Coding and Modulation for Digital Television pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Drury, Gordon/ Markarian, Garik/ Pickavance, Keith

出品人:

页数:261

译者:

出版时间:2000-11

价格:$ 247.47

装帧:HRD

isbn号码:9780792379690

丛书系列:

图书标签:

数字电视
编码
调制
通信系统
信号处理
DVB
QAM
OFDM
数字信号
多媒体通信

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具体描述

Coding and Modulation for Digital Television presents a comprehensive description of all error control coding and digital modulation techniques used in Digital Television (DTV). This book illustrates the relevant elements from the expansive theory of channel coding to how the transmission environment dictates the choice of error control coding and digital modulation schemes. These elements are presented in such a way that both the 'mathematical integrity' and 'understanding for engineers' are combined in a complete form and supported by a number of practical examples. In addition, the book contains descriptions of the existing standards and provides a valuable source of corresponding references. Coding and Modulation for Digital Television also features a description of the latest techniques, providing the reader with a glimpse of future digital broadcasting. These include the concepts of soft-in-soft-out decoding, turbo-coding and cross-correlated quadrature modulation, all of which will have a prominent future in improving efficiency of the next generation DTV systems. Coding and Modulation for Digital Television is essential reading for all undergraduate and postgraduate students, broadcasting and communication engineers, researchers, marketing managers, regulatory bodies, governmental organizations and standardization institutions of the digital television industry.

信号处理与信息论的精妙结合：面向现代通信系统的深度解析本书深入探讨了现代通信系统中至关重要的两大支柱：信号处理技术与信息论基础。它并非一部聚焦于数字电视编码与调制的教科书，而是为那些希望构建、优化和理解复杂数字通信系统的工程师和研究人员提供全面理论框架的权威指南。全书的结构围绕着信息是如何被高效、可靠地从一端传输到另一端这一核心问题展开。我们首先从信息论的基石开始，详细阐述了香农-哈特利定理的深远意义，探讨了信源熵、互信息以及信道容量的精确计算方法。不同于将这些理论直接应用于特定应用，本书着重于它们在系统设计极限中的指导作用，例如，如何确定在给定噪声环境下理论上可达到的最大传输速率，以及如何通过信息论工具来评估现有编码和调制方案的性能冗余度。第一部分：基础理论与信道建模本部分首先建立起分析所有数字通信系统的数学基础。我们详尽地分析了随机过程理论，特别是平稳随机过程和马尔可夫过程在描述噪声和干扰方面的应用。对于高斯白噪声（AWGN）模型的严格推导与应用被放在首位，并延伸至更复杂的、具有时间相关性的信道模型，如瑞利衰落和莱斯衰落信道。随后，我们转入数字信号处理的范畴。本书对离散时间傅里叶变换（DTFT）、快速傅里叶变换（FFT）及其在频域分析中的作用进行了详尽的讨论。重点在于如何利用这些工具来分析信号在时域和频域中的特性，特别是在处理带限信号和采样定理的应用时所遇到的实际挑战。第二部分：信源编码的原理与实践信源编码的目标是以最少的比特数来表示信息源，同时保持可接受的失真水平或信息损失。本书超越了基础的霍夫曼编码，深入探讨了算术编码和LZW算法在实际数据压缩中的优势与劣势。我们对有损压缩的理论进行了深入剖析，特别是率失真理论（Rate-Distortion Theory）。通过分析不同失真度要求下的最优比特率，读者将理解如何量化和最小化信息源的冗余度。对于图像和语音信号的表示，本书详细考察了变换编码（如离散余弦变换DCT的数学基础），并讨论了如何将这些编码方案与其他信道编码结构集成，以实现端到端的效率提升。第三部分：高级信道编码与纠错机制本部分是全书的重点之一，它关注如何使信息在有噪声的信道上传输时具备强大的鲁棒性。我们对线性分组码（如汉明码、BCH码）的代数结构进行了严谨的数学阐述，包括生成矩阵和校验矩阵的构建。随后，重点转向卷积码及其在Viterbi译码算法中的高效实现。我们不仅分析了其性能，还探讨了如何通过状态转移图来理解和优化译码过程。更进一步，本书深入研究了迭代译码的革命性进展。这包括Turbo码的交织器设计、对数似然比（LLR）的计算，以及LDPC（低密度奇偶校验码）的稀疏校验矩阵结构和消息传递译码（Belief Propagation）的原理。本书通过详细的性能曲线分析，清晰地展示了这些现代编码方案如何逼近香农极限，并对比了它们在计算复杂度上的权衡。第四部分：多载波与高级调制技术本部分专注于如何将编码后的比特流有效地映射到模拟信号上，以便进行实际的射频传输。我们从基础的振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相移键控（PSK）出发，系统地推导了它们在星座图上的几何表示和最佳接收器的设计。随后，对正交幅度调制（QAM）的性能进行了细致的分析，特别关注高阶QAM在低信噪比环境下的性能损失以及对相位噪声的敏感性。本书的核心章节之一是正交频分复用（OFDM）技术的数学建模。我们详细解释了OFDM如何通过将一个高速数据流分散到多个正交的窄带副载波上来对抗频率选择性衰落。重点分析了循环前缀（CP）在消除符号间干扰（ISI）中的作用，以及OFDM系统在载波频率偏移（CFO）存在时如何进行精确的同步和恢复。此外，还探讨了多输入多输出（MIMO）系统的基本线性预编码技术，以及如何利用空间维度来提升信道容量。第五部分：同步与性能评估系统级的性能评估是至关重要的。本书详细讨论了定时同步（包括载波频率同步和符号定时恢复）的各种技术，如基于锁相环（PLL）的实现方法，以及如何在数字域中使用Gardner定时误差检测器等算法进行精确估计。最后，我们探讨了接收机设计的实际考量，包括如何设计出最优的匹配滤波器，以及如何评估系统在真实环境中的误码率（BER）和误帧率（FER）性能，而不是仅仅依赖于理论分析。本书提供了从基础理论到复杂系统集成的完整路径图，是理解和推进现代数字通信系统设计不可或缺的参考书。