Signal Design for Good Correlation

Signal Design for Good Correlation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Cambridge Univ Pr
作者:Golomb, Solomon W./ Gong, Guang
出品人:
页数:456
译者:
出版时间:2005-7
价格:$ 129.95
装帧:HRD
isbn号码:9780521821049
丛书系列:
图书标签:
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  • signla
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  • 信号设计
  • 相关性
  • 通信工程
  • 数字信号
  • 编码技术
  • 抗干扰
  • 波形设计
  • 信息理论
  • 频谱效率
  • 误码率
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具体描述

This book provides a comprehensive, up-to-date description of the methodologies and the application areas, throughout the range of digital communication, in which individual signals and sets of signals with favorable correlation properties play a central role. The necessary mathematical background is presented to explain how these signals are generated, and to show how they satisfy the appropriate correlation constraints. All the known methods to obtain balanced binary sequences with two-valued autocorrelation, many of them only recently discovered, are presented in depth. The authors treat important application areas including: Code Division Multiple Access (CDMA) signals, such as those already in widespread use for cell-phone communication, and planned for universal adoption in the various approaches to 'third-generation'(3G) cell-phone use; systems for coded radar and sonar signals; communication signals to minimize mutual interference ('cross-talk') in multi-user environments; and pseudo-random sequence generation for secure authentication and for stream cipher cryptology.

《信号塑造:精准通信的艺术与科学》 在信息爆炸的时代,高效、可靠的通信系统是现代社会运行的基石。无论是卫星导航、无线通信、雷达探测,还是生物医学成像,它们的核心都离不开一个至关重要的环节——信号的设计。信号的设计远非简单的信息编码,它是一门融合了数学、物理、工程学以及精妙直觉的艺术与科学,旨在创造出能够在复杂环境中精确传递信息,同时最大限度地减少干扰和失真的“完美信使”。 《信号塑造:精准通信的艺术与科学》深入剖析了信号设计在通信系统中的核心作用,并系统地阐述了如何通过精心设计的信号,实现信息在信道中的高效、鲁棒传输。本书并非仅仅介绍信号的基本概念,而是聚焦于“设计”这一关键环节,探索如何通过创造性的信号结构,克服现实世界通信面临的各种挑战。 核心内容与亮点: 通信系统中的信号设计哲学: 本书首先会探讨信号设计的基本哲学,即如何将抽象的信息转化为能够物理实现的电磁波或其他载体,并在传输过程中保持其完整性。我们将追溯信号设计思想的发展历程,从早期的简单调制方式,到如今复杂的宽带、多载波和认知无线电技术,理解设计理念的演进与创新。 信号的数学描述与特性: 深入理解信号的设计,离不开对其数学特性的掌握。本书将详细介绍信号的傅里叶分析、时域与频域特性、功率谱密度、自相关函数等关键概念,并解释这些特性如何影响信号的传输性能。我们将探讨如何通过数学工具来预测和优化信号的性能,例如如何设计具有特定频谱形状的信号以适应有限的带宽。 调制技术的设计与优化: 调制是将信息加载到载波上的过程,而调制方式的设计直接决定了信号的频谱效率、抗干扰能力和功率效率。本书将详细介绍和分析多种经典的及先进的调制技术,包括但不限于: 幅度调制 (AM): 探讨其工作原理、优缺点以及在不同应用中的适用性。 频率调制 (FM): 分析其抗噪声能力,以及在广播和音频传输中的应用。 相位调制 (PM): 介绍相位编码方式,及其在数字通信中的重要性。 相干与非相干调制: 深入比较不同同步要求下的调制方案。 数字调制: 详细讲解ASK, FSK, PSK (BPSK, QPSK, 8PSK), QAM (4QAM, 16QAM, 64QAM) 等,分析其信息速率、频谱效率和误码率之间的权衡。 高级调制技术: 探索如π/4-QPSK, MSK, GFSK 等,理解它们如何通过特定的波形设计来优化性能。 OFDM (正交频分复用): 重点阐述OFDM的核心思想——将高速数据流分割成多个低速数据流,并在相互正交的子载波上并行传输。我们将深入分析其频谱利用率高、抗多径效应强的优势,以及在Wi-Fi、LTE/5G等现代通信标准中的关键作用。 脉冲整形与码型设计: 在数字通信中,信号的脉冲形状直接影响其在信道中的表现。本书将探讨各种脉冲整形技术,例如升余弦滤波器、高斯滤波器,以及它们如何最小化符号间干扰 (ISI),确保数据能够被准确地解码。此外,还将讨论多种码型设计,如归零码 (RZ)、不归零码 (NRZ)、曼彻斯特编码等,分析其对时钟恢复、直流分量和误码率的影响。 扩频技术的设计: 扩频技术通过将信号的带宽展宽,来提高其抗干扰和抗截获能力。本书将详细介绍以下扩频技术的设计原理与应用: 直接序列扩频 (DSSS): 讲解如何使用伪随机噪声 (PN) 序列扩展信号的带宽,及其在CDMA、GPS等系统中的应用。 跳频扩频 (FHSS): 分析跳频序列的设计,以及如何通过快速改变载波频率来规避干扰。 线性调频 (Chirp) 信号: 介绍其独特的频率随时间线性变化的特性,以及在雷达和声纳系统中的应用。 先进信号设计理论与前沿技术: 除了传统技术,本书还将展望信号设计的未来。 认知无线电与软件定义无线电 (SDR) 中的信号设计: 探讨如何通过智能算法动态调整信号参数,以适应不断变化的无线环境,实现频谱的有效共享。 智能反射面 (RIS) 与超表面 (Metasurface) 辅助信号设计: 介绍如何利用新型智能材料来重塑信号的传播路径,实现更高效的无线通信。 人工智能 (AI) 在信号设计中的应用: 探索机器学习如何用于优化调制解调算法、信道估计和信号预测,进一步提升通信系统的性能。 信号设计在关键领域的应用案例: 本书还将结合实际应用,展示信号设计的强大能力。 无线通信: 从蜂窝网络到Wi-Fi,讲解不同代际通信技术对信号设计的演进要求。 卫星通信: 分析在远距离、低信噪比条件下,如何设计鲁棒的信号以实现稳定通信。 雷达系统: 探讨如何设计脉冲信号和调制方式,以实现高分辨率目标探测和精确测距。 生物医学工程: 介绍在MRI、超声成像等领域,信号设计如何助力疾病诊断和治疗。 《信号塑造:精准通信的艺术与科学》的目标是为读者提供一个全面而深入的视角,理解信号设计如何成为连接信息与现实世界的桥梁。无论您是通信工程师、射频专家,还是对现代科技的底层原理充满好奇的学习者,本书都将是您探索信号设计奥秘、驾驭信息传输的宝贵指南。通过本书的学习,您将能够更深刻地理解通信系统的性能极限,并掌握设计出下一代高效、可靠通信系统的关键技能。

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读后感

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用户评价

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这本书的书名,《Signal Design for Good Correlation》,给我一种在“嘈杂”的世界中寻找“纯净”信号的哲学感。我理解,“Good Correlation”意味着信号的“纯净度”和“指向性”得到了极大的保证。我猜想,书中会深入分析各种噪声源对信号关联性的影响,以及如何通过信号的设计来最小化这些影响。例如,在射频识别(RFID)系统中,信号需要在复杂的电磁环境中被准确读取,如何设计出具有高抗干扰能力的信号,是至关重要的。我期待书中能够介绍一些关于信号加密和解密的设计原理,如何利用信号的关联性来实现信息的安全传输。如果书中能够包含一些关于“稀疏信号”的设计和处理方法,这将对我非常有帮助。因为我经常在处理一些包含大量冗余信息的数据,而如何从中提取出具有代表性的“稀疏”信号,并保证其关联性,是我的一个痛点。

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“Signal Design for Good Correlation”这个书名,让我立刻想到了在信息检索和模式识别领域,信号的关联性是如何成为核心驱动力的。如果这本书能够深入探讨如何设计出具有高自相关性和低互相关性的信号,那将极大地促进我在数据分析工作中的效率。例如,在图像处理中,我们经常需要寻找图像中的特定模式,这本质上就是一种信号与模板之间的关联度度量。我期待书中能够阐述如何通过优化信号的频谱特性,来达到在噪声环境中依然能够准确识别目标信号的目的。是否会介绍一些机器学习在信号设计中的应用?比如,是否可以通过训练一个神经网络,来生成最适合特定任务的信号波形?我设想,书中可能会详细介绍各种信号设计准则,例如最小化旁瓣、最大化主瓣宽度等,并且会提供一些数学上的推导和证明。我对书中的实际案例分析也充满了期待,特别是那些能够展示信号设计如何直接提升系统性能的例子,比如在身份识别系统中,如何设计声纹信号以区分不同个体,或者在无线传感器网络中,如何设计通信信号以减少碰撞和提高数据吞吐量。这类具体且具有指导意义的内容,将是我阅读这本书的巨大动力。

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这本《Signal Design for Good Correlation》在我眼中,仿佛是一扇通往信号世界的精密设计艺术的大门。我理解的书名,不仅仅是简单的信号设计,而是强调“Good Correlation”,这让我联想到了一系列复杂而迷人的应用场景。想象一下,在自动驾驶汽车领域,车辆的传感器系统需要精确地识别周围环境中的物体,这其中依赖的正是传感器发出的信号与接收到的反射信号之间的良好关联。如果这本书能够揭示如何设计出能够提供极高信噪比和精确时延信息的信号,那将是多么令人兴奋的事情。我还在思考,书中是否会涉及到一些先进的编码技术,例如M序列、Gold序列,或者更现代的Zadoff-Chu序列等,这些序列以其良好的相关性特性,在扩频通信、伪码识别等领域扮演着至关重要的角色。我好奇,作者会以何种方式来解释这些序列的生成原理,以及它们在实际应用中是如何被用来区分和匹配不同信号的。而且,我个人对信号的“盲”设计也抱有极大的兴趣,即在对信道特性知之甚少的情况下,如何设计出仍然能够展现出优秀关联特性的信号。这就像是在设计一把万能钥匙,能够在各种未知的锁孔中依然找到匹配。这种挑战性的设计理念,如果能在书中得到充分的阐述,那将是对我思维的一次巨大拓展。

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这本书的书名《Signal Design for Good Correlation》瞬间就勾起了我的好奇心,虽然我并非专门从事信号处理或通信领域的顶尖专家,但“Good Correlation”这个词汇,在我的初步理解中,似乎指向了一种对信号特性优化以实现良好关联度的追求。我常常在想,在如今信息爆炸的时代,如何才能让信号更“聪明”,更能有效地传递我想要的信息,并且尽可能地避免被误读或干扰?这本书会不会深入探讨信号在不同环境下的鲁棒性,比如在存在噪声、多径传播,甚至是恶意干扰的情况下,如何通过精巧的设计来最大化有用信号的识别度和准确性?我设想,其中可能会涉及一些关于信号的时域和频域特性分析,例如自相关函数、互相关函数等概念的深入剖析,以及如何通过调整信号的波形、频率、相位等参数来达到最优的相关性。此外,考虑到“Design”这个词,我期待书中能够提供一些具体的指导方法,甚至是算法,来帮助工程师们在实际项目中应用这些理论。例如,在雷达系统中,如何设计具有良好脉冲压缩特性的信号以提高距离分辨率和信噪比?在通信系统中,如何设计具有良好同步性能的导频序列?甚至在生物信号处理领域,如何设计特定模式的信号来辅助疾病的诊断?这些都是我脑海中浮现的,与“Signal Design for Good Correlation”相关的各种可能性,都让我觉得这本书的内容充满了探索的价值。

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《Signal Design for Good Correlation》这个书名,让我感觉这本书不仅仅是关于信号的技术,更是关于信号的“沟通艺术”。我理解,“Good Correlation”意味着信号能够清晰、准确地传递信息,并且容易被接收者理解。我设想,书中会探讨如何设计出能够抵抗“误码”和“漏码”的信号,从而保证信息的完整性和可靠性。我期待书中能够介绍一些关于信号的“同步”和“跟踪”的设计方法,例如如何设计导频序列,使得接收端能够快速地与发送端实现同步,并精确地跟踪信号的频率和相位变化。而且,我对于如何设计具有“嵌入式信息”的信号也抱有兴趣,即在信号本身的外形或结构中,就蕴含着一些额外的、有助于识别或解码的信息。这种将信息与信号形态巧妙结合的设计理念,将是这本书内容的一大看点,也足以让我对这本书的内容充满无限的遐想。

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“Signal Design for Good Correlation”这个书名,让我想到了在宇宙探索中,如何设计能够被遥远探测器精准接收和识别的信号。我理解,“Good Correlation”在这里代表着极高的“可探测性”和“可区分性”。我设想,书中会探讨一些关于宽带信号和窄带信号的设计特点,以及它们在不同应用场景下的优劣。例如,在深空探测中,信号可能需要跨越巨大的距离,并穿越宇宙中的各种干扰,如何设计出能够保持其原始特征并被精确匹配的信号,是技术上的一个巨大挑战。我期待书中能够介绍一些关于信号的“能量集中”和“带宽扩展”的设计技巧,以在有限的通信条件下实现最大的信息传输效率。而且,我对于如何设计具有“动态范围”的信号也抱有兴趣,即在信号强度变化很大的情况下,依然能够保持其良好的关联性。

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这本《Signal Design for Good Correlation》的书名,让我联想到一种“信号的语言学”。我理解,“Good Correlation”意味着信号之间能够进行清晰、高效的“对话”,而不是含糊不清的“呢喃”。我设想,书中会探讨如何设计出具有良好正交性的信号,这样在多用户通信系统中,不同用户的信号可以互不干扰,极大地提升了频谱利用率。我期待书中能够介绍一些先进的调制技术,例如QAM、PSK,以及它们的变种,并分析它们在实现良好关联性方面的优劣。而且,我对于如何设计能够在复杂环境中保持稳定性的信号也充满兴趣。例如,在水下通信中,信号的传输会受到水分、泥沙等多种因素的影响,如何设计出能够穿透这些障碍并保持其关键特征的信号,将是一个巨大的挑战。我猜想,书中可能会介绍一些基于优化算法的信号设计方法,通过迭代的方式来寻找最优的信号参数,以满足特定的性能指标。这种数学驱动的设计思路,对我来说非常有吸引力。

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《Signal Design for Good Correlation》这个书名,在我看来,传递着一种对信号“秩序”和“辨识度”的极致追求。我一直认为,信号的设计绝非是随意的,而是蕴含着深厚的理论基础和精巧的工程智慧。我猜想,书中会深入探讨如何通过改变信号的幅度和相位,来塑造其在时域和频域上的独特“指纹”,使其在众多信号中能够被精准地识别出来。这不禁让我联想到一些生物信号,比如基因序列,虽然看似复杂,但其背后却有着精确的编码和解码机制,能够实现信息的有效传递。这本书是否也会涉及一些关于纠错码的设计,从而在信号传输过程中,即使部分信息丢失或被损坏,也能通过其内在的关联性恢复原始信号?我非常好奇,书中是否会讨论一些非线性信号的设计方法,或者一些具有周期性但又包含复杂信息的信号类型。例如,在音乐信号处理中,如何设计具有悦耳旋律和丰富和声的信号,使其具有良好的听觉关联性和情感共鸣?这些超出传统工程范畴的思考,或许也能在这本书中找到一些有趣的启发。

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这本《Signal Design for Good Correlation》的书名,在我看来,传递的是一种对信号“匹配”和“契合”的极致追求。我理解,“Good Correlation”就好比一把锁配一把钥匙,两者之间天衣无缝,能够精准地解锁。我猜想,书中会深入探讨如何设计出具有良好“自相关性”的信号,这样在信号的识别和处理过程中,能够快速地找到信号的起始点和结束点,并精确地提取出有用信息。我期待书中能够介绍一些关于信号的“功率谱密度”和“能量谱密度”的设计方法,以及如何通过调整这些参数来优化信号的关联度。而且,我对如何设计具有“特定形状”的信号也抱有浓厚的兴趣。例如,在一些特殊的测量应用中,我们可能需要设计具有特定形状的脉冲信号,以精确地测量物体的形状或尺寸。这种高度定制化的信号设计理念,将是这本书内容的一大亮点。

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《Signal Design for Good Correlation》这个书名,让我感觉这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一本关于信号“艺术”的探索。我理解的“Good Correlation”,就像是两个舞者在舞台上,能够默契配合,动作精准,每一个眼神、每一个姿态都能传达丰富的信息。我设想,书中是否会探讨一些关于信号的“自相似性”或者“分形特性”的设计,这样可以让信号在不同尺度下都展现出一定的规律性,从而更容易被识别和分析。我期待书中能够提供一些关于信号压缩感知的理论和实践,如何用远少于奈奎斯特定律的采样点来恢复原始信号,而这正是依赖于信号本身所蕴含的稀疏性和关联性。此外,我对于如何在信号设计中融入一些“智能”的元素也抱有浓厚兴趣。例如,是否可以通过自适应地调整信号的参数,使其能够根据环境的变化来优化其关联度?这种动态的设计理念,将是这本书内容的一大亮点。

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