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出版者:Kalmbach Publishing Company

作者:Lionel Strang

出品人:

页数:48

译者:

出版时间:2003-04

价格:USD 14.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780890246160

丛书系列:

图书标签:

• DCC
• Digital Command Control
• Model Railroading
• Railroad Control
• Train Control
• Electronics
• DIY
• Hobbies
• Beginner's Guide
• Automation

《数字通信系统导论：理论、设计与实践》 书籍简介 在信息爆炸的时代，高效、可靠的数字通信系统是我们连接世界、传递知识、享受娱乐的基石。从智能手机上的即时消息，到跨洋视频会议，再到现代社会运转的各类基础设施，无不依赖于精妙的数字通信技术。《数字通信系统导论：理论、设计与实践》一书，旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解数字通信系统的核心原理，掌握关键的设计要素，并了解其在实际工程中的应用。本书并非侧重于某一种特定的数字通信技术或标准，而是着眼于构建起一个坚实的、普适性的理论框架，帮助读者建立起对整个数字通信领域宏观而细致的认识。 本书从信息论的基础出发，循序渐进地阐述了数字通信系统从信息源到信息接收端整个流程中所涉及的关键环节。我们将首先探讨信息源的离散化和量化过程，了解如何将模拟信号转化为数字信号，以及信息熵的概念如何量化信息的“不确定性”。在此基础上，本书将深入分析信道编码的原理，包括错误检测和纠正码的作用，以及如何通过冗余设计来提高传输的可靠性，抵御噪声和干扰。我们将详细介绍线性分组码、卷积码等经典编码技术，并探讨现代通信系统中广泛应用的Turbo码和LDPC码等高性能编码方案。 随后，本书将聚焦于数字调制解调技术。我们会详细讲解各种调制方式的原理，如幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）等，分析它们在频谱效率、功率效率以及对噪声的鲁棒性方面的优劣。读者将学习如何根据不同的应用场景和系统需求，选择最合适的调制方案。同时，本书也将深入探讨相应的解调技术，以及匹配滤波器、最大似然检测等关键概念，确保接收端能够准确地恢复原始信息。 在信号在传输过程中，噪声和干扰是不可避免的。本书将详细分析各种信道模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道，并探讨其对数字信号传输的影响。在此基础上，我们将介绍均衡器的设计原理，包括线性均衡和非线性均衡，以及如何通过均衡技术来补偿信道失真，消除符号间干扰（ISI），从而提高系统的性能。 除了基础的理论知识，本书还将重点关注数字通信系统的实际设计与实现。我们将讨论多址接入技术，包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分多址（OFDM）等，分析它们在允许多用户共享通信资源方面的不同策略和优缺点。这将帮助读者理解蜂窝通信、无线局域网等复杂通信系统是如何实现大规模用户接入的。 本书还包含对现代通信系统设计的重要考量。我们将探讨信道估计与跟踪、功率控制、频率同步以及符号定时恢复等关键技术，这些技术对于实现高效、稳定的无线通信至关重要。读者将了解到在实际系统中，如何精确地估计和适应不断变化的信道条件，如何动态调整发送功率以优化网络性能，以及如何精确地同步和对齐数字信号的接收。 此外，本书还将触及一些更高级的主题，以拓宽读者的视野。我们会对MIMO（多输入多输出）技术进行介绍，分析其如何利用多天线来提升系统的容量和可靠性。同时，我们也会简要探讨软件定义无线电（SDR）的概念，以及它如何为通信系统的灵活性和可重构性带来革命性的变化。 《数字通信系统导论：理论、设计与实践》的写作风格力求严谨而不失清晰，专业术语的解释清晰易懂，并辅以丰富的数学推导和图示说明。本书的目的是引导读者从基础概念出发，逐步建立起对数字通信系统的整体认知，培养分析问题、解决问题的能力，并为进一步深入研究特定领域的通信技术打下坚实的基础。无论您是通信工程专业的学生，还是对数字通信技术充满好奇的工程师或技术爱好者，本书都将是您学习和探索数字通信世界的理想伙伴。它不仅能够帮助您理解“为什么”，更能引导您思考“如何做”，从而更好地应对未来通信技术发展的挑战。 本书的内容安排逻辑清晰，从信息论基础到编码、调制、信道建模、均衡、多址接入，再到现代通信系统的关键技术，层层递进，构建起一个完整的知识体系。在每个章节中，我们会首先介绍相关的理论背景和核心概念，接着深入分析其数学模型和性能指标，最后通过实例和仿真结果来说明其在实际应用中的表现。此外，本书还将适当提及一些重要的行业标准和发展趋势，帮助读者将理论知识与现实世界紧密联系起来。 本书的特色之一在于其理论与实践的结合。在讲解理论知识的同时，我们会穿插介绍一些实际工程中常用的算法和技术，并讨论它们在具体实现过程中可能遇到的挑战和解决方案。例如，在讲解均衡器设计时，我们不仅会介绍各种均衡算法，还会讨论在数字信号处理器（DSP）上实现这些算法时需要考虑的计算复杂度、实时性等问题。 本书同样关注通信系统的性能评估。我们将介绍各种性能指标，如误码率（BER）、信噪比（SNR）、频谱效率、功率效率等，并分析不同技术和方案在这些指标上的表现。通过对这些性能指标的深入理解，读者将能够更科学地评估和选择适合特定应用需求的通信系统。 对于希望深入了解通信系统底层实现细节的读者，本书也提供了有益的指引。我们将探讨采样、量化、比特流生成、数字基带信号形成、上/下变频等模拟与数字信号处理的接口技术，以及数字信号处理（DSP）在通信系统中的重要作用。 在内容深度上，本书旨在为读者提供一个扎实的理论基础，使其能够独立分析和理解各种数字通信系统的基本原理。它为读者理解更复杂的通信技术，如 OFDM、MIMO、LTE、5G等，打下了坚实的基础。本书的知识是具有普适性的，不会局限于某一种特定的通信协议或技术，而是聚焦于数字通信最核心、最基础的原理和技术，帮助读者建立起一个通用的认知框架。 总而言之，《数字通信系统导论：理论、设计与实践》是一本内容全面、讲解深入、注重理论与实践相结合的数字通信入门书籍。它将帮助读者系统地学习数字通信的核心概念，理解关键技术的设计原理，并为他们在数字通信领域的学习和工作打下坚实的基础。本书的编写旨在激发读者对数字通信的兴趣，培养其分析和解决实际问题的能力，使其能够更好地理解和参与到这个快速发展的技术领域中。

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**书评五** 这份资料在处理新兴的、快速发展的技术领域时，展现出了一种难得的老练和前瞻性。它对最新一代网络协议栈的讲解，摒弃了那种过时的、只关注TCP/IP五层模型的教学方法。取而代之的是，它将大量的笔墨放在了基于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的控制平面与数据平面分离上。我对此深有体会的是它对“流表（Flow Tables）”和“查找结构”的讨论。作者没有仅仅停留在OpenFlow的概念介绍上，而是深入探讨了TCAM（三元内容可寻址存储器）在实现高速查找时的能耗瓶颈，以及如何通过优化哈希函数和链表结构来提高查找效率，从而在保持线速转发的同时，降低硬件实现的复杂度和成本。这种从底层硬件限制出发，反推上层协议设计优化的思路，让整个网络架构的图景变得立体起来。对于希望参与下一代网络基础设施建设的工程师而言，这本书提供的视角是极具启发性和指导意义的，它让你思考的不再是“如何配置”，而是“如何从根本上设计一个更高效的网络”。

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**书评三** 说实话，我原本以为这是一本偏向历史回顾或者纯粹理论探讨的书籍，但它的实际内容远比我想象的要实用和贴近工业实践。这本书在探讨核心算法时，展现出了一种非常务实的态度——它从不回避复杂的数学推导，但总能在推导结束后，立刻给出一个明确的“工程意义”解读。例如，在讲解信道编码中那个著名的“译码门限”时，它不仅展示了伯恩斯坦界限的推导，还对比了LDPC和Turbo码在不同码率和迭代次数下的实际误码率曲线。这种并行的理论与实践的视角，极大地提升了学习效率。我个人特别喜欢它讨论功耗管理的那一章。它没有停留在抽象的“低功耗设计”口号上，而是深入分析了动态电压和频率调节（DVFS）在实际操作系统调度下如何影响实时系统的抖动（Jitter）。对于任何希望将前沿研究成果转化为可靠、高效硬件系统的工程师来说，这本书提供了一个非常扎实的桥梁，它教会你如何在性能的尖峰和功耗的谷底之间找到那个微妙的平衡点。

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**书评二** 我通常对这种自称“XXX入门指南”的书持保留态度，因为它们往往在关键的深入点上戛然而止。然而，这本关于电子设计实现（Design Flow）的指南，出乎意料地提供了一个非常流畅且实用的视角。它的叙事结构很有趣，不像传统的教科书那样按部就班地介绍“工艺、设备、设计”，而是完全以一个“项目从概念到流片”的视角来展开。最让我赞赏的是，它对“时序收敛”这个永恒的难题的处理方式。作者没有用堆砌各种STA（静态时序分析）命令的方式来压倒读者，而是非常细腻地解释了建立时间（Tsu）和保持时间（Th）这两个看似简单却至关重要的概念，是如何在实际的逻辑门延迟、缓冲器插入和时钟树综合（CTS）过程中相互拉扯的。书中附带的那些流程图，几乎成了我工作台上的参考地图，它们把整个后端流程中的瓶颈识别和迭代优化的过程清晰地勾勒了出来。读完后，我立刻感觉自己对后端设计流程中的决策点有了更敏锐的判断力，不再是机械地执行脚本，而是开始思考“为什么”要选择这种延迟补偿策略。

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**书评四** 这本书对系统架构的描述，用“宏大而又不失细节”来形容最为恰当。它不像某些架构书那样，只描绘出高层模块的划分，然后就放手不管了。相反，它对数据在不同处理单元之间流动的路径进行了近乎手术刀般的细致解剖。我特别欣赏作者对于“内存墙”问题的处理方式。书中用好几章的篇幅，不是简单地介绍缓存层级（L1, L2, L3），而是详尽地对比了不同的访存策略——例如，预取（Prefetching）机制的准确率、缓存一致性协议（如MESI）在多核并行计算中的开销，以及对非均匀内存访问（NUMA）架构的优化思路。这些内容在其他的概论性书籍中往往是一笔带过。通过这本书，我对于如何设计一个既能充分利用并行计算资源，又能有效避免数据竞争和访存延迟的系统，有了全新的认识。它不仅仅是告诉你“要做什么”，更重要的是，它深入解释了“为什么这样做会更快”以及“如果不这样做，瓶颈会在哪里”。

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**书评一** 最近迷上了一本关于数字通信基础的书，名字里有个“易懂”的词，但说实话，内容深度远超我的预期。这本书的讲解方式非常注重概念的建立，它不是那种直接丢给你一堆公式然后让你死记硬背的教材。相反，作者似乎花了大量的篇幅来解释为什么会有这些调制解调技术，它们的物理意义是什么，以及在实际系统中会遇到哪些权衡（Trade-offs）。比如，在讲解OFDM（正交频分复用）时，它没有急于展示复杂的傅里叶变换矩阵，而是通过一个非常生动的多径信道模型，清晰地展示了“码间串扰”这个问题的成因，然后自然而然地引出了频域均衡的必要性。我对它处理“噪声与失真”那一部分印象尤其深刻。作者没有简单地用信噪比（SNR）来搪塞过去，而是深入剖析了不同类型的噪声——高斯白噪声、相位噪声、以及系统内部产生的非线性失真——是如何具体地影响星座图上的点簇的。读完后，我对现代通信系统中那些看似抽象的“性能指标”有了更具象的理解，感觉像是真正走进了基站和接收机的内部世界，而不是停留在理论的云端。对于想真正理解原理，而非仅仅想通过考试的人来说，这本书提供了坚实的思维框架。

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