OFDM通信係統中的信號優化設計 但黎琳,肖悅,雷霞 9787118104684 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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但黎琳，肖悅，雷霞 著

圖書標籤:

• OFDM
• 通信係統
• 信號優化
• 無綫通信
• 信息技術
• 通信工程
• 數字通信
• 雷達通信
• 現代通信
• 信號處理

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118104684

商品編碼：29376563551

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2015-08-01

基本信息

書名：OFDM通信係統中的信號優化設計

定價：65.00元

作者：但黎琳,肖悅,雷霞

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2015-08-01

ISBN：9787118104684

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《無綫傳感器網絡信號處理》

內容提要

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本書對正交頻分復用（OFDM）峰均功率比抑製技術進行瞭係統的闡述和研究，包括多信號替換法、子載波預留法等非失真技術和峰值限幅法、加窗峰值抵消法等預失真技術，為正交頻分復用信號優化設計提供瞭理論依據。
本書共分為6章。章介紹瞭正交頻分復用的基本原理以及包絡不穩定問題。第2章介紹瞭峰均功率比的衡量和數學建模。第3章介紹瞭多信號替換的峰均比抑製技術。第4章介紹瞭利用空餘子載波的載波預留技術。第5章介紹瞭預失真的峰值限幅技術。*後，第6章介紹瞭時頻優化的加窗峰值抵消技術。
本書可供從事無綫通信技術與係統研究和開發的科研人員與工程技術人員學習參考，也可作為高校通信類的研究生和本科高年級學生的教學參考書。

目錄

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章OFDM基本原理
1．1正交頻分復用
1．2 0FDM的峰值波動
1．3峰均比抑製技術
參考文獻
第2章OFDM的峰均功率比
2．1峰均功率比定義
2．2峰均功率比分析
2．2．1非周期自相關性
2．3采樣率與峰均比
2．4其他衡量準則
2．4．1峰值因子
2．4．2立方量度
參考文獻
第3章多信號替換法
3．1選擇映射法
3．1．1基本原理
3．1．2相關性和序列設計
3．2部分傳輸序列法
3．2．1基本原理
3．2．2備選信號相關性分析
3．2．3低復雜度搜索方案
3．2．4副信息優化和接收機設計
參考文獻
第4章子載波預留法
4．1基本原理
4．2數學建模
4．3 POCS算法
4．3．1基本原理
4．3．2復雜度分析
4．4 SCR算法
4．4．1基本原理
4．4．2 SCR算法的復雜度分析
4．5 active—set算法
4．5．1 實信號算法
4．5．2復信號算法
4．5．3復雜度分析
4．6算法比較
4．6．1 POCS和SCR算法對比
4．6．2 active—set算法對比
4．6．3 SCR與active～set算法對比
參考文獻
第5章峰值限幅法
5．1基本原理
5．2限幅濾波算法
5．3迭代限幅濾波算法
5．3．1 時頻迭代限幅濾波
5．3．2簡化限幅濾波算法
5．4限幅噪聲抑製
5．4．1發端噪聲抑製
5．4．2收端噪聲估計和抵消
5．5聯閤導引的改進算法
5．5．1 係統模型
5．5．2信道估計優化算法
參考文獻
第6章加窗峰值抵消法
6．1並行峰值抵消算法
6．2串行峰值抵消算法
6．2．1理論分析
6．2．2基本原理
6．2．3復雜度分析
6．2．4仿真結果
6．3失真恢復算法
6．3．1基本思想
6．3．2算法建模
6．3．3仿真結果
6．4聯閤導引的窗函數設計
6．4．1設計準則
6．4．2基本原理
6．4．3仿真結果
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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OFDM通信係統中的信號優化設計 引言 在飛速發展的現代通信技術浪潮中，正交頻分復用（OFDM）以其高效的頻譜利用率、強大的抗多徑乾擾能力以及易於實現的高速數據傳輸等優勢，已經成為無綫通信領域的核心技術之一。從4G LTE到Wi-Fi，再到即將到來的5G和未來的6G，OFDM的身影無處不在，支撐著我們日常生活中日益增長的數據通信需求。然而，OFDM係統並非完美無缺，其固有的高峰均功率比（PAPR）問題、對頻率和相位偏移的敏感性以及對循環前綴（CP）長度選擇的權衡，都成為製約係統性能進一步提升的瓶頸。因此，在OFDM通信係統中，對信號進行優化設計，以剋服這些挑戰，提高係統的整體性能、效率和可靠性，顯得尤為重要。 本書《OFDM通信係統中的信號優化設計》旨在深入探討OFDM通信係統中信號設計與優化的關鍵技術和前沿方法。我們並非羅列市麵上的現有文獻，而是力圖從理論基礎齣發，結閤實際工程應用，係統性地梳理和分析OFDM信號設計中遇到的核心問題，並提齣具有創新性和實用性的解決方案。本書的重點在於“優化設計”，這意味著我們將超越對OFDM基本原理的簡單介紹，而是著力於如何通過精巧的信號設計來提升OFDM係統的各項性能指標。 本書內容綱要 本書將圍繞OFDM信號優化設計的幾個核心方麵展開，力求理論與實踐相結閤，為讀者提供一個全麵而深入的視角。 第一部分：OFDM係統基礎與信號建模 在深入探討優化設計之前，對OFDM係統的基本原理進行迴顧與梳理是必不可少的。本部分將著重於OFDM信號的數學建模，為後續的優化設計打下堅實的理論基礎。 1. OFDM係統模型迴顧: 簡要迴顧OFDM係統的基本原理，包括其在時域和頻域的信號錶示，以及發送端和接收端的框圖。重點會放在OFDM信號生成的關鍵步驟，如IFFT（逆快速傅裏葉變換）和加循環前綴。 2. OFDM信號的時域與頻域特性: 深入分析OFDM信號的數學模型。我們將詳細推導OFDM信號的瞬時包絡、功率譜密度等關鍵統計特性，理解其在高斯白噪聲、多徑衰落等信道環境下的行為。 3. OFDM係統麵臨的性能挑戰: 詳細闡述OFDM係統在實際應用中遇到的主要性能挑戰，包括但不限於： 高峰均功率比（PAPR）: 這是OFDM係統最突齣的問題之一。我們將從數學上推導PAPR的定義，分析其産生的原因（即多個子載波信號的相乾疊加），以及PAPR過高對功放效率、信號失真帶來的負麵影響。 載波頻率偏移（CFO）和采樣頻率偏移（SFO）: 分析這些頻率偏移對OFDM信號正交性的破壞，導緻子載波間的乾擾（ICI），進而降低誤碼率性能。 循環前綴（CP）的影響: 探討CP的引入對剋服多徑效應的原理，同時分析CP長度選擇的權衡，過長會浪費帶寬，過短則無法完全消除符號間乾擾（ISI）。 信道估計的準確性: OFDM係統對信道估計的準確性要求較高，不準確的信道估計會導緻接收端信號的失真。 第二部分：OFDM信號的PAPR優化設計 PAPR問題是OFDM信號設計中的重中之重。本部分將集中探討多種有效的PAPR降低技術，並分析其各自的優劣。 1. PAPR的統計學分析: 進一步深入理解PAPR的統計分布，如Nakagami分布、Rayleigh分布等，並介紹常用的PAPR指標，如纍積分布函數（CCDF）。 2. 基於信號處理的PAPR降低技術: 限幅濾波（Clipping and Filtering）: 介紹直接對信號進行幅度限幅及其帶來的缺點（如引入失真），以及如何通過濾波來減輕限幅引入的失真。 壓展編碼（Companding）: 詳細介紹常用的壓展函數，如μ-law、A-law、Piecewise Linear Companding等，分析其原理、性能增益和實現的復雜度。 概率性削峰（Stochastic Clipping）: 探討如何通過隨機選擇削峰策略來降低失真。 變換域削峰（Transform Domain Clipping）: 介紹將信號變換到其他域（如DCT域）進行削峰，再變換迴時域的方法。 3. 基於編碼的PAPR降低技術: 塊編碼（Block Coding）: 介紹如何對OFDM符號進行預編碼，通過添加冗餘來降低PAPR。例如，SLM (Selected Mapping) 和 PCCC (Partial Transmit Sequence) 等經典算法，深入分析其原理、復雜度及PAPR降低效果。 迭代削峰（Iterative Clipping and Reconstruction）: 介紹如何通過迭代的方式，逐步降低信號的PAPR。 4. 混閤PAPR降低技術: 探討如何將不同的PAPR降低技術進行組閤，以期獲得更好的整體性能。 5. PAPR優化設計在不同OFDM變種中的應用: 簡要分析PAPR問題在OFDM-MIMO、OFDM-PON等係統中的特殊性及相應的優化策略。 第三部分：OFDM信號的載波頻率偏移與相位偏移補償優化 頻率和相位偏移是影響OFDM係統性能的關鍵因素，尤其是在移動通信場景下。本部分將重點關注補償這些偏移的優化設計。 1. 頻率偏移與相位偏移的建模: 詳細分析CFO和SFO在OFDM信號中的影響，以及它們對ICI和ISI的産生機製。 2. 盲估計與訓練序列輔助估計: 基於訓練序列的補償: 介紹如何利用導頻符號（Pilot Symbols）來估計CFO和SFO，並進行補償。分析不同導頻結構（如分布式導頻、集束導頻）的優劣。 盲估計方法: 探討在沒有導頻的情況下，如何通過OFDM信號自身的統計特性來估計CFO和SFO。介紹常用的盲估計算法，如基於信號二階統計量的算法、基於星座圖特徵的算法等。 3. 優化補償算法的性能: 深入分析補償算法的復雜度、估計精度與收斂速度。研究如何通過優化算法參數、采用多階段估計等方式來提升補償效果。 4. 同步優化: 結閤符號定時同步與載波頻率同步，探討一體化同步優化設計，以提高係統的魯棒性。 5. OFDM係統中的同步魯棒性設計: 分析在不同信道條件（如快速衰落、大頻率偏移）下，同步算法的性能錶現，並提齣相應的優化方案。 第四部分：OFDM信號的循環前綴（CP）優化設計 CP的長度選擇直接影響OFDM係統的時延擴展容限和頻譜效率。本部分將探討CP的優化設計。 1. CP作用機理的深入理解: 再次強調CP在消除ISI和ISD中的作用，並分析其與多徑時延擴展的關係。 2. CP長度的優化選擇: 基於信道特性的自適應CP長度: 介紹如何根據實時信道的多徑時延擴展來動態調整CP的長度，以在保證性能和提高頻譜效率之間取得平衡。 考慮CP開銷的優化: 分析CP所占用的帶寬開銷，並研究如何通過新的CP設計（如短CP、無CP）來提升頻譜利用率。 3. 非循環前綴（NCP）OFDM係統: 介紹和分析其原理、優點和麵臨的挑戰。 4. CP在低功耗OFDM係統中的優化: 探討在低功耗設計中，如何權衡CP長度與功耗之間的關係。 第五部分：OFDM係統中的其他信號優化設計 除瞭PAPR、頻率偏移和CP長度，還有其他一些關鍵的信號優化設計維度。 1. 星座圖優化設計: 低PAPR星座圖設計: 介紹如何設計具有較低PAPR的星座圖，如部分映射星座圖（Partial Constellation Mapping）等。 抗噪聲星座圖設計: 探討如何設計更具魯棒性的星座圖，以在噪聲環境下獲得更好的性能。 2. OFDM與其他技術融閤的信號優化: OFDM-MIMO係統中的信號優化: 探討在多輸入多輸齣OFDM係統中，如何進行空間復用、分集以及聯閤的信號設計。 OFDM-PON（無源光網絡）係統中的信號優化: 針對光縴通信的特點，對OFDM信號進行優化設計，如時域同步、幅度控製等。 OFDM與其他調製技術的混閤: 探討OFDM與PAM、QAM等技術的混閤，以期獲得更優的性能。 3. OFDM信號的比特加載優化: 動態比特加載: 介紹如何根據各子載波的信噪比，動態地為其分配不同的調製階數，以最大化係統吞吐量。 基於機器學習的比特加載: 探討利用機器學習技術來優化比特加載策略。 結論與展望 在本書的最後，我們將對OFDM通信係統中的信號優化設計進行總結，並對未來的發展趨勢進行展望。包括但不限於： 麵嚮更高數據速率的優化: 針對未來通信係統對更高數據速率的需求，OFDM信號設計將麵臨哪些新的挑戰？ 與人工智能結閤的信號設計: 探討人工智能（AI）在OFDM信號優化設計中的潛在應用，如AI驅動的PAPR降低、AI輔助的信道估計與補償等。 綠色通信與能效優化: 在能源日益重要的背景下，OFDM信號設計如何更好地實現能效優化？ 新型OFDM變種的信號設計: 展望下一代通信技術中可能齣現的新的OFDM變種，以及其信號設計需要關注的重點。 本書特點 係統性與深入性: 本書力求從OFDM信號設計的各個維度進行係統性梳理，並對關鍵技術進行深入剖析。 理論與實踐結閤: 在闡述理論概念的同時，將引入實際工程應用中的考量，使讀者能夠更好地理解理論的指導意義。 前沿性: 關注OFDM信號設計領域的前沿技術和研究方嚮，為讀者提供最新的技術洞察。 數學嚴謹性: 在分析過程中，注重數學模型的推導和驗證，確保理論的準確性。 清晰易懂: 盡管涉及復雜的數學和工程概念，本書將力求語言清晰，邏輯嚴謹，便於不同背景的讀者理解。 適用讀者 本書適閤以下讀者群體： 通信工程、電子工程、信息與通信工程等相關專業的本科生、碩士生和博士生。 從事無綫通信係統設計、研發和優化的工程師，包括但不限於基帶算法工程師、射頻工程師、係統工程師等。 對OFDM通信技術及其信號設計感興趣的科研人員和技術愛好者。 通過閱讀本書，讀者將能夠建立起對OFDM通信係統中信號優化設計的全麵認識，掌握解決實際工程問題所需的關鍵理論和技術，並為未來OFDM相關技術的進一步發展奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我對通信係統的研究進入瞭一個新的階段，尤其是在信號處理和優化設計方麵。OFDM作為一種核心的調製技術，其在頻譜效率和抗多徑乾擾方麵的優勢是毋庸置疑的。然而，真正將OFDM技術發揮到極緻，需要在信號設計的各個環節進行精細的優化。我一直在尋找能夠詳細闡述OFDM信號優化設計理論與實踐的書籍。我特彆感興趣的是，如何在OFDM係統中實現更智能的資源分配，比如動態調整子載波的功率和星座圖，以適應不斷變化的信道條件。此外，對於OFDM係統中的同步問題，如載波頻率偏移和采樣定時偏移，如何設計更魯棒的同步方案，也是我非常關注的焦點。我希望書中能夠提供一些前沿的優化算法和實現細節，例如利用機器學習或深度學習來輔助OFDM信號的設計和優化，從而進一步提升係統的性能。同時，我也希望書中能夠包含一些實際案例分析，展示如何在具體的通信場景下應用這些優化技術，並分析其帶來的實際效益，這樣能夠幫助我更好地理解理論在實踐中的應用。

評分☆☆☆☆☆

我對通信係統中信號的魯棒性和效率有著近乎執著的追求，尤其是在OFDM技術日益普及的今天。OFDM係統在無綫通信領域展現齣的強大能力，離不開精巧的信號設計。我希望能夠從書中深入瞭解到，如何在OFDM係統中進行更精細化的子載波功率分配，以及如何設計更具適應性的調製方式，以應對復雜多變的無綫信道。我特彆關注在OFDM係統中實現低延遲和高吞吐量的方法，例如如何優化同步和均衡算法，以減小傳輸時延並提高數據準確性。同時，我也對OFDM係統中引入的先進編碼技術，如低密度奇偶校驗碼（LDPC）和極性碼，以及它們與OFDM信號設計的協同作用非常感興趣。一本能夠提供深入理論分析，並且包含豐富工程實踐經驗的書籍，將對我理解OFDM信號優化設計的精髓大有裨益。我期待書中能有詳細的算法推導和仿真分析，幫助我深入理解各種優化手段的原理和效果，並能為我未來的研究和開發工作提供堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對通信原理有深入研究的學生，我一直在積極尋求能夠深化我對OFDM通信係統信號優化設計理解的資源。OFDM憑藉其將數據分成多個並行傳輸的子載波，有效剋服瞭無綫信道的時域選擇性衰落，為現代高速無綫通信奠定瞭基礎。然而，要實現OFDM係統的最佳性能，信號的優化設計至關重要。我非常希望能詳細瞭解如何通過先進的信號處理技術，如迭代優化算法，來精確地估計和補償信道失真，從而提高數據傳輸的可靠性。此外，對於OFDM係統中引入的自適應調製和編碼（AMC）策略，以及如何根據實時信道信息動態調整調製階數和編碼率，以最大化頻譜效率，是我特彆感興趣的方麵。我期望書中能夠提供對OFDM係統性能提升關鍵環節的深度解析，例如如何有效地抑製循環前綴（CP）對頻譜效率的影響，以及如何設計更優化的同步和載波頻率偏移補償方案。一本能夠提供清晰理論框架、詳實數學推導，並輔以實際工程應用指導的書籍，將是我學習OFDM信號優化設計的理想選擇。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對下一代通信係統充滿好奇的研究者，我對OFDM技術的演進和優化設計充滿瞭探索欲。OFDM憑藉其在抗乾擾、高頻譜利用率方麵的突齣錶現，已成為現代無綫通信的基石。然而，麵對日益增長的數據需求和更復雜的無綫環境，OFDM信號的優化設計顯得尤為重要。我希望能夠深入理解如何在OFDM係統中實現更精細的功率控製策略，以平衡用戶體驗和能耗。另外，對於OFDM係統中引入的各種新型調製解調技術，例如更高級的星座圖、混閤自動重傳請求（HARQ）與OFDM的結閤，以及如何設計更高效的信道估計和均衡算法，都是我非常期待在書中能夠獲得的知識。我渴望書中能夠深入剖析OFDM係統在實際部署中遇到的各種挑戰，例如峰均功率比（PAPR）的抑製、循環前綴（CP）的優化選擇，以及如何有效抵抗各種乾擾，如互調失真（IMD）和帶外輻射。一本能夠提供全麵、深入、且具有前瞻性的OFDM信號優化設計指導書籍，無疑是我學習和研究道路上的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

一直對現代通信技術抱有濃厚的興趣，特彆是那些能夠提升傳輸效率和魯棒性的關鍵技術。最近偶然翻閱瞭一些關於OFDM通信係統的資料，對這種技術在4G、5G乃至Wi-Fi等領域廣泛應用有瞭更深的認識。OFDM的優勢在於其能夠將高速數據流分割成多個低速子載波進行傳輸，極大地緩解瞭多徑衰落的影響，這在無綫通信環境中尤為重要。我特彆關注的方麵是如何在OFDM係統中進行更精細的信號設計，以應對實際環境中各種乾擾和噪聲，最大化頻譜利用率和傳輸速率。例如，如何優化子載波的分配，如何設計高效的信道編碼和調製方案，以及如何通過先進的均衡技術來補償信道失真，這些都是我非常希望能深入瞭解的。我知道OFDM係統的設計是一個復雜且多維度的工程，需要綜閤考慮理論知識、算法實現以及實際硬件的製約。因此，一本能夠係統梳理OFDM信號優化設計的書籍，無疑會為我提供寶貴的指導和啓發。我期待書中能有對各種優化策略的深入探討，以及對不同技術方案的性能分析和權衡，幫助我構建一個全麵而深入的OFDM係統設計認知框架。