Essentials of Cognitive Radio pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Doyle, Linda E.

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:2009-5

价格:$ 82.49

装帧:

isbn号码:9780521897709

丛书系列:

图书标签:

• 认知无线电
• 无线通信
• 频谱管理
• 信号处理
• 机器学习
• 无线网络
• 通信系统
• 射频技术
• 优化算法
• 信息论

《现代无线通信系统：理论与实践》 内容简介 本书旨在为读者提供对现代无线通信系统从基础理论到前沿应用的全面、深入的理解。面对频谱日益拥挤、数据传输速率需求爆炸式增长的挑战，本书系统梳理了支撑当前及未来通信技术的核心原理、关键技术及其在实际系统中的实现细节。全书结构严谨，逻辑清晰，内容涵盖了从信号处理基础到复杂多址接入、信道编码、多天线技术等核心模块，并特别关注了面向下一代系统的关键技术发展。 第一部分：通信系统基础与信号处理（第1章 - 第4章） 第1章：通信系统的基本要素与数学基础 本章首先回顾了信息论的基本概念，包括香农信道容量定理、信源编码与信道编码的必要性。接着，详细阐述了通信系统中的关键数学工具，如随机过程理论（平稳性、遍历性、功率谱密度）、傅里叶分析在时域和频域中的应用，以及线性系统理论在通信滤波和均衡中的作用。重点讨论了噪声模型，特别是加性高斯白噪声（AWGN）在理解系统性能极限中的基础地位。 第2章：数字调制与解调技术 本章深入探讨了数字调制技术，包括线性调制（如ASK, PSK, QAM）和非线性调制（如FSK）。对星座图、符号间的距离、欧氏距离与信噪比（SNR）之间的关系进行了细致的分析。重点章节详细阐述了最佳接收器（最大似然检测器）的设计原理，并计算了各种调制方式在AWGN信道下的误码率（BER）性能。同时，引入了对脉冲成形（如根升余弦滤波）的讨论，以控制带内和带外辐射。 第3章：信道建模与衰落分析 无线信道的复杂性是制约性能的关键因素。本章系统地介绍了无线信道传播的物理机制，包括反射、绕射和散射。核心内容聚焦于信道建模，包括大尺度衰落（路径损耗、阴影衰落）和多径效应引起的快衰落（如瑞利、莱斯衰落模型）。详细讲解了时延扩展、相干时间与相干带宽的概念，这些参数直接决定了系统采用均衡技术的需求。 第4章：信道编码原理 为了对抗信道噪声和干扰，信道编码至关重要。本章从代数编码理论出发，介绍了线性分组码（如Hamming码、循环码）的结构、生成矩阵和校验矩阵。随后，深入探讨了卷积码及其最佳解码算法——维特比（Viterbi）算法，并分析了其在有限状态机上的实现。最后，引入了现代高速通信系统中广泛使用的Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC），阐述了其迭代译码原理及其接近香农极限的性能优势。 第二部分：多址接入与频谱管理（第5章 - 第7章） 第5章：多址接入技术 随着用户数量的增加，如何高效共享有限频谱成为核心挑战。本章详细对比了主要的移动通信多址接入方案：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。重点剖析了扩频技术（Spread Spectrum），包括直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）的工作原理及其抗干扰能力。对第三代移动通信中采用的宽带CDMA（WCDMA）的原理进行了深入探讨。 第6章：正交频分复用（OFDM）系统 OFDM是当前4G/5G系统不可或缺的关键技术。本章从傅里叶级数展开的角度引入OFDM的概念，解释了它如何通过将高速数据流分解到大量正交的窄带副载波上来有效抵抗多径时延引起的符号间干扰（ISI）。详细分析了循环前缀（CP）的作用、快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）在调制解调过程中的高效实现。同时，讨论了OFDM系统中的关键挑战，如载波间干扰（ICI）和峰均功率比（PAPR）问题及其缓解措施。 第7章：频谱效率与干扰管理 本章聚焦于频谱资源的优化利用。讨论了频率规划、复用技术以及功率控制在管理系统内外部干扰中的作用。引入了干扰平均化和部分频率重用等高级概念。此外，对认知无线电（Cognitive Radio）的基本架构和频谱感知技术的必要性进行了初步的介绍，作为向更灵活频谱接入方式过渡的桥梁。 第三部分：高级接收机与MIMO系统（第8章 - 第10章） 第8章：自适应均衡技术 针对多径衰落信道，本章深入研究了消除ISI的自适应均衡技术。详细介绍了线性均衡器（如迫零均衡器和最小均方误差均衡器，MMSE）的推导过程及其收敛特性。随后，重点阐述了非线性均衡技术，特别是最大似然序列估计（MLSE）和基于判决反馈均衡（DFE）的原理和性能优势。 第9章：多输入多输出（MIMO）系统理论 MIMO技术是突破频谱效率瓶颈的关键技术之一。本章从信息论角度出发，推导了MIMO信道的容量公式，展示了空间复用（Spatial Multiplexing）如何实现频谱效率的线性增长。详细阐述了MIMO系统的关键结构，包括发送分集（如空时编码STBC）和空间复用（如迫零预编码）。 第10章：MIMO检测算法 有效检测是MIMO系统性能的关键。本章系统比较了各种检测算法的复杂度与性能。从基于线性处理的方法（如ZF和MMSE）开始，过渡到非线性检测方法，如迭代解耦的软输入软输出（SISO）均衡器和串行干扰消除（SIC）技术。对球形解码（Sphere Decoding）算法作为性能上限的参考进行了深入分析。 第四部分：现代通信系统的实现与前沿方向（第11章 - 第12章） 第11章：同步与信道估计 在实际通信系统中，精确的同步和信道状态信息（CSI）估计至关重要。本章全面覆盖了定时同步（帧同步、符号同步）和频率同步技术，讨论了基于循环相关和导频序列的方法。重点讲解了信道估计的流程，包括训练序列的设计、最小二乘（LS）估计和MMSE估计，并分析了这些估计误差对系统性能的影响。 第12章：面向未来的通信技术 本章展望了下一代无线通信系统的关键技术方向。详细介绍了大规模MIMO（Massive MIMO）中预编码与波束赋形的设计原理，以及毫米波通信面临的挑战与机遇。此外，对软件定义无线电（SDR）和网络化MIMO（CoMP）的基本概念进行了介绍，为读者理解未来无线系统的柔性化和智能化奠定了基础。 本书内容既包含了支撑现有3G/4G系统的成熟理论，也深入探讨了5G/6G系统中不可或缺的新兴技术，是通信工程、电子工程及相关专业学生和研究人员的理想参考教材。

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我一直对能够自主学习和适应的智能系统非常着迷，无论是人工智能还是机器学习，都让我觉得它们是未来的发展方向。当我在书店看到《Essentials of Cognitive Radio》这本书时，我感觉它正是我一直在寻找的那个连接点——将智能技术与无线通信领域相结合。我猜测这本书会深入探讨认知无线电如何利用机器学习、强化学习等技术来感知无线环境、做出智能决策，并动态调整通信参数，以实现更高效、更可靠的无线通信。我尤其期待书中能有关于频谱感知算法的介绍，比如如何有效地检测未被占用的频谱，以及如何根据实时环境变化调整发射功率、调制方式和传输速率。如果这本书能为我提供一个清晰的框架，让我理解认知无线电的“智能”是如何实现的，那将是一次非常宝贵的学习经历。

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我一直以来对信号处理和通信系统有着浓厚的兴趣，尤其是在看到“Cognitive Radio”这个词组时，我的好奇心瞬间被点燃。它暗示着一种超越传统固定协议的智能通信方式，能够根据环境的变化动态调整自身的通信策略，这简直是无线通信的“人工智能”。我设想，这本书的字里行间，或许会充斥着复杂的算法、精妙的协议设计，以及对频谱感知、决策和重构等核心机制的深度剖析。我特别期待能够从中学习到如何让无线设备变得“聪明”，如何让它们在复杂的无线环境中自主地找到最佳的通信方式，避免干扰，提高效率。对于那些一直以来被频谱限制所困扰的无线应用，比如物联网、5G甚至未来的6G，认知无线电无疑为它们提供了新的解决方案。这本书的出现，仿佛是一扇通往未来无线世界的大门，我迫不及待地想知道如何推开它，一探究竟。

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从工程学的角度来看，提高资源利用效率总是核心的追求之一。《Essentials of Cognitive Radio》这个书名，立刻勾起了我对如何更聪明地利用无线电频谱的兴趣。我猜想，这本书会详细讲解认知无线电的核心技术，比如如何通过各种传感器和算法来感知周围的无线电环境，识别出可用的频谱资源，并根据实时的信息做出决策，例如何时何地可以使用哪些频谱。我希望能从中了解到如何设计出能够动态适应不同通信场景的无线设备，它们能够根据信号强度、干扰水平、用户需求等因素，自动调整自身的通信参数，从而最大化频谱的利用效率，降低能耗，并减少与其他无线设备的干扰。这本书的出现，仿佛提供了一套“优化器”，能够让原本僵化的无线通信变得更加灵活和智能。

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这本书的封面设计就让我眼前一亮，简约而不失科技感，封面上“Essentials of Cognitive Radio”几个大字也相当醒目，仿佛在预示着一次深入的认知无线电之旅。我当初之所以选择它，纯粹是被这个领域的名字所吸引。认知无线电——这个概念本身就充满了未来感和无限的可能性，它承诺着一种更智能、更动态的无线通信方式，能够让有限的无线电频谱得到更高效的利用。在如今信息爆炸、设备激增的时代，频谱资源的重要性不言而喻，而认知无线电似乎是解决这一难题的一条可行路径。我一直对那种能够“思考”并自主做出决策的技术充满好奇，希望这本书能够为我揭开认知无线电的面纱，让我理解它背后的原理，以及它如何在实际应用中发挥作用。尽管我还不了解书的具体内容，但我对它所代表的技术方向抱有极大的期待，相信它能够引领我进入一个全新的无线通信视角。

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作为一个在通信行业摸爬滚打多年的从业者，我深知频谱资源的稀缺和利用率低是一个长期存在的痛点。当我在书架上看到《Essentials of Cognitive Radio》时，我立刻意识到这可能是一本解决我长期困扰的宝藏。我预感这本书会从理论到实践，系统地介绍认知无线电的核心概念，包括频谱感知技术（如何“听”到环境中的信号）、决策机制（如何根据感知结果做出最优选择）以及频谱共享策略（如何在不干扰现有用户的情况下利用频谱）。我希望它能够提供一些实际可行的案例研究，展示认知无线电在不同场景下的应用，例如动态频谱接入、干扰规避、网络自适应等等。如果这本书能帮助我理解如何设计和实现一套高效的认知无线电系统，那将对我日常的工作带来巨大的帮助，甚至可能启发我新的技术创新方向。

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