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通信信號處理(原理方法與應用微課視頻版高等學校電子信息類專業系列教材)

  • 作者：編者:張靜//蘇穎//程猛//李潔慧|責編:吳彤雲
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302681618
  • 出版日期：2025/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：343
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    本書闡述了通信信號處理的原理、方法與應用。全書共10章。第1章為數學基礎，包括隨機信號基礎、矩陣分析基礎、凸優化理論基礎；第2章為新型數字調製基礎，包括數字調製的基本原理、BPSK的基本原理、QAM的基本原理、擴展頻譜調製、OFDM的原理與實現、SCMA的稀疏擴頻與多維調製；第3章為無線通道的傳播特性與模型，包括物理通道的定義、無線通道的一般特性、基帶通道的譜域、衰落包絡的統計分佈、衰落通道的性能分析、常用的衰落通道模型；第4章為傳輸性能分析與分集接收，包括AWGN通道通信、分集接收、分集合併的性能分析、多天線分集；第5章為通信接收端的自適應均衡，包括時域均衡器、自適應均衡、頻域均衡器、自適應盲均衡、智能盲均衡；第6章為多天線傳輸系統的符號檢測與通道估計，包括MIMO傳輸系統、MIMO系統的符號檢測、MIMO系統的空時編碼、MIMO通道估計、MIMO-OFDM系統衰落通道估計；第7章為多天線傳輸系統的時間與頻率同步，包括單天線系統的時頻同步參數模型、MIMO傳輸同步模型、MIMO同步參數的估計下界、MIMO頻偏參數估計的相關法、MIMO同步的最大似然估計法；第8章為時變隨機通信模型中的濾波，包括動態濾波簡介、線性預測器原理、狀態空間模型、卡爾曼濾波原理、擴展卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波、粒子濾波；第9章為壓縮感知及其在無線通道估計中的應用，包括基本概念、字典矩陣設計、范數優化模型、范數優化問題的求解、動態稀疏信號恢復、稀疏通道估計；第10章為通信資源分配的優化模型與處理，包括資源分配問題概述、正交頻分多址系統的資源分配、MIMO系統的資源分配、MIMO-OFDM系統的功率分配。為便於讀者高效學習，快速掌握並理解通信信號處理的原理和方法及應用，本書提供完整的教學課件和部分程序代碼。
    本書可以作為廣大高校高年級本科生和研究生的學習教材，也可以作為相關研究人員和工程技術人員的參考書。
作者介紹
編者:張靜//蘇穎//程猛//李潔慧|責編:吳彤雲
    張靜，上海師範大學信息與機電工程學院副教授、碩士生導師，中國通信學會會員。長期從事無線移動通信、信號與信息處理等領域的教學和研究工作。發表學術論文40余篇。主持及主研國家級、省部級及企業合作科研項目10余項。授權國家發明專利10余項，軟體著作權2項，參編著作1部。
目錄
第1章  數學基礎
  1.1  隨機信號基礎
    1.1.1  隨機變數與隨機過程
    1.1.2  常用隨機變數或隨機過程的統計特徵
    1.1.3  隨機變數的統計特徵
    1.1.4  復高斯白雜訊向量
    1.1.5  隨機向量的函數
  1.2  矩陣分析基礎
    1.2.1  向量范數和矩陣范數
    1.2.2  矩陣的二次型
    1.2.3  矩陣的行列式
    1.2.4  矩陣的特徵值和特徵向量
    1.2.5  矩陣的跡
    1.2.6  矩陣的秩
    1.2.7  逆矩陣與偽逆矩陣
    1.2.8  矩陣的向量化
    1.2.9  導數與梯度
    1.2.10  矩陣的分解
  1.3  凸優化理論基礎
    1.3.1  最優化問題的數學模型
    1.3.2  凸集、凸函數與凸優化
    1.3.3  函數凸性判定
    1.3.4  保凸運算
    1.3.5  拉格朗日對偶法
    1.3.6  線性規劃和二次規劃
    1.3.7  半正定規劃
  本章小結
  本章習題
第2章  新型數字調製基礎
  2.1  數字調製的基本原理
  2.2  BPSK的基本原理
    2.2.1  絕對相移和相對相移
    2.2.2  BPSK的調製與解調
    2.2.3  T/2-BPSK的調製與解調
  2.3  QAM的基本原理
    2.3.1  4QAM（QPSK）的調製與解調
    2.3.2  16QAM的調製與解調
    2.3.3  64QAM的應用
  2.4  擴展頻譜調製
    2.4.1  擴頻通信的基本概念
    2.4.2  擴頻調製的基本原理
    2.4.3  PN序列
  2.5  OFDM的原理與實現
    2.5.1  OFDM的基本原理
    2.5.2  OFDM的實現方法
    2.5.3  OFDM技術的優缺點
  2.6  SCMA的稀疏擴頻與多維調製
    2.6.1  SCMA的基本原理
    2.6.2  稀疏擴頻原理
    2.6.3  多維調製原理

  本章小結
  本章習題
第3章  無線通道的傳播特性與模型
  3.1  物理通道的定義
  3.2  無線通道的一般特性
    3.2.1  大尺度衰落及其傳播模型
    3.2.2  小尺度衰落
    3.2.3  空間選擇性衰落
  3.3  基帶通道的譜域
    3.3.1  空時頻譜域
    3.3.2  等效的基帶傳輸
    3.3.3  時頻通道的統計特性
    3.3.4  速率方差的定義
  3.4  衰落包絡的統計分佈
    3.4.1  瑞利衰落
    3.4.2  萊斯衰落
    3.4.3  Nakagami-m衰落
  3.5  衰落通道的性能分析
    3.5.1  電平通過率
    3.5.2  平均衰落持續時間
    3.5.3  頻率電平通過率
    3.5.4  空間電平通過率
  3.6  常用的衰落通道模型
    3.6.1  多徑襄落通道模現
    3.6.2  空時通道模型
  本章小結
  本章習題
第4章  傳輸性能分析與分集接收
  4.1  AWGN通道通信
    4.1.1  脈衝信號形狀設計
    4.1.2  符號檢測
    4.1.3  符號差錯概率
  4.2  分集接收
    4.2.1  分集方式
    4.2.2  合併方式
  4.3  分集合併的性能分析
    4.3.1  中斷概率的改善
    4.3.2  平均信噪比的改善
    4.3.3  誤碼率的改善
  4.4  多天線分集
    4.4.1  SIMO系統的天線選擇
    4.4.2  SIMO系統的最大比合併
    4.4.3  MISO系統的發射分集
  本章小結
  本章習題
第5章  通信接收端的自適應均衡
  5.1  時域均衡器
    5.1.1  均衡器的原理
    5.1.2  迫零均衡器
    5.1.3  最小均方誤差均衡器

  5.2  自適應均衡
    5.2.1  橫向濾波器
    5.2.2  維納濾波
    5.2.3  LMS演算法原理
    5.2.4  性能測度
    5.2.5  基於LMS的判決反饋均衡演算法
    5.2.6  基於LMS的正交小波均衡演算法
  5.3  頻域均衡器
    5.3.1  基於LMS的頻域均衡器
    5.3.2  基於LMS的OFDM系統均衡演算法
  5.4  自適應盲均衡
    5.4.1  Bussgang均衡
    5.4.2  基於倒三譜的自適應盲均衡演算法
  5.5  智能盲均衡
    5.5.1  基於遺傳演算法優化的常模盲均衡演算法
    5.5.2  基於遺傳演算法優化的正交小波常模盲均衡演算法
    5.5.3  基於粒子群優化的正交小波常模盲均衡演算法
  本章小結
  本章習題
第6章  多天線傳輸系統的符號檢測與通道估計
  6.1  MIMO傳輸系統
  6.2  MIMO系統的符號檢測
    6.2.1  最優檢測準則
    6.2.2  MIMO傳輸的符號檢測性能
    6.2.3  編碼增益和分集增益
  6.2  MIMO系統的空時編碼
    6.3.1  空時編碼的設計準則
    6.3.2  空時分組碼
  6.4  MIMO通道估計
    6.4.1  估計原理
    6.4.2  MIMO系統通道估計方法
  6.5  MIMO-OFDM系統衰落通道估計
    6.5.1  導頻的最優設計
    6.5.2  自適應的子空間跟蹤
  本章小結
  本章習題
第7章  多天線傳輸系統的時間與頻率同步
  7.1  單天線系統的時頻同步參數模型
    7.1.1  多速率信號處理
    7.1.2  符號同步
    7.1.3  幀同步
    7.1.4  載波頻率偏移同步
  7.2  MIMO傳輸同步模型
  7.3  MIMO同步參數的估計下界
    7.3.1  克拉美-羅下界原理
    7.3.2  小樣本下的克拉美-羅界
    7.3.3  漸近克拉美-羅界
    7.3.4  模擬比較
  7.4  MIMO頻偏參數估計的相關法
  7.5  MIMO同步的最大似然估計法

    7.5.1  估計原理
    7.5.2  期望最大化演算法
    7.5.3  演算法的性能比較
  本章小結
  本章習題
第8章  時變隨機通信模型中的濾波
  8.1  動態濾波簡介
  8.2  線性預測器原理
    8.2.1  新息過程的定義和性質
    8.2.2  最小均方誤差估計的新息過程
  8.3  狀態空間模型
    8.3.1  狀態方程
    8.3.2  觀測方程
  8.4  卡爾曼濾波原理
    8.4.1  狀態向量的最小均方誤差估計
    8.4.2  新息過程的自相關矩陣
    8.4.3  卡爾曼濾波增益
    8.4.4  黎卡提差分方程
    8.4.5  計算流程
    8.4.6  線性濾波的克拉美-羅界
    8.4.7  模擬實驗
  8.5  擴展卡爾曼濾波
    8.5.1  非線性離散時間系統模型
    8.5.2  線性化離散濾波
    8.5.3  模擬實驗
    8.5.4  多天線通道時變參數的聯合估計
  8.6  無跡卡爾曼濾波
  8.7  粒子濾波
    8.7.1  貝葉斯濾波
    8.7.2  重要性抽樣
    8.7.3  序列重要性抽樣
    8.7.4  重要性重採樣
  本章小結
  本章習題
第9章  壓縮感知及其在無線通道估計中的應用
  9.1  基本概念
    9.1.1  字典與稀疏表示
    9.1.2  約束等距性條件
    9.1.3  零空間特性
  9.2  字典矩陣設計
    9.2.1  非互相干性準則
    9.2.2  測量模型類別
  9.3  范數優化模型
  9.4  范數優化問題的求解
    9.4.1  次梯度
    9.4.2  交替方向乘子法
    9.4.3  布雷格曼迭代演算法
    9.4.4  優化-最小化法
    9.4.5  貪婪迭代法
    9.4.6  稀疏貝葉斯學習

    9.4.7  原子范數最小化
  9.5  動態稀疏信號恢復
    9.5.1  偽測量卡爾曼濾波
    9.5.2  范數優化卡爾曼濾波
  9.6  稀疏通道估計
    9.6.1  時域稀疏MIMO-OFDM通道估計
    9.6.2  角度域級聯稀疏通道估計
  本章小結
  本章習題
第10章  通信資源分配的優化模型與處理
  10.1  資源分配問題概述
    10.1.1  資源分配問題定義
    10.1.2  資源分配優化目標、指標及準則
    10.1.3  資源分配方式分類
    10.1.4  資源分配的優化問題與方法
  10.2  正交頻分多址系統的資源分配
    10.2.1  正交頻分多址接入概述
    10.2.2  單用戶OFDM功率分配的注水法
    10.2.3  多用戶OFDM系統模型和容量
    10.2.4  多用戶OFDM系統的動態資源分配
  10.3  MIMO系統的資源分配
    10.3.1  MIMO系統概述
    10.3.2  單用戶MIMO系統模型和容量
    10.3.3  多用戶MIMO系統模型和容量
    10.3.4  多用戶MIMO系統資源分配
  10.4  MIMO-OFDM系統的功率分配
  本章小結
  本章習題
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