正版世OFDM通信係統中的信號優化設計9787118104684但黎琳,肖悅,雷霞 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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但黎琳，肖悅，雷霞 著

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• OFDM通信
• 信號優化
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• 無綫通信
• 黎琳
• 肖悅
• 雷霞
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店鋪： 溫文爾雅圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118104684

商品編碼：29593563191

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2015-08-01

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基本信息

書名：OFDM通信係統中的信號優化設計

定價：65.00元

作者：但黎琳,肖悅,雷霞

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2015-08-01

ISBN：9787118104684

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《無綫傳感器網絡信號處理》

內容提要

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本書對正交頻分復用（OFDM）峰均功率比抑製技術進行瞭係統的闡述和研究，包括多信號替換法、子載波預留法等非失真技術和峰值限幅法、加窗峰值抵消法等預失真技術，為正交頻分復用信號優化設計提供瞭理論依據。
本書共分為6章。章介紹瞭正交頻分復用的基本原理以及包絡不穩定問題。第2章介紹瞭峰均功率比的衡量和數學建模。第3章介紹瞭多信號替換的峰均比抑製技術。第4章介紹瞭利用空餘子載波的載波預留技術。第5章介紹瞭預失真的峰值限幅技術。*後，第6章介紹瞭時頻優化的加窗峰值抵消技術。
本書可供從事無綫通信技術與係統研究和開發的科研人員與工程技術人員學習參考，也可作為高校通信類的研究生和本科高年級學生的教學參考書。

目錄

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章OFDM基本原理
1．1正交頻分復用
1．2 0FDM的峰值波動
1．3峰均比抑製技術
參考文獻
第2章OFDM的峰均功率比
2．1峰均功率比定義
2．2峰均功率比分析
2．2．1非周期自相關性
2．3采樣率與峰均比
2．4其他衡量準則
2．4．1峰值因子
2．4．2立方量度
參考文獻
第3章多信號替換法
3．1選擇映射法
3．1．1基本原理
3．1．2相關性和序列設計
3．2部分傳輸序列法
3．2．1基本原理
3．2．2備選信號相關性分析
3．2．3低復雜度搜索方案
3．2．4副信息優化和接收機設計
參考文獻
第4章子載波預留法
4．1基本原理
4．2數學建模
4．3 POCS算法
4．3．1基本原理
4．3．2復雜度分析
4．4 SCR算法
4．4．1基本原理
4．4．2 SCR算法的復雜度分析
4．5 active—set算法
4．5．1 實信號算法
4．5．2復信號算法
4．5．3復雜度分析
4．6算法比較
4．6．1 POCS和SCR算法對比
4．6．2 active—set算法對比
4．6．3 SCR與active～set算法對比
參考文獻
第5章峰值限幅法
5．1基本原理
5．2限幅濾波算法
5．3迭代限幅濾波算法
5．3．1 時頻迭代限幅濾波
5．3．2簡化限幅濾波算法
5．4限幅噪聲抑製
5．4．1發端噪聲抑製
5．4．2收端噪聲估計和抵消
5．5聯閤導引的改進算法
5．5．1 係統模型
5．5．2信道估計優化算法
參考文獻
第6章加窗峰值抵消法
6．1並行峰值抵消算法
6．2串行峰值抵消算法
6．2．1理論分析
6．2．2基本原理
6．2．3復雜度分析
6．2．4仿真結果
6．3失真恢復算法
6．3．1基本思想
6．3．2算法建模
6．3．3仿真結果
6．4聯閤導引的窗函數設計
6．4．1設計準則
6．4．2基本原理
6．4．3仿真結果
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《正版世OFDM通信係統中的信號優化設計》 導言： 在數字通信飛速發展的今天，信息傳輸的效率、可靠性和頻譜利用率是衡量一個通信係統優劣的關鍵指標。正交頻分復用（OFDM）作為一種高效的傳輸技術，憑藉其強大的抗多徑乾擾能力、高數據速率以及靈活的帶寬適應性，已成為現代無綫通信、有綫寬帶、光通信等領域的核心技術。從早期的Wi-Fi、4G LTE到當前的5G NR，OFDM的身影無處不在，其重要性不言而喻。然而，OFDM係統並非完美無瑕，在實際應用中，仍然麵臨著諸如峰均功率比（PAPR）過高、子載波間乾擾（ICI）、載波頻率偏移（CFO）和采樣時鍾偏移（CSO）等諸多挑戰。這些問題直接影響著係統的性能，限製著其進一步的發展和應用。 本書《正版世OFDM通信係統中的信號優化設計》正是聚焦於這些關鍵問題，深入剖析OFDM通信係統在信號層麵存在的挑戰，並係統性地探討一係列行之有效的信號優化設計方法。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的OFDM係統信號優化理論框架和實踐指導，幫助研究人員、工程師以及相關專業的學生更好地理解和掌握OFDM係統的核心技術，從而設計齣更高效、更魯棒的通信係統。 第一部分：OFDM係統基礎與挑戰分析 在深入探討信號優化設計之前，我們首先需要對OFDM係統的基本原理進行清晰的梳理，並深刻理解其在信號設計層麵的固有挑戰。 OFDM係統原理迴顧： 本部分將詳細介紹OFDM係統的核心思想——將高速率數據流分解為多個低速率的數據流，並將這些低速率數據流分彆調製到一係列正交的子載波上進行並行傳輸。我們將重點闡述其關鍵技術，如快速傅裏葉變換（FFT）和逆快速傅裏葉變換（IFFT）在OFDM調製解調過程中的作用，以及循環前綴（CP）如何有效地抵禦符號間乾擾（ISI）。同時，我們也將分析OFDM係統在帶寬效率、頻譜利用率等方麵的優勢。 OFDM係統中的主要挑戰： 盡管OFDM具有諸多優點，但在信號設計和實現過程中，其固有的非綫性特性和對信道變化的敏感性導緻瞭一係列性能瓶頸。 峰均功率比（PAPR）過高： 這是OFDM係統最突齣的挑戰之一。由於多個子載波上的信號具有隨機的相位關係，當它們疊加時，極有可能齣現瞬時幅度非常高的信號，導緻PAPR過高。高PAPR意味著傳輸信號的峰值功率遠大於平均功率，這將對功率放大器（PA）的綫性度提齣極高的要求。如果PA工作在綫性度不佳的區域，將會引入信號失真，産生帶外輻射和互調失真，嚴重損害OFDM係統的性能。因此，降低PAPR是OFDM信號優化設計的核心任務之一。 子載波間乾擾（ICI）： 在理想情況下，OFDM的子載波是嚴格正交的。然而，在實際信道中，諸如載波頻率偏移（CFO）、采樣時鍾偏移（CSO）、多普勒效應以及非綫性失真等因素，都會破壞子載波之間的正交性，導緻ICI的産生。ICI會將一個子載波上的能量泄露到其他子載波上，從而乾擾其他子載波上的數據接收，降低係統的誤碼率性能。 載波頻率偏移（CFO）與采樣時鍾偏移（CSO）： 發送端和接收端的本地振蕩器頻率存在微小偏差，或者采樣時鍾存在差異，都會導緻CFO和CSO。這些偏移會引起信號的相位漂移和符號位置偏移，從而導緻ICI的産生，並增加接收端同步的難度。 多徑效應與信道衰落： OFDM雖然對多徑效應有較強的魯棒性，但極端的多徑時延擴展和信道衰落仍然會影響係統的性能。在復雜環境下，多徑會引起接收信號的相乾疊加，導緻特定頻率上的衰落，即頻率選擇性衰落，這會影響某些子載波上的信噪比。 非綫性失真： 如前所述，高PAPR會迫使功率放大器工作在非綫性區域，引入諧波和互調失真，這不僅會産生帶外輻射，乾擾鄰近信道，還會産生ICI，降低係統性能。 第二部分：PAPR優化設計方法 降低OFDM信號的PAPR是提升係統功率效率和綫性度的關鍵。本部分將係統性地介紹多種PAPR抑製技術，並分析其優缺點。 信號削峰（Clipping）技術： 這是最直接的PAPR抑製方法，即將超過一定閾值的信號幅度削減至閾值。盡管簡單易行，但信號削峰會引入量化誤差和失真，産生帶外輻射，需要結閤濾波等手段進行補償。我們將詳細分析削峰的原理、失真模型以及如何通過優化削峰閾值來平衡PAPR抑製效果和失真程度。 限幅編碼（Clipping and Filtering, CF）技術： 該技術在削峰的同時，引入一個濾波器來恢復信號的形狀，減少失真。我們將探討不同類型的濾波器設計及其對PAPR和失真的影響。 概率分布變換（Probability Distribution Transformation, PDT）技術： 這類技術通過對信號進行非綫性變換，改變其幅度概率密度函數（PDF），使其更接近指數分布，從而降低PAPR。我們將介紹纍積密度函數（CDF）變換、幅度限製和閾值偏移等典型PDT方法。 預編碼（Pre-coding）技術： 預編碼技術在發送端對原始OFDM信號進行修改，使其在傳輸到接收端之前具有較低的PAPR。 部分選擇映射（Partial Transmit Sequences, PTS）： PTS是一種廣泛應用的PAPR抑製技術。其核心思想是將原始OFDM信號分解為若乾個子序列，並對這些子序列乘以一個復相位因子，然後將它們疊加起來。通過搜索最優的相位因子組閤，可以顯著降低PAPR。我們將深入分析PTS的原理、搜索算法（如迴溯搜索、模擬退火算法）以及其復雜度。 離散傅裏葉變換-域（DFT-S）擴展： 該技術通過在OFDM符號的DFT域中引入額外的子載波（通常是非數據子載波），來擴展OFDM信號的星座圖，從而降低PAPR。我們將講解DFT-S擴展的原理、不同擴展方式以及其對星座圖和PAPR的影響。 類原型編碼（Prototype-based Coding）： 這類方法通過構造特定的原型序列，並將其映射到OFDM符號上，以實現PAPR的降低。 編碼與調製聯閤設計： 將PAPR抑製技術與信道編碼、星座映射等結閤起來，可以實現更優化的設計。例如，選擇具有良好PAPR特性的星座圖，或者在編碼階段就考慮PAPR的優化。 第三部分：抗乾擾與同步信號設計 除瞭PAPR，OFDM係統對頻率偏移、時鍾偏移以及信道衰落的敏感性也需要通過優化的信號設計來解決。 載波頻率偏移（CFO）與采樣時鍾偏移（CSO）的補償： 導頻輔助補償： 在OFDM係統中插入導頻信號是進行CFO和CSO估計與補償的常用方法。我們將詳細介紹不同類型的導頻設計（如周期性導頻、嵌入式導頻），以及基於這些導頻的估計算法（如最小二乘法、最大似然估計）。 盲估計技術： 在不使用導頻的情況下，通過分析接收到的信號本身來估計頻率偏移。我們將介紹一些經典的盲估計算法，並分析其性能和復雜度。 補償方法： 討論各種頻率偏移補償技術，包括基於相位補償、重采樣等方法。 消除和抑製子載波間乾擾（ICI）： ICI消除技術： 介紹如何通過接收端對ICI進行建模和估計，然後將其從接收信號中減去。我們將深入分析幾種經典的ICI消除方法，如零強迫（ZF）均衡、最小均方誤差（MMSE）均衡。 ICI抑製技術： 討論在發送端進行信號設計，以降低ICI的産生。例如，優化星座映射，或者在某些子載波上采用更魯棒的調製方式。 過采樣技術： 通過在接收端對信號進行過采樣，可以更準確地估計和補償頻率偏移，從而減小ICI。 應對多徑效應和頻率選擇性衰落： 均衡技術： 介紹OFDM係統中的各種均衡器，如零強迫（ZF）均衡、最小均方誤差（MMSE）均衡、以及基於機器學習的自適應均衡器，以補償信道引起的失真。 分集技術： 討論空間分集、頻率分集等技術如何與OFDM相結閤，以提高係統的魯棒性。 信道編碼與交織： 強調信道編碼（如捲積碼、Turbo碼、LDPC碼）以及交織技術在應對衰落和突發錯誤方麵的重要性。 第四部分：OFDM信號優化設計的性能評估與仿真 理論分析固然重要，但實際係統的性能評估和驗證離不開仿真。本部分將指導讀者如何進行OFDM信號優化的性能評估。 仿真平颱與工具： 介紹常用的通信係統仿真軟件，如MATLAB/Simulink、Python（結閤NumPy、SciPy等庫），以及開源的通信仿真框架。 性能指標： 詳細介紹評估OFDM信號優化設計性能的關鍵指標，包括： PAPR： 峰均功率比（dB）。 誤碼率（BER）： Bit Error Rate，衡量數據傳輸的準確性。 互信息（Mutual Information, MI）： 衡量信道傳輸信息的能力。 吞吐量（Throughput）： 單位時間內成功傳輸的數據量。 功率譜密度（PSD）： 評估信號的帶內和帶外輻射特性。 係統復雜度： 衡量算法實現的計算量和資源需求。 典型仿真場景與參數設置： 提供一些典型的OFDM係統仿真場景，例如不同信道模型（AWGN、Rayleigh衰落、Rician衰落）、不同的頻率偏移量、不同的PAPR抑製算法參數等，並指導讀者如何閤理設置仿真參數以獲得有意義的結果。 性能對比分析： 鼓勵讀者對不同的信號優化設計方案進行對比分析，從理論和仿真結果兩方麵來評估其優勢和劣勢，並根據具體的應用需求選擇最適閤的方案。 結論： 《正版世OFDM通信係統中的信號優化設計》通過對OFDM係統核心挑戰的深入剖析，係統地梳理瞭PAPR優化、抗乾擾與同步設計以及性能評估等關鍵環節。本書內容詳實，理論與實踐相結閤，旨在為廣大讀者提供一個全麵深入的OFDM係統信號優化設計指南。掌握這些優化設計方法，對於提升現代通信係統的性能、推動下一代通信技術的發展具有至關重要的意義。本書將幫助您在OFDM通信係統的設計與優化之路上，取得更深層次的理解和更卓越的成就。

評分☆☆☆☆☆

另一本收藏中頗有特色的書籍是關於電磁兼容性（EMC）與屏蔽技術的實用手冊。這本書的風格與嚴謹的理論書籍截然不同，它更像是一本“故障排除聖經”。作者顯然是一位經驗豐富的一綫工程師，全書充滿瞭工程實踐中的“陷阱”與“捷徑”。書中大量的篇幅用於分析實際設備中常見的噪聲源——開關電源的紋波、高速數字信號的串擾、PCB走綫上的反射等，並提供瞭大量經過驗證的布局布綫建議和屏蔽材料的選擇指南。比如，它詳細對比瞭不同接地方式（單點接地、多點接地）在不同頻率下的優缺點，並配有大量的實測波形圖，直觀地展示瞭不良設計如何汙染信號完整性。閱讀這本書的過程，更像是跟著一位老前輩在實驗室裏做實驗，那種學以緻用的即時滿足感非常強烈。它不太涉及復雜的傅裏葉分析或拉普拉斯變換，而是聚焦於“這個電容應該放在哪裏？”、“這個屏蔽罩的搭接點應該如何處理？”這類具體的工程問題。對於任何涉及硬件設計和産品化的人來說，這本書的實用價值是無可替代的，它把抽象的電磁理論轉化成瞭可以觸摸、可以測量的具體操作步驟。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者團隊，黎琳、肖悅和雷霞，在通信工程領域似乎有著非常深厚的積纍，單從書名和標準的ISBN編號來看，就能感受到它麵嚮的專業深度。我最近在整理我的個人圖書館時，發現手邊有另一本關於高級無綫信道編碼理論的專著，那本書的著重點似乎完全放在瞭糾錯碼的數學構造和性能極限分析上，從低密度奇偶校驗碼（LDPC）到渦輪碼（Turbo Codes）的迭代解碼算法，每一個章節都充滿瞭復雜的矩陣運算和信息論公式。閱讀體驗是極其燒腦的，需要讀者具備紮實的代數和概率論基礎纔能勉強跟上作者的思路。這本書的排版風格非常嚴謹，圖錶清晰，但對初學者而言，缺乏直觀的物理模型解釋，更像是為已經掌握瞭基礎通信原理的研究生準備的進階教材。它強調的是理論的完備性，很少涉及具體硬件實現的約束和優化。每次翻開它，都像是在進行一場嚴峻的智力挑戰，它教會瞭我如何從數學上證明最優性能的邊界，但對於如何將這些理論高效地映射到實際的FPGA或DSP平颱上，則鮮有提及。這本書的價值在於其理論的純粹性，是構建下一代通信係統理論基石的重要參考，但如果脫離瞭應用層麵的考量，其閱讀的門檻無疑是高聳入雲的。

評分☆☆☆☆☆

最近我還讀瞭一本關於光通信係統中的非綫性效應分析的專著。這本書的視角完全聚焦於高速光縴鏈路的物理極限。它深入探討瞭光縴中的自相位調製（SPM）、交叉相位調製（XPM）以及受激拉曼散射（SRS）等現象如何扭麯和限製瞭超高速脈衝的傳輸。作者運用瞭薛定諤方程的非綫性形式作為核心數學工具，詳細推導瞭色散補償的各種策略，包括電子色散補償（EDC）和光縴色散補償（DCF）。這本書的圖示主要集中在眼圖的張開度、抖動（Jitter）的演化以及誤碼率（BER）隨傳輸距離的下降趨勢。閱讀體驗是極其純粹的物理學和數學的結閤，它探討的是光子在介質中傳播時，由於光強變化引起的摺射率變化帶來的挑戰。它幾乎不涉及任何數字信號處理（DSP）的環節，而是將重點放在瞭光波導本身的行為上，對於理解超長距離、超大容量的骨乾網限製因素，是不可或缺的理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

最後，我手頭還有一本關於認知無綫電與頻譜感知技術的綜述性讀物。這本書的基調相對輕快，因為它關注的是“智能”的應用層麵，而不是底層硬件或純數學理論。它係統地梳理瞭從經典的能量檢測、周期圖法，到更復雜的匹配濾波和循環平穩信號檢測等各種頻譜感知技術。這本書的精彩之處在於它探討瞭如何在復雜多變的無綫環境中，讓通信設備“像人一樣思考”——如何快速準確地識彆齣哪些頻段是空閑的，並在不乾擾主用戶的前提下進行接入。書中包含瞭大量的係統級仿真結果，展示瞭不同信噪比下，各種感知算法的概率檢測麯綫。它不僅關注瞭技術本身的性能，還探討瞭相關的頻譜共享政策和博弈論模型，試圖從社會和經濟層麵解釋頻譜資源的優化分配。這本書更像是連接瞭硬核通信技術與未來智能網絡應用的橋梁，其內容充滿瞭對未來無綫生態的想象和工程化實現的路綫圖。

評分☆☆☆☆☆

手邊還有一本關於嵌入式係統實時操作係統（RTOS）內核原理的教材，這本書走的是軟件和係統層麵的深度挖掘。它的核心關注點是如何在有限的資源下，保證任務調度的確定性和低延遲。書中對幾種主流RTOS內核的調度算法進行瞭詳盡的剖析，比如固定優先級搶占式調度、輪轉調度，以及如何處理中斷延遲和上下文切換的開銷。作者甚至自己編寫瞭一個簡化的RTOS內核示例代碼，用C語言清晰地展示瞭任務控製塊（TCB）的結構、信號量的實現機製以及消息隊列的同步與互斥邏輯。閱讀時，我需要不斷地在腦海中構建一個虛擬的處理器狀態機，跟蹤不同任務在不同事件觸發下的狀態遷移。這本書的難度不在於數學的復雜性，而在於邏輯的嚴密性——任何一個鎖機製的微小疏忽都可能導緻死鎖或競態條件，後果不堪設想。它強調的是代碼的可靠性和時間上的可預測性，與信號處理的“模擬世界”思考模式形成瞭鮮明的對比，更多的是對軟件工程規範和並發編程哲學的探討。