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出版者:

作者:何首贤

出品人:

页数:291

译者:

出版时间:2004-7

价格:24.60元

装帧:

isbn号码:9787109090293

丛书系列:

图书标签:

• 电子技术
• 基础
• 电路
• 模拟电子
• 数字电子
• 电子元件
• 半导体
• 电工学
• 通信原理
• 嵌入式系统

好的，这是一本名为《现代通信系统原理》的图书简介。 --- 《现代通信系统原理》图书简介 引言：信息时代的基石 在当今这个信息爆炸的时代，通信技术是我们日常生活中不可或缺的一部分，它支撑着从智能手机到全球互联网，再到深空探测的方方面面。本书《现代通信系统原理》旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的视角，剖析支撑现代通信系统的核心理论、技术和前沿发展。它不仅是一本严谨的教材，更是一部连接基础理论与尖端应用的桥梁之作。 本书的撰写遵循了从经典理论到现代技术的演进脉络，力求在保持数学严谨性的同时，兼顾工程实践的可理解性。我们深知，理解通信系统的本质，需要对信息论、随机过程以及信号处理有扎实的掌握，因此本书在这些基础模块上投入了详尽的篇幅进行阐述。 第一部分：信息论与信源编码——量化信息与高效表示 现代通信的起点是对“信息”的精确量化。本书开篇即深入探讨克劳德·香农创立的信息论基础。我们首先详细介绍了熵（Entropy）的概念，阐释了它如何度量信息的不确定性和信息量。接着，我们系统地分析了互信息（Mutual Information）和信道容量（Channel Capacity），特别是著名的香农-哈特利定理，它为所有通信系统设定了理论极限。 在信息论的指导下，信源编码（Source Coding）成为实现高效传输的关键。本书不仅涵盖了经典的霍夫曼编码和算术编码，还重点介绍了现代高效压缩标准背后的核心思想，如Lempel-Ziv（LZ）算法族，以及在多媒体传输中至关重要的有损压缩技术，例如JPEG和MPEG背后的统计模型和变换原理。我们将详细分析如何通过统计建模和冗余消除，将原始信号转化为紧凑、高效的数字表示形式。 第二部分：数字调制与信道编码——对抗噪声与失真 信号在真实信道中传输，必然会遭遇噪声、衰落和干扰。本部分是全书的核心，聚焦于如何将离散信息映射到连续信号空间，并设计鲁棒的传输方案。 数字调制技术： 我们从基础的线性调制技术（如ASK, FSK, PSK）入手，逐步深入到高阶、高频谱效率的调制方式，如QAM（正交幅度调制）和PSK的性能分析。本书特别强调了星座图（Constellation Diagram）的直观性和对误码率（BER）的影响。对于功率受限和带宽受限的系统，我们会详细对比不同调制的效率和复杂性。更进一步，本书介绍了多载波技术，如OFDM（正交频分复用）的原理和在4G/5G通信中的应用，解释了其如何有效对抗频率选择性衰落。 信道编码技术： 为了对抗信道噪声，我们需要引入有理度的冗余。本书系统地介绍了信道编码的分类：从早期的线性分组码（如汉明码、BCH码）到卷积码及其最优译码算法——维特比（Viterbi）译码。在现代高速通信系统中，高性能的编码方案至关重要。因此，本书投入大量篇幅讲解了Turbo码的迭代译码思想，以及LDPC（低密度奇偶校验码）的稀疏校验矩阵结构和高性能。读者将理解这些编码如何使实际通信系统无限逼近香农极限。 第三部分：随机过程与噪声分析——量化不可预测性 通信系统的工作环境是随机的。理解噪声和信号的随机特性是设计可靠系统的前提。本书用详实的内容建立了随机过程的数学框架。我们定义了平稳随机过程、高斯过程，并重点分析了平稳随机过程的自相关函数和功率谱密度（PSD），这是分析线性系统对随机输入响应的基石。 噪声模型方面，本书详细讨论了加性高斯白噪声（AWGN）模型，并分析了其在不同调制方式下的性能。此外，对于移动通信等复杂环境，我们还引入了更贴近实际的信道模型，如瑞利（Rayleigh）衰落和莱斯（Rician）衰落，并探讨了信道估计和分集接收等技术对提升系统鲁棒性的作用。 第四部分：多址接入与现代系统架构 现代通信系统往往涉及多个用户共享有限的频谱资源。本书对多址接入（Multiple Access）技术进行了系统的比较和分析。这包括： 频分多址 (FDMA)：传统广播和蜂窝系统的基础。 时分多址 (TDMA)：同步与交织的艺术。 码分多址 (CDMA)：扩展频谱技术的核心，探讨了正交和近正交性在干扰抑制中的作用。 正交频分多址 (OFDMA)：5G系统中的关键技术，它与OFDM的结合如何实现灵活的资源调度。 在系统架构部分，本书将理论应用于实践，剖析了蜂窝通信系统的基本结构，包括小区间设计、切换（Handover）机制以及链路预算（Link Budget）的计算方法。 第五部分：前沿展望——MIMO与认知无线电 为应对日益增长的数据需求，本书最后展望了当前通信领域的前沿热点。 多输入多输出（MIMO）技术： MIMO通过在发射端和接收端同时部署多根天线，极大地提高了系统容量和可靠性。本书详细阐述了空间复用（Spatial Multiplexing）和空间分集（Spatial Diversity）的原理，并解释了SVD（奇异值分解）在信道容量计算中的作用。读者将了解如何实现高阶的空时处理。 认知无线电（CR）： 面对频谱资源的日益紧张，认知无线电提供了一种动态、智能地利用空闲频谱的解决方案。本书介绍了CR的基本框架，包括频谱感知、频谱共享和动态频谱接入的算法挑战。 结语 《现代通信系统原理》是一部结构严谨、内容全面的专著，它力求在奠定坚实的理论基础的同时，紧密结合当前通信工程的实际需求。无论您是通信工程专业的学生、致力于研发工作的工程师，还是对信息传输原理抱有浓厚兴趣的专业人士，本书都将为您提供一套完整的知识体系，使您能够深入理解并驾驭未来通信系统的复杂性与潜力。通过本书的学习，读者将能够从容应对从基础信号处理到复杂网络架构的各项挑战，真正掌握信息时代的“语言”。

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