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《现代通信工程概论》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代通信工程领域的概览。全书结构清晰，从最基础的信号与系统理论出发，逐步深入到现代通信系统的核心技术与应用。本书内容涵盖了从信息论、编码理论到调制解调技术、信道编码、多址接入技术以及现代无线通信系统的关键组成部分。 第一部分：通信系统的基础理论 第一章：信号与系统基础 本章首先回顾了连续时间信号和离散时间信号的基本表示方法，包括傅里叶变换、拉普拉斯变换以及Z变换。重点讨论了线性时不变（LTI）系统的基本性质，如卷积、频率响应和系统分析方法。引入了概率论与随机过程的基础知识，为后续的随机信号处理和噪声分析奠定基础，特别是高斯白噪声（AWGN）模型的建立与特性分析。 第二章：信息论与信源编码 本章深入探讨了信息论的基本原理。详细阐述了信息量的概念、熵的定义及其性质，并讨论了互信息和信道容量。随后，详细介绍了信源编码技术，包括定长编码（如霍夫曼编码）和变长编码（如算术编码）。重点分析了这些编码方法在数据压缩中的实际应用和理论极限，如香农第一定理的意义。 第三章：信道编码理论 信道编码是保证信息可靠传输的关键技术。本章系统地介绍了纠错码的原理与实现。内容包括线性分组码（如汉明码、循环码），以及卷积码及其最佳译码算法（如维特比译码）。此外，还涵盖了现代强大的前向纠错（FEC）技术，如Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC），并探讨了它们在高速率、高可靠性通信系统中的性能优势。 第二部分：数字调制与解调 第四章：数字调制技术 本章聚焦于数字信号在模拟信道上的有效映射。详细讲解了数字基带传输技术，包括脉冲成形滤波器的设计，如升余弦滤波器，以解决码间串扰问题。接着，系统介绍了带通数字调制技术，包括振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK），并重点分析了MPSK和MQAM在高斯信道下的性能（误码率分析）。 第五章：最佳接收与同步 本章探讨了在存在噪声和干扰的信道中，如何实现最优的信号检测。详细介绍了匹配滤波器（Matched Filter）的设计与原理，以及在不同调制方式下的判决准则。同步技术是数字通信系统的核心难题之一，本章对载波恢复（如成本斯环路）、位同步和帧同步的实现方法进行了详尽的分析。 第三部分：多址接入与高级通信技术 第六章：多址接入技术 在频谱资源日益宝贵的今天，多址接入技术是移动通信系统的关键。本章对比分析了主要的接入技术：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）的原理、优缺点及其应用场景。特别对宽带CDMA（W-CDMA）的扩频与抗干扰能力进行了深入探讨。 第七章：多天线与MIMO系统 多天线技术（MIMO）是提升现代无线系统容量和可靠性的核心驱动力。本章详细介绍了MIMO系统的基本架构，包括空间复用（Spatial Multiplexing）和分集增益（Diversity Gain）的原理。探讨了空分多址（SDMA）的概念，以及在MIMO信道下的信道估计、预编码和迫零（ZF/MMSE）等关键处理技术。 第四部分：现代无线通信系统案例分析 第八章：移动通信系统演进 本章将理论知识应用于实际系统。系统回顾了蜂窝移动通信技术的演进历程，从第一代模拟系统到第二代GSM的数字系统，再到3G（WCDMA/CDMA2000）和4G（LTE/LTE-Advanced）的关键技术突破。重点分析了OFDM（正交频分复用）技术在4G系统中的核心作用及其对多径信道的适应性。 第九章：5G通信系统概述 本章面向前沿，介绍了第五代移动通信（5G）系统的关键特性和技术创新。内容包括5G的三大应用场景（eMBB, mMTC, uRLLC）及其对应的性能指标。深入探讨了5G采用的关键技术，如大规模MIMO（Massive MIMO）、毫米波通信（mmWave）面临的挑战与解决方案，以及网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）在未来网络架构中的作用。 第十章：卫星与光纤通信基础 本书最后扩展到其他重要的通信领域。对卫星通信系统（包括地球同步轨道和非地球同步轨道系统）的链路预算、抗干扰特性进行了分析。同时，对光纤通信系统的基本原理、光纤的传输特性（色散和损耗）、光发射器与接收器的工作原理进行了概述，并简要介绍了WDM（波分复用）技术在现代骨干网中的应用。 本书内容逻辑严密，理论与实践相结合，配有大量的例题、习题和工程实例，适合通信工程、电子信息工程等相关专业的本科生、研究生及工程技术人员作为专业参考教材或自学参考资料。
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