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出版者:电子工业

作者:徐新艳 编

出品人:

页数:251

译者:

出版时间:2007-9

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787121049408

丛书系列:

图书标签:

• 数字电路
• 电路分析
• 逻辑设计
• 计算机组成原理
• 电子技术
• 嵌入式系统
• FPGA
• VHDL
• Verilog
• 数字系统设计

《现代通信技术：从原理到实践》 内容简介 本书旨在全面、深入地介绍现代通信系统的基本原理、关键技术及其在实际应用中的发展趋势。全书内容紧密围绕信息论基础、信号处理、调制解调、信道编码、多址接入以及新兴无线通信技术展开，力求为读者构建一个完整、系统的现代通信知识体系。 第一部分：通信系统基础与信息论 本部分着重奠定读者理解复杂通信系统的理论基石。 第一章：通信系统概述与历史演进 本章首先界定了通信的本质，探讨信息、信号与系统的基本概念。追溯了从早期的模拟通信到当前数字化的跨越式发展历程，重点分析了技术进步驱动下的通信模式变革，包括有线、无线、广播及网络通信的范畴界定。 第二章：概率论与随机过程 通信系统不可避免地受到噪声和干扰的影响，本章系统回顾了概率论的基础知识，如随机变量、概率密度函数、矩描述等。随后，深入讲解了随机过程（如高斯过程、平稳过程、遍历过程）在线性系统分析中的应用，特别是功率谱密度（PSD）的概念及其在噪声分析中的核心作用。 第三章：信息论基础 信息论是量化信息和度量信道容量的理论支柱。本章详细阐述了信息熵、互信息、信道容量（香农定理）等核心概念。深入讨论了信源编码（如霍夫曼编码、算术编码）的原理与效率，为后续讨论如何高效传输信息打下理论基础。 第二部分：信号处理与信道建模 本部分聚焦于如何对信号进行有效的表示、变换和在实际信道中的行为分析。 第四章：信号的表示与变换 讲解了连续时间信号和离散时间信号的表示方法。重点剖析了傅里叶分析（连续与离散傅里叶变换，DFT/FFT）在频域分析中的关键作用。此外，还介绍了Z变换及其在数字滤波器设计中的应用，强调了时域与频域分析的相互印证。 第五章：线性与非线性调制技术 调制是将信息加载到载波上的关键步骤。本章首先详细分析了线性调制技术，包括幅相键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）的原理、星座图、功率谱及误码率（BER）性能。随后，深入探讨了正交幅度调制（QAM）及其在高速率传输中的优势。非线性调制方面，讨论了高斯频移键控（GFSK）和最小频移键控（MSK）的特性。 第六章：信道特性与噪声对性能的影响 本章是理解传输质量的关键。首先对常见的有线信道（如双绞线、光纤）和无线信道模型（如自由空间衰落、多径效应）进行建模。重点分析了信道对信号造成的影响，如码间串扰（ISI）和多普勒频移。随后，针对加性高斯白噪声（AWGN）信道，详细推导了各种数字调制方案的理论误码率性能曲线，并引入了不同噪声环境下系统抗干扰能力的评估指标。 第三部分：可靠传输：编码与均衡技术 为克服信道引入的错误和干扰，本部分深入讲解了信道编码和信号均衡的原理与实现。 第七章：信道编码原理 信道编码旨在增加信号的冗余度以抵抗噪声。本章系统介绍了代数编码理论，包括线性分组码（如汉明码、循环冗余校验码CRC）的构造与译码。随后，重点阐述了卷积码的编码与维特比（Viterbi）译码算法，并引入了现代高性能编码技术，如Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC），分析其接近香农极限的优异性能。 第八章：均衡技术与同步 为了消除多径信道引起的码间串扰（ISI），本章详细介绍了均衡器的设计与应用。从判决反馈均衡器（DFE）到迫零均衡器（ZF），分析了它们在不同信道条件下的性能折中。同时，讲解了载波恢复和定时同步（时钟同步）在数字接收机中的重要性及实现方法，确保数据的准确采样和判决。 第四部分：多址接入与现代无线系统 本部分将理论知识应用于实际的蜂窝通信和现代无线网络，探讨如何共享有限的频谱资源。 第九章：多址接入技术 频谱是有限的宝贵资源，多址技术是允许多个用户共享同一通信媒介的核心方法。本章详细对比了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA，包括扩频技术）的原理、优缺点及应用场景。特别强调了正交频分多址（OFDMA）作为4G/5G技术基础的独特优势。 第十-一章：蜂窝移动通信系统 第十章回顾了从1G模拟系统到2G GSM数字系统、3G UMTS/CDMA2000的发展脉络，重点分析了蜂窝网络的基本组网原理，如频率复用、切换（Handover）和功率控制。第十一章深入剖析了4G LTE（基于OFDMA和SC-FDMA）和5G NR（包括毫米波、大规模MIMO等前沿技术）的系统架构、关键技术指标及其对用户体验的提升。 第十二章：新兴技术：MIMO与认知无线电 本章展望了现代通信的前沿发展。空间复用技术——多输入多输出（MIMO）如何利用多根天线实现容量和可靠性的提升，如空间复用和空分复用（SDMA）。最后，介绍了认知无线电（CR）的基本概念，即无线电系统如何感知其环境并动态调整传输参数，以期实现更高效的频谱利用。 本书结构严谨，理论深度适中，配有大量例题和习题，非常适合作为高等院校电子信息工程、通信工程、信息安全等相关专业本科高年级或研究生的教材或参考书，同时也为通信行业的技术人员提供了一个回顾和深入理解现代通信全貌的实用工具书。

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坦白说，这本书的排版和视觉呈现略显陈旧，色彩运用非常保守，几乎所有的图例都停留在黑白灰的层次。对于习惯了现代高清彩色图示的学习者来说，初看之下可能会觉得有些乏味，甚至影响了第一印象。然而，一旦你克服了这种视觉上的“代沟”，深入到核心内容，就会发现这种克制反而是一种优点。所有的电路图都极其精准和规范，没有一丝多余的装饰干扰你对信号流向和电平状态的判断。在涉及故障分析的部分，作者的处理方式非常写实，直接展示了实际电路中可能出现的“亚稳态”或“毛刺”现象，而不是仅仅讨论理想情况。这使得这本书的实用价值远超许多理论性过强的教材。它似乎在提醒我们，硬件世界充满了不完美，而真正的设计艺术，恰恰在于如何在这些不确定性中建立起稳定可靠的秩序。这本书更像是一位经验丰富的老工程师的笔记，朴实无华，但句句真金。

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这本书的封面设计相当朴素，带着一种学院派的严谨感。初次翻开，我本以为会是一本枯燥乏味的教科书，充斥着晦涩难懂的符号和公式。然而，随着阅读的深入，我发现作者在基础概念的阐述上做得非常到位，即便是像我这样对底层逻辑有些模糊的初学者，也能循序渐进地跟上思路。特别是关于逻辑门的工作原理，作者没有直接抛出复杂的布尔代数，而是通过大量的实际电路图和生活中的类比，将那些抽象的“与”、“或”、“非”操作描绘得栩栩如生，让人仿佛亲眼目睹了电流在晶体管间的流淌与抉择。书中对时序逻辑电路的讲解尤其精彩，它不像其他教材那样将触发器视为一个黑箱，而是细致地剖析了它们如何通过时钟信号实现状态的保持与翻转，对于理解存储单元和计数器的构建至关重要。尽管内容深度很高，但作者始终保持着一种清晰的脉络，确保读者在掌握了基础砖块后，才能开始搭建复杂的宏伟建筑。这种教学上的耐心和对读者体验的关注，使得原本可能令人望而却步的学科变得平易近人。

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从宏观角度来看，这本书的结构安排体现了一种极高的教学智慧。它没有急于求成，而是非常扎实地从最基础的半导体开关特性讲起，逐步过渡到逻辑门，再到组合电路（如加法器、译码器），最后才引入最复杂的时序电路。这种层层递进的结构，确保了知识点的累积是稳定且无缝衔接的。书中穿插的一些历史背景介绍和关键发明家的简介，虽然篇幅不长，却为冰冷的电子元件赋予了人文色彩，让人理解了这些技术的诞生并非一蹴而就，而是无数次试错和迭代的结果。读完这本书，我感觉自己不再是那个只知道“按开关”的门外汉，而是初步理解了现代计算设备底层运行逻辑的构建师。它提供了一个坚实的理论基石，让你有底气去面对更高级的微处理器架构或数字信号处理的内容，因为你知道，无论系统多么复杂，其终极表现都源于最基础的那几个逻辑门之间的协同工作。

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这本书在讲解异步电路和时序约束时的深度，是我在其他同类书籍中很少见到的。很多入门读物会轻描淡写地带过“时钟抖动”或“竞争冒险”这类问题，仿佛它们只是偶然发生的小插曲。但这本书却将这些内容提升到了一个关键地位，详细分析了它们产生的物理根源，并给出了多种硬核的规避策略，例如使用去抖动电路或者同步化设计。这部分内容对于任何想要进入FPGA或者ASIC设计领域的人来说，都是至关重要的“护城河”。我印象最深的是其中关于有限状态机（FSM）设计的一个案例分析，它不仅展示了如何构建一个Mealy型和Moore型的FSM，更重要的是，它比较了两者在速度、资源占用以及对输入敏感度上的权衡，这种对比分析极大地拓宽了我的设计视野，让我不再局限于单一的最佳解法。这本书的价值在于，它教会你如何“设计”，而不仅仅是“实现”。

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这本书的阅读体验，怎么说呢，就像是进行了一场高强度的智力体操训练。它并不是那种可以让你捧着咖啡、边听音乐就能轻松翻阅的读物。每一次深入一个章节，都要求你必须全神贯注，甚至需要准备纸笔，随时停下来手绘波形图或者推演真值表。这种“沉浸式”的学习过程，虽然费神，但带来的成就感却是无可比拟的。我尤其欣赏它在设计复杂组合逻辑电路时所展现出的那种“自顶向下”的系统化思维方法。它没有满足于仅仅教会你如何使用现成的芯片，而是引导你去思考如何从实际需求出发，一步步提炼出最简化的逻辑表达式，再将其转化为实际的硬件结构。书中对卡诺图（Karnaugh Map）的应用讲解得非常透彻，它不仅仅是一个化简工具，更是一种思维模型的展现——如何通过视觉化的方式捕捉到冗余和简化路径。读完后，我感觉自己的逻辑分析能力得到了极大的提升，看待电子系统问题时，总能习惯性地去寻找那些隐藏的对称性和互补性。

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