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出版者:John Wiley & Sons

作者:Matthias Pätzold

出品人:

页数:428

译者:

出版时间:2002-02-27

价格:USD 155.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471495499

丛书系列:

图书标签:

• communication
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• 移动通信
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《无线通信中的信号衰落：理论、建模与应对策略》 本书深入探讨了在日益复杂的无线通信环境中，信号衰落现象的本质、数学描述以及如何有效应对。 随着移动设备数量的爆炸式增长和无线数据需求的不断攀升，理解和克服信号衰落已成为实现可靠、高效通信的关键。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，涵盖从基础理论到前沿研究的各个方面，帮助工程师、研究人员和学生掌握应对这一挑战的核心技术。 第一部分：信号衰落的基础理论与现象 本部分首先建立起对信号衰落的清晰认知。我们将从电磁波传播的基本原理出发，解释信号在传输过程中可能遇到的各种损耗和失真。重点将放在路径损耗（Path Loss），即信号强度随距离增加而衰减的现象，以及其在不同环境下的表现。随后，我们将深入剖析多径传播（Multipath Propagation），这是造成信号衰落最主要的原因之一。本书将详细阐述信号通过不同路径到达接收端时，由于路径长度、反射、散射和衍射等因素产生的相位和幅度差异，从而导致信号在接收端出现叠加或抵消的现象。 我们将引入瑞利衰落（Rayleigh Fading）和纳卡衰落（Rician Fading）等经典的衰落模型，并详细解释它们各自的适用场景和统计特性。瑞利衰落常用于描述没有明显视距传播路径的环境，而纳卡衰落则考虑了存在一个主导的视距传播路径的情况。此外，本书还将介绍更复杂的衰落模型，如对数正态衰落（Log-normal Fading），并探讨其在特定传播环境下的有效性。 为了更直观地理解衰落，我们将详细讲解衰落深度（Fading Depth）、衰落速率（Fading Rate）以及相干时间（Coherence Time）和相干带宽（Coherence Bandwidth）等关键参数，它们直接影响到信号的质量和通信系统的性能。 第二部分：信号衰落的数学建模与分析 本部分将为信号衰落提供严谨的数学框架。我们将介绍统计学方法在描述衰落特性中的应用，包括概率密度函数（PDF）、累积分布函数（CDF）以及均方根值（RMS）等。通过这些工具，我们可以量化衰落的严重程度以及其发生的概率。 本书将详细推导各种衰落模型的数学表达式，并展示如何利用这些模型来预测通信链路的性能。我们将深入研究衰落引起的误码率（Bit Error Rate, BER）和信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）之间的关系，以及在不同衰落条件下，这些性能指标的变化趋势。 此外，我们将讨论衰落的频率选择性（Frequency Selectivity）和时间选择性（Time Selectivity）。频率选择性衰落是指信号在不同频率成分上经历的衰落程度不同，这会导致信号的频谱失真；时间选择性衰落则是指信号在不同时间点经历的衰落特性发生变化，这与信道的动态特性有关。本书将分析这些特性对高速数据传输和移动通信带来的挑战。 第三部分：应对信号衰落的先进技术与策略 面对严峻的信号衰落问题，本部分将聚焦于各种有效的应对技术。我们将首先介绍分集技术（Diversity Techniques），这是应对衰落最根本的策略之一。本书将详尽阐述空间分集（Space Diversity），包括使用多个天线接收信号，以及时间分集（Time Diversity），即在不同时间发送相同信息。 频率分集（Frequency Diversity）也将是重点讲解的内容，通过在不同频率上发送信息来降低同时经历深度衰落的可能性。极化分集（Polarization Diversity）也将被纳入讨论。我们将深入分析不同分集技术的工作原理、实现方式及其性能增益。 接下来，我们将探讨自适应均衡技术（Adaptive Equalization Techniques）。在存在频率选择性衰落的信道中，信号的码间干扰（Inter-Symbol Interference, ISI）是一个严重的问题。本书将介绍最小均方误差（MMSE）均衡器、零迫（Zero-Forcing, ZF）均衡器以及自适应滤波器（如LMS, RLS算法）等，并分析它们在消除ISI和恢复失真信号方面的能力。 功率控制（Power Control）也是一种重要的应对衰落的手段，通过动态调整发送功率来补偿信号损耗。我们将讨论不同功率控制算法的优劣。 随着无线通信技术的飞速发展，本书还将介绍一些更先进的应对衰落的方法，例如： 纠错编码（Error Control Coding）：如卷积码、Turbo码和LDPC码，它们能够引入冗余信息，帮助接收端在存在噪声和衰落的情况下恢复原始数据。 调制解调技术（Modulation and Demodulation Techniques）：如正交频分复用（OFDM）和其变种，OFDM能够将高速数据流分割成多个低速数据流，在多个正交子载波上并行传输，有效对抗频率选择性衰落。 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统：利用多根发射和接收天线，MIMO技术能够显著提升数据传输速率和链路可靠性，同时通过空间复用和分集效应来克服衰落。 智能反射面（Intelligent Reflecting Surface, IRS）：作为新兴的无源智能无线通信技术，IRS能够通过精心设计反射单元来重塑无线传播环境，从而有效地改善信号质量，减少衰落影响。 本书特点： 理论严谨，分析透彻： 每一项技术和模型都配以详细的数学推导和理论分析。 覆盖全面，结构清晰： 从基础概念到前沿技术，层层递进，逻辑严密。 应用导向，实践性强： 旨在为解决实际无线通信系统中的衰落问题提供切实可行的解决方案。 适合广泛读者： 无论您是通信领域的初学者，还是经验丰富的工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发。 通过对《无线通信中的信号衰落：理论、建模与应对策略》的学习，读者将深刻理解信号衰落在无线通信中的挑战，并掌握一套完整的工具和技术来有效应对这些挑战，从而为设计和优化下一代无线通信系统奠定坚实的基础。

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这是一部极具深度和广度的学术著作，对于任何有志于在无线通信领域深耕的读者而言，都是一本不可或缺的宝藏。作者的知识储备之深厚，以及对研究对象的洞察之敏锐，在这本书中得到了淋漓尽致的体现。他不仅仅是知识的传授者，更像是知识的探索者，引领我们一同深入探究移动衰落信道的本质。书中的内容，从宏观的信道模型分类，到微观的统计特性分析，再到具体的对抗技术，层层递进，逻辑严谨，无懈可击。我尤其欣赏作者在探讨信道编码和调制解调技术在对抗衰落方面的作用时，所展现出的精湛分析。他并非简单地介绍这些技术，而是深入剖析了它们如何在信号传输的各个环节，有效抵御衰落带来的干扰，从而提升通信的可靠性和效率。这种深入的剖析，让我不仅理解了“是什么”，更理解了“为什么”和“如何做”。这本书的阅读体验，更像是在与一位经验丰富的导师进行深度交流，从中汲取宝贵的智慧和前沿的知识。

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我被这本书的深度和广度所折服。作者在阐述移动衰落信道方面的知识时，展现了其深厚的学术功底和对这一领域的精辟理解。从基础的无线传播理论，到复杂的统计模型，再到先进的对抗技术，无不涵盖其中。我尤其赞赏作者在分析不同衰落模型时，所展现出的严谨性和细致性。他不仅仅是简单地介绍模型的数学表达式，更是深入探讨了模型的假设条件、适用场景以及其在实际通信中所体现出的特性。这让我能够更清晰地认识到，不同模型之间的差异，以及它们各自的优缺点。书中关于衰落对不同调制解调技术的影响分析，也让我对无线通信系统的设计有了更深刻的理解。例如，理解了某些调制方式在面对强烈衰落时，其性能会急剧下降，而另一些调制方式则相对鲁棒。这种深入的分析，让我对无线通信的复杂性有了全新的认识，也对工程师们在实际设计中所面临的挑战有了更深的体会。

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这本书的阅读体验，与其说是学习，不如说是一次与作者共同探索的智力旅程。作者以一种非常吸引人的方式，将原本可能枯燥的技术理论，转化为引人入胜的叙述。我从未想过，关于“移动衰落信道”这样一个技术性的概念，能够被描绘得如此生动有趣。书中的每一个章节，都像是一个精心设计的谜题，作者循序渐进地引导我一步步解开。我特别欣赏作者在分析不同衰落模型对通信系统性能影响时，所展现出的深刻洞察力。他不仅仅是列举了各种衰落现象，更是深入剖析了这些现象是如何影响数据传输的可靠性和速率，以及工程师们又是如何通过各种技术手段来加以克服。例如，在介绍信道编码的作用时，作者生动地比喻它就像给数据穿上了一层“防护衣”，能够帮助信号抵御外界的干扰。这种形象的比喻，让我这个对通信理论知之甚少的读者，也能够轻松理解其精髓。

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这本《Mobile Fading Channels》给我带来的最大冲击，莫过于它对移动通信复杂性的深刻揭示。在阅读之前，我总是以为手机信号的连接就是一件理所当然的事情，但这本书让我明白了，在背后，有着无数精巧的设计和复杂的理论支撑。作者用一种非常“接地气”的方式，描绘了信号在传播过程中所遭遇的种种“磨难”，例如多径传播、多普勒效应等等，这些词汇曾经对我而言只是陌生的术语，如今却变得形象生动。我仿佛能亲眼看到信号在建筑物、车辆等障碍物之间不断反射、散射，最终以各种不同的路径到达接收端，而这些多条路径的叠加，便形成了所谓的“衰落”。作者对这些衰落类型及其统计特性的描述，既有严谨的数学推导，又不失生动的语言表达，使得我对这些复杂的概念有了前所未有的理解。书中的例子，更是让我对这些理论有了更直观的感受，例如在高速移动时，信号的快速变化是如何影响通信质量的。这本书让我对我们习以为常的移动通信技术，产生了敬畏之情，也对无线通信领域的工程师们所付出的努力有了更深的认识。

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初次翻阅这本书，我便被其严谨而又充满艺术性的编排深深吸引。作者在构建内容时，似乎遵循着一条精密的逻辑链条，从最基础的信道模型入手，循序渐进地引导读者进入移动衰落的深层世界。每一章节都仿佛是精心搭建的积木，层层叠加，最终构建起一个宏大而完整的知识体系。我尤其欣赏作者在介绍不同衰落模型时，所采用的对比分析手法。通过对不同模型假设、适用场景以及数学表述的细致梳理，我能够清晰地辨别它们之间的异同，从而更准确地理解它们的内在含义。书中对信道估计和均衡技术的部分，更是让我眼前一亮。作者没有仅仅停留在概念的罗列，而是深入探讨了这些技术在克服衰落影响方面的作用机理，以及它们在不同系统中的具体实现。读到这里，我仿佛看到了工程师们如何用智慧的算法，对抗着信号衰落的无情侵蚀，努力保障通信的稳定和高效。这本书的价值，不仅仅在于它提供的知识本身，更在于它激发了我对无线通信领域技术攻坚的浓厚兴趣，让我开始思考，未来的通信技术还能在哪些方面实现突破。

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这本书的结构和内容，都体现了作者深厚的学术功底和丰富的实践经验。从基础的无线传播模型，到复杂的统计学分析，再到具体的工程实现，无不展现出作者对移动衰落信道的全面理解。我尤其被书中对不同衰落场景下的信道特性描述所吸引。作者并没有泛泛而谈，而是针对城市、乡村、室内等不同环境，详细分析了信号传播的特点以及由此产生的衰落类型，这让我对实际通信环境有了更深刻的认识。例如，在城市环境中，高楼大厦对信号的反射和遮挡作用，与在开阔的乡村环境中，信号的传播方式有着显著的区别，而这些区别都会体现在衰落的特性上。此外，书中对移动速度对多普勒效应的影响，以及由此带来的频率选择性衰落的阐述，也让我对通信系统的鲁棒性有了更深入的理解。这本书不仅是一本理论教材，更像是一本实践指南，帮助读者理解和解决实际通信工程中的难题。

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阅读《Mobile Fading Channels》的过程，就像是进行一场智力探险。我从未想过，一个看似枯燥的科学话题，能够被如此引人入胜地呈现出来。作者的叙述风格，与其说是学术论文，不如说更像是一部精彩的科普读物，只不过它的深度远超一般的科普。书中的概念，例如“信道模型”，在作者的解读下，不再是冰冷的数学公式，而是生动的现象描述。我仿佛能亲身感受到信号在移动设备中，是如何受到各种物理因素的影响，从而产生令人头疼的衰落。作者对瑞利衰落、卡西衰落等不同衰落模型的详细阐述，让我对它们的适用条件和特点有了清晰的认识。书中关于衰落对系统性能影响的分析，更是让我明白了，为什么我们在某些环境下手机信号会时强时弱。这种将理论与实际紧密结合的写作方式，极大地提升了我学习的兴趣和效率，让我从被动接受知识，转变为主动探索。

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这本书给我带来的，不仅仅是知识的增长，更是一种全新的视角。我开始意识到，我们日常使用的手机通信，背后隐藏着多么庞大而复杂的系统。作者用一种极其易懂的方式，描绘了信号在移动环境中所遭遇的种种“坎坷”，而这些“坎坷”，便是我们所说的“衰落”。书中对各种衰落类型，例如瑞利衰落、莱斯衰落等的详细介绍，让我对信号的不稳定性有了具体的认识。我仿佛能看到信号在不同场景下的“表现”，时而强劲，时而微弱，时而清晰，时而模糊。作者对这些衰落现象的数学建模和统计分析，虽然看起来有些复杂，但作者通过生动的比喻和贴切的例子，将它们变得触手可及。我尤其欣赏书中关于衰落对通信系统性能影响的章节，它让我明白，为什么在某些地方手机信号会很差，而又为什么有时候需要采取特殊的通信技术来保证连接的稳定。这本书，让我对我们身边的无线通信技术，产生了由衷的敬佩。

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一本令人振奋的书，作者的叙述方式如同将我置身于一个广阔的无线通信领域，充满了未知的挑战和令人着迷的奥秘。我从未想过，一个看似抽象的概念，例如“移动衰落信道”，竟然能够被如此生动地描绘出来。作者巧妙地将复杂的理论知识，通过清晰的逻辑和贴切的比喻，一一展现在读者面前。书中对各种衰落模型的深入剖析，如同抽丝剥茧，让我逐渐理解了信号在移动环境下的种种“变脸”行为。那些曾经令我困惑的术语，如瑞利衰落、莱斯衰落，在作者的笔下变得如此具体可感，甚至能想象出信号在不同场景下的跌宕起伏。更让我惊叹的是，作者并没有止步于理论的阐述，而是紧密结合实际应用，详细讲解了这些衰落现象对现代通信系统，例如我们日常使用的手机通信，所带来的实际影响。读到此处，我仿佛看到了信号在城市的高楼间穿梭，在隧道中时断时续，在人群中相互干扰的真实画面。作者对这些挑战的深刻洞察，让我对无线通信技术的复杂性有了全新的认识，也更加期待它未来的发展。这本书不仅满足了我对知识的渴望，更点燃了我对这一领域探索的热情，让我迫切地想要深入了解更多。

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这本书，如同一扇窗，为我打开了通往移动通信奥秘的奇妙世界。在此之前，我对于手机信号的传输，只是一个模糊的概念，而这本书，则用最清晰、最详尽的方式，为我描绘了信号在复杂多变的移动环境中，所经历的种种挑战。作者将“衰落”这个抽象的概念，具象化为信号的起伏不定，以及由此带来的通信质量下降。书中对多径传播、多普勒频移等基本概念的深入浅出地讲解，让我对信号在空气中的“旅程”有了生动的想象。我尤其喜欢作者在介绍不同衰落模型时，所采用的类比和实例。例如，将多径传播比作声音在不同障碍物之间回荡，生动地形象地解释了信号到达接收端时，为何会出现不同时延和幅度的分量。这些恰到好处的讲解，让我这个非专业人士，也能够轻松理解那些原本晦涩难懂的科学原理。这本书的价值，在于它不仅普及了知识，更激发了我对这一领域的浓厚兴趣。

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