无线通信基础

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本书由无线通信领域新一代权威Tse根据教学实际编写而成，已被加州大学伯克利分校、麻省理工学院等众多名校和高通等世界知名公司作为教材。本书重点介绍无线通信的基本原理，读者只需具有概率论和数字通信基本背景。本书所涉及的主要问题有MIMO通信、空时编码、机会通信、OFDM和CDMA等，这些概念均利用无线系统的大量实例予以说明。本书着重强调概念及其在系统中的实现之间的相互影响。书中还配有大量的习题和图表，可以帮助读者进一步理解材料内容。
本书适合作为通信工程和电子信息类相关专业高年级本科生和研究生的教材，同时也可供工程技术人员参考。

David Tse博士是无线通信领域新一代权威，现任加州大学伯克利分校电气工程与计算机科学系教授，毕业于麻省理工学院。.
Pramod Viswanath博士现任伊利诺伊大学厄巴纳一尚佩恩分校电气与计算机工程系副教授，毕业子加州大学伯克利分校。
马晓莉，1998年毕业于清华大学，后赴美国留学，分别于2000年和2003年获得弗吉尼亚大学电子工程硕士学位和明尼苏达大学电子工程博士学位。2006年至今任教于佐治亚理工学院电气与计算机工程学院，主要研究领域涉及无线衰落信道中的收发信机设计、空时编码、复域编码、时间和频率选择性信道中的通信、信道估计与均衡算法以及OFDM系统载波频率同步等。..
李锵，现任天津大学电子信息工程学院副教授，主要研究领域涉及数字信号处理及其应用、通信信号处理、图像信号及盲信号处理方面的研究工作。
周进，现任民航银川空管站技术保障部技术室主任、计算机工程师，长期从事计算机网络及民航通信网络方面的研究工作。

第1章　绪论　
　1.1　本书目标　
　1.2　无线系统　
　1.3　本书结构　
第2章　无线信道　
　2.1　无线信道的物理建模　
　2.2　无线信道的输入/输出模型　
　2.3　时间相干与频率相干　
　2.4　统计信道模型　
　2.5　文献说明　
　2.6　习题　
第3章　点对点通信：检测、分集与信道不确定性　
　3.1　瑞利衰落信道中的检测　
　3.2　时间分集
　3.3　天线分集　
　3.4　频率分集　
　3.5　信道不确定性的影响　
　3.6　文献说明　
　3.7　习题　
第4章　蜂窝系统：多址接入与干扰管理　

　　从20世纪90年代至今，随着人类社会步入信息化时代，电子信息科学技术速度发展惊人，信息产业已成为世界各国国民经济的主导产业之一，推动着世界经济不断向前发展。通信作为信息产业的排头兵，发展速度最快。通信已成为人类社会传递信息、交流思想、传播知识的重要手段，尤其是无线通信技术在过去的十年取得了令人瞩目的成就。.
　　本书是两位作者在加州大学伯克利分校和伊利诺伊大学厄巴纳—尚佩恩分校多年教学与科研的总结，该书采取统一的观点介绍无线通信的基本原理，在读者具备概率论和数字通信基本背景知识的前提下，详细介绍了与无线通信进展有关的概念，全面、系统地论述了MIMO（多输入多输出）通信、空时编码、机会通信、OFDM和CDMA等主要问题。这些概念均通过GSM、IS-95（CDMA）、IS-856（1X EV-DO）、Flash OFDM以及ArrayComm SDMA等大量无线系统实例予以说明。本书着重强调概念及其在系统实现之间的相互影响。每章提供的大量习题和图表进一步充实了本书的内容，同时也可以帮助读者更好地理解基本理论。本书既可以作为高等院校电子、信息、通信、计算机等专业研究生课程的教科书，又可以供工程技术人员参考。..
　　本书由李锵、周进翻译，马晓莉审校。参加本书翻译和初校工作的还有张瑞峰、张为、杨爱萍、关欣、赵全明、袁晓琳、王明国、董健、沈运强、鲍虎、肖志涛、汪剑鸣、刘艳艳、马杰、张立民、王淑艳、王昕、周郭飞、史斌、郭利斌、刘志杨、赖焰根、陈敏俊、李健、沈振乾、丁学文、邢喆、刘航、李晓、饶中洋、马爱萍、郭琦等，人民邮电出版社图灵公司的朱巍编辑舒立编辑为本书的后期出版做了大量工作，因此该书的翻译出版是集体智慧的结晶，渗透着众人的汗水。在此，对所有为本书出版提供帮助的人士表示诚挚的谢意！
　　由于译审者水平有限，加之时间仓促，译文中难免有不妥乃至错误之处，敬请读者不吝指正。...
　　译者
　　丙戌夏末于塞上凤城
　　

　　写作缘由
　　无线通信近10年来的两项主要进展成就了本书。其一是涌现了物理层无线通信理论的巨大研究热潮。虽然这项研究从20世纪60年代开始就已成为研究的焦点，但诸如机会通信和多输入多输出（MIMO）通信技术等近年来的发展开拓了如何通过无线信道进行通信的全新视野。其二是无线系统特别是蜂窝网络的迅猛发展，体现了复杂度不断增加的通信概念。这一发展开始于以IS-95码分多址接入(CDMA)标准为代表的第二代数字标准，进而发展到最近的以数据应用为重点的第三代系统。本书的目标是以连贯统一的方式介绍现代无线通信的概念，并举例说明这些概念在无线系统中的应用。.
　　本书结构
　　本书呈现的是由多个紧密相关概念连接而成的一个网络，这些概念大致可以划分为如下三个层次：
　　（1）信道特性与建模；
　　（2）通信概念与技术；
　　（3）这些概念在系统上下文中的应用。
　　无线通信工程师既要理解所有这三个层次的概念，又要掌握不同层概念间相互影响的密切关系。本书并不是从一层到下一层顺序地讲述不同的主题，而是在各章间交错讲解这些层，从而强调各层概念之间的相互影响。
　　□ 第2章：多径无线信道的基本性质及其建模（第（1）层）。
　　□ 第3章：利用时间分集、频率分集和空间分集提高可靠性的点对点通信技术（第（2）层）。
　　□ 第4章：通过研究三个系统实例介绍蜂窝系统设计，重点放在多址接入和干扰管理的问题上（第（3）层）。
　　□ 第5章：从基本容量的观点再次讨论点对点通信，最后讨论现代机会通信的概念（第（2）层）。
　　□ 第6章：多用户容量与机会通信，及其在第三代无线数据系统中的应用（第（3）层）。
　　□ 第7章：MIMO信道建模（第（1）层）。..
　　□ 第8章：MIMO容量与结构（第（2）层）。
　　□ 第9章：分集与多路复用的折中方案和空时码设计（第（2）层）。
　　□ 第10章：多用户信道与蜂窝系统中的MIMO（第（3）层）。
　　如何使用本书
　　本书是为一年级研究生编写的无线通信课程教材，读者应具备信号与系统、概率与数字通信等扎实的背景知识，本书的两个附录补充了这方面的基础知识。附录A归纳总结了贯穿全书、反复使用的高斯噪声下矢量检测与估计的基本理论。附录B介绍了本书讨论信道容量结果时用到的信息论基础知识。虽然信息论近年来在无线通信的发展中起到了重要作用，但本书仅以启发方式介绍容量结果，并利用这些结果启发学生理解通信概念和技术。本书假定读者不具备信息论方面的知识，附录B就是专为想进一步深入、全面理解容量结果的读者安排的。
　　我们已经在加州大学伯克利分校和伊利诺伊大学厄巴纳—尚佩恩分校开设的一学期（15周）无线通信课程中使用了本书的早期版本，已经讲授过第1章～第8章的绝大部分内容以及第9章和第10章的部分内容。根据学生背景和授课时间的不同，教师可以围绕本书的内容来构想其他的方式组织课程，例如：