通信之道

《通信之道——从微积分到5G》按照读者的思维顺序讲述了从微积分到5G所涉及的基础知识和关键技术。《通信之道——从微积分到5G》共20章，具有以下特点：
（1）跨度极大，内容翔实：涉及数学、信号处理、通信原理、通信前沿技术等多个学科领域，知识密度极高，并且是很精华的部分。
（2）降低难度，提升高度：《通信之道——从微积分到5G》叙述符合读者的思维发展规律，并逐级提高，前后呼应，语言风趣幽默，节奏平稳；作者站高望远，直击本质，学术境界超越经典。
（3）启发互动，培养创新：在多个环节上对读者提出挑战，启发读者思考，并给出作者的思考过程，培养读者的创新思维。
《通信之道——从微积分到5G》可作为通信和信号处理相关专业的本科生及研究生的教辅书，也可作为从业技术人员的参考资料。

杨学志，1970年出生于中国山东省。1988年考入清华大学，获得学士、硕士和博士学位。1998年进入北京大学从事博士后研究工作。2000年进入华为公司，长期从事无线通信领域的研究工作。他是3G/4G多项核心技术的发明人，包括频域多用户检测，随机波束赋形，软频率复用(SFR)和sOFDM技术，其中SFR和sOFDM是4G的奠基性技术。2012年10月从华为公司离职，独立进行5G关键技术研究，提出了多级软频率复用技术，使得SFR成为无线通信技术发展的里程碑之一。

第1章绪论1
1.1这是一本什么样的书1
1.2什么是通信3
1.3通信的历史3
第2章帮“菜鸟”复习一下微积分5
2.1微积分的创立5
2.2极限7
2.2.1数列的极限7
2.2.2函数的极限8
2.3你讨厌数学公式吗9
2.4连续11
2.5导数12
2.6微分15
2.7积分16
2.8微积分基本定理18
2.9积分中值定理20
2.10稍微等一等21
2.11微积分第一基本定理的证明21
2.12微积分第二基本定理的证明22
2.13泰勒级数25
2.14多元函数与偏导数26
2.15后记28
第3章信号与系统31
3.1“信号与系统”是一门什么样的课程31
3.2连续系统与离散系统31
3.3线性系统34
3.4时/移不变系统34
3.5线性系统对激励的响应35
3.5.1离散_信号35
3.5.2离散卷积35
3.5.3连续_函数38
3.5.4连续卷积40
3.6卷积的性质43
第4章复变函数45
4.1从实数到复数45
4.2复数的四则运算46
4.3虚数i是怎样的一个数47
4.4复指数函数50
4.5著名的欧拉公式52
第5章傅里叶分析55
5.1傅里叶级数55
5.1.1三角形式的傅里叶级数55
5.1.2为什么正弦信号如此重要57
5.1.3什么是频率58
5.1.4复指数形式的傅里叶级数59
5.1.5理解负频率59
5.2傅里叶变换60
5.2.1理解谱密度61
5.2.2傅里叶变换存在的条件62
5.3傅里叶变换的性质62
5.4典型函数的傅里叶变换66
5.5卷积定理69
5.6线性系统的频率特性70
5.7离散傅里叶变换71
5.8离散序列的连续傅里叶变换74
5.9离散傅里叶变换的性质76
5.10循环卷积79
5.11离散卷积定理81
第6章采样，通往数字世界的第一步85
6.1采样保持电路85
6.2采样的数学表达86
6.3周期矩形脉冲87
6.4周期冲激脉冲88
6.5采样定理90
6.6用采样信号重构原信号91
6.7频域采样定理92
6.8奈奎斯特定理能够被突破吗94
第7章信号的谱分析97
7.1一个简单的信号97
7.2频率分辨率101
7.3泄漏效应102
第8章线性空间理论105
8.1数学之道105
8.2线性空间的定义105
8.3度量空间106
8.4赋范空间107
8.5内积空间108
8.6正交与正交基112
8.7再看傅里叶变换115
第9章基本通信链路119
9.1为什么需要调制120
9.2调制——频谱搬移122
9.3相干解调122
9.4非相干解调124
9.5载波恢复126
9.6锁相环126
9.7平方环129
9.8Costas环131
9.9双边带信号132
9.10单边带信号133
9.11Hilbert变换134
9.12单边带信号的发送与接收137
9.13探究竟，起怀疑140
9.14IQ调制140
9.15IQ信号的复数表达142
9.16复数基带信号与复信道143
9.17数字调制146
9.18奈奎斯特第一准则147
9.19脉冲成形滤波器150
9.20几种数字调制方式155
9.21连续相位调制157
9.21.1非连续相位频移键控159
9.21.2连续相位频移键控161
9.21.3最小频移键控162
9.21.4高斯滤波最小频移键控163
9.21.5从另外一个视角看MSK166
9.22数字调制技术之华山论剑169
第10章概率论与随机过程173
10.1什么是概率173
10.2联合事件和联合概率175
10.3条件概率175
10.4随机变量177
10.5随机变量的统计量179
10.6两个典型的概率密度函数180
10.6.1平均分布180
10.6.2高斯分布180
10.7中心极限定理181
10.8多随机变量的联合分布182
10.9条件概率分布183
10.10联合矩184
10.11n维高斯分布186
10.12随机过程187
10.13平稳随机过程187
10.14复随机过程189
10.15功率密度谱190
通信之道——从微积分到5GIX
10.16循环平稳过程192
10.17各态历经过程193
10.18随机信号通过线性时不变系统194
10.19随机过程的采样定理196
10.20离散随机过程和系统198
10.21典型随机过程199
10.22闲话概率论201
第11章AWGN信道的最佳接收机203
11.1亩产估计问题203
11.2参数估计的模型204
11.3离散观测的最大似然准则204
11.4连续观测的最大似然准则206
11.5最大后验概率准则208
11.6匹配滤波器209
11.7数字解调213
11.82PAM的误码率215
11.9载波恢复和符号同步218
11.10符号同步219
11.11无判决反馈的符号同步算法222
第12章无线信道227
12.1慢衰落227
12.2多径效应与快衰落230
12.2.1二径模型231
12.2.2瑞利衰落232
12.2.3时间选择性衰落和频率选择性衰落233
12.3小结236
第13章均衡237
13.1横向抽头滤波器237
13.2MF、ZF和MMSE滤波器238
13.2.1匹配滤波器240
13.2.2迫零算法241
13.2.3最小均方误差算法243
13.2.4MF、ZF和MMSE的关系244
13.2.5ZF和MMSE的快速算法244
13.3数字均衡技术245
13.3.1时域均衡245
13.3.2频域均衡246
13.4信道估计249
13.4.1信道估计的系统方程250
13.4.2导频设计问题251
13.4.3病态问题252
13.4.4优化导频和优化矩阵特性254
13.5小结255
第14章多址技术257
14.1FDMA与TDMA257
14.2CDMA259
14.2.1扩频增益261
14.2.2正交码262
14.2.3Rake接收机263
14.2.4CDMA的多用户模型和自干扰特性266
14.2.5远近效应268
14.2.6功率控制268
14.2.7CDMA系统的特性269
14.2.8时域多用户检测270
14.2.9频域多用户检测271
14.2.10CDMA小结283
14.3OFDMA284
14.3.1OFDM也是一种CDMA284
14.3.2OFDM如何克服多径效应286
14.3.3OFDM的多用户干扰289
14.3.4OFDM的导频设计和信道估计290
14.3.5SC-FDMA291
14.3.6OFDM领域的核心专利293
14.4多址技术小结299
第15章信息论301
15.1什么是信息和比特301
15.2信息熵304
15.3复习一下条件概率305
15.4联合熵和条件熵307
15.5互信息308
15.6凸函数与Jensen不等式310
15.7连续随机变量的微熵312
15.8高斯分布的微熵314
15.9连续随机变量的互信息315
15.10离散信道容量316
15.11加性高斯白噪声信道容量318
15.12注水定理320
15.13信息论小结320
第16章蜂窝通信323
16.1频率复用323
16.2切换324
16.3避免乒乓切换325
16.4同频复用326
16.5软切换327
16.6分数频率复用329
16.7最佳复用因子331
16.8软频率复用334
16.9软频率复用的应用336
16.10软频率复用的局限338
16.11多级软频率复用339
16.12多级软频率复用的性能340
16.13蜂窝通信小结344
第17章信道编码347
17.1信道编码的基本概念347
17.2群、环、域348
17.3线性分组码350
17.4线性分组码的解码算法353
17.5编码增益的本质354
17.6哈明码355
17.7哈达玛码356
17.7.1正交码357
17.7.2双正交码357
17.7.3超正交码357
17.8Reed-Muller码358
17.9循环码360
17.10卷积码363
17.11小结365
第18章多天线技术367
18.1MIMO信息论367
18.2利用SVD解读MIMO370
18.3MIMO预编码374
18.4MIMO接收机算法375
18.5智能天线375
18.6DOA估计378
18.7智能天线的困难379
18.8Alamouti编码379
18.9分集和复用381
18.10随机波束赋形382
18.11循环延时分集388
18.12随机波束赋形与STBC结合390
18.13MIMO的局限392
第19章关于创新的思考395
19.1什么是创新395
19.2创新的方法397
19.3创新的评价方法400
19.4创新的驱动力401
19.5研究与开发的区别402
19.6基于信息不对称的管理不适合创新403
19.7创新的发展规律404
19.8流程是质量的基础，人决定质量的高度405
19.9基于信誉的授权是创新管理机制的核心406
19.10创新的管理408
19.11识别创新价值410
19.12创新的政治环境411
19.13什么样的技术需要申请专利413
第20章后记417
3G霸主417
4G变局420
展望5G425