太赫兹无线通信
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作者陈智李玲香韩充张波张雅鑫文岐业李少谦
出版社人民邮电出版社
ISBN9787115580085
出版时间2022-12
装帧平装
开本16开
定价349.8元
货号1202797910
上书时间2024-09-03
商品详情
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作者简介
陈智电子科技大学教授、博士生导师，太赫兹技术重点实验室副主任。主要研究方向无线与移动通信、无线通信网络、通信抗干扰技术。发表SCI收录论文90余篇，撰写学术专著3部，授权国家发明专利20余项。主持和承担国家科研项目30余项。李玲香电子科技大学副教授、硕士生导师，国家科技创新团队核心成员。长期从事无线通信技术领域的科研与教学工作，主要研究方向包括太赫兹通信技术、通信感知一体化技术、无线安全传输等。主持、参与多项国家、省部级科研项目。韩充上海交通大学副教授、博士生导师，依托区域光纤通信网和新型光纤通信系统国家重点实验室。主要研究方向为太赫兹无线通信信道建模、物理层通信技术。承担和参与6个太赫兹相关的国家、上海市级科研项目。张波，国家优青，电子科技大学教授、博士生导师，主要研究方向为全固态太赫兹关键技术与系统。目前承担多项国家、省部级科研项目。2015年与英方学者共同进行国家国际合作专项，突破太赫兹分谐波混频器宇航级应用的关键技术。张雅鑫电子科技大学教授、博士生导师，四川省杰出青年学术技术带头人、电子科技大学百人计划入选者。现任“中国电子学会太赫兹分会”秘书长、四川省太赫兹科学技术重点实验室副主任。长期从事太赫兹波段无线通信系统研制以及电子与人工微结构互作用产生和高速调控太赫兹辐射的新机制及器件的研究；主持多项国家、省部级科研项目，获国防科技进步二等奖1项。文岐业电子科技大学教授、博士生导师，四川省学术和技术带头人后备人选。主要从事电子材料与功能器件的研究工作。近年来致力于太赫兹波传输调控技术和功能器件的研究，以及太赫兹通信和成像系统的开发。主持和主研多项国家、省部级科研项目。获得授权国家发明专利8件。获得教育部自然科学1等奖等奖励6项，获电子科技大学第一届“学术新人奖”李少谦电子科技大学通信抗干扰技术国家重点实验室，历任副教授、教授、博士生导师，历任副主任、主任，通信与信息工程学院院长。长期从事先进无线与移动通信技术研究。主持完成了三十余项国家科研项目。获国家技术发明奖一次，国防科技奖和部级科技进步奖六次，申请发明专利六十余项，获专利授权四十余项；在国内外学术期刊和国际国内学术会议上发表学术论文百余篇，出版专著多部，培养硕士、博士研究生百余名。
目录
第1章研究动机及应用0011.1无线通信的发展历程0051.1.11G0061.1.22G0061.1.33G0071.1.44G0071.1.55G0081.1.66G0091.2下一代无线通信系统愿景与需求0091.2.16G愿景与发展规划0091.2.2面向6G的太赫兹通信应用场景0141.3太赫兹无线通信的优势0191.3.1毫米波与太赫兹0191.3.2红外线与太赫兹0201.3.3可见光与太赫兹0211.4本章小结022参考文献023第2章全球合作及标准化0272.1国内外发展现状0282.1.1美国0282.1.2欧洲0302.1.3日韩0322.1.4中国0332.2太赫兹通信标准化进程0352.3本章小结038参考文献038第3章太赫兹无线通信信号产生0413.1真空电子学太赫兹辐射源0423.1.1新型慢波结构切伦科夫太赫兹辐射源0423.1.2电子回旋谐振脉塞太赫兹辐射源0483.1.3史密斯珀塞尔效应太赫兹辐射源0493.2光子学太赫兹辐射源0523.3固态半导体电子学太赫兹辐射源0593.4太赫兹量子级联激光器0623.5本章小结064参考文献064第4章太赫兹固态通信系统射频收发前端0714.1太赫兹肖特基势垒二极管0724.1.1太赫兹肖特基势垒二极管基本原理0734.1.2太赫兹二极管基本特性0754.1.3太赫兹平面肖特基二极管0804.1.4太赫兹平面肖特基二极管建模0824.1.5太赫兹平面肖特基二极管的改进0854.2太赫兹混频器0884.2.1太赫兹混合集成混频技术0884.2.2太赫兹GaAs单片集成混频技术1054.2.3太赫兹异质集成混频技术1124.2.4太赫兹高次谐波混频技术1204.3太赫兹倍频器1344.3.1太赫兹频段二倍频技术1354.3.2太赫兹频段三倍频技术1604.4太赫兹分支波导定向耦合器1724.4.1分支波导定向耦合器基本理论1724.4.2基于模式匹配法（MMM）的新型耦合器精确建模方法1784.4.3改进型小型化耦合器电路研究1854.5太赫兹腔体滤波器1914.6本章小结194参考文献195第5章太赫兹天线1995.1太赫兹天线的基本类型2025.1.1金属天线2025.1.2介质天线2035.1.3新材料天线2045.2典型的太赫兹天线2085.2.1太赫兹光导天线2085.2.2太赫兹喇叭天线2135.2.3太赫兹透镜天线2185.2.4太赫兹微带天线2205.2.5太赫兹片上天线2235.3太赫兹天线的加工技术2285.3.1太赫兹微机械加工技术2285.3.2新型太赫兹工艺技术2295.4本章小结230参考文献230第6章纳米微细结构超材料2376.1纳米微细结构超材料概述2396.2被动型超材料结构2416.2.1具有单一功能的太赫兹波前调制超材料2416.2.2具有复用功能的太赫兹波前调制超材料2636.3主动型超材料结构2686.3.1温控超材料器件2696.3.2电控超材料器件2736.3.3光控超材料器件2786.4本章小结282参考文献282第7章太赫兹实验测试台2897.1太赫兹分谐波混频器测试2917.1.1太赫兹分谐波混频器变频损耗测试2917.1.2太赫兹分谐波混频器等效噪声温度测试2937.2太赫兹倍频器测试2967.3太赫兹无源电路测试2987.4太赫兹固态高速通信实验3017.4.1220GHz高速通信实验验证系统3017.4.2220GHz双通道高速通信实验验证系统3207.5本章小结331参考文献332第8章基本传播特性3358.1自由空间传播3368.2太赫兹反射、散射等传播机制3378.2.1反射、散射、绕射以及透射效应3378.2.2太赫兹频段内的反射射线传播3378.2.3太赫兹频段内的散射射线传播3398.2.4太赫兹频段内的绕射射线传播3408.3大气分子吸收及雨雾衰减3428.3.1大气分子吸收效应3428.3.2天气因素的影响3468.4本章小结348参考文献348第9章信道建模3519.1太赫兹信道建模概述3529.2确定性信道建模3539.2.1单输入单输出系统的射线追踪法3549.2.2单输入单输出系统的时域有限差分法3559.2.3超密集多输入多输出系统的射线追踪法3569.3统计性信道建模3589.3.1单输入单输出系统的统计性信道模型3589.3.2超密集多输入多输出系统的统计性信道模型3609.4常用的太赫兹信道模型3649.4.1多径传播模型3649.4.2无线片上信道模型3669.4.3车载信道模型3739.5本章小结3789.5.1单输入单输出信道建模3789.5.2超密集多输入多输出信道建模380参考文献381第10章信道测量38710.1太赫兹信道测量概述38810.2室内信道测量38910.2.1基于矢量网络分析仪的信道测量与信道测量系统38910.2.2基于太赫兹时域光谱仪的信道测量与信道测量系统39810.3室外信道测量40010.3.1基于滑动相关法的信道测量40010.3.2基于滑动相关法的太赫兹信道测量系统40110.4本章小结403参考文献404第11章信道编码、调制与波形设计40711.1信道编码40911.1.1信道误差模型41111.1.2低权重信道编码41411.2飞秒脉冲调制41511.2.1基于飞秒脉冲的TS-OOK调制41611.2.2单用户场景性能分析41811.2.3多用户场景性能分析42111.3分层调制42211.3.1调制器、解调器结构42311.3.2分层带宽调制星座图42511.3.3性能分析42611.4宽带波形设计42711.4.1太赫兹频段中的多宽带通信42711.4.2宽带波束设计43011.5本章小结433参考文献433第12章超大规模MIMO传输43512.1超大规模天线阵列43612.1.1等离子体纳米天线阵列43712.1.2超大规模MIMO通信44112.1.3UM-MIMO通信系统44512.2信道状态信息获取44712.2.1传统信道估计方法44812.2.2信道反馈方法分析45212.3波束成形技术45312.3.1基于UM-MIMO的联合两级波束成形45412.3.2波束控制码本的宽带波束成形46012.4本章小结464参考文献464第13章波束对准和追踪46713.1稀疏编码46813.1.1稀疏编码算法46913.1.2稀疏信号处理问题47013.1.3基于稀疏性的波束空间MIMO47013.2波束快速对准47213.2.1基于DoA的波束对准47213.2.2基于PBS的BDMA波束对准47813.3宽带波束追踪48913.3.1基于AoSA-MUSIC-T的DoA追踪48913.3.2先验辅助信道追踪49313.4本章小结497参考文献498第14章无源智能超表面反射50114.1IRS应用场景50314.1.1IRS覆盖增强场景50314.1.2IRS安全通信场景50514.1.3IRS无人机通信场景50714.1.4IRS边缘计算场景50814.1.5IRS感知与定位场景51014.1.6IRS非正交多址接入场景51114.2IRS关键技术51214.2.1IRS硬件设计51214.2.2IRS信道估计51414.3IRS容量优化51614.3.1IRS波束成形51814.3.2IRS资源分配51914.3.3IRS稳健设计52114.4IRS面临的挑战与机遇52214.4.1IRS信道测量与建模52214.4.2IRS测试平台搭建52314.4.3IRS部署与组网52514.5本章小结527参考文献527第15章无线网络干扰和覆盖52915.1随机几何理论和无线网络53115.1.1一般点过程和泊松点过程53215.1.2泊松点过程的性质53415.2二维空间场景干扰及覆盖53615.2.1一般网络下干扰和覆盖的建模53615.2.2太赫兹网络干扰和覆盖模型53915.3三维空间场景干扰及覆盖54215.4太赫兹网络性能参数54415.5本章小结545参考文献545第16章媒体接入控制与多址接入54716.1太赫兹MAC协议特性54816.1.1物理层相关设计要点54916.1.2MAC层相关设计要点55316.1.3MAC协议决策和设计挑战55716.2太赫兹MAC协议性能参数56016.3多址接入技术56416.3.1调度访问多址接入技术56516.3.2随机访问多址接入技术57116.4本章小结577参考文献578第17章定向组网技术57917.1邻居节点发现技术58017.1.1定向天线使用模式58117.1.2经典的邻居节点发现技术58317.1.3利用旁瓣信息的邻居节点发现算法58417.1.4性能评估58817.2多连接技术59017.2.1多连接技术概念59117.2.2技术要点及分析59717.2.3多频段共存的太赫兹MAC协议60317.3高低频协作技术60817.3.1高低频协作的重要性60817.3.2低频辅助的MAC协议60917.3.3性能分析61417.4本章小结617参考文献618第18章物理层安全传输61918.1定向波束安全传输62218.1.1太赫兹传输模型62218.1.2问题描述62418.1.3大规模阵列天线增强指向性62418.1.4定向波束的安全性分析62518.2基于距离自适应的跳频技术62618.2.1系统模型62718.2.2优化问题表述62818.2.3优化问题的次最优解62918.2.4距离自适应跳频的安全性分析63218.3IRS辅助的物理层安全传输63318.3.1系统模型和问题描述63418.3.2预编码设计以及针对IRS相位的连续设计方法63618.3.3基于交替优化思想的联合设计方法63818.3.4仿真结果63918.4本章小结643参考文献643名词索引645
内容摘要
本书系统介绍了太赫兹器件技术、太赫兹传播和信道建模方法、太赫兹通信物理层信号处理的关键技术，以及上层潜在无线电资源分配和优化方法。鉴于研究领域的广泛性，本书列举了待解决的问题、面临的主要挑战以及未来的研究方向。本书还介绍了太赫兹通信在3GPP、IEEE和ITU标准的应用，及其在物理实验测试台中的现场实验性能。本书通过介绍太赫兹通信的原理、关键技术及其在6G系统中的应用，反映了太赫兹无线通信技术的前沿进展，使读者对太赫兹无线通信的发展有整体认识。本书聚焦前沿技术，注重理论联系实际，内容丰富，既可供从事太赫兹通信技术领域研究与应用的科技人员学习参考，也可作为高等院校信息与通信工程、电子科学与技术等学科师生的参考用书。
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