卫星导航软件接收机原理与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:董绪荣

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2008-12

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787118058642

丛书系列:

图书标签:

• 通信大系
• 卫星导航
• GNSS
• 接收机原理
• 软件接收机
• 信号处理
• 导航定位
• 嵌入式系统
• 无线通信
• 雷达
• 电子工程

现代通信系统中的信号处理与资源优化：理论、算法与应用 本书导读 在当今信息社会，通信系统的性能已成为衡量技术先进性的核心指标。随着数据速率的不断提升和频谱资源的日益稀缺，如何高效地设计、分析和优化通信系统，使其在复杂的信道环境下实现可靠、高速的传输，成为了一个至关重要的课题。本书聚焦于现代通信系统中的信号处理基础、资源分配策略以及系统级性能的深度剖析，旨在为研究人员、工程师和高年级本科生提供一个全面且深入的理论框架和实践指导。 本书内容横跨多个通信领域的前沿热点，但不涉及卫星导航软件接收机的工作原理、具体软件架构或导航信号的捕获与跟踪技术。相反，它将重点放在通用通信链路中的核心技术挑战与解决方案上。 --- 第一部分：高级信号处理基础与信道建模 本部分将回顾并深化传统数字通信中的信号处理技术，并引入处理复杂多径和干扰环境所需的先进工具。 第一章：随机过程与最优滤波 本章从信息论与随机过程的交汇点出发，深入探讨了维纳滤波（Wiener Filtering）和卡尔曼滤波（Kalman Filtering）在动态系统中应用的数学基础。我们将详细分析这些滤波器在存在噪声和不确定性时的最优性准则，并展示它们如何在移动通信信道中用于状态估计和干扰抑制。重点在于信号的统计特性分析，而非定位或授时算法。 第二章：多载波与正交频分复用（OFDM）的深入分析 OFDM作为现代高速数据传输的基础技术，其效率与鲁棒性严重依赖于精确的同步和均衡。本章将超越基础的循环前缀（CP）概念，详细阐述时钟频偏、载波间干扰（ICI）和载波间干扰（ISI）的精确数学建模。我们还将探讨各种信道估计技术，如最小均方误差（MMSE）均衡器和迫零（ZF）均衡器的性能权衡，尤其关注信道的状态信息（CSI）获取的实际挑战，例如导频序列的设计与优化。 第三章：高级调制与编码方案 本章聚焦于如何通过调制和编码提升频谱效率和抗错误能力。我们将深入研究高阶M-QAM和幅度/相位联合调制（如16APSK）的性能边界，并对比它们的非等边星座图设计对峰均功率比（PAPR）和误码率（BER）的影响。在编码方面，本书将详细分析低密度奇偶校验码（LDPC）和Turbo码的迭代译码算法，包括消息传递算法（BP）和对数似然比（LLR）的计算细节，以及它们在实现香农极限附近的表现。 --- 第二部分：MIMO系统理论与空间复用 多输入多输出（MIMO）是提升系统容量和可靠性的关键技术。本部分将集中探讨如何在多个天线端口间实现高效的空间信号处理。 第四章：MIMO信道容量与预编码技术 本章从信道相关性矩阵和奇异值分解（SVD）出发，推导出米尔斯容量定理（Mutual Information Capacity）在MIMO系统中的应用。我们重点分析空间复用（Spatial Multiplexing）和空间复用（Spatial Diversity）的设计原理。随后，深入探讨迫零（ZF）、迫零-最小化噪声（MMSE）预编码的设计，并引入波束赋形（Beamforming）在最大化特定用户接收信噪比方面的作用。 第五章：多用户MIMO（MU-MIMO）的资源分配 在多用户场景下，如何公平且高效地分配空间维度和频率资源成为核心挑战。本章侧重于MU-MIMO调度算法，包括迫零预编码（ZFBF）和迫零-最大化和（ZF-Max-Sum）等方案。我们将详细分析信道状态信息（CSI）反馈机制的开销与准确性对系统吞吐量的影响，并比较迫零预编码与迫零预编码在抑制用户间干扰方面的优劣。 --- 第三部分：通信资源优化与系统级性能分析 本部分将视角提升到整个通信网络层面，探讨如何利用优化理论来管理有限的系统资源，以满足不同的服务质量（QoS）需求。 第六章：功率控制与干扰协调 在蜂窝网络（如4G/5G下行链路）中，跨层优化是实现性能最大化的关键。本章详细阐述功率控制算法，包括开环、闭环功率控制的迭代过程与收敛性分析。对于干扰协调，我们将聚焦于软频率复用（SFR）、分数频率复用（FSR）以及基于协调波束赋形（Coordinated Beamforming, CBF）的干扰抑制策略，通过拉格朗日乘子法求解资源分配的最优解。 第七章：异构网络（HetNets）中的负载均衡与能效 随着宏小区与微小蜂窝的混合部署，网络层面的资源协调变得尤为复杂。本章将分析异构网络（HetNets）的拓扑结构，并探讨负载均衡策略，例如基于小区间/宏小区功率比（ICIC/MB-ICIC）的频率划分。此外，我们还将引入能效（Energy Efficiency, EE）指标，并讨论如何在满足特定QoS要求的前提下，通过休眠模式（Sleep Mode）和动态频率调整来最小化基站的功耗。 第八章：物理层安全与安全通信 在开放的无线信道中，信息安全至关重要。本章不涉及物理层定位，而是专注于物理层安全（Physical Layer Security, PLS）理论。我们将分析信道互信息（Secrecy Capacity）的计算方法，并对比人工噪声添加与预编码技术在提升安全速率上的差异。重点阐述零强迫（Zero Forcing）安全预编码的设计原则，确保合法接收者与窃听者之间的信道增益差异最大化。 --- 总结 本书提供了一套严谨的数学工具和算法框架，用于理解和设计高性能的无线通信系统。内容涵盖从底层信号处理到高层资源调度的全栈技术，重点在于通用无线信道的传输效率、鲁棒性、容量极限以及网络资源的优化管理。读者将掌握现代通信系统（如4G/5G核心技术）背后的理论驱动力，而非特定应用的实现细节。

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这本《卫星导航软件接收机原理与设计》确实是我最近翻阅过的最有意思的技术书籍之一。我一直对GNSS（全球导航卫星系统）领域很感兴趣，特别是它的底层软件实现，但市面上大多数书籍要么过于理论化，要么聚焦于硬件，让我总觉得少了点什么。这本书恰好填补了这一空白。 它从接收机软件的角度切入，详细讲解了信号捕获、跟踪、解调以及位置计算等核心流程。我特别喜欢书中对各种导航信号（如GPS L1 C/A、BDS B1I、Galileo E1）的分析，作者用了大量的篇幅去拆解这些信号的结构和编码方式，并且非常细致地阐述了如何在软件层面实现对这些信号的有效处理。书中还涉及了伪距测量、载波相位测量、差分技术（DGPS、RTK）等关键技术的软件实现细节，让我对这些概念有了更深入、更直观的理解。 最让我印象深刻的是，作者并没有停留在原理的讲解，而是提供了大量与实际设计相关的指导。比如，在软件接收机架构的设计部分，书中给出了几种不同的实现方案，并对它们的优缺点进行了比较。在算法的实现上，作者也给出了不少代码片段和伪代码，虽然不是完整的可执行代码，但足以作为开发者的起点。这对于我们这些想动手实践的人来说，无疑是巨大的帮助。 总的来说，这本书的内容非常扎实，而且紧密结合了工程实践。如果你想深入了解卫星导航软件接收机的工作原理，或者希望开发自己的导航接收机软件，那么这本书绝对是不可多得的宝藏。它让我对GNSS软件接收机这个曾经有些神秘的领域有了全新的认识，也激发了我进一步探索和学习的动力。

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我一直对通信系统底层原理非常感兴趣，而卫星导航系统无疑是其中一个非常吸引人的领域。《卫星导航软件接收机原理与设计》这本书，可以说是我近年来阅读过最让人受益匪浅的一本。 它不仅仅是一本介绍技术原理的书，更像是一本“如何思考”的指南。作者在讲解软件接收机原理时，总是能联系到实际的设计和工程挑战。比如，在讨论信号捕获的鲁棒性时，作者会详细分析环境噪声、信号衰减等因素的影响，并提出相应的软件解决方案。这让我觉得，这本书的内容非常贴合实际应用。 我尤其喜欢书中对各种导航信号的分析。从GPS到GLONASS，再到Galileo和北斗，作者都对其信号结构、编码方式以及关键的导航数据进行了深入的剖析。这让我能够理解不同卫星系统之间的差异，以及软件接收机如何兼容和处理这些多样化的信号。 书中对于软件接收机架构的讨论，也给了我很多启发。作者介绍了不同类型的软件接收机架构，比如基于通用处理器的接收机、基于FPGA的接收机以及混合架构。他详细分析了各种架构的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。这让我意识到，软件接收机的设计是一个需要权衡多方面因素的复杂过程。 总的来说，这本书为我打开了一扇新的大门。它让我对卫星导航软件接收机的内部工作机制有了深刻的理解，也激发了我对相关技术进一步探索的兴趣。这本书的知识密度很高，但讲解清晰，非常适合那些希望深入了解GNSS软件接收机技术的读者。

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我一直认为，要真正理解一个复杂系统，就必须从最底层的原理入手。《卫星导航软件导航软件接收机原理与设计》这本书，恰恰满足了我对这种深度探索的需求。它深入浅出地剖析了卫星导航软件接收机的核心构成和运作机制。 这本书的一大亮点在于，它详细讲解了软件接收机与传统硬件接收机在设计理念上的区别。作者强调了软件接收机在灵活性和可扩展性方面的优势，以及如何通过纯软件的方式实现信号捕获、跟踪、解调等核心功能。这对于我这样对开源和模块化设计有偏好的人来说，非常有吸引力。 书中关于信号处理算法的讲解，我看了好几遍。从早期的傅里叶分析，到更复杂的数字信号处理技术，作者都给出了清晰的解释，并且没有回避数学上的细节。例如，在讲解伪码捕获时，作者详细介绍了滑动相关法、FFT搜索等多种方法，并分析了它们的优劣。我还在书中看到了关于卡尔曼滤波在载波相位跟踪和导航状态估计中的应用，这让我意识到，现代导航技术是多么地融合了各种先进的数学理论。 这本书也给我提供了一个全新的视角来看待导航精度问题。它不仅讨论了卫星本身的误差，更侧重于软件接收机在处理信号过程中可能引入的误差，以及如何通过优化的算法来减小这些误差。这让我明白，一个好的软件接收机设计，对于最终的定位精度至关重要。

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刚拿到这本《卫星导航软件接收机原理与设计》的时候，我其实是抱着试试看的心态。毕竟，“原理与设计”听起来就有点枯燥，而且软件接收机这个概念对我来说相对陌生。但翻开之后，我立刻被吸引住了。 这本书的叙述方式非常独特，它不是那种上来就堆砌公式和术语的教科书。作者用一种非常平易近人的语言，循序渐进地讲解了卫星导航软件接收机的工作机制。从最初的信号获取，到如何从噪声中提取出有用的导航信息，再到最终的定位解算，每一个环节都被拆解得非常清晰。 我尤其欣赏书中对“软件接收机”这个概念的阐释。它让我明白，原来接收机的很多功能，都可以通过精妙的软件算法来实现，而不仅仅是依赖于复杂的硬件。书中对信号处理算法的讲解，比如FFT（快速傅里叶变换）在捕获阶段的应用，以及PLL（锁相环）在跟踪阶段的作用，都给我留下了深刻的印象。作者甚至还讨论了如何利用FPGA或GPU来加速这些计算密集型的算法，这让我看到了软件接收机在性能优化方面的巨大潜力。 除了技术细节，书中还探讨了软件接收机在可靠性、适应性以及灵活性方面的优势。这对于需要应对复杂环境、适应不同导航系统需求的应用场景来说，具有非常重要的意义。读完这本书，我感觉自己对整个GNSS系统的理解上升到了一个新的层面，也对未来的技术发展方向有了更清晰的认识。

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作为一名长期在硬件领域工作的工程师，我对《卫星导航软件接收机原理与设计》这本书的阅读体验，可以说是一次意外的惊喜。我原本认为，软件接收机更多的是计算机科学的范畴，与我熟悉的电子工程领域相去甚远。然而，这本书的出现，让我看到了跨学科融合的魅力。 这本书并没有回避核心的信号处理理论，但它以一种非常务实的方式呈现出来。它清晰地阐述了从射频前端采集到的原始数字信号，是如何通过一系列软件算法，一步步转化为我们熟悉的导航数据的。书中对码同步、载波同步、数据解调等关键步骤的解释，让我对接收机的“大脑”有了更深入的了解。 我特别关注书中关于接收机性能指标的讨论，比如信噪比（SNR）、捕获时间和跟踪精度等。作者不仅解释了这些指标的重要性，还深入探讨了软件设计如何影响这些性能。例如，在讨论多径效应的处理时，书中介绍了多种软件抑制算法，这让我意识到，即使是接收机软件，也需要在复杂的电磁环境中进行“智能”的决策。 此外，本书还涉及了一些高级话题，例如软件接收机在抗干扰和抗欺骗方面的研究进展，以及与INS（惯性导航系统）的融合技术。这些内容让我看到了软件接收机在未来导航领域无限的可能性。虽然我可能不会亲自去编写一行代码，但这本书让我能够更好地理解软件接收机的设计理念，并与软件工程师进行更有效的沟通。

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