多天线系统中的空时码技术 王海泉 9787030306043 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王海泉 著

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• 9787030306043

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030306043

商品编码：29298083850

包装：平装

出版时间：2011-04-01

基本信息

书名：多天线系统中的空时码技术

定价：48.00元

作者：王海泉

出版社：科学出版社

出版日期：2011-04-01

ISBN：9787030306043

字数：277000

页码：220

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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本书是一部关于多天线系统中的空时码技术的专著。首先，介绍了多天线系统的容量，空时码的设计准则，空间分集与频分复用之间的佳平衡点等基本理论；其次，介绍了正交与拟正交空时码，对角与完备空时码，酉空时码和差分空时码等多种空时码；后，通过附录给出了主要定理的证明。通过本书，读者将可以掌握各种线性（块状）空时码的构造原理及构造方法。

本书适用于电子工程、通信工程专业高校教师和高年级本科生，硕士、博士研究生等参考，同时也可供从事电子、通信、计算机及相关产业的研究人员、工程技术人员使用。

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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天线协作与信号增强：无线通信中的空间维度利用 随着无线通信技术的飞速发展，对数据传输速率、频谱效率和通信可靠性的需求日益增长。传统的天线系统在面对复杂多变的无线传播环境时，往往面临着信号衰落、干扰严重以及容量受限等挑战。为了突破这些瓶颈，科学家们不断探索新的技术手段，其中，利用空间维度的优势来提升通信性能成为研究的热点。本书将深入探讨一种极具潜力的技术——天线协作（Antenna Cooperation），以及它在无线通信系统中实现信号增强的多种途径。 一、 天线协作的理论基础与发展历程 天线协作并非孤立的概念，它植根于信息论和通信理论的深厚土壤。自香农提出信道容量理论以来，人们就认识到信道是有限的资源，必须对其进行高效利用。在单输入单输出（SISO）系统中，信号传输主要依赖于功率和调制方式的优化。然而，当引入多根天线时，信号传输的维度得到了拓展，为实现更高的性能提供了可能性。 天线协作的核心思想在于，将分布在不同空间位置的天线作为一个整体来协同工作，共享信息或信号，从而在接收端获得更优的信号质量。这种协作可以发生在信号发射端（多天线发射协作）或信号接收端（多天线接收协作），也可以是发射端和接收端的联合协作。 早期对多天线技术的探索，主要集中在空分多址（SDMA）技术上，其目标是通过空间复用技术提高系统容量，即利用多根天线在同一频率上传输多路独立数据流。然而，SDMA在一定程度上依赖于信道的空间相关性，并且需要准确的信道状态信息。 天线协作的出现，在一定程度上弥补了SDMA的不足，并开辟了新的研究方向。其基本原理是利用天线的空间多样性来对抗衰落，并可能通过联合编码或信号处理来增强信号。随着数字信号处理技术和集成电路制造工艺的进步，实现复杂的天线协作算法变得越来越可行。 二、 天线协作在无线通信系统中的实现方式 天线协作的实现方式多种多样，每种方式都针对无线通信中的不同挑战，并具有其独特的优势。 1. 分集技术（Diversity Techniques）：这是天线协作最基础也是最广泛的应用。分集技术的核心思想是让信号通过多条独立的信道路径到达接收端，从而降低信号衰落的影响。 空间分集（Spatial Diversity）：这是最直接的天线协作形式。通过在发射端或接收端部署多根天线，并让信号在空间上具有一定的分离度，接收端可以捕获到来自不同空间路径的同一信号副本。 接收分集（Receive Diversity）：在接收端部署多根天线，利用接收到的多个信号副本进行合并。常见的合并技术包括： 最大比合并（Maximal Ratio Combining, MRC）：根据每个天线接收到的信号的信噪比（SNR）和相位信息，对各路信号进行加权合并，以最大化输出信噪比。这是理论上最优的合并方式。 等增益合并（Equal Gain Combining, EGC）：不对信号进行幅度加权，仅将各路信号的相位进行对齐后相加。实现简单，但性能不如MRC。 选择性合并（Selection Combining, SC）：仅选择具有最高信噪比的信号进行接收。实现最简单，但可能浪费其他路径的信号能量。 发射分集（Transmit Diversity）：在发射端部署多根天线，通过对发射信号进行编码和重传，使得接收端能够接收到经过不同衰落的信号。 博客编码（Alamouti Code）：一种经典的发射分集编码方案，对于两根发射天线，可以在一个码组（两个时隙）内实现分集增益，且对信道状态信息要求不高。 空时编码（Space-Time Coding, STC）：博客编码是STC的一种特殊情况。STC将时域和空域的编码结合起来，例如，通过正交设计，在多根发射天线和多个时隙上对数据进行编码，从而在接收端获得显著的分集增益。 2. 多天线 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术：MIMO技术是天线协作的进一步深化，它不仅利用分集来提高可靠性，更重要的是利用空间维度来提高容量。 空间复用（Spatial Multiplexing）：在发射端使用多根天线同时传输多路独立的数据流，通过在接收端利用多根天线对这些数据流进行分离（需要知道信道信息），从而显著提高系统的数据传输速率。 波束成形（Beamforming）：通过调整多根天线的发射（或接收）信号的幅度和相位，将信号能量集中在特定的方向上，从而增强目标方向的信号强度，抑制其他方向的干扰。这可以提高通信的定向性和效率。 3. 协作中继（Cooperative Relaying）：在这种模式下，多个节点（终端或中继节点）协同工作，将信号从源节点传递到目标节点。中继节点接收源节点的信号，并将其转发给目标节点。 放大转发（Amplify-and-Forward, AF）：中继节点接收信号后，将其放大并直接转发。 译码转发（Decode-and-Forward, DF）：中继节点接收信号后，进行解码，然后重新编码并转发。DF可以消除中继节点带来的噪声，但引入了解码延迟。 协作分集（Cooperative Diversity）：多个中继节点接收信号，并通过协作的方式（例如，将经过不同衰落的信号发送给目标节点）为目标节点提供分集增益。 三、 天线协作的关键技术挑战与未来发展 尽管天线协作技术展现出巨大的潜力，但在实际应用中仍面临一些关键的技术挑战： 1. 信道状态信息（CSI）的获取与利用：许多高级的天线协作算法，如最大比合并和空间复用，都需要准确的信道状态信息。在时变的无线环境中，实时获取并利用CSI是一项挑战。训练序列的设计、反馈机制的优化以及对CSI误差的容忍度研究是重要的方向。 2. 天线之间的协同与同步：当多根天线分布在不同位置，甚至由不同用户持有（如认知无线电中的协作）时，如何有效地进行协同和同步是一个复杂的问题。需要考虑时钟同步、频率同步以及数据同步等问题。 3. 算法的复杂性与计算开销：一些先进的天线协作算法，如多用户MIMO或大规模MIMO中的信道反演，计算复杂度非常高，对终端设备的计算能力提出了挑战。研发低复杂度、高效的信号处理算法是必要的。 4. 资源管理与功率分配：在多天线协作系统中，如何有效地分配功率、带宽和时域资源，以最大化系统性能，同时满足不同用户的服务质量（QoS）需求，是一个重要的优化问题。 5. 标准化与互操作性：随着技术的不断成熟，标准的制定和不同厂商设备之间的互操作性也成为推广应用的关键。 展望未来，天线协作技术将继续朝着以下方向发展： 大规模MIMO（Massive MIMO）：在基站侧部署数量庞大的天线阵列，利用空间维度实现极高的频谱效率和系统容量。 智能反射面（Intelligent Reflecting Surface, IRS）：一种新型的无线通信辅助技术，通过可编程的反射单元，智能地操控无线信号的传播路径，可以与多天线系统协同，增强信号覆盖和提升通信性能。 分布式天线系统（Distributed Antenna Systems, DAS）：将天线单元分散部署，以提供更均匀的覆盖和更强的信号。 人工智能（AI）在天线协作中的应用：利用机器学习和深度学习技术，优化信道估计、波束成形、资源管理和干扰抑制等天线协作中的关键环节。 结论 天线协作技术通过巧妙地利用无线通信中的空间维度，为提升数据传输速率、可靠性、频谱效率以及降低干扰提供了强大的解决方案。从基础的分集技术到复杂的多用户MIMO系统，天线协作的应用正在不断深化和拓展。尽管面临着信道信息获取、算法复杂度等挑战，但随着技术的不断创新和发展，我们有理由相信，天线协作将继续在下一代无线通信系统中扮演至关重要的角色，推动无线通信迈向更高的性能水平。

评分☆☆☆☆☆

这是一本读起来很有“分量”的书，从装帧上看就透着一股严谨的学术气息，书名《多天线系统中的空时码技术》精准地指明了其研究方向，副标题和作者信息也一应俱全，ISBN号则方便了查找和收藏。初翻开，你会感受到书本本身的厚度，这暗示了内容的充实度。它不是那种快餐式的技术读物，而是需要静下心来，细细品味的。作者王海泉的名字，在无线通信领域相信也具有一定的知名度，让人对接下来的内容充满了期待。我预设这本书会深入探讨空时码技术在现代多天线系统中的关键作用，包括但不限于其编码原理、解码策略、性能提升的数学模型以及相关的算法优化。考虑到多天线系统本身的复杂性，这本书很可能需要读者具备一定的通信原理和信号处理基础，才能更好地理解其中的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本《多天线系统中的空时码技术》以王海泉为作者，ISBN号是9787030306043，从这些基本信息来看，这是一部专注于特定技术领域的学术专著。拿到手中，书本的质感相当不错，印刷清晰，纸张也比较厚实，适合作为参考书长期保存。书名本身就点明了其研究的核心——空时码技术在多天线系统中的应用。这暗示了这本书会详细介绍空时码的基本原理，例如它如何通过引入时间维度上的编码来对抗衰落，以及如何与多天线结构协同工作，实现误码率的降低和传输速率的提升。我推测书中会涉及大量的数学推导和理论分析，但同时也可能会穿插一些算法的介绍和仿真结果的展示，以帮助读者更直观地理解空时码的优势。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，第一印象就是它散发出浓厚的科技感。书名《多天线系统中的空时码技术》，加上作者王海泉的名字以及9787030306043这个ISBN，都让它显得十分专业和权威。作为一名对无线通信技术抱有浓厚兴趣的读者，我一直在寻找一本能够系统性梳理空时码技术发展的著作。这本书恰好满足了我的需求。从书名来看，它应该会深入剖析空时码技术的核心概念，比如如何通过在时间和空间上同时编码信息来提升系统的容量和可靠性。同时，它还会探讨在多天线场景下，这些技术是如何与MIMO（多输入多输出）等技术相结合，实现更高效的数据传输。我相信这本书的内容不仅仅是理论的堆砌，更可能包含了一些实际的应用案例和性能评估，这对于将理论付诸实践的读者来说，无疑是非常宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，书名《多天线系统中的空时码技术》直观地传达了其核心内容，让人一眼就能感受到这是一本关于无线通信领域前沿技术的专业书籍。封面上印制的作者姓名“王海泉”以及ISBN号“9787030306043”，都显得十分严谨，给人一种学术严谨、内容扎实的预感。书本的纸张质感也相当不错，摸起来厚实而富有弹性，散发着淡淡的油墨香，这对于长期阅读来说是一种不错的体验。翻开书本，目录的编排也十分清晰，章节的划分逻辑性很强，从基础概念的引入，到空时码技术的具体原理、实现方法，再到其在多天线系统中的应用和性能分析，层层递进，循序渐进。我相信，对于想要深入了解这一领域的读者来说，这本书提供了一个非常系统和全面的学习路径。它不仅仅是一本理论著作，更可能是一扇通往无线通信技术前沿的大门，充满了探索的乐趣和知识的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本封面朴实但内容厚重的《多天线系统中的空时码技术》，作者是王海泉，9787030306043这个标识码足以证明它的出版规范。我个人对空时码技术在提升无线通信性能方面的潜力一直很感兴趣，尤其是它如何与多天线技术相辅相成，构建出更强大的通信系统。这本书的书名就如同一个精确的定位，直击了我的阅读需求。我预期它会从空时码的基本理论讲起，逐步深入到其在多天线场景下的各种具体实现和演进，比如不同类型的空时码（如STBC、STTC等）的特点、优缺点，以及在不同类型的多天线系统（如ULA、ULA等）中的应用考量。这本书可能还会探讨空时码技术在下一代通信标准中的地位和发展趋势。