迭代接收機設計

定　價：￥86.00

作　者：	[美] 亨克·威米爾施著
出版社：	北京理工大學出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787568298162	出版時間：	2022-01-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	235	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　迭代是一項重要的技術，已經(jīng)廣泛應用于數(shù)字通信、圖像處理、機器學習等多個領域。本書利用因子圖模型，提出了一個數(shù)字迭代接收機算法的系統(tǒng)化設計框架，并揭示了迭代接收機算法與重要的經(jīng)典算法之間的聯(lián)系。本書首先由數(shù)字通信的基礎概念講起，循序漸進地講解復雜的知識點，并最終引出先進的迭代接收機算法。此外，本書詳細討論了其在實際通信系統(tǒng)中的應用，包括Turbo碼和LDPC碼的譯碼、多天線系統(tǒng)與多用戶系統(tǒng)的檢測等。讀者通過學習這個直觀的框架，可以領會到如何將因子圖應用于解決實際問題中（不僅僅局限于數(shù)字接收機問題），并進一步設計出新型算法。本書列舉了許多示例以及算法偽代碼，對于電子工程專業(yè)與計算機工程專業(yè)的研究生、研究人員和通信行業(yè)從業(yè)者都大有裨益。

作者簡介

　　亨克·威米爾施，查爾默斯理工大學教授，主要研究數(shù)字通信、定位和統(tǒng)計推斷的算法設計。李彬，北京理工大學信息與電子學院助理教授，北京理工大學長三角研究生院（嘉興）的“復雜網(wǎng)絡協(xié)同探測與控制（BISC）”創(chuàng)新研究中心成員。作為項目負責人主持國家自然科學基金青年項目和青年教師學術啟動計劃項目，并作為骨干成員參與國防創(chuàng)新特區(qū)項目、國家自然科學基金面上項目等研究。武楠，北京理工大學信息與電子學院教授，北京理工大學長三角研究生院（嘉興）的“復雜網(wǎng)絡協(xié)同探測與控制（BISC）”創(chuàng)新研究中心成員。主要研究方向為無線移動通信、信號處理技術。作為項目負責人主持了多項國家自然科學基金項目的研究工作。以第一/二作者或通信作者共發(fā)表論文50余篇，其中SCI檢索20余篇，授權發(fā)明專利10余項。獲得“2013年全國優(yōu)秀博士學位論文”（百篇優(yōu)博）榮譽、2019年中國電子學會科學技術獎自然科學二等獎等。王華，北京理工大學信息與電子學院教授。主要研究領域包括衛(wèi)星通信傳輸技術、空天地一體化無線傳輸技術、IoE波形設計與接入技術、認知無線電技術及抗干擾傳輸技術、無線網(wǎng)絡仿真技術

圖書目錄

第1 章　概述 ……………………………………………………………… 001
　 1. 1　著書緣由 ……………………………………………………………… 001
　 1. 2　本書結構 ……………………………………………………………… 002
第2 章　數(shù)字通信 ………………………………………………………… 004
　 2. 1　概述 …………………………………………………………………… 004
　 2. 2　數(shù)字通信基礎 ………………………………………………………… 005
　　 2. 2. 1　從比特到波形…………………………………………………… 005
　　 2. 2. 2　信道模型 ………………………………………………………… 007
　　 2. 2. 3　通信方案 ………………………………………………………… 008
　 2. 3　單用戶單天線通信…………………………………………………… 008
　　 2. 3. 1　單載波調(diào)制 ……………………………………………………… 008
　　 2. 3. 2　多載波調(diào)制———OFDM ………………………………………… 009
　 2. 4　多天線通信 …………………………………………………………… 010
　　 2. 4. 1　單載波調(diào)制 ……………………………………………………… 010
　　 2. 4. 2　多載波調(diào)制———MIMO - OFDM ……………………………… 012
　 2. 5　多用戶通信 …………………………………………………………… 013
　 2. 6　目標和系統(tǒng)假設 ……………………………………………………… 015
第3 章　估計理論和蒙特卡羅技術 …………………………………… 017
　 3. 1　概述 …………………………………………………………………… 017
　 3. 2　貝葉斯估計 …………………………………………………………… 017
　　 3. 2. 1　問題描述 ………………………………………………………… 018
　　 3. 2. 2　連續(xù)變量的估計………………………………………………… 019
　　 3. 2. 3　離散變量的估計………………………………………………… 021
　 3. 3　蒙特卡羅技術 ………………………………………………………… 022
　　 3. 3. 1　粒子化表示 ……………………………………………………… 023
　　 3. 3. 2　低維系統(tǒng)的采樣………………………………………………… 025
　　 3. 3. 3　高維系統(tǒng)的采樣………………………………………………… 028
　 3. 4　本章要點 ……………………………………………………………… 030
第4 章　因子圖與和積算法 …………………………………………… 031
　 4. 1　因子圖簡史 …………………………………………………………… 031
　 4. 2　十分鐘因子圖之旅…………………………………………………… 034
　　 4. 2. 1　因子圖 …………………………………………………………… 034
　　 4. 2. 2　邊緣函數(shù)與和積算法…………………………………………… 035
　 4. 3　圖論、因子和因子圖 ………………………………………………… 038
　　 4. 3. 1　圖論基礎 ………………………………………………………… 038
　　 4. 3. 2　函數(shù) 因式分解和邊緣 ………………………………………… 040
　　 4. 3. 3　因子圖 …………………………………………………………… 042
　 4. 4　邊緣與和積算法 ……………………………………………………… 046
　　 4. 4. 1　連通無環(huán)因式分解的邊緣函數(shù) ……………………………… 046
　　 4. 4. 2　第一步變量分割 ……………………………………………… 046
　　 4. 4. 3　第二步因式分組 ……………………………………………… 048
　　 4. 4. 4　第三步計算邊緣函數(shù) ………………………………………… 049
　　 4. 4. 5　和積算法 ………………………………………………………… 053
　 4. 5　標準因子圖 …………………………………………………………… 057
　　 4. 5. 1　起源 ……………………………………………………………… 057
　　 4. 5. 2　定義 ……………………………………………………………… 058
　 4. 6　因子圖剖析 …………………………………………………………… 060
　　 4. 6. 1　選擇因子圖的原因……………………………………………… 060
　　 4. 6. 2　打開和關閉節(jié)點………………………………………………… 061
　　 4. 6. 3　計算聯(lián)合邊緣函數(shù)……………………………………………… 062
　　 4. 6. 4　復雜度分析 ……………………………………………………… 062
　　 4. 6. 5　連續(xù)變量的處理方法…………………………………………… 063
　　 4. 6. 6　不連通和有環(huán)分解……………………………………………… 063
　 4. 7　求和運算與求積運算………………………………………………… 065
　　 4. 7. 1　概述 ……………………………………………………………… 065
　　 4. 7. 2　最大和算法 ……………………………………………………… 066
　 4. 8　本章要點 ……………………………………………………………… 067
第5 章　基于因子圖的統(tǒng)計推斷 ……………………………………… 069
　 5. 1　概述 …………………………………………………………………… 069
　 5. 2　一般性表述 …………………………………………………………… 070
　　 5. 2. 1　統(tǒng)計推斷的五大問題…………………………………………… 070
　　 5. 2. 2　打開節(jié)點 ………………………………………………………… 070
　　 5. 2. 3　因子圖上的推斷………………………………………………… 071
　　 5. 2. 4　示例 ……………………………………………………………… 073
　 5. 3　消息及其表示 ………………………………………………………… 077
　　 5. 3. 1　消息縮放 ………………………………………………………… 078
　　 5. 3. 2　分布形式的消息………………………………………………… 080
　　 5. 3. 3　離散變量的消息表示…………………………………………… 081
　　 5. 3. 4　連續(xù)變量的消息表示…………………………………………… 085
　 5. 4　循環(huán)推斷 ……………………………………………………………… 090
　 5. 5　本章要點 ……………………………………………………………… 094
第6 章　狀態(tài)空間模型 …………………………………………………… 095
　 6. 1　概述 …………………………………………………………………… 095
　 6. 2　狀態(tài)空間模型 ………………………………………………………… 096
　　 6. 2. 1　定義 ……………………………………………………………… 096
　　 6. 2. 3　狀態(tài)空間模型下的和積算法…………………………………… 098
　　 6. 2. 4　三類狀態(tài)空間模型……………………………………………… 101
　 6. 3　隱馬爾可夫模型 ……………………………………………………… 102
　　 6. 3. 1　概述 ……………………………………………………………… 102
　　 6. 3. 2　邊緣后驗分布計算……………………………………………… 102
　　 6. 3. 3　似然函數(shù)計算…………………………………………………… 104
　　 6. 3. 4　聯(lián)合后驗分布的眾數(shù)計算……………………………………… 104
　　 6. 3. 5　小結 ……………………………………………………………… 105
　 6. 4　線性高斯模型 ………………………………………………………… 106
　　 6. 4. 1　概述 ……………………………………………………………… 106
　　 6. 4. 2　求解邊緣后驗分布……………………………………………… 108
　　 6. 4. 3　求解模型的似然………………………………………………… 114
　　 6. 4. 4　求解聯(lián)合后驗分布的眾數(shù)……………………………………… 114
　　 6. 4. 5　小結 ……………………………………………………………… 115
　 6. 5　狀態(tài)空間模型的近似推斷…………………………………………… 115
　　 6. 5. 1　概述 ……………………………………………………………… 115
　　 6. 5. 2　邊緣后驗分布的計算…………………………………………… 116
　　 6. 5. 3　似然函數(shù)的計算………………………………………………… 119
　　 6. 5. 4　小結 ……………………………………………………………… 120
　 6. 6　本章要點 ……………………………………………………………… 120
第7 章　數(shù)字通信中的因子圖 ………………………………………… 121
　 7. 1　概述 …………………………………………………………………… 121
　 7. 2　總體原理 ……………………………………………………………… 122
　　 7. 2. 1　數(shù)字接收機的推斷問題………………………………………… 122
　　 7. 2. 2　因子圖 …………………………………………………………… 123
　 7. 3　打開節(jié)點 ……………………………………………………………… 123
　　 7. 3. 1　原理 ……………………………………………………………… 123
　　 7. 3. 2　打開先驗節(jié)點…………………………………………………… 124
　　 7. 3. 3　打開似然節(jié)點…………………………………………………… 124
　 7. 4　本章要點 ……………………………………………………………… 126
第8 章　譯碼 ……………………………………………………………… 127
　 8. 1　概述 …………………………………………………………………… 127
　 8. 2　目標 …………………………………………………………………… 128
　 8. 3　分組碼 ………………………………………………………………… 129
　　 8. 3. 1　基本概念 ………………………………………………………… 129
　　 8. 3. 2　兩種編碼 ………………………………………………………… 129
　　 8. 3. 3　編碼與因子圖…………………………………………………… 131
　　 8. 3. 4　打孔 ……………………………………………………………… 132
　 8. 4　重復累積碼 …………………………………………………………… 133
　　 8. 4. 1　描述 ……………………………………………………………… 133
　　 8. 4. 2　因子圖 …………………………………………………………… 134
　　 8. 4. 3　基本組件 ………………………………………………………… 136
　　 8. 4. 4　重復累積碼的譯碼……………………………………………… 137
　 8. 5　低密度奇偶校驗碼…………………………………………………… 142
　　 8. 5. 1　描述 ……………………………………………………………… 142
　　 8. 5. 2　因子圖 …………………………………………………………… 143
　　 8. 5. 3　基本組件 ………………………………………………………… 144
　　 8. 5. 4　低密度奇偶校驗碼的譯碼……………………………………… 146
　 8. 6　卷積碼 ………………………………………………………………… 148
　　 8. 6. 1　描述 ……………………………………………………………… 148
　　 8. 6. 2　因子圖 …………………………………………………………… 150
　　 8. 6. 3　基本組件 ………………………………………………………… 151
　　 8. 6. 4　卷積碼的譯碼…………………………………………………… 153
　　 8. 6. 5　序列檢測 ………………………………………………………… 154
　 8. 7　 Turbo 碼 ……………………………………………………………… 155
　　 8. 7. 1　描述 ……………………………………………………………… 155
　　 8. 7. 2　因子圖 …………………………………………………………… 156
　　 8. 7. 3　 Turbo 碼的譯碼 ………………………………………………… 157
　 8. 8　性能闡述 ……………………………………………………………… 159
　 8. 9　本章要點 ……………………………………………………………… 160
第9 章　解映射 …………………………………………………………… 162
　 9. 1　概述 …………………………………………………………………… 162
　 9. 2　目標 …………………………………………………………………… 163
　 9. 3　比特交織編碼調(diào)制…………………………………………………… 163
　　 9. 3. 1　原理 ……………………………………………………………… 163
　　 9. 3. 2　因子圖 …………………………………………………………… 164
　　 9. 3. 3　基本組件 ………………………………………………………… 164
　　 9. 3. 4　解映射算法 ……………………………………………………… 166
　　 9. 3. 5　與譯碼節(jié)點的交互……………………………………………… 166
　 9. 4　網(wǎng)格編碼調(diào)制 ………………………………………………………… 167
　　 9. 4. 1　描述 ……………………………………………………………… 167
　　 9. 4. 2　因子圖 …………………………………………………………… 167
　　 9. 4. 3　解映射算法 ……………………………………………………… 168
　　 9. 4. 4　序列檢測 ………………………………………………………… 168
　 9. 5　性能闡述 ……………………………………………………………… 169
　 9. 6　本章要點 ……………………………………………………………… 170
第10 章　均衡總體概述………………………………………………… 171
　 10. 1　概述 ………………………………………………………………… 171
　 10. 2　問題描述 …………………………………………………………… 172
　 10. 3　均衡算法 …………………………………………………………… 173
　　 10. 3. 1　概述 …………………………………………………………… 173
　　 10. 3. 2　和積算法均衡器 ……………………………………………… 174
　　 10. 3. 3　結構化均衡器 ………………………………………………… 175
　　 10. 3. 4　狀態(tài)空間模型均衡器 ………………………………………… 176
　　 10. 3. 5　滑動窗均衡器 ………………………………………………… 177
　　 10. 3. 6　蒙特卡羅均衡器 ……………………………………………… 180
　　 10. 3. 7　高斯/最小均方誤差均衡器…………………………………… 182
　 10. 4　與解映射和解碼節(jié)點的交互 ……………………………………… 185
　 10. 5　性能闡述 …………………………………………………………… 186
　 10. 6　本章要點 …………………………………………………………… 187
第11 章　均衡單用戶單天線通信 …………………………………… 188
　 11. 1　概述 ………………………………………………………………… 188
　 11. 2　單載波調(diào)制 ………………………………………………………… 190
　　 11. 2. 1　接收信號波形 ………………………………………………… 190
　　 11. 2. 2　匹配濾波接收機 ……………………………………………… 190
　　 11. 2. 3　白化匹配濾波接收機 ………………………………………… 192
　　 11. 2. 4　過采樣接收機 ………………………………………………… 193
　 11. 3　多載波調(diào)制 ………………………………………………………… 194
　　 11. 3. 1　接收信號波形 ………………………………………………… 194
　　 11. 3. 2　 OFDM 接收機 ………………………………………………… 194
　 11. 4　本章要點 …………………………………………………………… 197
第12 章　均衡多天線通信 …………………………………………… 198
　 12. 1　概述 ………………………………………………………………… 198
　 12. 2　單載波調(diào)制 ………………………………………………………… 199
　　 12. 2. 1　接收信號波形 ………………………………………………… 199
　　 12. 2. 2　頻率平坦信道下的接收機 …………………………………… 200
　　 12. 2. 3　頻率選擇性信道下的接收機 ………………………………… 202
　 12. 3　多載波調(diào)制 ………………………………………………………… 203
　　 12. 3. 1　接收信號波形 ………………………………………………… 203
　　 12. 3. 2　 MIMO-OFDM 接收機 ………………………………………… 204
　 12. 4　本章要點 …………………………………………………………… 206
第13 章　均衡多用戶通信 …………………………………………… 207
　 13. 1　概述 ………………………………………………………………… 207
　 13. 2　直接序列碼分多址 ………………………………………………… 208
　　 13. 2. 1　接收信號波形 ………………………………………………… 208
　　 13. 2. 2　同步傳輸下的接收機 ………………………………………… 209
　　 13. 2. 3　異步傳輸下的接收機 ………………………………………… 211
　 13. 3　正交頻分多址 ……………………………………………………… 213
　　 13. 3. 1　接收信號波形 ………………………………………………… 214
第14 章　同步和信道估計 ……………………………………………… 216
　 14. 1　概述 ………………………………………………………………… 216
　 14. 2　信道估計同步和因子圖…………………………………………… 217
　　 14. 2. 1　傳統(tǒng)方法 ……………………………………………………… 217
　　 14. 2. 2　因子圖方法 …………………………………………………… 217
　 14. 3　示例 ………………………………………………………………… 218
　 14. 4　本章要點
附錄
　附錄1　重要的矩陣類型
　附錄2　隨機變量和分布
　附錄3　信號表示
參考文獻