Digital Communication Systems using MATLAB and Simulink pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Bookstand Publishing

作者:Dennis Silage

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2009-08-18

价格:USD 24.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781589096219

丛书系列:

图书标签:

• SDR
• Digital Communication
• MATLAB
• Simulink
• Communication Systems
• Signal Processing
• Wireless Communication
• Modulation
• Coding
• Filtering
• Simulation
• Engineering

深入探索现代通信技术：从理论基石到前沿应用 本书聚焦于现代通信系统设计的核心原理与实践操作，旨在为读者提供一个全面、深入且极具操作性的学习路径。 我们不侧重于特定工具软件的演示，而是着眼于构建稳固的通信理论框架，并将其转化为可实现的系统模型。本书的覆盖范围广泛，涵盖了从基础信号处理到复杂多址接入方案的各个关键环节。 第一部分：通信系统的基础与建模 本部分奠定了理解现代通信系统的基石。我们从信息论的视角出发，回顾香农的信道容量定理，强调了在有限带宽和噪声环境中有效传输信息的理论极限。接着，我们详细阐述了随机过程在通信中的重要性，特别是维纳过程、高斯过程和马尔可夫过程，它们是描述噪声和信道衰落的数学工具。 随后，内容深入到模拟与数字调制技术的精髓。我们不仅仅停留在星座图的展示，而是深入分析了幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）的频谱特性、抗噪声性能以及实现复杂度。对于数字调制，本书系统地剖析了基带传输——如脉冲成形（升余弦滤波器设计）、均衡技术（如迫零均衡器和判决反馈均衡器）——以及带通传输——包括PSK、QPSK、M-ary QAM 等调制方式的理论误码率（BER）推导及其在不同信道条件下的性能权衡。特别地，我们探讨了如何利用格结构来优化数字基带系统的性能，并分析了连续相位调制（CPM）的优势。 第二部分：信道编码与纠错机制 高效的通信离不开鲁棒的纠错能力。本书的这一部分致力于揭示信道编码的数学原理和实际应用。我们从经典编码（如汉明码、BCH码、里德-所罗门码）的代数结构入手，解释了它们的编码过程、检错和纠错能力是如何通过有限域代数保证的。 随后，我们将重点转向现代高性能编码技术。卷积码的系统结构、Viterbi 译码算法的动态规划过程被细致解析，同时我们也探讨了高效的Turbo码原理，包括交织器（Interleaver）的作用、迭代译码框架，以及它们如何接近香农极限。对于日益重要的低密度奇偶校验码（LDPC），本书阐述了其稀疏校验矩阵的构建、概率图模型的应用，以及可靠的概率最大化（PM）或最小和（Min-Sum）译码算法。编码增益的量化分析贯穿始终，帮助读者理解不同编码方案在实际信噪比（SNR）下的性能提升。 第三部分：多址接入与系统容量扩展 现代频谱资源紧张，高效利用是关键。本书深入探讨了多址接入（MA）技术，这是实现多用户通信的核心。我们详细比较了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）的优缺点。 在CDMA部分，我们着重分析了扩频技术，包括伪随机噪声（PN）序列的生成、自相关与互相关特性，以及在莱斯衰落和瑞利衰落信道下的性能。关键的功率控制机制和近远效应的缓解策略被详细讨论。 对于OFDMA，本书阐述了其基于傅里叶变换的优雅结构，如何实现频率选择性衰落的频率分集增益，以及如何通过子载波分配和功率分配优化系统容量。我们还讨论了如何将OFDMA与MIMO技术结合，以实现更高的频谱效率。 第四部分：先进通信技术与前沿展望 本部分将读者的视野拓展到高性能通信系统的核心驱动力——多天线技术与认知无线电。 MIMO（多输入多输出）系统是实现频谱效率飞跃的关键。我们详细分析了信道容量的晴空定律（Free-space path loss）和大规模MIMO（Massive MIMO）系统的理论基础。空分复用（SDM），如迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）预编码/解码方案，其数学推导和对干扰消除的有效性被清晰展示。同时，我们也探讨了空时分组码（STBC）在提高系统可靠性方面的应用。 在认知无线电（CR）方面，本书着重于频谱感知（Spectrum Sensing）的理论挑战。我们分析了能量检测、匹配滤波检测的性能极限，以及如何利用循环平稳性检测和协作感知来提高对次级用户的检测概率，同时最小化对初级用户的干扰。 第五部分：系统性能评估与优化 本书的实践导向体现在对系统级性能评估的深入讨论上。我们不再局限于理想高斯噪声信道，而是转向实际的无线信道模型。这包括对瑞利衰落、莱斯衰落、菲德尔衰落等模型的统计特性分析，以及如何通过蒙特卡洛仿真来准确估计系统的端到端性能，例如平均误码率（BER）曲线、吞吐量和时延。 优化策略是本部分的重点。我们讨论了功率分配的优化问题，如何根据信道状态信息（CSI）实现水填充算法以最大化系统吞吐量。此外，现代通信系统中的时钟同步和频率补偿的挑战及其在OFDM系统中的处理方法也被纳入讨论范围。 本书通过严谨的数学推导、清晰的逻辑结构和对核心概念的深刻剖析，为有志于通信系统设计、分析和研究的工程师和研究人员，提供了一部不可或缺的参考资料。它强调理论的深度与实际工程约束的平衡，旨在培养读者构建和评估下一代通信系统的能力。

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说实话，一开始我对这类偏向工具使用的书籍持保留态度，总担心它会牺牲理论深度去追求操作的便捷性。但《Digital Communication Systems using MATLAB and Simulink》完全颠覆了我的看法。这本书的理论深度是毋庸置疑的，它对诸如载波同步、定时恢复这些对系统性能至关重要的环节的阐述，体现了深厚的专业功底。然而，它的高明之处在于，它并没有让晦涩的数学公式成为学习的障碍。作者将复杂的数学模型转化为 Simulink 模块，让读者可以直观地观察到参数变化对系统行为的影响。我特别喜欢书中关于多径效应和均衡器的处理部分，它不仅仅展示了线性均衡器的实现，还对比了更复杂的盲均衡算法在实际环境中的表现。这种“理论驱动实践，实践反哺理论”的学习闭环，让我的学习效率得到了极大的提升。我感觉自己不再是孤立地学习一个个技术点，而是参与到构建一个完整、可运行的通信链路中去。对于那些需要在项目周期内快速交付仿真验证成果的工程师而言，这本书的价值简直是无法估量。

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这本书的排版和内容组织方式，为我打开了一个全新的视角来看待通信原理的学习过程。它非常注重“动手实践”的重要性，几乎每一章都伴随着详尽的案例分析和可复现的代码。我发现，很多概念，比如信噪比（SNR）的精确计算，或者在存在非理想情况下（如频率偏移）的性能退化，只有通过实际仿真才能真正体会到其中的细微差别。作者在讲解均衡技术时，深入探讨了如何选择合适的滤波器长度和截断方式，这都是教科书上通常一笔带过的内容。更让我印象深刻的是，它对现代无线通信标准中一些关键模块的实现逻辑进行了提炼和简化，使得我们不必被冗长标准文档所困扰，就能快速建立起对核心技术的掌握。我用书中的例子快速复现了一个 LTE 简化系统的关键部分，发现其 BER 曲线与文献报告的高度一致性，这极大地增强了我对书中方法的信心。这本书的价值不仅仅在于教授 MATLAB/Simulink 的使用，更在于提供了一套行之有效的、工程化的通信系统设计方法论。

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对于那些习惯于自学或者在职进修的专业人士来说，一本好的参考书需要具备高度的自洽性和实用性。我个人认为，这本书在这两方面都表现优异。它的内容组织逻辑遵循了信号从发射端到接收端的完整流程，条理清晰，循序渐进，完全可以作为一本“工具手册”常备案头。书中对功率谱密度的分析和设计部分，处理得非常专业，它清晰地展示了如何通过脉冲整形滤波器来控制发射信号的带外辐射，这对于射频兼容性设计至关重要。此外，书中对系统级噪声源的建模和累积效应的分析，细致入微，帮助我修正了过去对系统总噪声预算的片面理解。这本书的语言风格兼具学术的严谨性和工程的务实性，使得我们在学习复杂算法的同时，不会脱离实际应用的土壤。我强烈推荐给所有从事通信系统设计、性能分析和算法验证的工程师，它提供了一个既深入又易于上手的学习路径，是提升实战能力的绝佳资源。

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我必须要说，这本书在系统化地组织数字通信知识体系方面做得非常出色，结构清晰得令人赞叹。我过去在学习无线通信基础时，总是感觉知识点之间像散落的珍珠，难以串联成完整的脉络。这本书通过一个统一的、基于工具链的框架，将基础的基带处理、多址接入技术、到高级的 MIMO 系统，都串联了起来。尤其是在介绍频谱效率和功耗平衡时，作者并没有采用那种生硬的公式堆砌，而是巧妙地融入了工程上的权衡取舍。阅读体验上，行文流畅，逻辑推导严密，但又不会让人感到枯燥乏味。作者似乎非常理解学习者在面对新概念时的困惑点，总能在关键的转折处给出恰到好处的解释和补充说明。书中对各个模块性能指标的评估部分，设计得非常严谨，从误码率（BER）到误帧率（FER）的对比分析，都给出了清晰的仿真步骤和结果解读。这本书不仅仅是教会你如何“做”仿真，更重要的是教会你如何“思考”通信系统的设计，培养一种系统级的优化思维。对于研究生阶段需要进行通信理论研究的同学来说，它提供了一个极佳的起点和参考基准。

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这本书简直是为那些想在数字通信领域深耕的工程师和学生量身定制的宝藏。我花了大量时间在处理各种复杂的调制解调和信道编码问题上，市面上很多教材往往理论性太强，代码示例又少得可怜，让人看了云里雾里。但是，这本书的视角非常独特，它没有停留在纯粹的数学推导上，而是直接把我们带入了实际操作的层面。MATLAB 和 Simulink 的结合使用，极大地降低了理解和验证复杂算法的门槛。比如，书中对 OFDM 系统的深入剖析，不仅仅是讲解了 IFFT/FFT 的原理，更重要的是，它提供了完整的、可以直接运行的仿真环境。我特别欣赏作者在讲解信道衰落模型时所采用的直观方法，通过拖拽模块就能看到不同信道对信号星座图的影响，这种“所见即所得”的学习体验是传统教科书无法比拟的。此外，对 LDPC 和 Turbo 码等现代前向纠错技术的实现细节，书中讲解得非常细致，即便是初次接触这些高级编码方案的读者，也能通过书中的例子快速搭建出性能评估平台。总而言之，如果你希望快速将理论知识转化为实际的仿真能力，这本书绝对是案头的必备工具书，它真正实现了理论与实践的完美嫁接。

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