MIMO-OFDM無綫通信基帶接收機設計 9787111469483 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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闕誌達，蔡佩蕓，賴以威，楊海芬，李鳴 ... 著

圖書標籤:

• MIMO-OFDM
• 無綫通信
• 基帶接收機
• 通信工程
• 信號處理
• OFDM
• MIMO
• 無綫電技術
• 數字通信
• 調製解調

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111469483

商品編碼：29596521510

包裝：平裝

齣版時間：2014-06-01

圖書基本信息
圖書名稱	MIMO-OFDM無綫通信基帶接收機設計	作者	闕誌達,蔡佩蕓,賴以威,楊海芬,李鳴,吳勝龍
定價	69.00元	齣版社	機械工業齣版社
ISBN	9787111469483	齣版日期	2014-06-01
字數		頁碼	346
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

《電子與嵌入式係統設計譯叢：MIMO-OFDM無綫通信基帶接收機設計》分為三個部分，部分迴顧背景知識，包括基礎的調製方案、MIMO的概念、多址技術、糾錯編碼、信號傳播和信道建模。第二部分首先深入探討瞭MIMO-OFDM接收機、同步技術和信道估計中兩個基本的信號處理任務，然後，簡要介紹一些MIMO技術，包括空間復用、預編碼和空間分集。這一部分將提供MIMO-OFDM基帶接收機設計中現代信號處理的算法。第三部分涉及硬件設計的相關問題，展示瞭麵嚮OFDM和MIMO接收機的基本模塊和重要組件。後，本書以一個MIMO-OFDM片上係統的實例結尾，涵蓋開發MIMO-OFDM基帶接收機的許多主題。

作者簡介

闕誌達(Tzi—DarChiLleh)IEEE院士，颱灣大學電機係教授，1983年畢業於颱灣大學電機係，1989年獲美國加州理工學院電機學博士學位。主要研究領域為數字通信集成電路設計與生物醫學信號處理。2004～2007年任颱灣大學電子所所長，曾前往瑞士蘇黎世理工學院與美國紐約大學石溪分校訪問研究。多次榮獲龍騰論文奬、旺宏金矽奬，以及2004～2007年間的傑齣研究奬；曾八度榮獲颱灣大學教學優良奬和2006年度奇景講座教授；於2009年榮獲傑齣産業貢獻奬。蔡佩蕓(Pei—YunTsai)颱灣中央大學電機係副教授。畢業於颱灣大學電機係，2005年獲颱灣大學電機博士學位，研究領域為通信數字信號處理與集成電路設計，曾獲龍騰論文奬與旺宏金矽奬。賴以威(L一WeiLai)博士後研究員，2011年獲颱灣大學電子所博士學位。曾擔任德國RWTHAactlen大學研究助理和颱灣大學博士後研究員，主要研究領域為無綫通信基帶係統硬件、算法開發以及理論係統效能分析，曾獲颱灣大學電子所佳博士論文奬。楊海芬，副教授，博士，從事教學工作前曾供職於中科院微係統與信息技術研究所上海無綫通信研究中心，現任電子科技大學Freescale無綫通信與嵌入式係統聯閤實驗室副主任。多年來一直從事無綫通信係統方麵的研究工作，作為負責人或主研人員參與完成多項國傢科技攻關、國際閤作項目，並承擔瞭本科'通信原理'、碩士研究生'數字通信'等課程的教學工作。李鳴，南京理工大學工學博士。自2005年起在愛立信（中國）研究院曆任射頻工程師，係統工程師。主要從事無綫接入網中基站係統架構研究與産品研發。擁有數十份無綫通信相關。吳勝，龍山東大學電路與係統碩士，曾參與多個OFDM調製解調芯片的設計與實現。現供職於上海酷芯微電子有限公司，主要研究方嚮為OFDM基帶芯片算法及實現。寜磊哈爾濱ェ業大學通信技術研究所博士生。研究方嚮包括：LTE增強版本的移動性管理方法、異構無綫網絡融閤、混沌數字化序列，在外期刊和國際學術會議發錶論文10餘篇，受理7項。鄭植，博士，副研究員，IEEE協會會員。2011年6月畢業於電子科技大學通信與信息工程學院，獲通信與信息係統專業博士學位。2011年8月起，在電子科技大學通信與信息工程學院從事教學和科研工作。主要研究興趣包括：通信信號處 理、陣列及空時信號處理、無綫與移動通信、數字信號處理的VLSI實現等。

目錄

部分 無綫通信基礎

編輯推薦

文摘

序言

部分 無綫通信基礎

MIMO-OFDM 無綫通信基帶接收機設計：探索高效無綫信號處理的奧秘 引言 無綫通信技術日新月異，其核心驅動力之一便是不斷提升的數據傳輸速率和連接穩定性。在現代無綫通信係統中，多輸入多輸齣（MIMO）和正交頻分復用（OFDM）作為兩種關鍵的技術，已成為實現高速率、高可靠性無綫數據傳輸的基石。MIMO利用多根天綫在發射端和接收端同時發送和接收信號，通過分集和復用技術，顯著提高頻譜效率和鏈路魯棒性。而OFDM則將高速數據流分割成多個低速子載波，在各自的子載波上傳輸，有效對抗多徑衰落和頻率選擇性衰落。將MIMO與OFDM相結閤，即MIMO-OFDM技術，能夠充分發揮兩者的優勢，為下一代無綫通信，如4G、5G乃至更先進的通信係統奠定堅實的基礎。 然而，MIMO-OFDM係統的強大性能，離不開其復雜而高效的基帶接收機設計。基帶接收機是無綫通信係統的“耳目”，負責將接收到的模擬射頻信號經過一係列處理，還原成原始的數字信息。在一個MIMO-OFDM基帶接收機中，信號處理的復雜性呈指數級增長，需要精確地執行信道估計、均衡、解調、解碼等一係列關鍵步驟，纔能確保信號的準確還原。本簡介將深入探討MIMO-OFDM基帶接收機設計中的核心挑戰和關鍵技術，旨在勾勒齣其精妙的信號處理流程，以及為瞭實現高效、低功耗、高性能目標所付齣的技術努力。 基帶接收機核心處理流程 MIMO-OFDM基帶接收機的主要任務是從接收到的、經過噪聲、乾擾和多徑衰落等扭麯的數字信號中，精確地提取齣原始的發送數據。其核心處理流程通常可以分解為以下幾個關鍵階段： 1. 同步與定時恢復 (Synchronization and Timing Recovery): 在接收端，首先需要解決的是與發送端在時間上的同步問題。由於信道的多徑效應和載波頻率偏移，接收到的信號在時域和頻域都會發生失真。同步過程包括符號定時同步（確定每個數據符號的開始和結束）和載波頻率同步（補償接收端和發送端之間的頻率差異）。 符號定時恢復: 目標是找到每個OFDM符號的最佳采樣點，以最大化信噪比並最小化符號間乾擾（ISI）。常用的方法包括基於訓練序列（如Preamble）的自相關或互相關算法，以及基於能量檢測的方法。精確的定時恢復是後續所有處理階段的基礎。 載波頻率恢復: 發送端和接收端的本地振蕩器存在頻率偏差，會導緻接收信號的載波頻率發生偏移，進而引起子載波間的相互乾擾（ICI）。載波頻率恢復旨在估計並補償這種頻率偏移，通常也依賴於訓練序列，通過分析訓練序列在頻域的相位變化來推算齣頻率偏移量。 2. 信道估計 (Channel Estimation): MIMO-OFDM信道是復雜的，受到多徑效應、衰落、噪聲和乾擾的影響。信道估計的目的是獲得信道的狀態信息（CSI），以便在接收端對信號進行補償。在MIMO-OFDM係統中，信道矩陣維度很高，估計的復雜度也隨之增加。 訓練序列輔助信道估計: 這是最常用的方法。通過在發送端插入已知的訓練序列（如Pilot），接收端可以利用這些已知信息來估計齣信道的狀態。訓練序列可以分為時間域訓練和頻率域訓練（Pilot）。對於MIMO-OFDM，需要估計的信道矩陣的每個元素，即每對天綫之間的信道。 零填充 (Zero-Padding) 和循環前綴 (Cyclic Prefix - CP): OFDM係統通過在每個OFDM符號前添加循環前綴，可以有效地消除符號間乾擾（ISI）。循環前綴的長度需要大於信道的最大延遲擴展，以確保在接收端移除循環前綴後，不會引入 ISI。零填充則通常用於FFT/IFFT操作的輸齣，以在時域上擴展信號，方便進行信道估計和均衡。 盲信道估計 (Blind Channel Estimation): 在某些場景下，無法插入訓練序列，此時需要依靠接收到的數據信號自身特性進行信道估計，其復雜度通常較高，性能也相對較差。 3. 均衡 (Equalization): 信道估計完成後，接收端需要利用估計齣的信道信息對接收信號進行均衡，以消除信道引起的失真，如多徑效應和噪聲。 綫性均衡: 如最小均方誤差（MMSE）均衡器，其復雜度相對較低，但可能放大噪聲。 非綫性均衡: 如決策反饋均衡（DFE），通過利用已決定的符號來反饋，可以更好地抑製ISI，但其穩定性依賴於之前符號的正確判決。 MIMO均衡: 在MIMO係統中，需要同時處理來自多個發射天綫和多個接收天綫的信號，信道矩陣的逆運算或僞逆運算是均衡的關鍵。例如，迫零（Zero-Forcing）均衡器和MMSE均衡器在MIMO場景下都有對應的實現。OFDM的引入將全局的頻率選擇性衰落問題分解為多個子載波上的平坦衰落，因此均衡可以在每個子載波上獨立進行，大大降低瞭復雜度。 4. 解調 (Demodulation): 均衡後的信號包含瞭發送的調製符號信息。解調過程就是根據接收到的信號幅度、相位等信息，將其映射迴原始的數字比特。 最大似然（ML）檢測: 理論上最優，但在高階調製和MIMO係統中復雜度極高。 最大後驗概率（MAP）檢測: 也是一種最優或近優的檢測方法。 最小距離檢測（MD）: 在星座圖上選擇距離接收點最近的符號。 軟判決 (Soft Decision) 和硬判決 (Hard Decision): 軟判決輸齣的是比特的對數似然比（LLR），保留瞭更多的信息，對後續的信道解碼更有利。硬判決直接輸齣0或1。 5. 信道解碼 (Channel Decoding): 為瞭提高傳輸的可靠性，發送端通常會對原始數據進行信道編碼，增加冗餘信息。信道解碼器則利用這些冗餘信息來檢測和糾正傳輸過程中産生的錯誤。 捲積碼 (Convolutional Codes) 和維特比譯碼 (Viterbi Decoding): 經典的信道編碼方案，維特比譯碼是一種高效的解碼算法。 Turbo碼 (Turbo Codes): 具有接近香農極限的譯碼性能，采用迭代譯碼。 低密度奇偶校驗碼 (LDPC - Low-Density Parity-Check Codes): 在現代通信係統中得到瞭廣泛應用，具有優異的性能和良好的並行譯碼特性。 軟輸入軟輸齣 (SISO - Soft-Input Soft-Output) 解碼: 許多現代解碼器，特彆是用於Turbo碼和LDPC碼的，都采用SISO結構，能夠輸齣軟判決信息，進一步提升整體係統的性能。 MIMO-OFDM 係統中的獨特挑戰與優化 MIMO-OFDM係統在閤並瞭兩項強大技術的同時，也帶來瞭新的設計挑戰： 高維度信道矩陣處理: MIMO係統需要處理高維度的信道矩陣，其逆運算或僞逆運算在計算上非常耗時。OFDM的引入將復雜的MIMO信道映射到多個獨立的子載波信道，使得每個子載波上的MIMO信道處理復雜度大大降低。 Pilot汙染 (Pilot Contamination): 在頻率復用或空間復用的場景下，如果相鄰小區的Pilot信號泄漏到當前接收機，會嚴重影響信道估計的準確性，導緻“Pilot汙染”。 多用戶乾擾 (Multi-User Interference - MUI): 在多用戶MIMO-OFDM係統中，不同用戶之間的乾擾需要被有效抑製。 峰均功率比 (PAPR - Peak-to-Average Power Ratio): OFDM信號的PAPR相對較高，可能導緻功放的非綫性失真，進而産生額外的乾擾。接收端需要考慮如何緩解此問題，盡管PAPR主要影響的是發送端。 資源分配: 在MIMO-OFDM係統中，包括功率、帶寬、天綫端口等資源的有效分配是提升係統性能的關鍵，尤其是在多用戶場景下。 算法復雜度與實時性: MIMO-OFDM基帶接收機的處理流程復雜，需要高效的算法來實現實時處理，以滿足高速率通信的要求。設計時需要在性能和復雜度之間做齣權衡。 總結 MIMO-OFDM基帶接收機設計是一個集成瞭通信理論、信號處理、數字集成電路設計等多個學科的復雜工程。從精確的同步與定時恢復，到精準的信道估計與均衡，再到高效的解調與解碼，每一個環節都至關重要，共同決定瞭無綫通信係統的性能上限。通過對OFDM在頻率維度上的解耦，以及MIMO在空間維度上的復用和分集，MIMO-OFDM技術能夠有效應對復雜無綫信道環境下的挑戰，實現高速率、高可靠性的無綫通信。理解並掌握MIMO-OFDM基帶接收機的設計原理和關鍵技術，對於開發下一代無綫通信係統、優化現有網絡性能，以及推動整個無綫通信産業的發展，都具有極其重要的意義。未來的研究和設計將持續聚焦於進一步降低算法復雜度、提高處理效率、優化功耗，以及應對愈發復雜多變的應用場景，例如大規模MIMO、超密集組網等，不斷突破無綫通信的邊界。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對無綫通信技術細節有著濃厚興趣的工程師，尤其是對於信號如何在接收端被精確地還原和處理的過程。MIMO-OFDM作為當前和未來無綫通信的關鍵技術，其在基帶接收機中的設計尤為重要。我看到這本書的題目，立刻聯想到我在實際工作中遇到的種種挑戰，例如如何有效地抑製符號間乾擾（ISI）和符號間乾擾（ICI），如何精確地估計和補償信道衰落，以及如何從多個天綫接收到的信號中解耦齣獨立的數據流。這本書的結構是否會從OFDM的FFT/IFFT變換、循環前綴的添加與移除，到MIMO的解相關、空間矩陣的逆運算等方麵循序漸進地展開？我特彆希望書中能夠給齣一些關於算法復雜度分析和硬件實現方麵的指導，比如在FPGA或ASIC平颱上如何高效地實現這些復雜的信號處理算法。如果書中還能包含一些關於自適應均衡、信道編碼/解碼在基帶接收機中的集成設計，以及相關的性能仿真和測試方法，那將是極大的驚喜。這本書的ISBN讓我對它的齣版背景和價值有瞭初步的判斷，我期待它能為我提供一個深入理解MIMO-OFDM基帶接收機設計的寶貴平颱。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，撲麵而來的是一種嚴謹而又充滿活力的學術氣息。書頁的質感很好，印刷清晰，排版也相當舒適，即使是長時間閱讀也不會感到疲憊。我一直對無綫通信領域，特彆是第五代（5G）及以後技術的發展充滿熱情，而MIMO-OFDM無疑是其中的核心技術支柱。這本書的齣現，正好填補瞭我在這方麵知識體係中的一個重要空白。我特彆關注書中對於OFDM技術在多徑衰落環境下的魯棒性是如何通過其並行傳輸特性來體現的，以及MIMO技術是如何通過空間復用和分集增益來提升係統的容量和可靠性的。更讓我期待的是，書中如何將這兩種技術巧妙地結閤起來，在基帶接收機端進行高效的處理。我希望它能詳細介紹從接收到的射頻信號經過下變頻、采樣，再到OFDM解調、MIMO解耦、信道均衡、解捲積等一係列復雜流程的原理和實現方法。如果書中能對各種算法進行詳細的數學推導，並輔以清晰的流程圖和仿真結果，那就太棒瞭。我是一個喜歡刨根問底的人，對於背後的數學原理和工程實現細節都充滿好奇，相信這本書一定能滿足我的求知欲。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個在通信領域摸爬滾打多年的技術人員來說，一本能夠深入剖析MIMO-OFDM基帶接收機設計的書籍，無疑是雪中送炭。我深知，在實際的無綫通信係統中，基帶接收機的設計是決定整個係統性能的關鍵環節，直接影響著數據的解調準確性和傳輸速率。這本書的題目，直接點明瞭這一核心內容，讓我對它寄予厚望。我特彆關注書中是否能夠詳細闡述OFDM的IFFT、CP去除、FFT等核心過程，以及MIMO的各種解復用技術，如對角化、QR分解等，在基帶接收機中的具體實現細節。此外，我非常好奇書中如何處理信道估計的精度問題，以及各種均衡算法（如迫零、MMSE、MLD等）的優劣勢和適用場景。在實際設計中，功耗和硬件資源是繞不開的限製，我希望這本書能提供一些關於算法優化和硬件加速的寶貴經驗，例如如何設計低功耗的信號處理單元，或者如何利用並行計算來提高處理效率。如果書中能夠提供一些實際的項目經驗分享，或者對不同設計方案進行橫嚮對比分析，那將極大地提升這本書的實踐價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計充滿瞭科技感，深邃的藍色背景上點綴著抽象的信號波形和復雜的電路圖，一眼就能看齣它是一本關於無綫通信技術的高階讀物。我最近剛接觸到MIMO和OFDM這兩個概念，對它們在現代無綫通信中的重要性深感好奇。這本書的題目直接點明瞭其核心內容，這讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我希望它能從最基礎的概念講起，逐步深入，將MIMO和OFDM這兩種強大的技術如何融閤，以及如何在基帶接收機這一關鍵環節實現高效設計，用清晰易懂的語言和豐富的圖示進行闡釋。尤其是“基帶接收機設計”這部分，我個人對信號處理和硬件實現之間的橋梁非常感興趣，比如如何進行信道估計、均衡、解調等關鍵步驟，以及在實際設計中會遇到哪些挑戰，例如噪聲抑製、乾擾消除、功耗優化等等。如果書中能夠提供一些實際的設計案例分析，甚至是代碼示例，那將對我理解和應用這些理論知識有極大的幫助。同時，對於9787111469483這個ISBN，我已經在網上搜索瞭一些初步信息，發現這是一本由國內知名齣版社齣版的專業書籍，這讓我對它的學術嚴謹性和內容深度更有信心。我相信，通過閱讀這本書，我能夠構建起對MIMO-OFDM基帶接收機設計一個係統、完整且深入的認識。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我第一感覺就是它的分量十足，不僅僅是紙張的厚度，更是它所承載的知識深度。我一直在研究如何優化無綫通信係統的性能，尤其是在復雜的城市環境中，多徑效應和乾擾是巨大的挑戰。MIMO-OFDM技術的齣現，為解決這些問題提供瞭革命性的思路。這本書的題目直接指嚮瞭基帶接收機的設計，這正是信號處理的核心環節。我非常期待書中能夠詳細闡述如何通過OFDM的子載波劃分來對抗頻率選擇性衰落，以及MIMO如何利用多個天綫在空間域實現信號的分離和增強。尤其讓我感興趣的是，書中是否會深入探討不同MIMO預編碼和解碼方案在基帶接收機中的實現復雜度與性能之間的權衡。例如，簡單的迫零（ZF）均衡和更復雜的最小均方誤差（MMSE）均衡，在實際係統中如何選擇和優化？此外，書中對於信道狀態信息（CSI）的獲取和利用，以及在低信噪比或高復雜度場景下的魯棒性設計，也是我非常關注的重點。我希望這本書能夠提供一些實際的工程經驗和解決方案，幫助我理解這些理論在實際係統中的落地。