通信信號處理

前言

　　近10余年來無線通信得到了迅猛的發(fā)展，已成為社會信息化最重要的推動力量之一，也是當前信息產(chǎn)業(yè)的重要支柱。無線通信的不斷發(fā)展正在全面改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。而通信信號處理技術對無線通信的發(fā)展和應用起著至關重要的作用，對其深刻理解和掌握才能真正從根本上理解、應用和發(fā)展無線通信技術。我們翻譯此書的目的，正是為了向廣大無線通信從業(yè)人員、研究生和科研人員提供該領域中理論透徹、內(nèi)容全面而又緊密結合實踐的一本教科書?！　oseph Boccuzzi博士的這本《通信信號處理》是其多年研究、實踐和教學的總結。它關注于應用，詳細講解了無線通信中信號處理的基本概念和技術，全面考察了關鍵算法和標準演進路徑在當今最先進無線網(wǎng)絡設計和運營中所扮演的角色。本書針對當前無線網(wǎng)絡的實際設計問題，重點論述無線通信系統(tǒng)中的信號處理概念與技術，包括基本理論、問題與算法及最新應用。全書內(nèi)容包括無線主題、調(diào)制、無線多徑信道、調(diào)制檢測技術、性能提升技術及接收機中的信號處理算法，還包括3G WCDMA、3G及B3G中的信號處理，以及計算機仿真評估技術等當前熱門技術。內(nèi)容系統(tǒng)、完備，從理論和計算機仿真兩方面來闡述概念，并配有豐富的圖示?！　”緯m合作為通信工程和電子信息類相關專業(yè)的研究生教材，以及從事數(shù)字無線通信研究與設計的教師、科研與工程技術人員的參考書?！　”緯晌靼搽娮涌萍即髮W綜合業(yè)務網(wǎng)國家重點實驗室的老師組織翻譯。其中，第2章、第4章及第6章至第8章由劉祖軍翻譯，第1章、第3章和第5章由田斌翻譯，第9章由易克初翻譯，劉祖軍負責統(tǒng)校全書。原書有誤的地方大都在譯者注中標出，以便讀者閱讀原著時參考。西安電子科技大學研究生顧小昕、侯若陽、李雪、連豪、梁翠蘭、劉彩苗、劉合煥、馬曉鳳、趙瀛洲、鄭宜誠等協(xié)助譯者做了大量工作，借此機會表示誠摯的謝意。本書的出版得到了高等學校學科創(chuàng)新引智計劃(B08038)的資助，在此表示感謝。　　由于時間倉促，加之譯者水平有限，書中難免存在錯誤和疏漏之處，敬請廣大讀者和同行專家不吝指正。

內(nèi)容概要

　　 本書針對當前無線網(wǎng)絡的實際設計問題，重點論述無線通信系統(tǒng)中的信號處理概念與技術，包括基本理論、問題與算法以及最新應用。全書內(nèi)容包括無線主題、調(diào)制、無線多徑信道、調(diào)制檢測技術、性能提升技術及接收機中的信號處理算法，還包括3G WCDMA、3G及B3G中的信號處理、計算機仿真評估技術等當前熱門技術。內(nèi)容系統(tǒng)完備，從理論和計算機仿真兩方面來闡述概念，并配有豐富的圖示。

作者簡介

　　博布茲（Joseph Boccuzzi），博士，是一位具有多年產(chǎn)品開發(fā)、研究和教學經(jīng)驗的信號處理專家?！锻ㄐ判盘柼幚怼纷鳛楣こ坦ぞ?，逐步展示了一些重要的無線主題，并給出了信號處理技術中的最新突破。

書籍目錄

第1章  無線主題　1.1  引言　1.2  無線標準綜述　1.3  無線業(yè)務融合的原因　1.4  隨機信號處理知識回顧　1.5  帶通信號和子系統(tǒng)的表征　1.6  接收機靈敏度定義　參考文獻第2章  調(diào)制理論　2.1  調(diào)制損傷　2.2  調(diào)制方式演變　2.3  調(diào)制方式比較　參考文獻第3章  無線多徑信道　3.1  加性高斯白噪聲　3.2  瑞利多徑衰落現(xiàn)象　3.3  萊斯多徑衰落現(xiàn)象　3.4  頻率選擇性衰落　3.5  人為系統(tǒng)干擾　3.6  傳播路徑損耗　3.7  關于陰影的討論　3.8  多徑衰落仿真模型　3.9  關于多徑的產(chǎn)生/消失的討論　參考文獻第4章  調(diào)制檢測技術　4.1  實踐和理論的差異　4.2  相干檢測　4.3  DQPSK的非相干檢測　4.4  MSK的非相干檢測　4.5  誤碼率（BER）的性能比較　參考文獻第5章  性能提升技術　5.1  前向糾錯碼　5.2  空間天線接收分集合并技術　5.3  空間天線發(fā)射分集技術　5.4  鏈路預算討論　參考文獻第6章  接收機數(shù)字信號處理　6.1  時域均衡（EQ）　6.2  空時均衡（STE）　6.3  頻域均衡方法　6.4  符號定時恢復　6.5  信道質(zhì)量估計 （CQE）　6.6  自動頻率控制　6.7  接收機完整結構圖　參考文獻第7章  3G寬帶CDMA　7.1  概述　7.2  RAKE接收機原理　7.3  2G IS-95 CDMA　7.4  RAKE耙指結構與性能　7.5  PN碼性質(zhì)　7.6  WCDMA物理層概述　7.7  高速下行鏈路分組接入　7.8  高速上行鏈路分組接入　7.9  多徑環(huán)境中的容量提高　參考文獻第8章  計算機仿真評估技術　8.1  引言　8.2  蒙特卡羅方法　8.3  改進的蒙特卡羅方法或重要抽樣法　8.4  改進的重要抽樣方法　8.5  尾部外推法（TEM）　8.6  半解析法　8.7  小結　參考文獻第9章  3G和B3G討論　9.1  引言　9.2  多媒體和移動電視服務　9.3  一些3G終端（UE）統(tǒng)計　9.4  高速分組接入的演進　9.5  MIMO技術　參考文獻附錄A  有用公式附錄B  三角恒等式附錄C  定積分附錄D  概率函數(shù)附錄E  序列及求和附錄F  線性代數(shù)英中對照詞匯表

章節(jié)摘錄

　　1.1 引言　　從語音到數(shù)據(jù)再到現(xiàn)在的多媒體，無線通信已經(jīng)使各種各樣的服務成為可能。我們即將進入一個前所未見的時代，手機、筆記本電腦、照相機、個人數(shù)字助理（PDA）和電視將有可能集中于一個單一的消費電子設備?！　∽詮姆涓C通信概念提出以來，我們已經(jīng)開始享受移動通信帶來的自由。第一代蜂窩系統(tǒng)是AMPS，即模擬移動電話系統(tǒng)。它利用傳統(tǒng)的頻率調(diào)制（FM）方式來完成語音用戶之間的通信。用戶的話音直接被FM調(diào)制器轉(zhuǎn)換，然后通過無線媒質(zhì)傳輸。這個系統(tǒng)有話音質(zhì)量問題，尤其是在蜂窩邊緣，并且受到用戶容量低的影響?！　?shù)字通信時代來臨！第二代（2G）蜂窩系統(tǒng)利用數(shù)字調(diào)制方式，例如正交差分相移鍵控和高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）。話音經(jīng)過數(shù)字化，錯誤保護，然后在一個特定時域、頻域或碼域內(nèi)發(fā)送出去。這些推進有助于提升話音質(zhì)量和用戶容量。這些2G系統(tǒng)有北美-MA系統(tǒng)（IS.136）、移動特別小組（GSM）、北美擴頻系統(tǒng)（IS.95）和日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng)（JDC），這僅僅是其中的幾例，而GSM是實際上的全球標準，換言之，是在全球范圍內(nèi)更加廣泛使用的系統(tǒng)?！　∵@些2G蜂窩系統(tǒng)不僅受用戶容量低的影響，而且受用戶數(shù)據(jù)速率低的影響，其間，那些需要充分發(fā)揮高數(shù)據(jù)速率優(yōu)勢的應用也在研發(fā)中。由于信號處理的發(fā)展和應用于通信設備中的技術的進步，2G系統(tǒng)將其生命周期擴展到被普遍接受的2.5G，即第二代半。這里，GSM演進到通用無線分組業(yè)務（GPRS）和全球演進式數(shù)據(jù)速率增強技術（EDGE），并且GSM還繼續(xù)著它的演進。與此類似，Is-95演進為CDMA2000，它也同樣繼續(xù)在演進?！　≡诖似陂g，人們開展了各種各樣的研究，以比較時分多址（TDMA）和為下一代蜂窩系統(tǒng)的碼分多址（cDMA）?；诤竺鎺坠?jié)將介紹到的原因，CDMA盛行起來，現(xiàn)在我們擁有了基于寬帶CDMA（WCDMA）的第三代（3G）系統(tǒng)。WC[）MA繼續(xù)增加用戶容量和用戶數(shù)據(jù)速率，從而更大程度地打開了無線應用在電路交換（CS）和分組交換（PS）領域的大門?！　‰S著不斷發(fā)展并增加系統(tǒng)在全球的應用，我們將繼續(xù)確定第四代（4G）系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能繼續(xù)增加數(shù)據(jù)速率和用戶容量，而且能支持多種混合業(yè)務。這些發(fā)展也將由網(wǎng)絡方面的改進來處理?！　∪欢?，歷史總是驚人地重復著，我們看到了3G系統(tǒng)中以公開發(fā)布形式的演進。這些公開發(fā)布的內(nèi)容特別強調(diào)因特網(wǎng)協(xié)議（IP）業(yè)務，以及增加用戶數(shù)據(jù)速率來支持這些應用。我們特別指出的是WCI）MA不斷發(fā)展到HSDPA／HSUPA，并繼續(xù)演進為長期演進（LTE），CDMA2000演進為1xEVD0／DV（演進數(shù)據(jù)最優(yōu)化／數(shù)據(jù)和話音）系統(tǒng)。

編輯推薦

　　掌握設計和運營無線通信網(wǎng)絡所需的信號處理概念和技術?！锻ㄐ判盘柼幚怼逢P注于應用，講解了無線通信信號處理的基本概念和技術，全面考察了關鍵算法和標準演進路徑在當今最先進無線網(wǎng)絡設計和運行中所扮演的角色?！　　锻ㄐ判盘柼幚怼诽厣　?專業(yè)覆蓋3G寬帶CDMA　　?討論OFDM在未來技術中的作用　　?詳盡描述關鍵信號處理算法在無線應用中的作用　　?討論移動環(huán)境中先進的信號處理所面臨的挑戰(zhàn)　　?圖文并茂，包括500多幅詳細圖解　　主要內(nèi)容　　?無線主題　　?接收機信號處理　　?調(diào)制理論　　?3G寬帶CDMA　　?無線多徑信道　　?調(diào)制檢測技術　　?計算機仿真評估技術　　?性能提升技術　　?3G和B3G

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