The UMTS Air-interface in RF Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill

作者:Su, Shing-Fong

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2007-4

价格:$ 124.30

装帧:HRD

isbn号码:9780071488662

丛书系列:

图书标签:

• UMTS
• Air Interface
• RF Engineering
• Wireless Communication
• Mobile Communication
• 3G
• Radio Access Network
• Signal Processing
• Modulation
• Channel Coding

数字通信系统中的多址接入技术：从理论到实践 本书聚焦于现代无线通信系统中的核心挑战——频谱资源的高效共享与用户接入管理。 本书旨在为射频工程师、通信系统设计师以及致力于深入理解蜂窝网络底层机制的研究人员，提供一套全面、深入且具有实践指导意义的知识体系。我们将不再局限于特定的空中接口标准，而是将目光投向支撑所有先进移动通信系统的基础物理层技术，尤其是多址接入（Multiple Access）方案的演进、原理及其在实际射频环境中的性能表现。 第一部分：频谱效率的基石——多址接入技术原理 本部分将系统地梳理从第一代模拟蜂窝系统到最新一代数字通信系统中所采用的各种多址接入技术。我们将详细解析频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）的基本概念、优缺点及其在特定历史阶段的应用。 随后，本书将用大量篇幅深入探讨码分多址（CDMA）的理论基础。这包括但不限于：正交性、伪随机序列（PN序列）的生成与特性、扩频（Spreading）与解扩（Despreading）过程的数学建模。我们将重点分析宽带CDMA（W-CDMA）系统中的关键技术，例如：正交扩频（OVSF）码的生成与分配机制，以及如何通过这些机制在有限的频谱资源内实现高容量的用户接入。不同于聚焦于某一特定制式空中接口的著作，本书将更强调系统级正交性的维护，以及当正交性被破坏时（如在蜂窝小区间或高速移动场景下），多址干扰（MAI）的产生机理、量化方法以及抑制技术（如：功率控制、导频信道设计）。 第二部分：正交频分复用（OFDM）的物理层实现与挑战 随着对更高数据速率和更强抗多径衰落能力的需求，正交频分复用（OFDM）已成为现代宽带无线通信系统的核心技术。本书将详尽阐述OFDM背后的傅里叶变换原理，并将其与传统多载波技术进行对比。 我们将深入探讨OFDM在实际射频部署中的关键工程问题： 1. 循环前缀（CP）的设计与作用： 详细分析CP如何有效消除码间干扰（ISI），并探讨不同信道条件下CP长度的最佳选择。 2. 峰均功率比（PAPR）问题及其缓解策略： 详细介绍包括选择性映射（SLM）、部分发送组合（PTSC）等在内的多种降低PAPR的技术，并分析这些技术对系统复杂度、带外辐射和射频功放效率的影响。 3. 频率同步与定时误差： 分析载波频率偏移和定时同步误差如何导致子载波间干扰（ICI），并介绍基于导频序列的同步算法及其在低复杂度实现中的权衡。 本书将特别关注OFDM与多天线技术（MIMO）的结合，阐述如何利用OFDM的频率选择性信道特性，配合MIMO空间复用和分集增益，实现频谱效率的飞跃。 第三部分：信道编码与调制映射：从比特到波形 一个高效的空中接口离不开强大的前向纠错（FEC）能力。本部分将详细解析用于提升系统鲁棒性和频谱效率的先进编码技术。我们将回顾经典的卷积码（Convolutional Codes）和Turbo码（Turbo Codes）的原理，重点分析其迭代译码过程和性能边界。 随后，本书将转向最新的信道编码技术，如低密度奇偶校验码（LDPC），阐述其在现代高吞吐量系统中替代Turbo码的优势，包括其优异的近香农极限性能和更易于并行化的译码结构。 在调制方面，我们将超越基本的QPSK和16QAM，深入研究高阶调制（如64QAM、256QAM）在不同信噪比（SNR）条件下的性能损失、对射频前端线性的要求，以及如何在实际部署中通过自适应调制与编码（AMC）技术，根据瞬时信道质量动态优化用户体验和系统吞吐量。本书会提供详细的星座图分析，并结合实际的误码率（BER）曲线，指导读者理解调制阶数与系统容量之间的动态平衡。 第四部分：射频（RF）前端对物理层性能的影响 本书的核心价值在于连接纯粹的数字信号处理与实际的射频硬件限制。本部分将精确量化射频前端的非理想特性如何侵蚀空中接口所设计的理论性能。 1. 功率放大器（PA）的非线性效应： 深入分析PA的饱和特性、带外辐射（OOBE）以及误差矢量幅度（EVM）的恶化。我们将探讨如何通过数字预失真（DPD）技术在基带域补偿PA的非线性，并分析预失真算法的复杂度与性能提升之间的关系。 2. 本地振荡器（LO）的相位噪声： 量化LO的相位噪声对正交信号的影响，特别是在高阶调制和OFDM系统中，相位噪声如何导致子载波间的能量泄漏和严重的ICI。本书将提供计算相位噪声容限的实用公式。 3. 接收机链路的噪声系数（NF）与动态范围： 分析接收机前端的噪声系数如何直接抬高系统的有效噪声平面，并讨论如何通过设计低噪声放大器（LNA）来优化接收灵敏度。同时，我们将探讨大动态范围（如，在小区边缘和近端用户共存时）对自动增益控制（AGC）和下变频混频器性能提出的挑战。 总结： 本书不是某一特定移动通信标准（如3GPP Release X）的实现手册，而是致力于提炼和系统化支撑所有先进数字移动通信系统的通用物理层设计范式和射频工程挑战。通过对多址接入、正交复用技术、先进信道编码以及射频硬件局限性的深入剖析，读者将能够超越协议栈的表面，掌握从比特到天线的完整无线传输链路的设计与优化原理。

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