
162值得單獨呈現的Alamouti發射分集方案
1621發射端信息不靈通怎麼辦
1622Alamouti的精明之處
1623Alamouti發射分集的性能
1624基於Alamouti思想的推廣
163更大的驚喜——空間復用能力
1631空分復用原理呈現一
1632空分復用原理呈現二
164信道矩陣的SVD分解及快速應用
1641信道矩陣的SVD分解及性質
1642從SVD另眼相看MISO之波束成型
1643趁熱打鐵談MIMO之波束成型
1644還有驚喜嗎——透過SVD再看空分復用能力
165MIMO係統信道容量
1651信道奇異嚮量係統的信道容量
1652一般MIMO係統的極限傳輸能力
1653博弈——分集能力和復用能力
166信號發射和接收算法討論
1661信號發射算法——到哪個山頭唱哪支歌
1662信號接收算法——接替發射端操心
167MIMO原理在不同場景下的具體應用
1671下行多用戶MIMO——“我要挑戰10個”
1672上行多用戶MIMO——以多欺少
第四部分小結
第五部分LTE關鍵技術選講
第17章LTE概述及多址接入技術
171LTE概述
172常見多址方式及應用
1721I/Q正交復用——開個頭
1722時、頻、碼分多址——老將
1723正交頻分復用多址——正值當年
1724空分多址——新秀
173LTE上下行多址方式
1731LTE下行多址方式：OFDMA
1732LTE上行多址方式：SC-FDMA
第18章上下行同步機製
181網絡側無綫幀時間軸——列車時刻錶
1811FDD上下行無綫幀時間軸
1812TDD上下行無綫幀時間軸
182下行同步機製——車站接人的常識
183上行同步機製——趕車要趁早
第19章主要信道設計與信令機製
191下行調度及HARQ
1911下行物理信道串燒
1912下行HARQ及數據重傳
192上行調度及HARQ
1921重點介紹PUCCH
1922上行HARQ和數據重傳
第20章下行數據傳輸機製
201數據比特流處理流程
2011添加CRC——接收對錯的判斷
2012信道編碼——選擇閤適的信號
2013比特加擾——隨機化乾擾
2014生成星座符號——機械的步驟
2015星座符號到空間數據流——分組行動
2016對空間數據流預編碼——每組再僞裝
2017基帶信號生成並上射頻發送——齣發
202下行參考信號設計
2021公共參考信號——陽光普照
2022專用解調參考信號——VIP定製
203傳輸模式簡介——LTE招式大全
2031第一招：單天綫傳輸
2032第二招：發射分集傳輸
2033第三招：開環空分復用傳輸
2034第四招：閉環空分復用傳輸
2035第五招：單流波束成型傳輸
204下行功率分配
2041功率分配的意義
2042做瞭好事要讓人知道
第21章上行數據傳輸機製
211數據比特流處理流程
212上行參考信號設計
2121數據解調參考信號
2122信道探測參考信號
213上行功率控製
2131功率控製的意義
2132功率控製的實現機製
附錄A通信原理利器之綫性空間理論
A1綫性空間
A11綫性空間定義與理解
A12綫性空間的基與嚮量坐標
A13信號組成的綫性空間舉例
A14綫性方程組與矩陣
A2內積空間
A21內積定義與理解
A22重要量化關係及應用
A23嚮量的坐標計算
A3正交原理
A31如何纔算正交
A32嚮量空間的正交基
A33正交原理
A34投影與夾角
A4綫性映射
A41綫性變換
A42正交變換
附錄B論應用根基之概率基礎與隨機過程
B1概率空間
B2隨機變量
B21隨機變量的概率描述
B22隨機變量的統計特徵
B23隨機變量的聯閤概率
B24隨機變量的函數
B25隨機變量間特徵量刻畫
B3隨機信號
B31隨機過程
B32隨機信號的相似性
B4重要極限定理
B41中心極限定理
B42大數定理
附錄C第一部分數理推導
C1信號的簡單錶示
C11略講信號之間運算
C12衝激函數與信號衝激分解
C2傅裏葉級數
C3傅裏葉變換
C31角頻率與綫頻率傅裏葉變換關係
C32傅裏葉變換性質及其應用
C33方波信號與sinc 信號
C4換個角度從頭再來——再發現采樣定理
C5離散傅裏葉變換
C51離散序列與其傅裏葉變換采樣點關係
C52離散傅裏葉變換性質及應用
附錄D第三部分數理推導
D1香農熵的提齣
D2高斯分布的熵計算
D3熵、聯閤熵、條件熵之間的關係
附錄E第四部分數理推導
E1SISO快衰落信道容量計算
E2常用接收算法介紹
E21ZF算法應用於ISI信道
E22LMMSE算法推導
E3矩陣SVD分解性質推導
E4信道奇異嚮量係統的信道容量
參考文獻
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