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出版者:Wiley

作者:Lie-Liang Yang

出品人:

页数:696

译者:

出版时间:2009-03-03

价格:USD 220.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470722008

丛书系列:

图书标签:

• Wireless
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• 2009
• Multicarrier Communication
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• 6G

好的，这是一本关于《先进光学通信系统设计与实现》的图书简介。 --- 《先进光学通信系统设计与实现》 图书简介 在信息时代飞速发展的今天，数据量的爆炸式增长对现有通信基础设施提出了前所未有的挑战。光纤通信以其极高的带宽、极低的损耗和强大的抗干扰能力，无可争议地成为了现代通信网络的核心骨干。本书《先进光学通信系统设计与实现》旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的指南，涵盖了从基础理论到前沿技术、再到系统工程实践的完整知识体系，专注于下一代光通信系统的设计、建模、优化与实际部署。 本书不涉及多载波（Multicarrier）技术，而是将全部篇幅聚焦于以光波为载体的通信技术，特别是高速率、长距离、大容量光传输网络的关键技术和工程实现。 --- 第一部分：光通信基础与核心元件解析 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础，深入剖析光纤通信系统的基本构成要素和物理原理。 第一章：光纤通信的物理基础与信道特性 本章详细回顾了电磁波在介质中传播的麦克斯韦方程组，并聚焦于光在石英光纤中的传播特性。我们将深入探讨光纤的模场分布、截止波长、有效面积等关键参数。重点分析了光纤中的主要损耗机制，包括瑞利散射、吸收损耗和弯曲损耗，并基于这些机制推导出光纤的传输损耗模型。此外，本章将详尽阐述色散效应，包括材料色散、波导色散和极化模色散（PMD），并提供精确的色散管理与补偿方法，为系统设计提供必要的理论工具。 第二章：光电子源与探测器的深度剖析 现代光通信的性能瓶颈往往受限于光源和探测器的特性。本章将详细介绍半导体激光器的工作原理，包括DFB（分布式反馈）激光器、DBR（分布式布拉格反射）激光器以及最新的可调谐激光器技术，重点分析其线宽、相对强度噪声（RIN）和频率抖动对系统性能的影响。在接收端，我们将剖析PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的工作原理、响应速度和量子效率。对于超高速系统，本章还将介绍相干检测技术中所需的本地振荡器（LO）的性能指标要求。 第三章：光波导器件与调制技术 本章是系统实现的关键。我们将详细介绍用于信号处理和路由的无源光器件，如光耦合器、光分路器、滤波器（如FBG、AWG）的结构、插入损耗和串扰分析。重点在于光调制器。本书将全面覆盖电吸收调制器（EAM）和马赫-曾德尔调制器（MZM）的动态特性，包括$V_pi$电压、消光比和带宽限制。随后，我们将转向相干调制技术，详细解析如何利用光波的振幅、相位和偏振态来承载信息，这是实现100G及以上速率系统的基石。 --- 第二部分：高速率与长距离传输系统设计 本部分着眼于如何克服光纤传输中的非线性效应和噪声累积，实现超大容量和超长距离的稳定传输。 第四章：光纤非线性效应的建模与抑制 高速率、高功率的光信号在光纤中传播时，非线性效应成为主要的限制因素。本章将深入分析受激拉曼散射（SRS）、受激汤姆孙散射（STP）、四波混频（FWM）等关键非线性效应的物理机理及其对系统信噪比和信号完整性的影响。我们将介绍先进的非线性补偿技术，包括基于数字信号处理（DSP）的非线性预补偿（NLP）方法，以及光纤自身的非线性抑制策略，如使用特定的传输光纤或优化光功率谱密度。 第五章：相干光通信系统（Coherent Optics） 相干技术是当前光通信领域的核心。本章将从信息论的角度出发，阐述相干检测如何通过利用光载波的全部维度（相位、振幅、偏振）来极大地提高频谱效率。我们将详细推导接收机性能、本振光噪声对误码率的影响。重点介绍如何利用高速模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）实现复杂的信道均衡、载波恢复（频率和相位同步）以及偏振解复用（PDM）算法。 第六章：光网络中的波分复用（WDM）与网络架构 本书将详细阐述波分复用（WDM）技术，包括密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）的原理、器件实现与网络拓扑。重点分析WDM系统中光放大器（如EDFA、Raman放大器）的增益平坦化、噪声特性及功率动态范围管理。最后，本章将探讨全光网络（AON）的架构，以及如何集成光交叉连接（OXC）和动态波长选择器件，以构建灵活、可重构的光骨干网。 --- 第三部分：前沿技术与系统工程实践 本部分聚焦于面向未来的技术突破，以及将理论转化为实际工程系统的关键步骤。 第七章：超高速光传输的挑战与突破（400G/800G及以上） 面对日益增长的带宽需求，本章探讨了实现400Gbps、800Gbps甚至Tbps级传输的关键技术路线。这包括高阶调制格式（如PAM4、16QAM）的深入分析，及其在面对有限的带宽和噪声裕度时的性能权衡。我们将深入研究硅光子集成技术（Silicon Photonics）在降低成本、减小尺寸和提高集成度方面的巨大潜力，解析如何将激光器、调制器、探测器和复用器集成到单个芯片上。 第八章：光电测试、测量与系统验收 成功的系统部署依赖于精确的性能验证。本章详细介绍了光通信系统关键参数的标准测试方法。我们将讲解如何使用偏振分析仪、误码率测试仪（BERT）、光谱分析仪和误码率测试仪来测量系统的OSNR（光信噪比）、色散容限、非线性容限和时域眼图。此外，本章还涵盖了现场光纤链路的 OTDR（光时域反射仪）测试、损耗预算计算和系统级验收流程。 第九章：下一代光网络应用与发展趋势 本书最后一部分展望了光通信技术的未来方向。我们将探讨数据中心互联（DCI）对低延迟、低功耗光模块的需求和技术特点。同时，深入分析自由空间光通信（FSO）作为传统光纤的补充，在近地轨道卫星通信和城域网隙中的应用潜力与面临的大气湍流挑战。本章还将讨论人工智能和机器学习在光网络动态资源调度、故障预测与智能维护中的新兴应用。 --- 目标读者： 本书内容涵盖深度理论分析和工程实践案例，适合高等院校通信工程、电子工程、物理学专业的高年级本科生、研究生，以及在光通信、数据中心、电信运营商和光网络设备制造商工作的工程师和研发人员。掌握本书内容，读者将具备设计、分析和优化下一代高速光通信系统的核心能力。

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我手中这本《Multicarrier Communications》，仿佛是一本开启无线通信新篇章的钥匙。作为一名对现代通信技术充满好奇的读者，我对能够大幅提升数据传输效率和系统鲁棒性的技术尤为关注，而多载波通信无疑是其中的明星。它通过将宽带信道划分为大量的正交子载波，显著地缓解了多径衰落的影响，这在信号传输环境复杂多变的无线领域，简直是一项天才般的解决方案。我渴望在这本书中，深入探究 OFDM（正交频分复用）的精妙之处，理解它是如何巧妙地利用循环前缀（CP）来消除符号间干扰（ISI）的，又是如何通过正交性来避免载波间干扰（ICI）的。我期待书中能够详尽地解析其调制、解调、信道估计、均衡等关键技术环节，并提供丰富的数学推导和理论证明，让我能够从根本上理解其工作原理。同时，我也想了解，多载波通信是如何在实际系统中实现的，例如在基带信号处理、射频前端设计等方面需要考虑哪些挑战和优化。对于我来说，这本书不仅仅是技术的介绍，更是一种对解决复杂工程问题的智慧的致敬，我期待着通过它，能够对无线通信的底层技术有更深刻的认识，从而更好地理解我们身边无处不在的无线网络是如何工作的。

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这是一本让我对通信世界的运作方式产生全新认识的书籍，书名为《Multicarrier Communications》。我一直对信息传输的效率和可靠性充满好奇，而多载波通信，以其独特的设计理念，在我看来，是解决现代无线通信诸多难题的关键。它通过将一个宽带信道分割成许多相互正交的窄带子信道，有效地将信号分散到多个频率上进行传输，从而极大地提高了系统在复杂无线环境下的鲁棒性。我迫不及待地想深入了解OFDM（正交频分复用）的数学基础，理解它如何利用FFT（快速傅里叶变换）技术来实现高效的并行传输，以及循环前缀（CP）在消除符号间干扰（ISI）中的关键作用。我非常期待书中能够详细阐述各种信道估计和均衡技术，因为这直接关系到接收端能否准确地恢复原始信号。对于我这样的技术爱好者来说，理解多载波通信，就如同理解了现代高速数据传输的“脉络”，能够让我更深刻地认识到，从智能手机到无线网络，其背后隐藏的精妙工程设计。我希望这本书能够以严谨的逻辑和清晰的图示，带领我领略多载波通信的魅力，并理解它在不断发展的通信技术中扮演的核心角色。

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翻开《Multicarrier Communications》这本书，我仿佛踏入了一个充满数学智慧和工程巧思的领域。我一直对那些能够深刻改变我们技术格局的创新理念感到着迷，而多载波通信，无疑是无线通信领域的一项革命性技术。它通过将高带宽的信号分割成多个低带宽的子载波，巧妙地规避了多径衰落带来的符号间干扰，从而大幅提升了频谱利用率和系统性能。我对此技术的数学原理，特别是OFDM（正交频分复用）中子载波的正交性是如何通过频率间隔和信号长度来保证的，感到极为好奇。我也期待着能够深入了解FFT（快速傅里叶变换）和IFFT（逆快速傅里叶变换）在OFDM调制解调过程中的核心作用，以及如何通过引入循环前缀（CP）来有效消除符号间干扰（ISI）。对我而言，理解这些底层技术，就像是学习一门新的语言，能够让我更好地理解和欣赏现代通信系统的设计和优化。我希望这本书能够以一种严谨且富有启发性的方式，引导我深入理解多载波通信的方方面面，从而为我未来在通信领域的学习和探索打下坚实的基础。

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一本在我书架上沉甸甸的书，封面上“Multicarrier Communications”几个字，就足以让我产生无限遐想。我一直对通信技术的前沿领域抱有极大的兴趣，而多载波通信作为一种能够大幅提升频谱利用率、克服多径衰落的关键技术，在我看来，简直是通信世界的一场革命。想象一下，在一个拥挤不堪的无线频谱里，如何高效地传递海量信息，如何让信号在复杂的环境中依然能够清晰可靠地到达目的地，这一切都离不开多载波通信的精妙设计。这本书，对我来说，不仅仅是一本技术手册，更像是一扇通往未来通信世界的窗户，让我得以窥见那些正在改变我们生活方式的创新理念。我渴望从中学习到，究竟是什么样的数学原理和工程技巧，让这种技术如此强大，又如何在实际应用中发挥出巨大的潜力。我期待着，能够通过这本书，深入理解诸如OFDM（正交频分复用）、OFDMA（正交频分多址接入）等核心概念，以及它们背后所蕴含的信号处理的精妙之处。我尤其想知道，在快速发展的5G、6G时代，多载波通信是如何演进和发展的，它又将如何为物联网、自动驾驶、虚拟现实等新兴应用提供强大的技术支撑。我希望这本书能够以一种既严谨又易懂的方式，带领我一步步揭开多载波通信的神秘面纱，让我从一个旁观者变成一个能够理解和欣赏其中奥妙的爱好者，甚至为未来的技术发展贡献一份力量。

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在我看来，《Multicarrier Communications》这本书，不仅仅是一本技术手册，更是一部通信工程的智慧结晶。我对那些能够突破技术瓶颈、引领行业发展的核心技术有着天然的追求，而多载波通信，正是这样一项将效率和鲁棒性完美结合的技术。它巧妙地将宽带信道划分为大量的窄带正交子载波，使得每个子载波上的信号带宽远小于信道的相干带宽，从而将一个具有严重多径衰落的宽带信道，变成了一系列近乎平坦的窄带信道，极大地简化了均衡的难度。我迫不及待地想探究，OFDM（正交频分复用）是如何在数学上保证子载波的正交性的，以及如何通过循环前缀（CP）来有效对抗符号间干扰（ISI）。我尤其希望能看到书中对信道估计和均衡技术的详细论述，因为这直接关系到多载波通信的实际性能。对我而言，理解多载波通信，就如同理解了现代无线通信系统（如Wi-Fi、LTE、5G）的“心脏”，它让我能够更深入地洞察这些技术是如何工作的，以及它们是如何支撑起我们日益依赖的数字世界的。

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这本《Multicarrier Communications》在我眼中，更像是一本承载着通信工程智慧的百科全书。我一直对那些看似抽象的技术背后所蕴含的物理原理和数学逻辑感到着迷，而多载波通信无疑是其中的佼佼者。它的核心思想——将宽带信号分割成多个窄带子载波进行传输，这本身就是一种极具创新性的思维方式。这种将“大”化“小”，将复杂问题分解为多个简单问题的策略，在很多科学领域都有着深刻的体现，而在通信领域，它带来的效益是革命性的。我迫不及待地想要了解，这种技术是如何在物理层面上解决多径效应带来的符号间干扰（ISI）和载波间干扰（ICI）的，以及它如何利用FFT（快速傅里叶变换）等算法来高效实现调制和解调。我特别期待书中能够详细阐述各种多载波调制方案的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。从早期的OFDM，到后来的OFDMA，再到如今在LTE、5G中扮演着核心角色的各种演进，我希望这本书能够勾勒出多载波通信发展的完整脉络，让我清晰地看到技术的每一次迭代是如何带来性能的飞跃。对于我这样一位技术爱好者来说，理解这些底层原理，就如同掌握了打开未来通信大门的钥匙，让我能够更好地预见和拥抱下一代通信技术的浪潮。

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《Multicarrier Communications》这本书，对我而言，不仅仅是一堆技术术语的堆砌，更是一次对通信科学精妙设计的探索之旅。我对那些能够将复杂问题化繁为简、带来颠覆性创新的技术解决方案尤为青睐，而多载波通信，正是这样一项技术。它将一个宽带信号分割成多个窄带正交子载波，巧妙地将一个对均衡要求很高的宽带信道，转换成了一系列对均衡要求较低的窄带信道，从而大大提升了系统的鲁棒性。我迫不及待地想要深入了解OFDM（正交频分复用）背后的数学原理，理解子载波的正交性是如何通过精心设计的频率间隔和时间长度来实现的，以及FFT（快速傅里叶变换）和IFFT（逆快速傅里叶变换）如何在调制解调过程中发挥关键作用。我同样对循环前缀（CP）在消除符号间干扰（ISI）中的作用充满好奇。对我来说，理解多载波通信，就是理解了现代高速数据传输的“基石”，它让我能够更好地欣赏我们每天都在使用的无线技术背后的智慧。

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这本《Multicarrier Communications》在我手中，是一扇通往现代无线通信核心技术的大门。我一直对那些能够显著提升信息传输效率和可靠性的技术解决方案抱有浓厚的兴趣，而多载波通信，无疑是解决当前无线通信面临诸多挑战的关键。它通过将高数据速率的信号分割成数量众多的窄带子载波，巧妙地规避了多径衰落带来的符号间干扰（ISI）和载波间干扰（ICI），极大地提高了频谱利用率和系统性能。我热切地希望能够在这本书中，深入理解OFDM（正交频分复用）的数学模型，包括子载波的正交性是如何通过频率和时间维度上的设计来实现的，以及FFT（快速傅里叶变换）和IFFT（逆快速傅里叶变换）在其中的核心地位。我同样期待书中能够详细阐述循环前缀（CP）的作用，以及在实际通信系统中如何进行信道估计和均衡，以确保信号的可靠接收。对我而言，掌握多载波通信的技术精髓，就是掌握了理解诸如Wi-Fi、LTE、5G等先进通信系统运作方式的关键，这让我对未来的通信技术发展充满了期待。

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这本《Multicarrier Communications》在我书架上占有一席之地，它所代表的技术，在我眼中，是现代通信领域的一项里程碑式的创新。我对那些能够显著提升信息传输速度和可靠性的技术有着浓厚的兴趣，而多载波通信，无疑是其中的翘楚。它通过将高数据速率的信号分割成多个低数据速率的子载波进行传输，极大地削弱了多径效应带来的符号间干扰，使得在复杂的无线环境中实现高速数据传输成为可能。我特别期待能够深入理解OFDM（正交频分复用）的核心原理，包括其数学模型、子载波正交性的实现方式，以及如何利用FFT（快速傅里叶变换）和IFFT（逆快速傅里叶变换）来进行高效的调制和解调。我渴望在这本书中找到关于循环前缀（CP）如何消除符号间干扰（ISI）的详细解释，以及如何在实际系统中进行精确的信道估计和均衡。对我而言，掌握多载波通信的技术精髓，就是掌握了理解当下和未来无线通信系统运作方式的关键，这令我充满了探索的动力。

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《Multicarrier Communications》这本书，在我看来，是理解现代高速数据传输基石的一部重要著作。我对通信技术的每一次进步都报以极大的热情，而多载波通信，尤其是在宽带无线通信领域，扮演着举足轻重的角色。它以一种“化繁为简”的智慧，将高数据速率的传输任务分解到大量低数据速率的子载波上，从而有效对抗信道的多径衰落，极大地提高了频谱利用效率。我特别希望这本书能深入浅出地阐述OFDM（正交频分复用）的核心原理，从数学上理解其子载波的正交性是如何实现的，以及如何利用FFT（快速傅里叶变换）和IFFT（逆快速傅里叶变换）来高效地完成信号的调制与解调。我渴望了解，在实际的通信系统中，如何进行精确的信道估计，以便对接收到的信号进行有效的均衡，从而抵消由于多径效应和其他信道损伤带来的影响。此外，我也对多载波通信在不同标准中的应用，例如Wi-Fi、LTE、5G等，充满了好奇，希望这本书能够梳理出这些技术演进的脉络，以及它们在实际部署中遇到的挑战与解决方案。对我而言，掌握多载波通信的技术精髓，就如同拥有了一把解锁现代数字通信世界的钥匙，能够让我更深入地理解我们赖以生存的数字生活是如何实现的。

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