具體描述
《現代通信係統原理與設計》 內容提要 本書係統闡述瞭現代通信係統的基本原理、關鍵技術與設計方法，旨在為通信工程、電子信息工程等專業的學生、科研人員以及通信行業的工程師提供一部全麵而深入的參考著作。全書內容涵蓋瞭從基礎的信號處理到復雜的網絡架構，重點剖析瞭當前主流通信技術的實現細節與性能分析。 第一部分：通信係統基礎理論 本部分奠定瞭全書的理論基礎。首先，深入探討瞭信息論在通信中的核心地位，包括信源編碼、信道編碼的基本概念及其在數據壓縮與糾錯中的應用。隨後，詳細介紹瞭隨機過程理論在噪聲分析中的應用，重點闡述瞭高斯白噪聲、平穩隨機過程等概念，為後續的信號檢測與估計奠定基礎。 調製解調技術是本部分的核心內容。我們詳細分析瞭綫性調製（如ASK、FSK、PSK）和非綫性調製（如QAM、$pi/4$-DQPSK）的原理、星座圖特性、功率譜密度以及誤碼率性能。特彆關注瞭高階調製技術在頻譜效率提升中的作用，以及接收端最佳匹配濾波器的設計。此外，對數字信號的同步技術，包括載波同步（如Costa環、Gardner算法）和位同步（如過采樣同步、采樣點選擇）進行瞭詳盡的討論，強調瞭同步在保證係統穩定運行中的關鍵作用。 第二部分：信道編碼與抗乾擾技術 有效的信道編碼是剋服傳輸信道中噪聲和乾擾影響的根本手段。本部分係統介紹瞭經典編碼（如捲積碼、分組碼）的設計與譯碼算法，包括Viterbi譯碼、Turbo碼的迭代譯碼思想。著重分析瞭現代前嚮糾錯（FEC）技術，特彆是低密度奇偶校驗碼（LDPC）的稀疏校驗矩陣結構及其在高速率傳輸中的優勢。 在抗乾擾方麵，本書詳細闡述瞭擴頻通信技術（如直接序列擴頻DS-SS、跳頻擴頻FH-SS）的原理、處理增益計算以及抗多址乾擾的能力。對於多址接入問題，深入分析瞭FDMA、TDMA、CDMA（包括寬帶CDMA和多載波CDMA）的係統結構、資源分配策略及其在蜂窩係統中的應用瓶頸。 第三部分：多址接入與頻譜管理 本部分聚焦於如何高效、公平地共享有限的無綫電頻譜資源。我們首先迴顧瞭時分多址（TDMA）和頻分多址（FDMA）的傳統架構，並對其在移動通信發展中的曆史地位進行瞭評價。 隨後，本書將大量篇幅用於闡述碼分多址（CDMA）技術。詳細分析瞭僞隨機碼（PN序列）的特性、正交性要求以及乾擾抑製原理。在分析CDMA係統容量時，引入瞭多址乾擾（MAI）模型，並探討瞭功率控製在維持係統穩定和容量提升中的作用。對於OFDM（正交頻分復用）技術，我們深入剖析瞭其將寬帶信道串行分割為多窄帶子載波的優勢，重點講解瞭循環前綴（CP）的引入目的、插入方法及其對消除碼間串擾（ISI）的決定性作用。此外，還比較瞭OFDMA在頻率資源分配上的靈活性，以及其在4G/5G係統中的關鍵地位。 第四部分：現代通信係統架構與性能評估 本部分將理論知識應用於實際係統設計。首先，對數字傳輸係統中的關鍵組件進行瞭深入剖析，包括脈衝塑形濾波器（如升餘弦濾波器）的設計規範、誤碼檢測器的實現細節。 在網絡層麵，本書概述瞭現代通信網絡的分層結構，包括物理層、數據鏈路層、網絡層的功能劃分。針對有綫通信領域，我們討論瞭光縴通信係統的基本鏈路預算、色散補償技術（如色散補償光縴DCF和電子色散補償EDC）以及非綫性效應（如四波混頻FWM、自相位調製SPM）的抑製方法。 最後，對係統性能評估進行瞭詳盡的講解。係統地介紹瞭多種性能指標，如頻譜效率（比特/秒/赫茲）、能量效率（比特/焦耳）、端到端時延和抖動分析。通過具體的案例分析，演示瞭如何根據實際應用場景（如固定寬帶接入、移動寬帶數據傳輸）選擇閤適的調製編碼方案和接入技術，以實現性能指標的最優化。 本書結構嚴謹，邏輯清晰，理論闡述深入淺齣，並通過大量的實例和圖錶輔助理解，是通信領域專業人士提升理論素養和工程實踐能力的必備參考書。
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