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出版者:高等教育出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:16.70元

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isbn号码:9787040034387

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• 电子线路
• 高频电路
• 射频电路
• 模拟电路
• 电路分析
• 电子工程
• 通信工程
• 微波技术
• 滤波器设计
• 放大器设计

跨越数字洪流的脉动：现代通信技术与信号处理的深度探索 书籍名称： 现代通信技术与信号处理（暂定） 内容提要： 本书旨在为读者构建一个关于现代通信系统和数字信号处理领域全面而深入的知识框架。在信息爆炸的时代，如何高效、可靠地传输和处理海量数据，已成为工程技术领域的核心挑战。本书摒弃了传统教材的碎片化叙述方式，力求将通信原理、信息论基础与先进的信号处理技术融会贯通，引导读者从物理层面的电磁波传播，一直深入到应用层的编码解码与调制解调。 全书内容编排遵循逻辑递进的原则，从基础的信号分析入手，逐步过渡到复杂的通信系统架构和前沿的无线技术。我们着重强调理论与实践的结合，通过大量的实例分析和对关键算法的剖析，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 --- 第一部分：信息论基础与模拟信号的数字化（奠基） 本部分是理解后续所有通信和处理技术的核心基石。我们将首先深入探讨信息的本质，量化信息量的概念，并详细阐述香农-哈特利定理的深刻意义及其对现代通信系统容量的决定性限制。 1.1 信息论的严谨框架： 熵（Entropy）作为信息不确定性的度量，如何指导我们进行最优编码？互信息（Mutual Information）在信源和信道评估中的作用。我们将分析信源编码（如霍夫曼编码、算术编码）的原理和效率，为数据压缩打下理论基础。 1.2 随机过程与噪声分析： 通信系统的性能总是受到随机噪声的制约。本书将详细介绍随机变量、随机过程的数学描述，重点讲解平稳过程、高斯过程的特性。功率谱密度（PSD）的分析方法是理解带限系统和滤波特性的关键，我们将通过傅里叶变换和自相关函数，透彻解析随机信号在系统中的演化。 1.3 模拟信号的数字化过程： 采样理论（奈奎斯特-香农定理）是连接模拟世界与数字世界的桥梁。本书不仅复述定理，更深入探讨实际系统中的欠采样、过采样及其对信号重建的影响。量化理论（均匀、非均匀量化）如何引入量化误差，以及如何通过微分脉冲编码调制（DPCM）等技术来优化这一过程。 --- 第二部分：数字调制与信道编码（传输核心） 本部分聚焦于如何将数字化信息有效地嵌入到载波信号中，并设计鲁棒的机制以抵抗传输信道中的干扰。 2.1 数字调制技术详述： 我们将系统地分析线性与非线性调制方案。重点对比了幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）的优劣。在更高阶的调制方面，正交幅度调制（QAM）的网格图（Constellation Diagram）分析将是核心内容。如何利用多维星座图来提高频谱效率，以及相干解调与非相干解调的理论区别，将通过详细的误码率（BER）公式推导来阐明。 2.2 扩频技术与多址接入： 扩频通信作为一种抗干扰、安全保密的有效手段，其原理至关重要。我们将详细介绍直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）的底层结构。此外，多址接入技术（FDMA, TDMA, CDMA）是现代蜂窝通信的基础，本书将对比分析它们的资源分配策略和系统容量。 2.3 信道编码：对抗信道衰落的利器： 理论上，纠错编码可以使通信性能无限接近香农极限。本章将深入探讨线性分组码（如汉明码、BCH码）的代数结构和译码过程。更进一步，卷积码的 Viterbi 译码算法的动态规划思想将是重点剖析对象。对于当前主流的 LDPC 码和 Turbo 码，我们将介绍其迭代译码机制，揭示其接近香农极限的奥秘。 --- 第三部分：现代信号处理与滤波理论（数据精炼） 信号处理是现代通信的“大脑”，负责提取信息、抑制噪声和均衡信道失真。 3.1 离散时间系统与Z变换： 系统分析从时域过渡到频域，Z变换是实现这一飞跃的关键工具。我们将详细讲解Z变换的收敛域（ROC）概念，以及如何利用它来分析线性时不变（LTI）系统的稳定性、频率响应和脉冲响应。 3.2 数字滤波器设计： 本章将区分IIR（无限脉冲响应）和FIR（有限脉冲响应）滤波器的设计方法。对于FIR滤波器，重点讲解窗函数法（如海宁窗、汉宁窗）的选择与截断效应。对于IIR滤波器，巴特沃斯、切比雪夫以及椭圆滤波器的设计规范和规范化过程，将通过具体的低通、高通、带通/阻变换实例进行演示。 3.3 离散傅里叶变换（DFT）与快速算法： DFT是实现频域分析和滤波的必要工具。我们将剖析快速傅里叶变换（FFT）算法（如蝶形运算）的原理，理解其在频谱分析、快速卷积中的巨大优势。此外，FFT在OFDM（正交频分复用）系统中的核心地位也将被凸显。 --- 第四部分：先进通信系统的实现与挑战（前沿视野） 本部分将视角提升至实际应用的层面，探讨当前主导或新兴的通信技术，并关注信道对信号传输的复杂影响。 4.1 多径效应与信道均衡： 在移动通信中，信号的延迟传播和多径衰落是主要障碍。本书将详细分析频率选择性衰落和相干时间、相干带宽的概念。为应对这些挑战，判决反馈均衡（DFE）和迫定制信道均衡（ZFE）的算法细节和收敛性分析将作为重点。 4.2 正交频分复用（OFDM）技术深度解析： OFDM作为4G/5G通信的核心技术，其高效性来源于其独特的并行传输特性。我们将从频带利用率和对定时偏移的鲁棒性两个角度，深入解析如何通过IFFT/FFT实现OFDM的调制与解调。循环前缀（CP）的设计、载波间干扰（ICI）的抑制机制是本节的关键。 4.3 空时处理与MIMO系统： 引入多输入多输出（MIMO）系统，极大地扩展了信道容量。我们将探讨空间复用（如STBC）和空间分集（如空时分组码）的技术原理。波束赋形（Beamforming）如何利用阵列信号处理技术来定向能量，提高特定用户的信噪比，是现代无线通信系统工程设计中不可或缺的一环。 --- 本书特色： 理论与工程的深度融合： 每项理论介绍后，均附有实际的性能分析和工程实现考量。 算法的可视化解释： 复杂的算法（如Viterbi译码、FFT）通过流程图和伪代码进行清晰展示。 面向未来的视角： 强调了对信道编码的最新进展（LDPC/Turbo）和OFDM/MIMO系统的详细剖析，确保内容的前沿性。 本书适合于电子工程、通信工程、信息科学等专业的本科高年级学生、研究生，以及从事通信系统设计、射频电路、DSP算法开发等相关领域的工程师阅读。通过系统学习，读者将能够深刻理解现代通信系统的“脉动”机制，并具备设计、分析和优化复杂信息传输链路的能力。

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坦白说，我是一个对理论推导常常感到头疼的工程实践派，通常买书都是为了快速查找应用案例和具体的器件选型参数。然而，这本书在理论与实践的结合点上处理得异常高明。它并没有将理论部分和实验部分割裂开来，而是将关键的理论模型直接嵌入到具体的电路设计场景中进行讲解。例如，在讲解某个滤波器的设计时，它会先用严谨的数学工具推导出最优参数的范围，紧接着就给出了一个使用特定型号晶体管或集成芯片的实际电路图，并详细分析了该芯片在实际工作条件下，其性能偏离理想模型的具体原因和修正方法。这种“知其所以然，更知其所以不然”的讲解方式，极大地增强了我对所学知识的信任感和应用自信心。我感觉这本书不仅仅是一本工具书，更像是一本高水平的“设计哲学”指导手册。

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这本书的附录部分简直是锦上添花，体现了作者细致入微的关怀。我发现其中不仅包含了常用的S参数查找表和器件手册的摘要，更令人惊喜的是，它提供了一套详细的仿真模型参数和实验指导流程。这套资料不再是那种简单地告诉你“将电阻R设为1kΩ”的教学式要求，而是给出了一个可以在主流EDA软件中直接运行的、具有一定复杂度的小系统仿真项目。对于自学者而言，这是一个无价之宝，它弥补了传统教材中无法提供实时交互学习环境的巨大缺陷。通过运行这些仿真案例，我能够直观地观察到改变反馈系数或偏置电压后，波形和频谱的变化，这种即时反馈的学习体验，极大地巩固了书本上抽象的数学概念。这份附录的详尽程度，足以让一个初学者在没有老师指导的情况下，也能稳步迈向独立设计。

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这本书的封面设计得相当抓人眼球，色彩搭配大胆而富有科技感，立刻让人联想到精密和前沿。我拿到手的时候，首先被它厚实的质感吸引住了，拿在手里沉甸甸的，很有分量，感觉是那种扎扎实实的专业教材，不是那种随便印印的速成品。内页的纸张质量也令人满意，印刷清晰锐利，图表线条工整，即便是那些复杂的电路图看起来也一目了然，这一点对于需要长时间研读的理工科书籍来说至关重要。装帧的处理也很细致，侧边切口平整，整体给人一种高度专业化的印象。我本来还担心内容会过于晦涩，但光从外观就能感受到作者和出版社在制作这本书上投入了巨大的心血，期待翻开内页后的体验能和这精美的外表一样出色。这本书的尺寸也比较适中，方便携带和在实验台上摊开查阅，整体感觉非常大气且实用。

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作为一名资深工程师，我最看重的是教材中对“前沿趋势”和“工程局限性”的讨论深度。市面上很多教材停留在上世纪八九十年代的经典电路分析，对现代高速、低功耗、高集成度的设计挑战关注不足。这本书在这方面做得非常出色，它不仅涵盖了基础的放大、振荡、混频等核心模块，还花了不少篇幅讨论了诸如噪声匹配、串扰抑制、以及在特定频率范围内的电磁兼容性（EMC）考量。作者似乎对现代半导体工艺的特点有着深刻的理解，他对于某些理论上最优解在实际制造中为何难以实现，以及如何通过工程妥协来达到商业化目标，都有独到的见解。这种与时俱进的视角，让这本书的价值远远超出了单纯的学术参考，更像是一份宝贵的行业洞察报告。

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这本书的排版风格简直是一场视觉盛宴，完全打破了我对传统理工科教材那种刻板、枯燥的印象。作者在组织章节结构时，似乎运用了一种螺旋上升的教学法，每一章的引言部分都极其巧妙地承接了前一章的内容，同时又为后续更深入的知识点埋下了伏笔。特别是那些理论推导过程，作者没有采用那种堆砌公式的冷漠方式，而是用极其生动的比喻和详尽的逻辑链条来解释每一个参数的物理意义，读起来竟然有一种在听一位经验丰富的老教授娓娓道来的感觉。我尤其欣赏它在章节末尾设置的“拓展思考”环节，它鼓励读者跳出书本的框架，去思考更深层次的设计优化问题，这对于培养独立解决问题的能力非常有帮助。整体阅读下来，文字的节奏感把握得非常好，张弛有度，让人既能学到硬核知识，又不至于感到审美疲劳。

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