现代通信技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:张亮

出品人:

页数:286

译者:

出版时间:2009-5

价格:28.00元

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isbn号码:9787302196938

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《数字信号处理在嵌入式系统中的前沿实践》 图书简介 本书深入探讨了数字信号处理（DSP）技术在当前嵌入式系统设计与应用中的核心地位与前沿发展。随着物联网（IoT）、可穿戴设备、智能传感器网络以及工业自动化等领域的飞速发展，对嵌入式系统实时性、能效比和算法复杂度的要求日益提高，使得传统的微控制器（MCU）架构在处理复杂的信号采集、滤波、分析和决策任务时显得力不从心。本书旨在弥合理论与实践之间的鸿沟，为工程师、研究人员和高级学生提供一套全面、系统且高度实用的技术指导。 全书内容组织严谨，从基础理论的夯实出发，逐步过渡到复杂系统的构建与优化。全书共分为七个主要部分，涵盖了从基础数学工具到前沿应用案例的完整知识体系。 第一部分：嵌入式DSP系统基础与硬件选型 本部分首先对嵌入式系统与数字信号处理的交叉领域进行界定，明确现代嵌入式平台（如Cortex-M系列、DSP微处理器以及FPGA/SoC架构）在信号处理任务中的优势与劣势。重点解析了DSP硬件的架构特性，包括哈佛/冯·诺依曼结构对比、乘累加器（MAC）单元的性能指标、流水线深度对实时性的影响，以及定点与浮点运算的适用场景。此外，详细阐述了高效的模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）在系统中的关键作用，包括采样定理的实际应用、量化误差分析，以及如何根据具体的信号频谱特性选择合适的硬件接口与时钟源。针对功耗敏感型应用，本章还引入了低功耗DSP设计原则，如时钟门控、电压缩放（DVFS）在信号处理流程中的动态管理策略。 第二部分：核心DSP算法的嵌入式实现 这是本书的核心技术章节。我们摒弃了对纯数学推导的冗长描述，转而聚焦于如何将经典的DSP算法转化为高效、内存受限的嵌入式代码。 快速傅里叶变换（FFT）优化： 详细介绍了定点FFT的实现细节，包括蝶形运算的内存访问模式优化、查找表（LUT）的生成与管理，以及如何利用DSP指令集（如SIMD/VLIW）进行并行化加速。针对不同规模的数据集，提供了滑动窗口FFT和分段FFT的性能对比与工程选型指南。 数字滤波器设计与移植： 深入剖析了FIR和IIR滤波器的设计流程（包括窗函数法、频率采样法、双线性变换法）。重点在于如何将连续时间滤波器转换为离散时间模型，并讨论了定点运算中的溢出与精度损失补偿技术。提供了针对ARM Cortex-M的CMSIS-DSP库函数调用的实战案例，对比其性能与手写代码的差异。 自适应滤波技术： 重点讲解了LMS（最小均方）和NLMS算法在噪声消除和回声消除中的嵌入式实现。分析了收敛因子（ $mu$ ）在非平稳环境下的动态调整策略，并讨论了在资源受限平台上实现这些迭代算法时的计算复杂度控制。 第三部分：嵌入式实时操作系统（RTOS）下的信号调度 信号处理任务往往具有严格的时序约束。本部分探讨了如何在RTOS环境下高效地调度DSP任务。内容涵盖了任务优先级分配、中断服务程序（ISR）对信号处理链的影响，以及如何利用信号处理专用的调度策略，如“生产者-消费者”模型、环形缓冲区（Circular Buffer）的无锁访问机制，以确保数据流的连续性和低延迟。我们详细演示了使用FreeRTOS或类似RTOS在多核异构处理器上实现信号采集、处理和通信任务的并发执行方案。 第四部分：传感器数据融合与状态估计 现代嵌入式系统很少只处理单一信号源。本部分聚焦于多传感器数据融合技术在嵌入式平台上的落地。重点分析了扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）的简化版本在姿态估计（如IMU数据融合）中的应用。强调了如何对非线性模型进行雅可比矩阵的解析或数值近似计算，并针对嵌入式系统的浮点运算限制，给出了定点化EKF的稳定实现建议。此外，还讨论了基于粒子滤波（PF）的非高斯噪声环境下状态估计的初步探索。 第五部分：低功耗与边缘AI的融合 随着“边缘智能”概念的兴起，DSP和机器学习的结合成为热点。本部分着重于深度学习模型的量化、剪枝和知识蒸馏技术在嵌入式DSP上的部署。详细介绍了TensorFlow Lite Micro等框架的底层机制，以及如何利用DSP的并行计算单元加速卷积神经网络（CNN）的推理过程。对于功耗敏感的语音识别或关键词检测，探讨了固定点模型的精度损失评估与可接受阈值的确定。 第六部分：嵌入式系统中的高级调制解调技术（通信篇章延伸） 本部分将DSP理论应用于软件无线电（SDR）和嵌入式通信模块。重点讲解了正交频分复用（OFDM）系统的关键模块——循环前缀（CP）插入与移除、FFT/IFFT的映射、信道估计与均衡在嵌入式处理器上的实时计算。对于低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRa，详细分析了其线性调频（Chirp）信号的解调算法在DSP上的高效实现路径，并讨论了同步和载波频率偏移校正的实时处理方法。 第七部分：调试、测试与性能度量 理论实现后，性能验证至关重要。本章提供了嵌入式DSP系统调试的实用工具和方法论。涵盖了实时波形捕获（Logic Analyzer/Oscilloscope结合嵌入式Trace功能）、JTAG/SWD调试下的断点设置、内存/寄存器视图分析。更重要的是，本书提供了详细的性能度量指标，如延迟（Latency）、抖动（Jitter）、每样本功耗（Power per Sample），以及如何使用硬件性能计数器（如DWT Cycle Counter）对算法瓶颈进行精确剖析，从而指导代码的进一步优化。 本书的特点在于其极强的工程导向性，所有理论讲解均紧密围绕实际嵌入式平台的资源约束和实时性要求展开，通过大量的伪代码、C/C++实现片段和系统级架构图，确保读者能够快速掌握将尖端DSP算法转化为可靠、高效的嵌入式产品的关键技能。

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我一直对科技发展带来的社会变迁很感兴趣，也经常会阅读一些科普类的书籍，来了解新技术是如何改变我们的生活的。《现代通信技术与应用》这本书，恰恰是这样一本能够引发深度思考的读物。它不仅仅是在介绍技术本身，更重要的是，它让我们看到了技术背后所蕴含的巨大能量，以及它如何深刻地影响着我们的社会结构、经济模式乃至人际交往方式。 书中的案例分析非常到位，比如如何通过通信技术的进步，推动了全球化进程，促进了信息共享，甚至改变了我们获取知识和娱乐的方式。当我读到关于智能城市、智慧医疗等应用场景时，我仿佛看到了一个更加便捷、高效、充满无限可能的未来。这本书让我意识到，通信技术已经不再是单纯的技术问题，它已经上升到了一种社会基础设施的高度，是我们构建未来社会不可或缺的基石。

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作为一名有着多年电子工程背景的从业者，我必须说，这本书在理论深度和实践指导性上都做得非常出色。它不仅系统性地梳理了当前主流的通信技术，更深入地探讨了这些技术背后的核心原理和发展脉络。书中对于信号处理、调制解调、编码纠错等关键环节的阐述，逻辑清晰，条理分明，既有扎实的理论支撑，又不失对实际工程应用的考量。我尤其欣赏作者在介绍一些前沿技术时，能够结合具体的应用场景和潜在挑战进行分析，这对于我们这些需要将理论付诸实践的人来说，具有极高的参考价值。 而且，这本书的内容涵盖面非常广，从基础的蜂窝通信到更复杂的卫星通信，再到新兴的无线通信技术，几乎囊括了现代通信的各个重要分支。这让我能够在短时间内对整个通信技术领域有一个更全面的认识，并且能够快速找到自己感兴趣并需要深入研究的方向。我已经在工作中的一些难题上，从这本书中找到了新的思路和解决方案，这无疑大大提升了我的工作效率和创新能力。

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我最近在学习一些新的技术，正好遇到了这本书，可以说是及时雨！我是一名软件开发工程师，虽然平时接触的主要是上层应用，但对于底层的通信原理一直感到好奇，也知道理解这些对开发更优化的应用至关重要。这本书的内容，用一种非常易于接受的方式，将那些我原本觉得高不可攀的通信概念，变得触手可及。它没有过多地纠缠于复杂的数学公式，而是着重于讲解概念的形成、发展的逻辑以及在实际中的应用。 比如，书中关于数据传输效率的分析，以及各种编码技术如何优化传输质量，这些内容都让我受益匪浅。我开始能够理解为什么在网络环境不好的情况下，某些应用会卡顿，或者某些信息会丢失。更重要的是，书中对未来通信发展方向的探讨，比如边缘计算、网络切片等，让我看到了如何将这些技术更好地应用到我的开发实践中，如何设计出更具前瞻性的产品。这本书真的让我打破了技术壁垒，对整个科技生态有了更宏观的认识。

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对于一个刚步入大学，并且选择了通信工程专业的学生来说，这本《现代通信技术与应用》简直是为我们量身定做的。一开始我对这个专业充满了热情，但同时也有点担忧，怕那些理论知识太过枯燥，难以理解。这本书彻底打消了我的疑虑。它不仅为我们打下了坚实的理论基础，更重要的是，它让我们看到了这些理论在现实世界中的强大生命力。 书中大量的实例和图解，将抽象的通信原理具象化，让我能够更直观地理解信号的传输、网络的构建以及各种应用的实现。我特别喜欢书里关于不同通信标准对比的部分，这让我对5G、Wi-Fi等技术有了更清晰的认识，也为我后续的学习指明了方向。这本书让我对未来的学习充满了信心，也让我更加渴望去探索这个充满活力的通信领域。

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这本书我真的太喜欢了，当初抱着试试看的心态买的，没想到完全超出我的预期！作为一名对新兴科技充满好奇的普通读者，我一直渴望能有一本书，能够用通俗易懂的语言，带我领略那些高深莫测的“黑科技”是如何一步步走进我们的生活的。这本书恰恰满足了我的这个愿望。它没有一开始就抛出晦涩的专业术语，而是从我们每天都能接触到的场景出发，比如智能手机的信号是怎么来的，我们为什么能随时随地打电话、发信息，甚至流畅地观看高清视频。作者巧妙地将复杂的原理，通过生动的比喻和生活化的例子进行解读，让我这个门外汉也能轻松理解。 它更像是一场思想的盛宴，让我对“连接”这个概念有了全新的认识。以前我只觉得手机就是手机，网络就是网络，但读完这本书，我才意识到，在这背后，是无数科学家和工程师们付出的智慧和努力，是跨越了无数技术障碍的创新。书中对于未来通信趋势的展望更是让我激动不已，5G、6G、物联网、人工智能与通信的深度融合，这些词汇不再是遥不可及的概念，而是栩栩如生的未来图景，仿佛触手可及。我甚至开始思考，在不久的将来，我们的生活会因为这些技术发生怎样的颠覆性变化。

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