空間多維協同傳輸理論與關鍵技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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白琳，梁仙靈，肖振宇，金榮洪，於全 著

圖書標籤:

• 空間多維協同傳輸
• 協同傳輸
• 多維傳輸
• 無綫通信
• 信息論
• 信號處理
• 通信理論
• 無綫網絡
• MIMO
• 空間復用

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115383587

版次：1

商品編碼：11691212

包裝：精裝

叢書名： 學術中國●院士係列 未來網絡創新技術研究係列

開本：16開

齣版時間：2015-05-01

用紙：膠版紙

頁數：348

正文語種：中文

編輯推薦

1.理論基礎和創新技術成果的綜閤體；
2.科研工作的理想參考書；
3.新科研項目的技術成果；
4.本書作者所在的團隊多年來一直緻力於寬帶無綫通信方麵的相關研究，已承擔過多項重點科研項目，具有從理論到工程實踐的相關基礎。
5.本書從空間多維信號傳輸以及多天綫係統的原理齣發，分彆介紹瞭在地基、空基以及天基協同傳輸係統中如何大程度利用空間維度資源提升係統性能以及頻譜效率。

內容簡介

　　《空間多維協同傳輸理論與關鍵技術》從空間多維信號傳輸以及多天綫係統的原理齣發，分彆介紹瞭在地基、空基以及天基協同傳輸係統中如何最大程度利用空間維度資源提升係統性能以及頻譜效率。本書主要內容包括自適應天綫係統、MIMO多天綫係統中的空間多維信號發送、接收，多天綫設計以及迭代信號處理等基礎理論與關鍵技術。基於以上理論與技術，本書還從實際應用角度齣發，分彆介紹瞭空間多維協同傳輸在地基、空基以及天基通信係統中的特點及應用。
　　《空間多維協同傳輸理論與關鍵技術》內容豐富、結構清晰，是一本理論與實踐並重的技術書籍，可作為移動互聯網絡通信相關專業研究生的教材，亦適閤於從事相關領域研究的科研工作者閱讀與參考。

作者簡介

　　白琳，1982年生，男，博士，北京航空航天大學電子信息工程學院副教授。以第一作者著有英文專著一部:《Low Complexity MIMO Detection》，由美國Springer齣版社於2012年齣版，2012年銷售145本；第一作者中文專著一部《空間信號組閤理論與關鍵技術》，由人民郵電齣版社於2013年齣版。

內頁插圖

目錄

第1 章 緒論 11
1．1 地基綫通信係統概述 12
1．1．1 第一代移動通信係統 12
1．1．2 第二代移動通信 12
1．1．3 第三代移動通信係統 12
1．1．4 第四代移動通信係統 13
1．1．5 第五代移動通信係統 14
1．2 空基協同傳輸係統概述 15
1．3 天基協同傳輸係統概述 19
1．3．1 天基協同傳輸係統現狀及發展趨勢 19
1．3．2 天基協同傳輸係統的基本原理 21
1．4 小結 22
參考文獻 22
第2章 多天綫信號與係統概述 25
2．1空間信號組閤與檢測基礎 25
2．1．1 空間信號組閤 25
2．1．2 接收信號檢測 31
2．2 陣列天綫方嚮圖綜閤技術 38
2．2．1 陣列天綫排列方式 39
2．2．2 陣列天綫自由度 43
2．2．3 陣列天綫方嚮圖綜閤 44
2．3 MIMO係統 46
2．3．1 分集技術 46
2．3．2 SIMO係統 47
2．3．3 MISO係統 50
2．3．4 MIMO係統 52
2．4 MIMO 傳統檢測技術 56
2．4．1 係統模型 56
2．4．2 未編碼MIMO信號檢測 57
2．4．3 仿真結果 62
2．5 本章小結 62
參考文獻 63
Equation第3章 自適應天綫陣列理論與技術 63
3．1 自適應天綫陣列基本原理 63
3．2 最佳濾波準則 65
3．2．1 最小均方誤差準則 66
3．2．2 最大信乾噪比準則 67
3．2．3 最大似然準則 68
3．2．4 最小方差準則 69
3．3 自適應波束形成算法 70
3．3．1 最小均方算法 71
3．3．2 采用矩陣求逆法 75
3．3．3 遞歸最小二乘法 76
3．3．4 共軛梯度算法 78
3．3．5 恒模算法 79
3．4 波達方嚮估計 81
3．4．1 傳統譜估計方法 81
3．4．2 最大熵譜估計 82
3．4．3 MUSIC算法 82
3．4．4 ESPRIT算法 85
3．4．5 最大似然算法 87
3．4．6 子空間擬閤類算法 88
3．5 自適應天綫陣列校正 90
3．5．1 綫饋入參考信號法 91
3．5．2 注入信號法 94
3．5．3 盲信號校正法 95
3．6自適應天綫係統硬件構架 97
3．6．1 射頻前端模塊 98
3．6．2 數據信號處理模塊 99
3．6．3 並行數字波束形成 99
3．7 本章小結 100
參考文獻 100
Equation第3章 自適應天綫陣列理論與技術 102
3．1 自適應天綫陣列基本原理 102
3．2 最佳濾波準則 104
3．2．1 最小均方誤差準則 105
3．2．2 最大信乾噪比準則 106
3．2．3 最大似然準則 107
3．2．4 最小方差準則 108
3．3 自適應波束形成算法 109
3．3．1 最小均方算法 110
3．3．2 采用矩陣求逆法 114
3．3．3 遞歸最小二乘法 115
3．3．4 共軛梯度算法 117
3．3．5 恒模算法 118
3．4 波達方嚮估計 120
3．4．1 傳統譜估計方法 120
3．4．2 最大熵譜估計 121
3．4．3 MUSIC算法 121
3．4．4 ESPRIT算法 124
3．4．5 最大似然算法 126
3．4．6 子空間擬閤類算法 127
3．5 自適應天綫陣列校正 129
3．5．1 綫饋入參考信號法 130
3．5．2 注入信號法 133
3．5．3 盲信號校正法 134
3．6 自適應天綫係統硬件構架 136
3．6．1 射頻前端模塊 137
3．6．2 數據信號處理模塊 138
3．6．3 並行數字波束形成 138
3．7 本章小結 139
參考文獻 139
4．1 MIMO信道 141
4．2 MIMO信道容量 143
4．2．1 確定性信道的容量 144
4．2．2 隨機MIMO信道的容量 148
4．2．3 平均功率分配的MIMO信道容量比較 149
4．3 MIMO空時編碼技術 152
4．3．1 空時編碼及編碼準則 152
4．3．2 空時格形碼 154
4．3．3 空時分組碼 156
4．3．4 分層空時碼 159
4．3．5 其它的空時編碼 161
4．4 MIMO波束形成技術 161
4．4．1 單用戶波束成形技術 162
4．4．2 多用戶波束成形 164
4．5 MIMO多天綫技術 170
4．5．1 多天綫單元的互耦 170
4．5．2 空域相關係數 172
4．5．3 空域相關性與MIMO信道 174
4．5．4 MIMO多天綫去耦 176
4．5．5 MIMO多天綫選擇 181
4．6 大規模MIMO技術 183
4．6．1 大規模MIMO係統應用前景 183
4．6．2 大尺寸下信道的硬化 184
4．6．3 大規模MIMO麵臨的技術挑戰 187
4．7 本章小結 189
第6章 地基協同傳輸係統 194
6．1 地基傳輸係統概述 194
6．1．1 地基綫通信係統發展曆程 194
6．1．2 地基綫通信係統特點 197
6．2地基綫通信係統多維聯閤資源管理 198
6．2．1 基於雙層認知環路的綫資源管理模型 198
6．2．2 智能綫資源管理模型 203
6．2．3 麵嚮服務的綫資源管理實現架構 206
6．2．4 MIMO-OFDM係統綫資源調度 207
6．3 多用戶協作傳輸方法 208
6．3．1 正交波束成形技術 208
6．3．2 多用戶中繼係統的波束成形技術 212
6．3．3 多用戶選擇策略 214
6．4多小區協同傳輸與抗乾擾方法 225
6．4．1 多小區協同傳輸 225
6．4．2 多小區乾擾係統幾何建模 227
6．4．3 多小區係統抗乾擾技術 228
6．4．4 多小區係統協同乾擾抑製 230
6．5 大規模MIMO係統 233
6．5．1大規模MIMO基本概念迴顧 234
6．5．2 單用戶大規模MIMO 235
6．5．3 多用戶大規模MIMO 237
6．5．4 多小區大規模MIMO 242
6．6本章小節 243
參考文獻 244
Equation第七章 空基協同傳輸係統 247
7．1空基傳輸技術概述 247
7．2基於陣列的空基傳輸係統 252
7．3 空基波束賦形技術 262
7．4 高空平颱小區規劃 270
7．5 高空平颱傳輸機製 276
7．6本章小結 283
參考文獻 284
Equation 第8章天基協同傳輸係統 287
8．1 天基傳輸技術概述 288
8．2 星群協同多波束傳輸技術 289
8．3 星群協同MIMO係統建模 290
8．3．1 單天綫星群 290
8．3．2 陣列天綫星群 292
8．4 星群協同MIMO係統容量 294
8．4．1 容量推導 294
8．4．2 單天綫星群容量 295
8．4．3 陣列天綫星群容量 299
8．5 星群協同MIMO係統容量影響因素分析 306
8．5．1 單天綫星群 306
8．5．2 陣列天綫星群 312
8．6 小結 319
參考文獻 320
通用符號錶 321

前言/序言

《空間多維協同傳輸理論與關鍵技術》圖書簡介 一、概述 《空間多維協同傳輸理論與關鍵技術》一書，深入探討瞭在復雜多維空間環境下，實現高效、可靠、靈活的數據傳輸所麵臨的挑戰，並係統性地梳理瞭當前及未來亟需突破的關鍵技術理論。本書的研究對象涵蓋瞭從近地空間到深空、從二維平麵到三維乃至更高維度空間的各類通信場景，旨在為空間通信領域的研究人員、工程師及相關從業者提供一套全麵而深入的理論框架與技術指南。 本書的研究起點在於認識到傳統單維或二維傳輸模式在應對愈發龐大、復雜且動態變化的空間環境時的局限性。隨著人類活動範圍的不斷拓展，衛星星座的日益密集，深空探測任務的持續推進，以及新興的空天一體化通信網絡的構建，對信息傳輸的效率、魯棒性、安全性以及實時性提齣瞭前所未有的要求。傳統的通信技術往往難以充分利用空間資源的豐富性，並且在麵對多徑乾擾、信號衰減、時延變化、信道不確定性等問題時，其性能會顯著下降。 因此，《空間多維協同傳輸理論與關鍵技術》一書應運而生，它不僅僅是對現有技術的簡單羅列，更是對空間信息傳輸本質的深刻洞察，以及對未來發展方嚮的前瞻性規劃。本書的研究核心在於“多維”和“協同”。“多維”體現在對空間維度（如高度、地理位置、軌道）、頻率維度、時間維度、角度維度、甚至信息本身所蘊含的維度（如傳感器數據、圖像、視頻等）的綜閤考量和利用；“協同”則強調不同維度、不同節點、不同技術之間的有效配閤與信息共享，以實現整體傳輸性能的優化，而非單點突破。 二、核心研究內容與理論基礎 本書的研究體係構建在多個學科交叉融閤的基礎上，涵蓋瞭信息論、通信理論、信號處理、控製理論、優化理論、網絡科學、人工智能等多個領域的前沿成果，並著重於將這些理論應用於具體的空間傳輸場景。 1. 多維空間信道建模與分析： 三維及高維空間幾何建模： 詳細闡述瞭如何根據不同空間場景（如低軌衛星星座、同步軌道衛星、行星際探測器、無人機集群等）的幾何特性，建立精確的三維及更高維度的傳播信道模型。這包括對信號傳播路徑、反射、散射、衍射等現象的數學描述，以及考慮瞭地球大氣層、電離層、行星大氣等介質對信號傳播的影響。 動態信道特性分析： 深入研究瞭由於衛星運動、地球自轉、探測器姿態變化等因素引起的信道參數（如路徑損耗、多普勒頻移、相乾時間、衰落深度等）的動態變化特性。本書將提供先進的統計模型來描述這些動態變化，並分析其對傳輸性能的影響。 多徑與乾擾分析： 針對多維空間中常見的反射、散射等引起的復雜多徑效應，以及來自其他通信係統、地球輻射源、空間環境噪聲的乾擾，本書提齣瞭有效的分析方法和量化指標，為後續的抗乾擾和抗衰落技術奠定基礎。 2. 多維信息編碼與調製技術： 麵嚮多維空間的信源編碼： 探討瞭如何根據多維信息（如多視角圖像、多傳感器數據融閤）的特性，設計高效的信源編碼方案，以最大限度地壓縮冗餘，降低傳輸比特率。 先進的信道編碼理論： 深入研究瞭適用於低信噪比、時變信道環境的先進糾錯碼，如低密度奇偶校驗碼（LDPC）、極化碼（Polar Code）、Turbo碼等在空間通信場景下的性能優化與應用。特彆地，本書還將探討如何設計能夠適應多維空間信道特性的新型編碼方案，例如與信道特性相關的自適應編碼。 多維信號調製與解調： 研究瞭如何利用頻率、時間、空間、角度等多個維度來承載信息，例如超寬帶（UWB）通信、多載波通信（OFDM）、空間調製（SM）等技術在空間環境下的適應性與性能提升。本書將詳細介紹多維聯閤調製與解調策略，以及如何處理不同維度之間的耦閤效應。 3. 多維協同傳輸網絡與協議設計： 空天一體化多維網絡架構： 提齣並分析瞭支持多維協同傳輸的空天一體化網絡架構，包括地麵站、低軌衛星、中高軌衛星、深空探測器、無人機等節點之間的互聯互通策略。 多維路由與資源分配： 針對動態變化的多維網絡拓撲，設計瞭智能化的路由算法，能夠動態選擇最優傳輸路徑，並有效地進行頻譜、功率、時隙等傳輸資源的分配，以實現網絡整體性能的最大化。 協同傳輸協議棧： 探討瞭如何在OSI或TCP/IP參考模型的基礎上，設計適用於多維協同傳輸的協議棧。這包括對鏈路層、網絡層、傳輸層等協議的優化，以支持多模態數據傳輸、QoS保障、以及網絡節點的協同工作。 分布式與集中式協同控製： 研究瞭分布式與集中式兩種協同控製模式的優劣，並提齣瞭適用於不同場景的混閤控製策略，例如利用邊緣計算節點進行局部優化，或通過地麵控製中心進行全局調度。 4. 關鍵技術支撐與前沿探索： 智能信號處理與機器學習： 重點闡述瞭如何利用機器學習和深度學習技術，實現信道狀態預測、乾擾抑製、信號恢復、自適應調製與編碼、以及網絡資源智能優化等功能。本書將介紹具體的算法模型和訓練方法，以及它們在實際空間傳輸場景中的應用案例。 空間激光通信與微波通信的協同： 探討瞭高帶寬、高指嚮性的激光通信與全天候、廣覆蓋的微波通信如何實現優勢互補，構成協同傳輸網絡，提高整體的傳輸能力和魯棒性。 量子通信在空間傳輸中的潛力： 展望瞭量子通信技術在空間安全通信、量子密鑰分發等方麵的應用前景，並討論瞭將其融入現有通信體係所麵臨的挑戰與研究方嚮。 先進天綫技術與波束賦形： 研究瞭相控陣天綫、智能反射麵（RIS）等先進天綫技術如何實現對信號波束的精確控製，從而在多維空間中實現定嚮傳輸、乾擾抑製和容量提升。 三、本書的特色與價值 《空間多維協同傳輸理論與關鍵技術》一書具有以下鮮明的特色和重要的價值： 係統性與全麵性： 本書並非孤立地介紹某一項技術，而是從理論基礎、模型建立、關鍵技術、網絡設計到前沿探索，構建瞭一個完整的學術體係，為讀者提供一個全景式的認知。 理論深度與工程實踐的結閤： 既有嚴謹的數學推導和理論分析，也結閤瞭大量實際工程問題和應用場景，使得研究成果更具指導意義。 前瞻性與創新性： 緊跟空間通信領域的發展趨勢，積極探索新興技術在多維協同傳輸中的應用，為未來的技術創新指明方嚮。 多學科交叉融閤： 強調瞭信息論、通信、信號處理、控製、AI等學科的融閤，為解決復雜空間傳輸問題提供瞭新的視角和方法。 為人纔培養提供理論支撐： 為高等院校相關專業的研究生和本科生提供瞭一本權威的教材和參考書，有助於培養新一代的空間通信技術人纔。 為産業發展提供技術藉鑒： 為從事空間通信設備研發、網絡建設和運營的企事業單位提供瞭寶貴的技術參考和解決方案。 四、讀者對象 本書適閤以下讀者群體： 從事空間通信、衛星通信、深空探測通信、無人機通信、空天一體化通信等領域的研究人員和工程師。 高等院校通信工程、電子信息工程、航空航天工程、計算機科學與技術等專業的碩士、博士研究生及教師。 對空間信息傳輸技術感興趣的科研機構、企業及相關行業從業人員。 五、總結 《空間多維協同傳輸理論與關鍵技術》一書，將引領讀者進入一個全新的空間信息傳輸維度，深入理解如何在日益復雜和廣闊的空間環境中，實現高效、智能、可靠的數據傳輸。本書所涵蓋的理論和技術，將為我國在下一代空間通信網絡建設、深空探測通信係統設計、以及新興空天應用的發展提供堅實的理論基礎和技術支撐。

評分☆☆☆☆☆

讀到這本書的書名，我腦海中瞬間閃過無數畫麵，有的是關於宇宙的廣袤無垠，有的是關於未來的無限可能。 “空間多維協同傳輸”，這幾個詞匯組閤在一起，給我一種極其前沿和神秘的感覺。我不知道書裏到底會講什麼，但我可以想象，它可能是在講述一種全新的信息傳遞方式，這種方式不僅能超越空間的限製，還能在不同的“維度”之間進行。這聽起來像是科幻小說裏的情節，但名字中的“理論”和“關鍵技術”又讓它充滿瞭科學的嚴謹性。我會期待書中能描繪齣這樣的場景：一群纔華橫溢的科學傢，麵對宇宙中的種種謎團，他們利用自己掌握的“多維協同傳輸”技術，能夠以前所未有的方式探索宇宙的奧秘。也許他們能接收到來自遙遠星係的信號，也許他們能將探測器發送到我們無法想象的空間區域，甚至可能揭示齣宇宙的起源和演化過程。我希望能在這本書裏，感受到一種對未知世界的探索精神，一種對人類智慧的贊美，以及對未來科學發展的無限憧憬。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就充滿瞭未來感，深邃的宇宙背景與交織的能量綫條，一下子就抓住瞭我的眼球。我一直對科幻小說有著濃厚的興趣，尤其是那些能夠構建宏大世界觀、探討宇宙奧秘的作品。雖然我對書名中的“多維協同傳輸”這類專業術語一竅不通，但“空間”和“傳輸”這兩個詞足以勾起我的好奇心。我腦海中立刻浮現齣各種奇特的星際航行方式，例如瞬間移動、蟲洞穿越，亦或是某種能夠讓物質信息在不同維度間無損傳遞的神秘技術。這本書會不會講述一群勇敢的探險傢，駕駛著能夠穿越星係的超級飛船，去探索未知的宇宙深處？他們可能會遇到形態各異的外星文明，解開古老宇宙遺跡的秘密，甚至發現宇宙誕生之初的真相。我希望書中能夠有跌宕起伏的故事情節，有令人心潮澎湃的冒險，有對人性、對生命意義的深刻探討。即使書中充斥著我無法理解的專業理論，我依然願意跟著作者的筆觸，遨遊在想象力的星海中，感受那種對未知世界的敬畏與嚮往。這本書會不會是一場關於宇宙終極奧秘的壯麗史詩？

評分☆☆☆☆☆

作為一個對未來科技發展趨勢比較關注的讀者，我一直對“傳輸”這個概念很感興趣，尤其是當它與“空間”和“多維”結閤在一起的時候。我腦海中立刻浮現齣各種科幻電影中的場景，比如《星際穿越》裏利用蟲洞進行星際旅行，或者《黑客帝國》裏信息在虛擬世界中的高速傳遞。這本書的名字聽起來就充滿瞭前瞻性，它會不會探討如何突破當前物理學的限製，實現更高效、更廣闊的空間信息傳輸？或許它會涉及量子糾纏、維度摺疊等概念，解釋如何讓信息瞬間跨越遙遠的距離，甚至在不同維度之間自由穿梭。我很好奇，這本書會不會從基礎理論齣發，一步步揭示實現這些“不可能”的技術路徑，又或者它會更側重於對未來應用場景的暢想？比如，這種技術一旦成熟，將會對我們的通信、交通、甚至社會結構産生怎樣的顛覆性影響？我設想，未來的城市可能會實現無感的物質傳輸，人們足不齣戶就能獲得所需的一切；遠程醫療可能會變得觸手可及，無論身在何處，都能獲得最頂尖的醫療資源。這本書無疑為我的想象力提供瞭一個廣闊的空間。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就像是科幻小說的開篇，但又帶著一絲嚴謹的學術氣息。“空間多維協同傳輸理論與關鍵技術”。我腦海中浮現的，不是具體的故事情節，而是那些在實驗室裏，科學傢們孜孜不倦地探索著未知的畫麵。這本書會不會深入淺齣地解釋那些聽起來高深莫測的理論？比如，什麼是“多維”？我們所處的空間真的是隻有我們感知到的三維嗎？“協同傳輸”又意味著什麼？是不同技術、不同原理的結閤，還是多個力量的協調配閤？我設想，書中可能會有詳細的數學模型和物理推導，但同時也會配以生動的比喻和圖示，讓像我這樣的非專業讀者也能窺探到其中精妙之處。我尤其好奇“關鍵技術”部分，這是否意味著書中會披露一些顛覆性的技術設想，甚至是一些正在被研發的尖端科技？例如，它會不會提到某種能夠讓通訊速度達到光速甚至超越光速的設備，或者一種能夠實現物質瞬間轉移的“傳送門”？這本書就像一把鑰匙，可能為我打開一扇通往科學前沿的大門。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的命名方式感到非常著迷，它傳遞齣一種既宏大又神秘的氣息。“空間多維協同傳輸”——光是讀起來，就仿佛能看到無數交織的光束在無垠的黑暗中穿梭，將信息、甚至物質，從一個地方瞬間傳遞到另一個地方，而且是以一種超越我們日常理解的“多維”方式。我經常會思考，如果我們能夠突破三維空間的限製，進入更高的維度，會發生什麼？這本書會不會揭示一些我們尚未知的物理規律，或者描述一種全新的能量形式？我腦海中勾勒齣的畫麵是，也許書中會講述一個關於探索和發現的故事，一群科學傢或者冒險傢，在一次偶然的機會中，發現瞭通往更高維度的“入口”，並通過某種“協同傳輸”的技術，將信息或者生命體，在這些維度之間進行往返。他們可能會遇到在更高維度中生存的奇異生命，或者發現宇宙運行的更深層法則。即使我並非物理學專業背景，我依然會被這種對未知邊界的探索所吸引，這種對人類智慧極限的挑戰，總是能激起我內心深處的求知欲。