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

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王海泉 著

图书标签:

• 多天线
• 空时码
• 无线通信
• 信号处理
• MIMO
• 通信原理
• 信息论
• 无线网络
• 编码调制
• 王海泉

店铺： 读者科技图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030306043

商品编码：29317924665

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：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

---

内容提要

---

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*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

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

无线通信的革命：空时码技术（STC）的奥秘与应用 在信息爆炸的时代，无线通信已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机的每一次通话，到高速网络的每一次下载，背后都凝聚着无数尖端技术的支撑。而在这场技术革新浪潮中，多天线系统（MIMO, Multiple-Input Multiple-Output）扮演着至关重要的角色，它极大地提升了无线通信的容量和可靠性。在MIMO技术的光辉成就下，空时码（STC, Space-Time Coding）无疑是其中最为璀璨的一颗明珠。它巧妙地将时间和空间维度结合起来，通过编码的方式，在信号的传输过程中注入冗余，从而在接收端实现分集增益，对抗信号衰落，显著提高无线链路的性能。 空时码技术的核心原理：化零为整，再造信号 空时码技术的精髓在于其创新的编码策略。传统通信系统往往只关注信号在时间轴上的编码，而STC则将这一概念拓展至空间维度。设想一下，当数据信号被编码器处理后，并不会直接以单一的形式发送出去，而是以一种精心设计的“时空模式”在多根发射天线上同时或者在不同时刻发送。这种时空模式的构建，使得接收端能够利用多根接收天线在不同时间接收到的信号，通过解编码算法，将这些“碎片化”但包含丰富信息的信号重组成原始数据。 其核心思想可以类比于人类的听觉系统。我们之所以能在嘈杂的环境中辨别出自己想要听的声音，很大程度上是因为我们拥有两只耳朵，它们从不同角度接收声音，大脑再通过复杂的信号处理将这些信息整合起来，滤除噪声，突出目标声音。STC正是通过多天线和编码，模拟了类似的“空间分集”效果，让信号在经历了多径传播（即信号在传输过程中遇到障碍物反射，形成多条路径到达接收端）这一无线通信的“常态”后，依然能够保有足够的能量和信息，从而实现高质量的通信。 STC的分类与发展：从经典到演进 空时码技术并非一成不变，而是经历了不断演进和细化。最经典、也是最具代表性的STC技术莫过于Alamouti码。Alamouti码是一种二维的空时码，它利用两根发射天线和两根接收天线，在两个连续的码元时间内，以一种特定的组合方式发送信号。在接收端，通过对接收到的信号进行巧妙的线性组合，不仅可以估计出两个发送的码元，还能获得额外的分集增益，显著降低误码率。Alamouti码的优势在于其结构简单，解码复杂度低，且在信道衰落条件下能提供有效的性能提升，因此在早期的MIMO系统中得到了广泛应用。 在此基础上，研究者们不断探索更高效、更具扩展性的STC方案。拉媞夫码（La-Ratti Code）是另一种经典的空时码，它能够支持更多数量的天线，并提供更高的编码增益。正交设计（Orthogonal Design）则是一种更为通用的STC设计框架，通过构建一系列相互正交的时空码矩阵，能够实现任意数量天线和接收天线的配置，并能够达到理论上的最大分集阶数。 随着通信需求的不断提升，对STC的要求也越来越高，这就催生了线性预编码（Linear Precoding）和非线性预编码（Nonlinear Precoding）等技术。线性预编码通过在发射端对信号进行线性变换，以优化信号的发射功率分布，从而在一定程度上提升系统性能。而非线性预编码则更为复杂，它通过更复杂的非线性函数对信号进行处理，能够逼近理论上的最优性能，但其复杂度也显著增加。 除了上述经典STC，还有一些针对特定应用场景的STC技术，例如延迟转移空时码（DTT-STC, Delayed Transmit Space-Time Coding），它通过引入延迟来构建时空编码，适用于对延迟敏感的通信场景。 STC的性能优势：抗衰落，提容量，保可靠 空时码技术之所以能在无线通信领域占据重要地位，根本原因在于它能够显著提升通信系统的整体性能。 抵抗信号衰落（Fading Mitigation）：无线信道充满着不确定性，信号在传输过程中会受到各种干扰，导致信号强度时强时弱，这就是所谓的“衰落”。STC通过在时间和空间维度上引入冗余，即使某一条传输路径上的信号受到严重衰落，接收端仍然可以通过其他路径接收到的信号来恢复原始信息，从而有效地对抗衰落的影响，保证通信的稳定性。 提高数据传输速率（Capacity Enhancement）：多天线系统本身就能通过空间复用（Spatial Multiplexing）来提高数据传输速率，而STC与空间复用相结合，能够进一步优化系统的容量。通过精心设计的空时码，可以在保证可靠性的前提下，最大化地利用多天线带来的并行传输能力。 增强通信可靠性（Reliability Improvement）：通过分集接收，STC大大降低了信号失真的可能性。即使在复杂多变的无线环境下，STC也能确保数据能够以更高的准确率被接收端解码，从而大大提升了通信的可靠性。 STC的应用领域：无处不在的通信基石 空时码技术的优异性能使其在众多无线通信领域得到了广泛应用，成为现代无线通信不可或缺的关键技术： 蜂窝移动通信：从第二代（2G）的GSM系统，到第三代（3G）的WCDMA，再到第四代（4G）的LTE和未来的第五代（5G）通信系统，MIMO和STC技术都是其核心组成部分。它们负责保障我们在手机上流畅通话、高速上网，以及享受到低延迟的视频流服务。 无线局域网（WLAN）：家庭和办公场所普遍使用的Wi-Fi技术，如802.11n、802.11ac等标准，都大量采用了MIMO和STC技术，以提供更快的网络速度和更广的覆盖范围。 卫星通信：在一些对信号稳定性和可靠性要求极高的卫星通信系统中，STC也被用来提高信号的抗干扰能力和传输效率。 固定无线接入（FWA）：在光纤难以铺设的区域，FWA技术利用无线链路提供宽带接入服务，STC技术在此类应用中同样扮演着提升性能的关键角色。 物联网（IoT）：随着物联网设备的激增，对低功耗、高可靠的无线连接需求日益增长。STC技术在一些需要稳定连接的物联网应用中，能够提供更可靠的通信保障。 STC的挑战与未来展望：持续演进的通信技术 尽管空时码技术已经取得了巨大的成功，但无线通信领域的发展从未止步。当前，研究者们正致力于解决STC在复杂信道下的性能优化问题，例如在瑞利衰落、纳卡甘衰落等不同衰落模型下的性能提升。同时，如何进一步降低STC的实现复杂度，使其更易于在低功耗、低成本的终端设备中部署，也是一个重要的研究方向。 此外，随着人工智能（AI）和机器学习（ML）技术的兴起，将AI/ML应用于STC的设计和优化，例如利用AI预测信道状态，从而动态调整STC编码策略，也成为未来研究的热点。这种智能化的STC，有望在更复杂的无线环境中，实现更卓越的通信性能。 总而言之，空时码技术是多天线系统实现高性能无线通信的基石。它通过精妙的时空编码，在信号传输的“战场”上，为数据通信披上了一层坚实的“防护甲”，使其能够无惧无线信道的种种“风雨”，稳定、可靠、高效地抵达目的地。未来，随着技术的不断革新，空时码技术必将继续演进，为构建更加智能、互联的未来世界，贡献源源不断的力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一个资深的无线通信工程师，我一直关注着多天线技术的发展，而空时码（Space-Time Coding, STC）无疑是其中一个极具潜力的方向。拿到《多天线系统中的空时码技术》这本书，我的第一反应是希望从中找到更深入的理论解析和最新的技术进展。《多天线系统中的空时码技术》这本书在理论深度上确实没有让我失望。作者王海泉在对STC的基本原理阐述上，引用的数学模型和证明过程严谨而详尽，充分展现了其扎实的学术功底。书中对于不同空时码（如STBC, STTC, TCM等）的编码和解码算法，以及它们在容量、误码率、复杂度等方面的权衡分析，都做得非常到位。我尤其欣赏书中对于STC在衰落信道下的性能分析，以及如何通过最大似然（ML）和线性最小均方误差（LMMSE）等解码方法来优化性能的讨论。这些内容对于指导实际系统设计和参数优化具有重要的参考价值。虽然书中对某些前沿研究的涉及可能略显有限，但其作为一本系统性介绍空时码技术基础理论的著作，无疑是值得推荐的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初入无线通信领域的研究生，对于 MIMO 技术及其中的空时编码原理充满好奇。在老师的推荐下，我拜读了王海泉教授的《多天线系统中的空时码技术》。这本书的优点在于其内容的系统性和理论的严谨性。从最基础的多天线信道模型入手，逐层深入到各种主要的空时编码方案，如 STBC、STTC、TCM 等。作者在讲解过程中，不仅给出了详细的编码和解码算法，还深入分析了这些编码方案在不同信道条件下的性能表现，例如误码率、容量以及对时延和复杂度的影响。我特别赞赏书中对空时码性能的数学分析，例如利用互信息、遍历容量等指标来量化其优势。此外，书中还探讨了空时码在不同多天线架构（如 SIMO, MISO, MIMO）下的应用，并对一些实际系统（如WiMAX, LTE）中的空时编码技术进行了介绍，这为我理解当前主流通信标准打下了坚实的基础。尽管某些章节涉及的数学推导十分精妙，对我的数学功底提出了较高的要求，但我相信通过反复研读，能够逐步掌握这些核心理论，为我后续的课题研究提供强有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我抱着试试看的心态买了这本《多天线系统中的空时码技术》。我之前对通信方面的东西了解得不多，主要是看中了“多天线”这个概念，觉得听起来很酷。读完之后，我发现这本书的内容比我想象的要“硬核”不少。开头部分花了很多篇幅讲一些基础理论，什么香农公式、信道容量之类的，虽然我努力去理解，但还是觉得有些吃力。不过，在讲到“空时码”的时候，我好像有点抓到重点了。这本书解释了怎么利用多根天线，让信号不仅在空间上发散，还能在时间上进行编码，这样传输的效率就能大大提高，还能让信号更稳定。作者王海泉用了不少图表来辅助说明，比如一些编码矩阵和星座图，这些图对我理解概念很有帮助。我印象最深的是里面提到的一种叫“博客-哈特利”（Blog-Hartley）的码，据说是早期的一种空时码，书中还对比了它和后来的码之间的优劣。虽然我不太懂那些公式，但整体上能感受到这种技术是怎么一步步发展和优化的。这本书让我对无线通信的底层技术有了初步的认识，虽然离精通还差得很远，但算是一个不错的起点。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找能够填补我在智能通信领域知识空白的书籍，而《多天线系统中的空时码技术》恰好满足了这一需求。这本书的出版，对于推动多天线技术在实际应用中的普及具有重要的意义。王海泉教授在这本书中，不仅对空时码的基本原理进行了深入的剖析，更重要的是，他将理论与实际应用场景紧密结合。书中对不同空时码方案在4G、5G等通信系统中的应用前景进行了探讨，并对如何克服实际部署中可能遇到的挑战给出了思考。我特别喜欢书中关于先进的空时码技术，例如分层空时码（Layered Space-Time Coding）和预编码（Precoding）在MIMO系统中的作用的阐述。这些内容为理解下一代通信系统的设计提供了宝贵的思路。尽管书中某些章节的数学推导较为复杂，但作者始终致力于将技术概念清晰地传达给读者，使得即使是非专业人士也能从中受益。这本书的价值在于，它不仅是一本技术手册，更是一本能够激发研究者和工程师对未来通信技术进行深入探索的指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来了一种前所未有的阅读体验。我并非科班出身，只是因为对新兴通信技术的好奇心驱使，才翻开了这本略显“专业”的书。刚开始读的时候，我确实有些吃力，那些复杂的公式和术语像一层层迷雾，让我感到有些不知所措。然而，作者的叙述方式，尤其是王海泉教授的笔触，渐渐地展现出一种独特的魅力。他似乎总能在最关键的地方，用一种相对通俗易懂的比喻来解释深奥的原理，虽然我无法完全理解其中的数学推导，但至少能把握到空时码技术的核心思想——如何通过多根天线在时间和空间上协同工作，来提升通信系统的容量和可靠性。这本书的结构安排也相当用心，从基础概念的引入，到具体编码方案的介绍，再到性能分析和应用前景的探讨，层层递进，逻辑清晰。尤其是在对不同空时码方案的比较分析部分，我仿佛看到了作者在一场场技术辩论中，抽丝剥茧，为我指明了方向。尽管我无法深入到技术细节，但这本书无疑在我心中播下了一颗对无线通信领域产生浓厚兴趣的种子。我甚至开始尝试去搜索一些相关的科普视频，希望能够更好地理解书中的内容。