现代无线通信_西蒙赫金1-190页

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关 键 字: 西蒙·赫金SimonHaykinMichealMoher电子工业出版社国外电子与通信教材系列现代无线通信中文版绝版经典 详细描述: 本书主要介绍无线网络的物理层,讨论了无线电传播的基础概念和无线多址通信的基本理论。分别结合调制、编码、扩频和分集等主题,按照无线信道多址方式的演讲过程来讲述无线通信技术,并在比较各种多址的基础上,给出无线通信的体系结构和组网技术的最新进展。
内容简介 本书是九线通信方面的一部新作,在取材、内容组织和课程讲解方面均有特色。该书主要集中于介绍无线 网络的物璁层.着重讨论了无线电传播的基础概念和无线多址通信的基本理论。书中分扔结合调制、编码、扩 频和分集等主题,按照无线信道多址方式(即频谱利用率)的演进过程(FDMA,TDMA,CDMA,SDMA)来 讲述无线通信技术;并在比较各种多址方法的基础上.给出无线通信的体系结构和组网技术的最新进,这样 既冇利于读者全面掌提无线通信的相关知识,也有助于读者清听地了解无线通信的发展需要e 本书适合作为通信工程种电子信息类相关专业高年级本科生和研究生的教材同时对于工程技术人员也有 定的参考价值。 Simplified Chinesc edition Copynight g 2006 by PEARSON EDUCATION ASIA LIMITED and Publishing House of Elec- tronics Industry Modern Wireless Coinmnunicatio:1S. ISBN: 0130224723 by Sinon Haykin and Michael Moher, Copyright@ 2005. All Published by arrangement with lle original publisher, Pearson Education, Inc, publishing as Prentice Hall This edition is authorized for sate only in the People's Republic of China (excluding the Special Administrative Region of Hong Kong and Macau 本书中文简体字翻译版由电子工业出版社和 Pearson education培生教育出版亚洲有限公司合作出板。经出版 者预先书面许可,不得以任方式复制或抄袭本书的任何部分。 本书封面贴有 Pearson educatiot培生教育出版集团激光防伪标签,无标簽者不得销售 版权贸埸合同登记号图字:01-2004-228 图书在版编自【CP)数据 现代无线通信/(加)赫盒( Haykin,S)等;郑宝玉等译.-北京:电子工业出版社,20065 (国外电子与通信教材系列 书名原文: Modern wireless; omnuuicalions 1210258-6 1.现Ⅱ.①赫.②郑Ⅲ.兀线电通信-教材'V.TN92 中国版本图书馆CP数据核字(206)第037894号 责仟编辑:冯小贝 印刷:北京人卫印刷厂 出版发行:电子工业出版社 北京市海淀区万路173信箱邮编:10036 经销:各地华书店 并本:787×1092116印张:29字数:742千字 印次:2006年5月第次印刷 定价:4500元 凡购买电子业出版社的图书,如有缺损问题,谘向购买书店调换;若书店售缺,请与本社发行部联系。联系 电话:(010}68279077。质量投诉请发邮件至zs@phei.com:cn,盗版侵权举报请发邮件至dbqe@Pphei.com,n 序 2001年7月间,电子工业出版社的领导同志邀请各高校十几位通信领域方有的老师,商量引进 国外教材问题。与会同志对出版社提出的计划十分赞同,大家认为,这对我国通信事业、特别是对 高等院校通信学科的教学工作会很有好处。 教材建设是高校教学建设的主要内容之一。编写、出版一木好的教材,意着开设了一门好的 课程,甚至可能预示着一个崭新学科的诞生。20世纪40年代M林肯实验室出版的一套28本雷 达丛书,对近代电子学科、特别是对雷达技术的推动作用,就是一个很好的例子。 我国领导部门对教材建设一直非常重视。20世纪80年代,在原教委教材编审委员会的领导下 汇集了高等院校几阡位富有教学经验的专家.编写、出版了—大批教材;很多院校还根据学校的特点 和需要,陆续编写了大量的讲义和参考书。这些教材对高校的教学作发挥了极好的作用。近年来, 随着教学改革不断深入和科学技术的飞速进步,有的教材内容已比较陈旧、洛后,难以适应教学的要 求,特别是在电子学和延信技术发展神速、可以讲是目新∫异的今天,如何适应这种情况,更是一个 必须认真考虑的问题解决这个问题,除∫侬靠高校的老帅和专家撰与新的符合要求的教科书外,引 进和出版一些国外优秀电子与通信教材,尤其是有选择地引进一批英文原版教材,是会有好处的。 年多来,电子工业出版社为此做了很多工作。他们成立了一个“国外电子与通信教材系列 项目组,选派了篇有经验的业务骨干负责有关工作,收集了230余种通信教材和参考书详细资料 调来了100余种原版教材样书,依靠由20余位专家组成的出版委员会,从中精选了40多种,内容 丰富,覆盖了电路埋论与应用、信号与系统、数字信号处理、微电了、通信系统、电磁场与镦波等 方面,既可作为通信专业本科生和研究生的教学用书,也可作为有关专业人员的参考材料。此外 这批教材,有的翻译为中文,还有部分教材直接影印岀版,以供教师用英语直接授课。希望这些教 材的引进和出版对高校通信教学和教材改革能起一定作用。 在这里.我还要感谢参加工作的各位教授、专家、老师与参加翻译、编辑和出版的同志们。各 位专家认真负责、严谨细致、不辞辛劳、不怕瑣碎和精益求精的态度、充分体现了中国教育工作岩 和出版工作者的良好美德。 随着我国经济建设的发展和科学技术的不断进步,对高校教学工作会不断提出新的要求利希 望。我想,无论如何,要好引进国外教材的工作、一定要联系我國的头际。教材和学术专著不同, 既要注意科学性、学术性,也要重视可读性.要深入浅出,便于读者自学;引进的教材要适应高校 教学改革的需要,针对目前一些教材内容较为陈旧的问题,有目的地引进一些先进的和正在发展中 的交又学科的参考书;要与国內出版的教材相配套,安排好出版英文原版教材和翮译教材的比例。 我们努力使这套教材能尽難满足上述要求,希望它们能放在学生们的课桌上,发挥一定的作用 最后,预祝“国外电予与通信教材系列”项□取得成功,为我国电子与通信教学和通信产业的 发展培土施肥。也恳切希望谍者能对这些书籍的不足之处、特别是翻译中存在的问题,提出意见和 建议,以便再版时更正 中国工程院院十、清华大学教授 国外电予与通信教材系列”出版委员会主任 出版说明 进入21世纪以来,我国信息产业在生产和科研方面都大大加快了发展速度、并已成为到民经 济发展的支柱产业之一。但是,与世界上其他信息产业发达的国家相比,我倒在技术开发、牧育培 训等方面都还存在着较大的差距。特别是在加入WTO后的今天,我国信息产业面临着网外克争对 手的严峻挑战。 作为我囻信息产业的专业科技出版社,我们始终关注着全球电子信息技术的发展方向,始终把 引进国外伏秀电子与通信信息技术教材和专业书籍放在我们工作的重要位置上。在2000年至2001 年间,我社先后从世界著名出版公司引进出版了40余种教材、形成了一套‘国外计算机科学教材 系列',在全国高校以及科姸部门中受到了欢迎和好评,得到了计算机领域的广大教师与科研工作 者的充分肯定 引进和出版一些国外优秀电子与通信教材,尤其是有选择地引进一批英文原版教材,将助于 我国信息产业培养有国际竞争能力的技术人才也将有助于我国倒内在电子与通信教学工作中掌 握和跟踪国际发展水平。根据国内信息产业的现状、教育部《关于“十五”期间普通高等教育教材 建设与改革的意见》的指示精神以及高等院校老师们反映的各种意见,我们决定引进“国外电子与 通信教材系列”,并随后开展了大量准备工作。此次引进的国外电了与通信教材均来自创际著名出 版商,其中影印教材约占一半。教材内容涉及的学科方向包括电路理论与应用、信号与系统、数字 信号处理、微电子、通信系统、电磁场与微波等,其中既有本科专业课程教材,也有研究生龈程教 材,以适应不同院系、不同专业、不同层次的师生对教材的需求,广大师生可自由选择和自由组合 使用。我们还将与国外出版商一起,陆续推出一些教材的救学支持资料,为授课教师提供帮助。 此外,“国外电子与通信教材系列”的引进和比版工作得到了教育部高等教育司的大力支持和 帮助,其刂的部分引进教村已通过“教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导委员会 的审核,并得到教育部高等教育司的批准,纳入了“教育部高等教育同推荐国外优秀信息科学 与技术系列教学用书”。 为徹好该系列教材的翮译工作、我们聘请了清华大学、北京大学、北京邮电大学、南京邮电大 学、东南大学、西安交通大学、天津大学、西安电子科技大学、电子科技大学、中大学、哈尔滨 工业大学、西南交通大学等著名高校的教授和骨干教师参与教材的翻译和审校工作。许多教授在国 内电子与通信专业领域享有较高的声望,具有丰富的教学经验,他们的渊博学识从根本上保证了教 材的翻译质量和专业学术方面的严格与准确。我们在此对他们的辛勤作与贡献表示衷心的感谢。 此外,对于编辑的选择,我们达到了专业对口;对于从英文原书中发现的错误,我们通过与作者联 络、从网上下载勘误表等方式,逐一进行了修订;同时,我们对审校、排版、印制质量进行了严格 把关。 今后,我们将进步加强同各高校教师的密切关系,努力引进更多的国外优秀教材和教学参考 书,为我国电子与通信教材达到世界先进水平而努力。由于我们对国内外电子与通信教育的发展仍 存在一些认识上的不足,在选题、翻译、出版等方面的工作中还有许多需要改进的地方,恳请广大 师作和谨者提出批评及建议。 电了工业出版社 教材出版委员会 主任吴佑寿屮国工程院院、清华大学教授 副主任林金桐北京邮电大学校长、教授、博士生早师 杨千里总参通信部翻部长,中国电了学会会士、剧理事长 中囵通信学会常务理事、博土生导师 委员林孝康清华人学教授、博士:导师、电子工程系副主任、通信与微波研究所所长 教育部电子信息科学与T程类专业教学指导分委员会委员 徐安士北京大学教授、博士生导师、电子学系主任 樊昌信西安电子科技大学教授、博士生导师 中倒通信学会理事、IEEE会士 程吋昕东南大学教授、博士生导师、移动通信国家重点实验室主任 郁道银天津大学副校长、教授、博士生导师 教育部电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会委员 阮秋琦北京交通大学教授、博士生导师 计算机与信息技术学院院长、信息科学研究所所长 国务院学位委员会学科评议组成员 张晓林北京航空航天大学教授、博士生导师、电子信息工程学院院长 教育部电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会副任委员 中国电子学会常务理事 郑宝玉南京邮电大学副校长、教授、博士生导师 教育部电子信息与电气学科教学指委员会委员 朱世华西安交通大学副校长、教授、博士生导师 教育部电子信息科学与工程类专业救学指导分委员会副主任委员 彭启琮电子科技大学教授、博士生导师、通信与信息工程学院院长 教育部电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会委员 毛军发上海交通大学教授、博士生导师、电了信息与电气工程学院副院长 教育部电子信息与电气学科教学指导委员会委员 赵尔沅北京邮电大学教授、《中国邮电高校学报(英文版)》编委会主任 钟允荇原邮电科学研究院副院长、总工程师 刘彩中国通信学会副理事长兼秘书长,教授级高工 信息产业部通信科技委副主任 杜振民电子T业出版社原副社长 王志功东南大学教授、博士生导师、射频与光电集成电路研究所所长 救育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会主任委员 张中兆哈尔滨工业大学教授、博土生导师、电子与信息技术研究院院长 范平志西南交通大学教授、博士生导师、计算机与通信工程学院院长 译者序 最近十几年,无线通信经历了巨大变化。无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃 的研究领域之一。无线通信的快速增长及其在各行各业中的广泛应用,正在许多方面改变着人们通 信联络的方式。无线传播正在赋予通信一种与众不同的特征—移动性这种移动性可以帮助实现 人类的美好愿望在任何时间、任何地点与任何人的个人通信,使得人们的生活更加便捷、更加 F富多彩。 《现代无线通信》-书是无线通信方面的一部新作。该书在材料取舍、内容组织和讲授方式方 面均具有鲜明特色。书中主要针对无线网络的物理层,阐述了无线电传播基础和现代无线通信的基 本理论及技术。本书的一个显著特点是将调制、编码,扩频和分集技术分别与频分多址、时分多 址、码分多址和室分多址技术相结合,讨论了各种无线多址通信技术及其演进过程,并在比较各种 多址方式的基础上给出无线通信体系结构和组网技术的最新进。这种新颖的处理方式,既有利于 读者全面掌握现代无线通信的相关知识,也有助于读者湑晰了解无线通信技术的发展脉络。 本书的内容深入浅出,既有系统、完整的理论阐述,又有紧密结合各种无线通信技术最新课 题(如WLAN、WiFi、 IMAX、UWB等)的实例分析,并附有大量可帮助读者加深理解中内 容和概念的思考题与习题2这本书可作为通信工程和电子信息类相关专业高年级本科生和研究生的 教材,并且对于工程技术人员也有很好的参考价值。 本书由郑宝玉教授主持翻译工作,并负责全书统稿和审校。在本书的翻译过程中,得到了多 方面的支持和帮助。除主持者外,为本书提供初稿和做出贡献的有:崔景伍高级工程师、以及饯小 聪、赵贤敬、颜振亚、许文昭、陈梅清、贾孝德、万欢根等。由于时间仓促,加之译者水平有限 翻译中错误和不妥之处在所难免,敬请读者和同行批评指正c 无线通信的快速增长及其在各行各业中的广泛应用,正在许多方面改变着人们通信联络 的方式。更为重要的是,依靠无线传播将承载信息的信号从发射机传送到接收机的物理机制, 已经赋予通信种与众不同的特征,即移动性。 木书是针对通信系统这一传统课程教学而撰写的一部新作,它可作为电气工程专业的本 科生教材,也可供一年级研究生作为无线邇信课程的教科书使用。本书的讨论主要集中于物 理层,軍点介绍无线传播基础和多址通信技术的基本理论。本书首次以导论性著作的方式涵 盖了无线通信的多方面新技术 1.本书的结构 本书共有7章的内容,此外还提供了9个附录与参考文献。 第1章首先通过回顾无线通信的历史,激发人们研宇和学习无线通信的兴趣。然后介绍 了无线网络的OS模型集中讨论了物理层的问题这些问题也是本书的主要内容。 第2章重点讲解无线传播。首先阐述了传播过程的物理机理,包含自由空问传播、反射和 绕射。这些物理机理可帮助我们更深入地了解地面和室内传播效应的统计模型。这一章还讨 论了衰落和非相关散射的小尺度影响问题,这些问题导纹不同类型无线信道的详细分类。本 章的后半部分首先描述了噪声和干扰讲解了这些噪声和干扰如何与传播组合在一起,并通过 链路预算分析来确定无线通信的系统性能。 第3章重点讲述数字传输牛的调制过程,以便为如下问题的讨论做铺垫 ·线性调制信号的复基带表示,以及线性无线通信信道和线性带通滤波器的输入输出 描述。 ●相邻信道干扰和发射功率放大器的非线性问题 然后,本章比较了各种无线通信的调制方法,讨论了存在信道噪声和瑞利衰落时的接收机 性能,并分析了频分多升(FDMA)问题 第4章集中讨论了编码技术利时分多址(TMA)问题。在简要回顾香农( Shannon)的经典 信息论之后,本章介绍了语音信号的信源编码,接着讨论卷积码、交错和tu码的基础内容 在无线邇信范畴内,本章讲解了卷积码和urb码的相关忧点。此外,仵者详细论述了信道估 计、跟踪和信道均衡问题。最后,这一章介绍TDMA及其优于FDMA之处。 第5章讨论了护频、CDMA和蜂窝系统。首先介绍扩系统的基础,即直接序列系统和跳 频系统及其千扰容限。本章有一节集中讨论了作为扩频系统基本组成部分的walh- Hadamard 序列、最大长度序列、Gnld码和随机序列等扩频码设计问題。随后描述了RAKE接收机、信道 估计、码同步和直接序列系统的多径性能,继而引出在蜂窝环境下建立直接序列系统的讨论。 第6章主要介绍空间分集的慨念和相关课题。这一章首先讨论接收机分集,它是解决长 期困扰无线通信衰落門题的传统技术,然后,引入一个非常有用的概念—一多输人多输出 (MMO)无线通信,并给出其特例—接收机空间分集和发射机空间分集。更为重要的是,M MO通信技术代表了无线通信的“空间拓展”;它以复杂度为代价,为发射功率有限和信道带霓 固定的无线资源提供了一种可显著提高频谱效率的实用技术。MIMO无线通信的讨论还包括 正交空时分组码(STRC),它的最好实例是 Alamouti码及其差分形式。最后,本章讨论了SMA 和智能天线。 第7章建立了物理层与前几章所述的通信网络高层中多址主题之间的联系。这一章首先 比较各种多址技术;然后矸究了与无线系统有关的各种管理功能,如信令、功控和切换等;同时 讲解了电话系统和数据传输系统之间的差异。最后,本章讨论的內容既可用于电话通信也可 用于数据传输的无线网络体系结构。 1.1课题实例 本书的一个显著特征是书中除第1章外每章中都含有果题实例。书中具体讨论了下列 主题 第2章:实验传播模型、无线局域网(LAN)、脉冲无线电和超宽带系统 第4章:全球移动通信系统(CSM)联合均衡与译码以及随机访问技术 第5章:码分多址(CmMA)标准S95、GPS、蓝牙技术和WFi系统 第6章:BLAS体系结构、分集、空-时分组码以及V-BAS和锁眼信道 第7章:无线电话网络标准、无线数据网络标准和吧EE801.MAC 1.2附录 作为本书的补充,书中包括下列9个附录 傅里叶理论 ·贝塞尔函数 随机变量和随机过程 ●匹配滤波器 误差函数 最大后验概率(MAP译码 MMO链路容量 特征分解 ●自适应天线阵列 提供这些附录的目的是使本书充分满足读者的需要。 13本书的其他特点 其中每一章都含有一定数量的习题,以帮助读者理解书中讨论的问题。每章结尾还提供 了大量的附加于题,通过求解这些习题,可以进一步帮助读者加深理解相关的内容。 此外,每章都给出了例题并附有详细的解答,这些例题覆盖了主题内容的不同方面。 2.本书的辅助材料 每一章的习题均附答案。每章结尾习题的解答已汇编成教师手册。(采用本书作为教材 的教师可参见书后的“教学支持说明”,以获取相关的资料。) 给出书中试验结是和图表的 MATLAB程序也包含在教师手册中。这些 MATLAB文件可从 网站hp:/w. Prerenal.em/ daykin下载。 书中插图的JPG格式的电子副本也可在上述网站中得到。这些材料可用做采用本书授课 时的P素材。 3.致谢 作者感谢多位同事为本书提供了背景材料和相关的素材,他们以各种方式为本书的撰写 过程提供了帮助。作者特别感谢以下贡献者 Claude berrou博士(法国 ENST Bretagne Stewart Crozier博土(加拿大通信研究中心) Suhas diggⅵ博土[瑞士联邦技术学院(EPL)] David gerbert博土(瑞典Oslo大学) ajos Hanzo博士(英国 Southampton大学 John lodge博士(加拿大通信研究中心 Mathini sellathurai專士(加拿大通信研究中心) Abbas Yongasoglu博士(加拿大渥太华大学 Mansoor Shafi博士(新西兰电信) 我们要深深感谢对本书初稿提出许多关键性建议的读者书评,他们的建议为本书的撰写 提供了很多帮助 此外,我们要感谢 McMaster大学的 Kns huber利空时DSP公司的 Blair simpson,他们协助 绘制了本书的大量插图。 感谢允许我们引用某些图表的EEE公司和欧洲电信标准化研究所。 我们要特别感谢 Prentice hall, Pearson教育出版公司的 Tom Robbins. Craig Little和相关的工 作人员为本书所做出的贡献及付出的辛勤芳动 我们还要感谢各自的妻子 Nancy和Dane及家庭成员,他们的不断支持和鼓励是本书得 以圆满完成的基础。 最后,我们对 McMaster大学的 Lola brooks在准备本书不同版本文稿时所做的工作表示 感谢 SIMON HAYKIN Anc:aster, OntarIo MICHAEL MOHER Ottawa, Ontario

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