多入多出通信系统原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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龚建民，刘崇春 著

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• 通信系统
• 多入多出
• MIMO
• 无线通信
• 信号处理
• 信道编码
• 调制解调
• 天线技术
• 通信原理
• 现代通信

店铺： 广影图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030270306

商品编码：29745773029

包装：平装

出版时间：2010-03-01

基本信息

书名：多入多出通信系统原理

定价：35.00元

作者：龚建民,刘崇春

出版社：科学出版社

出版日期：2010-03-01

ISBN：9787030270306

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

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内容提要

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本书通过介绍多人多出通信系统的基本理论和重要的发展课题，形成对多入多出通信系统的基本认识，进而提供实际应用中的理论基础，以及解决理论和技术问题的有效途径。全书共8章，内容包括：无线通信信道和分集、信息论基础、多人多出系统的信道容量、天线数的优化、信道相关、空时编码设计准则、空时网格编码、正交空时分组编码。
本书可作为高等院校通信工程专业研究生和高年级本科生的教材，也可供通信工程领域的工程技术人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《多输入多输出（MIMO）通信系统原理》：一部深入解析无线通信核心技术的著作 在信息爆炸的时代，无线通信的速度、容量和可靠性成为衡量技术进步的关键指标。多输入多输出（MIMO）技术，作为革命性的无线通信技术，凭借其在提升频谱效率、增大系统容量和改善信号质量方面的卓越表现，已成为现代无线通信系统不可或缺的基石。从蜂窝网络到Wi-Fi，再到未来的6G，MIMO的身影无处不在。 《多输入多输出（MIMO）通信系统原理》一书，便致力于为读者系统、深入地剖析这一复杂而迷人的技术领域。本书内容详实，逻辑严谨，旨在帮助读者构建起对MIMO系统从基本原理到高级应用的全面认知，为进一步的研究、开发和工程实践奠定坚实的基础。 第一篇：MIMO系统的基础理论 本篇是全书的基石，旨在建立读者对MIMO通信系统最根本的理解。 章节一：无线通信系统的演进与MIMO的崛起。 在此章节中，我们将回顾无线通信技术从单天线系统到多天线系统的发展历程，梳理导致MIMO技术诞生的关键驱动力。我们将探讨传统无线通信系统在频谱利用率、容量和可靠性方面面临的挑战，以及MIMO技术如何通过引入空间维度来突破这些瓶颈。读者将了解到MIMO并非凭空出现，而是对现有技术局限性的战略性回应。 章节二： MIMO系统的数学模型与信道特性。 MIMO系统的核心在于利用多根天线在空间中实现信号的并行传输和接收，这背后离不开精确的数学描述。本章节将详细介绍MIMO系统的基本数学模型，包括发送端和接收端的向量表示、信道矩阵的定义以及其在时域和频域的特性。我们将深入分析信道矩阵的秩、条件数等关键参数如何影响系统的性能。此外，章节还将详细阐述多径效应、衰落（如瑞利衰落、莱斯衰落）、互耦等无线信道的典型特性，以及这些特性如何体现在MIMO信道矩阵中，为后续的编码和解码设计提供依据。 章节三： MIMO系统的信道容量。 信道容量是衡量通信系统最大可靠传输速率的理论极限。本章节将重点分析MIMO系统的信道容量，包括单用户MIMO（SU-MIMO）和多用户MIMO（MU-MIMO）场景下的容量计算。我们将探讨信道条件（如信道秩、衰落深度）、天线数量以及信号功率对MIMO系统容量的影响。读者将学习到如何通过优化发射和接收算法来逼近理论容量，并理解MIMO系统在提升容量方面相比单天线系统的巨大优势。 第二篇：MIMO系统的关键技术与算法 在掌握了MIMO系统的基础理论后，本篇将深入探讨实现MIMO系统高性能的关键技术和算法。 章节四： MIMO系统的发射端预编码技术。 发射端预编码是MIMO系统提升性能的核心技术之一，其目标是在发送端对信号进行加权处理，以充分利用空间维度，优化信号的传播路径。本章节将详细介绍多种经典的发射端预编码技术，包括： 迫零（Zero-Forcing, ZF）预编码： 旨在消除接收端的信号间干扰（ISI），但可能放大噪声。 最小均方误差（Minimum Mean Square Error, MMSE）预编码： 在消除干扰的同时，也考虑了噪声的影响，实现性能与复杂度的折衷。 最大 ratio 组合（Maximal Ratio Transmission, MRT）： 将信号能量导向最优方向，在已知信道信息时效果显著。 奇异值分解（Singular Value Decomposition, SVD）预编码： 将MIMO信道分解为多个并行的、独立的子信道，实现最佳的容量。 我们将深入分析这些预编码技术的原理、数学推导、优缺点以及在不同信道条件下的适用性。 章节五： MIMO系统的接收端信号处理技术。 接收端的信号处理是MIMO系统从接收到的混合信号中准确提取原始信息至关重要的环节。本章节将聚焦于接收端的关键技术，包括： 迫零（Zero-Forcing, ZF）检测： 通过对接收信号进行逆矩阵运算来消除符号间干扰，实现相对简单的复杂度。 最小均方误差（Minimum Mean Square Error, MMSE）检测： 结合了干扰消除和噪声抑制，提供更好的性能，但复杂度略高。 最大似然（Maximum Likelihood, ML）检测： 理论上最优，能获得最低的差错率，但计算复杂度随着天线数量和调制阶数呈指数增长，实际应用受限。 迭代检测算法（如BCJR算法在MIMO中的扩展）： 结合了软判决信息，能够显著提升性能，尤其是在有编码的情况下。 我们将对这些检测算法的原理、性能指标（如误码率）以及计算复杂度进行详细的比较分析。 章节六： MIMO系统的空间编码技术。 除了预编码和检测，空间编码技术是MIMO系统利用多天线实现分集和复用增益的另一重要手段。本章节将深入探讨： 空间分集（Spatial Diversity）： 通过在接收端或发送端采用多个独立的信道，来降低衰落的影响，提高信号的可靠性。我们将介绍各种空间分集技术，如选择性合并、最大 ratio 合并、等增益合并等。 空间复用（Spatial Multiplexing）： 在同一时间、同一频率资源上，通过发送多个独立的信号流，来提高系统的容量。我们将详细介绍基于SVD的空格分解方法，以及如何通过迭代处理来实现高阶空间复用。 空时码（Space-Time Codes, STCs）： 将时间和空间维度进行联合编码，能够同时获得分集和复用增益。本章节将重点介绍经典的空时码，如Alamouti码、空时Trellis码（STTC）以及LDPC/Turbo码与MIMO的结合。我们将分析这些码字的编码和解码原理，以及它们在不同MIMO构型下的性能表现。 第三篇：MIMO系统的实际应用与发展趋势 本篇将视角从理论和算法转向实际应用，并展望MIMO技术的未来发展。 章节七： MIMO系统在现代无线通信标准中的应用。 MIMO技术并非停留在理论层面，而是已经广泛应用于各类商用无线通信系统中。本章节将深入剖析MIMO技术在以下标准中的具体实现和作用： 3GPP LTE/LTE-Advanced/5G NR： 详细介绍MIMO在这些移动通信标准中的应用，包括SU-MIMO、MU-MIMO、大规模MIMO（Massive MIMO）以及波束赋形（Beamforming）等关键技术。我们将讨论其在提升网络速率、覆盖范围和连接密度方面的贡献。 Wi-Fi（IEEE 802.11n/ac/ax）： 分析MIMO技术如何显著提升无线局域网的性能，例如802.11ac引入的MU-MIMO和802.11ax引入的OFDMA与MIMO的结合。 其他应用： 简要提及MIMO在卫星通信、雷达系统等领域的应用。 章节八： 大规模MIMO（Massive MIMO）技术。 作为MIMO技术的重要演进方向，大规模MIMO（Massive MIMO），即基站端部署大量天线，极大地增强了系统的容量和覆盖能力。本章节将深入研究Massive MIMO的独特优势和挑战： Massive MIMO的容量增益： 分析Massive MIMO如何通过空间复用和波束赋形实现接近理论极限的容量。 Massive MIMO的信道特性： 探讨在大量天线的情况下，信道趋于“解耦”的特性。 Massive MIMO的预编码与优化： 介绍Massive MIMO系统中的预编码算法（如零迫零，MMSE），以及信号处理的简化方法。 Massive MIMO的能量效率和成本考量。 章节九： MIMO系统的性能评估与仿真。 在实际工程开发和性能分析中，性能评估和仿真至关重要。本章节将介绍： MIMO系统性能评估的常用指标： 包括误码率（BER）、吞吐量、信道容量、频谱效率、能量效率等。 MIMO系统仿真平台与工具： 介绍常用的仿真软件（如MATLAB, NS-3）以及仿真库，并指导读者如何构建仿真场景，对MIMO系统的性能进行验证和优化。 实际测试与测量方法： 简要介绍MIMO系统在实际网络中的性能测试方法。 章节十： MIMO技术的前沿研究与未来展望。 技术的进步永无止境，MIMO技术也在不断演进。本章节将探讨MIMO领域的最新研究热点和未来发展方向： 智能反射面（RIS）与MIMO的结合： 探讨RIS如何通过无源智能调控电磁波，进一步提升MIMO系统的性能。 人工智能（AI）在MIMO系统中的应用： 讨论AI技术如何用于信道预测、资源管理、信号检测等MIMO关键环节，以提升系统的智能化和自适应能力。 更高阶的MIMO技术： 如超大规模MIMO（Ultra-Massive MIMO）、认知MIMO等。 MIMO在6G及未来通信系统中的作用。 《多输入多输出（MIMO）通信系统原理》一书，以其严谨的学术态度、系统的知识体系和丰富的实践指导，旨在成为无线通信领域研究者、工程师和高年级本科生、研究生不可多得的参考资料。通过阅读本书，读者将能够深刻理解MIMO技术的精髓，掌握其核心算法，并为设计和开发下一代高性能无线通信系统打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有吸引力，简约又不失科技感，初步翻阅了一下目录，感觉内容涵盖面很广，从基础理论到具体应用都有所涉猎，特别是对一些前沿技术的探讨，让人眼前一亮。作者的文字功底相当扎实，讲解清晰流畅，即便是对于初学者来说，也能比较快地进入状态。我特别欣赏作者在处理复杂概念时的细致入微，总能找到非常贴切的比喻来帮助读者理解。不过，有些章节的深度可能需要读者具备一定的背景知识才能完全领会，对于完全零基础的读者来说，可能需要多花一些时间去啃啃前面的基础部分。总的来说，这是一本值得推荐的入门级和进阶参考书，对于想要系统学习相关领域的读者来说，无疑是一个很好的选择。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧质量让人印象深刻，纸张的触感很好，阅读体验非常舒适，这在专业技术书籍中并不多见，很多时候我们不得不忍受那些粗糙的印刷和不佳的排版。内容上，作者对系统的整体架构描述得非常到位，从宏观的系统框图到微观的信号处理流程，逻辑性极强，脉络分明。我尤其喜欢作者在章节之间设置的“知识串联”部分，能够帮助读者将不同章节的内容联系起来，形成一个完整的知识体系。但话说回来，书中部分图表的清晰度有待提高，有些细节部分的图示在打印出来后显得有些模糊，这在需要仔细辨认信号流向的时候会造成一些困扰。

评分☆☆☆☆☆

读完这本厚厚的书，我最大的感受是作者在理论推导上的严谨和深入。书中对于各种模型和算法的数学描述非常详尽，每一个公式的推导过程都清晰可见，让人能够真正理解其背后的数学原理，而不是停留在表面的概念上。这对于那些希望从事理论研究或者需要深入优化系统性能的工程师来说，简直是福音。不过，书中在实践案例的引入上似乎略显不足，很多理论性的内容虽然扎实，但如果能多结合一些实际工程中的例子或者仿真结果来佐证，效果可能会更好。毕竟理论最终还是要回归到实践中去检验和应用，如果能增加一些实际操作的指导，这本书的实用价值会大大提升。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种更偏向应用层的工程师来说，这本书的价值主要体现在它对不同模块之间接口和兼容性问题的讨论上。作者非常注重系统层面的协同工作，详细阐述了在多单元协同工作时可能遇到的时钟同步、数据对齐以及冲突避免等关键技术点。这部分内容对我日常工作中解决实际集成问题提供了很多启发。唯一的遗憾是，在讨论到最新的软件定义网络（SDN）或基于人工智能的优化调度策略时，笔墨似乎稍显不足，可能是因为这些领域发展太快，书籍的成书周期难以完全跟上。如果能在下一版中增加对这些新兴趋势的探讨，那这本书的竞争力将更加强大。

评分☆☆☆☆☆

这本书的优点在于其百科全书式的覆盖面，几乎囊括了该领域所有主流的技术分支，无论是传统的时分复用还是新兴的空分复用，都有相当篇幅的介绍。这使得它成为一个非常好的工具书，当遇到不熟悉的特定技术点时，可以快速查阅到相关的基础知识和发展历史。然而，正因为内容过于庞杂，导致在某些深度钻研的方向上，探讨的深度略显不足，比如在某个特定编码技术的性能极限分析上，感觉还可以再挖掘得更深一些。对于那些追求极致性能指标的专家级读者来说，可能还需要配合其他更专业、更聚焦的文献来补充阅读。总体而言，它更像是一个优秀且全面的“导游”，带领读者领略了整个领域的风光。