无线通信前沿技术丛书：变换域通信系统 [Thansform Domain Communication Systems] pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

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无线通信前沿技术丛书

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内容简介

　　交换域通信系统是一种面向认知无线电应用的新型无线传输技术。为了满足无线可靠通信系统抗干扰、抗截获的技术要求，变换域通信系统通过认知无线电中的频谱感知、频谱判决等技术手段实现主动抗干扰，并且通过可用空闲的频谱资源进行软扩频，能够实现该系统抗截获特性。
　　《无线通信前沿技术丛书：变换域通信系统》立足于当前变换域通信系统的研究现状和发展趋势，介绍了基于认知无线电的变换域通信系统的理论原理和关键技术。针对变换域通信系统在未来工程的买用化，《无线通信前沿技术丛书：变换域通信系统》重点从时间频率同步、信道估计、频谱效率优化以及变换域多用户通信系统等几个方面，对变换域通信系统进行了全面介绍和讨论。
　　《无线通信前沿技术丛书：变换域通信系统》可供从事认知无线电、变换域通信系统设计、应用、研究的工程技术人员及其他无线通信专业的工程技术人员学习参考，也可作为高等院校通信与信息系统和电子工程专业师生的教学参考书。

作者简介

　　胡苏，电子科技大学通信抗干扰重点实验室副教授、硕士生导师，从事宽带无线通信系统、认知无线网络以及无线通信中的信号处理，先后承担和参与了国家973计划、863计划、国家自然科学基金（两项）以及国家“新一代宽带无线移动通信网”重大科技专项和国防预研等科研课题数十项。
　　
　　唐万斌，电子科技大学通信抗干扰技术重点实验室教授、博士生导师，从事无线通信中的信号处理理论、技术及其应用研究，先后参与和承担了国家973计划、863计划、自然科学基金、国家“新一代宽带无线移动通信网”重大科技专项和国防预研等科研课题数十项。
　　
　　王军，电子科技大学通信抗干扰技术重点实验室教授、博士生导师，从事无线通信中的信号处理、信道接入、资源管理和路由技术。先后参与和承担了国家973计划、863计划、自然科学基金、国家“新一代宽带无线移动通信网”重大科技专项和国防预研等科研课题教十项。

目录

第1章 绪论
1.1 无线通信的干扰和抗干扰技术
1.2 认知无线电技术背景
1.3 变换域通信系统
1.3.1 变换域信号处理
1.3.2 变换域通信系统
1.4 研究现状
1.4.1 传统信号变换域处理方法
1.4.2 变换域通信系统调制技术
1.4.3 变换域通信系统信号捕获和时频同步
1.4.4 峰均功率比抑制
1.4.5 变换域多用户通信系统
1.5 变换域通信系统的应用和展望
1.6 本书的范围和概貌
参考文献

第2章 变换域通信系统
2.1 变换域通信原理
2.1.1 变换域通信系统模型
2.1.2 圆周移位键控
2.2 基于OFDM架构的TDCS系统
2.2.1 基于OFDM架构的TDCS系统
2.2.2 基于交织OFDM架构的TDCS系统
2.3 编码变换域通信系统
2.3.1 编码TDCS系统软解调
2.3.2 改进型编码变换域通信系统
2.4 本章 小结
参考文献

第3章 变换域通信系统同步技术
3.1 OFDM系统的同步过程
3.1.1 同步符号检测
3.1.2 同步参数估计
3.1.3 同步算法综述
3.2 OFDM-TDCS系统的同步技术
3.2.1 同步技术需求分析
3.2.2 同步符号设计
3.2.3 同步符号检测
3.2.4 同步参数估计
3.3本章 小结
参考文献

第4章 变换域通信系统信道估计技术
4.1 OFDM系统信道估计技术综述
4.2 衰落信道模型
4.2.1 IEEE 802.2 2 C类信道模型
4.2.2 COST207 Tu信道模型
4.2.3 衰落信道的自相关函数
4.3 编码OFDM.TDCS系统的信道估计技术
4.3.1 LS信道估计
4.3.2 LS迭代信道估计
4.3.3 RLS信道估计原理
4.3.4 性能分析与仿真
4.3.5 RLS.PF迭代信道估计
4.4 算法评价
4.5 本章 小结
参考文献

第5章 增强型变换域通信系统调制技术
5.1 传统TDCS的频谱效率
5.2 嵌入式混合调制TDCS系统
5.2.1 原理简介
5.2.2 仿真结果及分析
5.2.3 本节小结
5.3 基于子载波簇化的TDCS
5.3.1 原理简介
5.3.2 子载波点分配机制
5.3.3 仿真结果及分析
5.3.4 本节小结
5.4 基于正交循环码移位调制的TDCS
5.4.1 原理简介
5.4.2 Q-CCSK的理论性能分析
5.4.3 仿真结果及分析
5.4.4 本节小结
5.5 本章 小结
参考文献

第6章 多用户变换域通信系统
6.1 传统多用户变换域系统
6.1.1 系统模型
6.1.2 多用户接入的原理
6.1.3 随机相位序列的参数选取
6.2 多用户检测
6.2.1 多用户检测技术简介
6.2.2 多用户检测技术的性能测度
6.2.3 仿真结果
6.3 基于认知无线电架构的多用户变换域系统
6.3.1 系统模型
6.3.2 基于时频二维设计的序列设计
6.3.3 单径衰落信道下的调制方案设计与性能分析
6.3.4 多径衰落信道的调制方案设计与性能分析
6.4 小结
参考文献

第7章 基于认知序列软扩频的CR-CDMA系统
7.1 CR-CDMA系统简介
7.2 认知序列设计与性能优化
7.2.1 基于时频二维的准ZCZ认知序列设计
7.2.2 自相关特性和峰均功率比的联合数值优化
7.3 基于认知序列的CDMA通信系统方案设计
7.3.1 系统模型
7.3.2 性能分析
7.4.小结
参考文献

前言/序言

变换域通信系统：解锁新一代无线通信的潜能 在信息爆炸的时代，无线通信技术正以前所未有的速度发展，对我们生活、工作乃至社会运行的方式产生着深远影响。从智能手机的普及到物联网的蓬勃发展，再到未来5G、6G乃至更高级别通信系统的规划，我们对信息传输速率、容量、可靠性和能效的要求不断提升。在这一背景下，传统的通信信号处理方法正在面临瓶颈，而一种崭新的、颠覆性的技术——变换域通信系统（Transform Domain Communication Systems），正以其独特的优势，为解决这些挑战提供了新的思路和强大的工具。 本书《变换域通信系统》并非简单地罗列现有技术，而是深入剖析了变换域通信的核心理念、关键技术及其在未来无线通信领域所扮演的关键角色。它将带领读者穿越纷繁复杂的信号处理算法，抵达一个更具洞察力的视野，理解为何以及如何利用变换域来重塑通信系统的设计与优化。 为何需要变换域？——突破传统通信的局限 传统的通信系统，在信息传输过程中，主要是在时域（Time Domain）和频域（Frequency Domain）这两个基本域中进行操作。例如，我们熟悉的调幅（AM）、调频（FM）以及OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等调制技术，本质上都是在时域或频域对信息进行编码和解码。然而，当面临日益复杂的信道环境（如多径衰落、多普勒效应、非线性失真等）以及对更高性能（如超高数据速率、超低延迟、海量连接、超高可靠性）的极致追求时，这些传统的域就显得力不从心。 时域信号处理通常直接面对信号的瞬时特性，虽然直观，但在处理与时间相关的复杂效应时，计算量可能庞大，且难以捕捉信号的全局特性。频域分析则将信号分解为不同频率分量的叠加，有效地解决了频率选择性衰落等问题，OFDM的成功就是明证。但即使是频域，在面对一些高度非线性、时变特性极强的信道，或者需要更精细地刻画信号能量在不同“维度”上的分布时，也可能显得力不从心。 变换域通信系统的核心在于，它引入了超越传统时域和频域的“变换域”。这些变换域可能是数学上定义的、能够将原始信号映射到另一个具有更优良特性的表示空间的域。在这种新的域中，原本在时域或频域中难以处理或优化的问题，可能会变得更加简单，甚至呈现出全新的解决路径。这种“域的转换”带来的优势是多方面的： 更优的信道特性表示： 某些变换域能够更有效地将信道的复杂特性（如多径时延扩展、角度扩展、多普勒扩展等）解耦或进行更直观的表示，从而更容易设计出鲁棒的信道估计、均衡和编码方案。 简化的信号处理： 在变换域中，一些复杂的信号处理操作（如卷积、滤波等）可能转化为更简单的代数运算（如乘法），极大地降低了计算复杂度，为实现实时、高效的通信系统奠定了基础。 新的信息编码方式： 变换域为信息编码提供了更广阔的空间。可以基于变换域的特性设计全新的调制和编码方案，以更高效地利用频谱资源，提高数据传输速率和可靠性。 更强的抗干扰能力： 通过在特定的变换域中进行通信，可以更好地分离有用信号和干扰信号，提升系统的抗干扰能力。 赋能新兴应用： 变换域通信是实现诸如超大规模物联网、车联网、工业自动化、高精度定位、全息通信等对通信性能有极致要求的未来应用的关键支撑技术。 本书的深度探索：从基础到前沿 《变换域通信系统》并非一本泛泛而谈的技术概览，而是致力于提供一次深入的学习体验，让读者真正掌握变换域通信的精髓。本书的结构和内容安排，旨在循序渐进地引导读者理解并应用这些先进技术： 第一部分：理论基石与核心概念 在深入探讨具体变换域通信系统之前，本书将首先奠定坚实的理论基础。这部分内容将涵盖： 经典信号变换回顾与展望： 简要回顾傅里叶变换（FT）、拉普拉斯变换（LT）、Z变换等经典信号变换，并引出它们在通信领域的应用和局限性，为理解更复杂的变换打下基础。 正交变换与信号表示： 详细介绍各种正交变换，如离散傅里叶变换（DFT）、离散余弦变换（DCT）、离散小波变换（DWT）、卡尔曼变换等。重点阐述它们如何将信号投影到一组正交基上，实现信号的稀疏表示，以及这种稀疏性如何为通信带来优势。 变换域通信的基本框架： 建立起变换域通信系统的通用模型，包括信号的变换、在变换域的调制与编码、变换域的信道传输、变换域的解调与解码以及逆变换等环节。分析在不同变换域下，这些环节的实现方式和技术挑战。 第二部分：关键变换域及其通信应用 本书的重点将是深入探讨几种在无线通信领域具有重要潜力的关键变换域，并分析其具体的通信应用。这包括但不限于： 离散傅里叶变换（DFT）与OFDM的演进： 尽管OFDM本身已是成熟技术，但本书将从变换域的角度，深入分析OFDM的内在机理，并探讨如何通过更高级的DFT变种或相关变换，进一步优化OFDM系统，例如在超宽带通信、低复杂度IFFT/FFT实现等方面。 离散余弦变换（DCT）在通信中的角色： 探讨DCT在信号压缩、信道编码、以及特定类型的调制方案中的应用。例如，DCT因其良好的能量集中特性，在某些需要高效表示信号能量的场景下表现出色。 小波变换（Wavelet Transform）的通信潜力： 详细阐述小波变换在多分辨率分析、信号稀疏表示、抗噪声、以及在低信噪比和复杂信道条件下的通信性能提升方面的优势。本书将探讨如何利用小波变换进行更精细的信道建模和均衡。 矩阵变换与多维通信： 介绍诸如SVD（奇异值分解）、PCA（主成分分析）等矩阵变换技术，以及它们在 MIMO（多输入多输出）系统、多用户通信、以及高维信号处理中的应用。分析如何通过这些变换来解耦通信链路，提升容量和鲁棒性。 新兴变换域探索： 展望并介绍一些在学术界和工业界受到关注的新兴变换域，如基于深度学习的变换、可学习的变换等，探讨它们如何通过数据驱动的方式，为通信系统设计带来颠覆性的创新。 第三部分：变换域通信系统的设计与优化 理论知识的掌握是基础，但更重要的是如何将其应用于实际的系统设计。这部分内容将聚焦于变换域通信系统的关键技术和挑战： 变换域信道建模与估计： 分析在不同变换域下，信道的数学模型有何特点，以及如何设计高效的信道估计算法。例如，在某些变换域中，信道可能呈现出对角化或稀疏的特性，这极大地方便了信道估计。 变换域的调制与编码技术： 探讨如何在选定的变换域中设计信息符号的映射（调制）和冗余添加（编码）。这将包括广义的OFDM、变换域预编码/后编码、以及适用于稀疏表示的编码技术。 变换域均衡与干扰消除： 分析在变换域中，如何对信号进行均衡以对抗信道失真，以及如何设计干扰消除算法。 变换域通信的性能分析与评估： 提供分析和评估变换域通信系统性能的方法，包括误码率（BER）、信噪比（SNR）、频谱效率、计算复杂度等。 面向未来的应用场景： 结合具体应用场景，如6G通信、物联网、智能交通、水下通信等，深入分析变换域通信系统在解决这些场景特有挑战方面的潜力和可行性。例如，在低功耗物联网中，利用变换域的稀疏性可以显著降低能耗。 本书的价值与读者群体 《变换域通信系统》不仅是一本技术书籍，更是一本引领思想的书。它将帮助读者： 构建深厚的理论功底： 读者将理解变换域通信背后的数学原理和工程实践。 掌握前沿技术： 了解并掌握当前和未来无线通信领域最具潜力的技术方向。 提升创新能力： 具备运用变换域思维解决复杂通信问题的能力，为未来的技术创新奠定基础。 洞察未来发展趋势： 能够准确把握通信技术的发展方向，为个人职业发展或科研方向的确定提供指导。 本书适合以下读者群体： 通信工程、电子工程、信息与通信工程等相关专业的本科生、硕士生和博士生： 为深入学习无线通信理论和掌握前沿技术提供宝贵资源。 通信领域的研究人员和学者： 掌握最新的研究动态，激发新的研究思路，推动学术发展。 通信系统设计和研发工程师： 为设计更高效、更鲁棒、更具竞争力的下一代通信系统提供技术支持和创新灵感。 对无线通信技术未来发展感兴趣的技术爱好者和专业人士： 拓宽视野，深入了解通信技术变革的驱动力。 《变换域通信系统》是一次对无线通信未来的一次深刻探索，它不仅提供了技术工具，更重要的是，它提供了一种看待和解决通信问题的新视角。通过本书的学习，您将能更清晰地看到，在信号的“变换”之中，蕴藏着通往下一代无线通信的无限可能。