本书通过高度创新的方法——利用现有无线设备和信号处理技术将多径视为虚拟天线，并结合时间反演原理和机器学习相关知识构建了无线AI的统一框架，涵盖了基础的理论、丰富的实验结果，以及针对产品和应用开发的真实案例。涉及的主题包括室内定位与追踪、无线感知与分析、无线功率传输与能源效率、5G和下一代通信系统，以及大量带宽不同、功能各异的异构物联网设备的连接。本书可供无线感知、定位、物联网、机器学习、信号处理和无线通信等领域的毕业生、研究者和专业人员参考阅读。

刘国瑞（K. J. Ray Liu）马里兰大学帕克分校电气与计算机工程系教授，信息技术领域的Christine Kim杰出教授，IEEE和AAAS的会士，曾担任IEEE技术活动的副主席，也是IEEE信号处理学会的前主席。他是2016年IEEE Leon K. Kirchmayer奖、IEEE信号处理学会2014年社会奖和IEEE 信号处理学会2009年技术成就奖的获得者，曾与他人合著了多部书籍，其中包括Cooperative Communications and Networking（剑桥大学出版社，2008年）。

王贝贝（Beibei Wang）OriginWireless公司无线技术方向的首席科学家，同时还受聘于马里兰大学。她曾获马里兰大学杰出研究生奖学金、未来教师奖学金和院长博士研究奖，并于2015年获得IEEE信号处理学会的概述论文奖。她与刘国瑞（K. J. Ray Liu）合著了Cognitive Radio Networkingand Security: A Game-Theoretic View（剑桥大学出版社，2010年）。

译者序    

前言      

第 1 章    时间反演原理和有效带宽··· 1   

1.1引言   1

1.2多径视为虚拟天线  2

1.3时间反演原理  3

1.4有效带宽原理  6

参考文献   9

第一部分   室内定位与追踪

第 2 章    厘米精度的室内定位   14

2.1引言   14

2.2时间反演室内定位系统16

2.3实验   18

2.4小结   23

参考文献   24

第 3 章    多天线方法27

3.1引言   27

3.2相关工作   28

3.3准备工作   30

3.4算法设计   32

3.5实验   36

3.6小结   48

参考文献   48

第 4 章    跳频方法   51

4.1引言   51

4.2准备工作   53

4.3算法设计   54

4.4跳频机制   59

4.5实验   61

4.6讨论   66

4.7小结   67

参考文献   67

第 5 章    分米级精度室内追踪   70

5.1引言   70

5.2相关工作   71

5.3TR 聚焦球法估算距离  72

5.4移动方向估计和误差校正   77

5.5性能评估   78

5.6小结   83

参考文献   84

第二部分   无线感知与分析

第 6 章    无线事件检测  88

6.1引言   88

6.2TRIEDS 概述   90

6.3系统模型   91

6.4实验   93

6.5讨论   101

6.6小结   102

参考文献   102

第 7 章    室内监控的统计学习   105

7.1引言   105

7.2准备工作   106

7.3TRIMS 的设计  111

7.4实验   115

7.5讨论   121

7.6小结   122

参考文献   123

第 8 章    用于人体识别的无线生物特征  126

8.1引言   126

8.2TR 人体识别   128

8.3系统模型   130

8.4无线生物特征净化算法132

8.5实验   134

8.6讨论   141

8.7小结   145

参考文献   145

第 9 章    生命体征的估计与检测148

9.1引言   148

9.2理论基础   149

9.3算法设计   154

9.4实验   159

9.5各种因素的影响    165

9.6小结   168

参考文献   168

第 10 章   无线移动检测  170

10.1   引言   170

10.2   CSI 测量的统计建模   171

10.3   WiDetect 设计173

10.4   实验   174

10.5   小结   176

参考文献   176

第 11 章   无设备速度估计    178

11.1   引言   178

11.2   相关工作   179

11.3   用于无线移动感应的 EM 波统计

理论   180

11.4   WiSpeed 的理论基础   183

11.5   WiSpeed 的关键组成   188

11.6   实验   191

11.7   讨论   195

11.8   小结   196

参考文献   196

第三部分 无线功率传输和能源效率

第 12 章   能源效率的时间反演   200

12.1   引言   200

12.2   系统模型   201

12.3   性能分析   203

12.4   仿真结果   209

12.5   实验   211

12.6   基于时间反演的多路复用和安全性  215

12.7   小结   216

参考文献   216

第 13 章   功率波成形218

13.1   引言   218

13.2   系统模型   221

13.3   功率传输波设计    222

13.4   性能分析   225

13.5   PW 系统与 MIMO 系统的比较   228

13.6   仿真结果及讨论    229

13.7   实验结果及讨论    232

13.8   小结   235

参考文献   236

第 14 章   联合功率波成形与波束赋形239

14.1   引言   239

14.2   系统模型   241

14.3   功率传输波和参考信号设计243

14.4   多天线 PW 系统的性能分析251

14.5   仿真结果及讨论    255

14.6   小结   259

参考文献   259

第四部分   5G 和下一代通信系统

第 15 章   时间反演多址  264

15.1   引言   264

15.2   系统模型   266

15.3   有效 SINR  270

15.4   可达速率   274

15.5   信道相关效应  279

15.6   小结   281

参考文献   281

第 16 章   应对 TRDMA 中的强 - 弱共振  284

16.1   引言   284

16.2   系统模型   286

16.3   总功率约束的迭代算法288

16.4   具有单个功率约束的两阶段自适应算法291

16.5   仿真结果   294

16.6   小结   298

参考文献   298

第 17 章   时间反演大规模多径效应   301

17.1   引言   301

17.2   相关工作   303

17.3   系统模型   303

17.4   时间反演大规模多径效应的推导    306

17.5   不同波的期望可达速率307

17.6   仿真和实验309

17.7   小结   313

参考文献   313

第 18 章   波成形技术316

18.1   引言   316

18.2   系统模型   317

18.3   时间反演信号传输  322

18.4   最佳资源分配  327

18.5   无线功率通信  333

18.6   安全通信   336

18.7   小结   337

参考文献   337

第 19 章   网络的空间聚焦效应   343

19.1   引言   343

19.2   相关工作   344

19.3   系统模型   345

19.4   空间聚焦效应  348

19.5   空间频谱共享性能  351

19.6   通用网络关联协议设计357

19.7   仿真结果   360

19.8   小结   363

参考文献   364

第 20 章   云无线接入网的隧道效应   367

20.1   引言   367

20.2   系统模型   368

20.3   下行链路性能分析  373

20.4   上行链路性能分析  375

20.5   性能评估   378

20.6   小结   385

参考文献   386

第五部分   物联网连接

第 21 章   物联网中的时间反演   390

21.1   引言   390

21.2   时间反演基础  392

21.3   物联网中的非对称 TRDMA结构  397

21.4   其他挑战及未来展望   405

21.5   小结   409

参考文献   409

第 22 章   物联网中的异构连接   415

22.1   引言   415

22.2   典型的同构时间反演系统   417

22.3   异构时间反演系统  420

22.4   异构时间反演系统的性能分析  423

22.5   仿真结果   426

22.6   小结   430

参考文献   430