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出版者:机械工业出版社

作者:林钢

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:23.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111149378

丛书系列:

图书标签:

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深度探索：现代通信系统中的信息编码与传输技术 图书简介 本书深入剖析了现代通信系统中至关重要的信息编码与传输理论及其工程实践。面对日益增长的数据速率需求和日益复杂的电磁环境，如何高效、可靠地将信息从源头准确无误地送达目的地，是通信系统设计的核心挑战。本书旨在为读者构建一个从基础理论到前沿应用的完整知识体系，侧重于数学严谨性和工程实用性的结合。 第一部分：信息论基础与信源编码 本部分首先回顾了香农信息论的基石，详细阐述了信息熵、互信息、信道容量等核心概念。我们将以严谨的数学推导来阐述信息测量的本质，并探讨这些理论如何指导我们对信息源进行压缩。 信源建模与熵的计算： 讨论了离散和连续信源的模型构建，特别是马尔可夫信源（如N元文）。重点分析了不同模型下信息熵的计算方法及其物理意义。 无损压缩技术： 深入讲解了霍夫曼编码（Huffman Coding）的原理、构造算法及其最优性证明。随后，详细介绍算术编码（Arithmetic Coding）和LZW压缩算法，对比分析它们在实际应用中的效率和复杂度。 有损压缩的理论基础： 探讨了率失真理论（Rate-Distortion Theory），解释了在允许一定失真前提下，信息传输速率的理论极限。这一部分为后续的图像和语音编码奠定了理论基础。 第二部分：信道编码理论与纠错机制 信道编码是通信的“保护伞”，用于对抗传输过程中不可避免的噪声和干扰。本部分将聚焦于设计高效的纠错码，确保数据的完整性。 线性分组码： 详细阐述了线性分组码的代数结构，包括生成矩阵（G）和校验矩阵（H）。通过伴随式（Syndrome Decoding）的计算过程，读者将清晰理解如何快速定位并纠正错误。特别关注Hamming码、循环冗余校验码（CRC）在工程中的应用与校验位的确定。 卷积码与维特比译码： 深入讲解卷积码的编码过程，并重点剖析维特比算法（Viterbi Algorithm）。通过状态图和限制长度的概念，展示了如何利用最大似然准则实现最优的硬判决和软判决译码。 代数译码的进阶： 介绍了BCH码和Reed-Solomon（RS）码，特别是RS码在CD、DVD以及深空通信中的关键作用。着重讲解了有限域（Galois Field, GF($2^m$)）上的多项式运算，以及Berlekamp-Massey算法或Euclidean算法在求解误差定位多项式中的应用。 现代高效率编码： 转向当代高性能通信系统的核心技术。详细分析了Turbo码的迭代译码结构，包括交织器（Interleaver）的作用和SOVA/MAP译码器的原理。随后，对LDPC码（低密度奇偶校验码）的稀疏校验矩阵特性、BP（Belief Propagation）译码算法进行了详尽的阐述，展示了其接近香农极限的优异性能。 第三部分：调制技术与信号表征 本部分从信号处理的角度出发，探讨如何将编码后的比特流映射到物理信号空间中进行有效传输。 数字调制基础： 阐述了数字调制的基本原理，包括载波的相位、频率和幅度变化。重点分析了振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）的星座图表示。 多维调制： 深入研究正交幅度调制（QAM）的原理，解释了M进制QAM如何通过增加频谱效率来实现高速传输。分析了星座图上的误码率性能（BER vs. $E_b/N_0$），并讨论了幅度限制对非线性功率放大器的影响。 最优接收机设计： 讲解了匹配滤波器的设计，推导了加性高斯白噪声（AWGN）信道下最优解调器的原理，即相干解调的最小均方误差判决。 非相干解调与频偏抵抗： 在无法保持精确相位同步的场景下，分析了FSK等调制的非相干解调方案，并讨论了载波恢复（如Costas环）在提高系统性能中的重要性。 第四部分：信道模型与抗干扰技术 现代通信环境远非理想的AWGN信道，本部分将深入研究复杂的信道特性及其对策。 衰落信道分析： 详细介绍了瑞利衰落（Rayleigh Fading）和莱斯衰落（Rician Fading）的统计模型。推导了不同衰落模型下的误码率性能下降情况。 分集技术： 探讨了克服快衰落影响的有效手段——分集技术。详细分析了空间分集（如MRC，最大比合并）和时间分集（如频域分集）的实现原理和性能增益。 多址接入与多用户系统： 引入了多用户环境下的挑战。重点讲解了正交频分多址（OFDMA）和大规模MIMO（Massive MIMO）系统中的预编码与波束赋形技术，阐述了如何利用多天线实现空间复用和干扰抑制，从而显著提升系统容量。 本书内容组织逻辑清晰，理论推导详实，并辅以大量的工程实例和MATLAB/Python仿真示例（贯穿于各章节的习题与设计任务中），致力于培养读者将深奥的通信理论应用于解决实际工程问题的能力。它不仅是高等院校通信工程、电子信息工程专业本科生和研究生的优秀教材，也是通信研发工程师、系统设计师深化专业知识的必备参考手册。

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这本书的装帧设计得相当朴实，封面没有什么花哨的图样，直接点明了主题，给人一种专业、务实的印象。内页的纸张质量不错，字迹清晰，排版工整，虽然内容偏向技术性，但阅读起来并不费力。我一开始还担心这种工具书会显得过于枯燥，但翻开目录后发现，它的编排逻辑性很强，从基础的电阻、电容、电感这些无源器件讲起，逐步深入到半导体器件，再到一些常用的集成电路模块，这种递进式的结构对于初学者来说非常友好。而且，每一个元器件的介绍都配有详细的规格参数表格和典型应用电路图，这些图示非常清晰直观，对于理解元器件的工作原理和选型至关重要。我特别欣赏的是，作者在讲解一些复杂概念时，总能用非常接地气的语言来比喻，不像有些教材那样晦涩难懂，这让我这个非科班出身的人也能勉强跟上思路。当然，对于资深工程师来说，可能其中一些基础内容略显基础，但作为一本日常查阅和快速回顾的参考手册，它的实用价值是毋庸置疑的。特别是对于需要进行快速原型设计或维修电路板的电子爱好者而言，它无疑是一本放在手边，随时可以抽出来翻阅的“电子字典”。

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从内容深度来看，这本书更像是一本高级的元器件“速查手册”与“选型指南”的完美结合体，而不是一本入门级的科普读物。它假定读者已经具备了基本的电路理论知识，例如欧姆定律、基尔霍夫定律等基础概念是无需赘述的。这本书的叙事节奏非常紧凑，每一页都充满了信息密度，阅读时需要保持高度的专注力。我特别欣赏它在讲解集成电路部分的处理方式，没有去罗列数百个IC的功能，而是选取了不同功能类别的代表性产品进行深度剖析，比如经典的555定时器、常用的逻辑门电路，以及一些标准化的ADC/DAC接口芯片。作者对这些经典器件的内部结构框图讲解得非常透彻，让我终于明白了为什么某些特定的引脚需要特殊处理。这本书的价值在于帮助工程师迅速建立起一个清晰的“元器件知识地图”，知道在面对具体问题时，应该去寻找哪一类零件来解决。对我而言，它极大地缩短了我从需求分析到器件选型的决策时间，使得项目推进效率显著提高。这本书无疑是为那些需要快速、准确地做出电子设计决策的专业人士量身打造的实用工具。

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这本书的编写风格非常注重“可操作性”，而不是纯粹的理论推导。我是一个电子DIY爱好者，我的时间非常宝贵，我需要的是能立即应用到我的项目中去的知识，而不是需要花大量时间去理解复杂的傅里叶变换或者拉普拉斯变换。这本书在这方面做得非常到位。它很少涉及深奥的数学公式，而是将重点放在了“为什么这么选”和“选了之后会发生什么”上。比如，在讲解电容的等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）时，它不是从电磁场理论去解释，而是直接展示了在开关电源高频去耦电路中，ESR和ESL如何影响系统的启动时间和输出纹波，并给出了一个简单的公式指导如何根据频率选择合适的电容类型和容量，这简直是救了我好几次复杂的滤波设计难题。唯一的遗憾是，书中关于EDA工具的使用和仿真模型的建立部分略显不足，如果能增加一些主流软件（如LTSpice或KiCad）中如何快速调用和建模这些元器件的实际操作步骤，这本书的实用价值将会再上一个台阶，从“参考手册”升级为“实践指南”。

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坦白说，我购买这本书的初衷是想快速掌握一些常用芯片的替换方法和参数对比。这本书在这一方面的处理简直是教科书级别的，它不仅罗列了大量主流厂商的元器件型号，更重要的是，它还给出了不同系列器件之间的兼容性和潜在差异点。例如，在讲解一些运算放大器时，它不仅仅是给出了静态参数，还对比了不同带宽、不同输入偏置电流下的实际应用场景，这一点在实际电路调试中能省下我大量的时间去查阅零散的数据手册。我印象最深的是关于电源管理芯片（如LDO和DC-DC转换器）的那一章，作者深入剖析了纹波抑制比和瞬态响应这两个在实际设计中常常被忽略但又极其关键的指标，并配有相应的测试波形图，这对于提升电路的稳定性和可靠性有着直接的指导意义。不过，如果能增加一些针对新一代如SiC或GaN功率器件的专门章节，那就更加完美了，毕竟当前的高频开关领域发展迅猛，这本书在某些前沿技术覆盖上略显保守，停留在相对成熟和经典的技术范畴内，但总体来说，它的深度和广度已经完全满足了我对“常用”元器件的掌握需求。

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我是在一个技术论坛上看到有人推荐这本书，说它是电子工程师的“床头宝典”，所以抱着很高的期望入手了。看完之后，我得说，这个评价并非过誉。这本书的优势在于其全面的覆盖面和严谨的校对，几乎没有发现明显的印刷错误或参数遗漏。特别值得称赞的是对那些容易混淆的元器件（比如MOSFET和BJT的选型差异，或者不同类型的二极管在反向恢复时间上的区别）进行了详细的对比分析，这些是初学者最容易掉进去的“坑”。它不是简单地把数据堆砌起来，而是融入了作者多年的实践经验和教训。阅读过程中，我发现作者似乎很了解读者的常见误区，总能在关键节点设置“注意事项”或“经验之谈”的小框，这些地方往往是干货集中地。例如，书中关于PCB布局对高频信号完整性的影响，虽然只占了很小一部分篇幅，但提供的建议却异常精辟，远比我之前看过的几本专门讲EMC的书籍要简洁有效得多。如果非要挑剔，我希望能看到更多关于非线性元器件（如传感器接口电路）的介绍，毕竟现代电子产品的功能越来越多样化，通用性元器件的知识库固然重要，但特定领域的“利器”知识也不应缺席。

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