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出版者:科学出版社

作者:小野濑一志

出品人:

页数:272

译者:张秀琴

出版时间:2003-1

价格:36.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030116994

丛书系列:

图书标签:

• 局域网
• OHM通信
• 实用技术
• 网络技术
• 通信技术
• 工业网络
• 自动化
• 技术手册
• 工程师
• 协议分析

现代通信系统设计与优化：从理论基础到前沿应用 本书导读： 在信息技术飞速发展的今天，通信系统已成为连接世界、驱动创新的核心基础设施。本书旨在为读者构建一个全面、深入且实用的现代通信系统知识体系，内容涵盖从基础的信号处理理论到复杂的系统级设计与优化策略，聚焦于当前主流及未来新兴的无线和有线通信技术。我们力求将晦涩的理论与实际工程问题紧密结合，使读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 第一部分：通信系统基础与信号处理精要 本部分是构建整个通信知识体系的基石，侧重于数学工具的引入、信息论的原理阐述以及核心信号处理技术在通信中的应用。 第一章：信息论与编码基础 本章从香农的开创性工作出发，深入探讨信息量的度量、信源熵、互信息等核心概念。重点分析了信道容量的限制及其意义。随后，详细介绍信道编码的原理，包括线性分组码（如汉明码、BCH码）、卷积码及其译码算法（如维特比译码）。同时，对现代高效编码技术如低密度奇偶校验码（LDPC）和Turbo码的结构、编码流程及性能优势进行了剖析，为后续的可靠传输打下基础。 第二章：调制解调技术：从基带到射频 本章系统梳理了数字调制技术。从基础的振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）入手，过渡到更高效的幅度与相位联合调制技术——正交幅度调制（QAM）。详细分析了不同调制方式的星座图、误码率性能以及抗噪声能力。此外，本章深入探讨了载波同步、位定时等关键的基带信号处理环节，并简要介绍了上变频和下变频过程中的关键组件和非理想因素对信号质量的影响。 第三章：随机过程与噪声理论 随机过程是分析通信系统性能（特别是在有噪声信道中）的数学框架。本章详述了高斯过程、平稳过程和遍历过程的性质。重点分析了白噪声和带限噪声在通信系统中的建模与处理。通过对接收机处噪声功率谱密度的计算，为误码率性能的精确评估提供了必要的理论工具。 第二部分：高级无线信道与多址接入 随着频谱资源的日益紧张，如何有效地利用和对抗复杂的无线信道成为现代通信的核心挑战。 第四章：无线信道建模与衰落分析 本章深入研究无线信道的物理特性。内容包括自由空间传播、反射、绕射和散射等现象的机理。系统介绍了窄带和宽带信道的统计模型，如瑞利衰落和莱斯衰落模型，并讲解了如何使用这些模型来估计信道冲激响应。对于多径效应，本章详细分析了码间串扰（ISI）的产生机制及其对信号传输的影响。 第五章：多径信道均衡技术 为了对抗多径引起的ISI，均衡技术至关重要。本章详细介绍了判决反馈均衡器（DFE）和迫定制导均衡器（MMSE-LE）的设计原理、实现框图及性能权衡。此外，还探讨了信道估计在动态环境中实现有效均衡的关键技术，包括最小均方误差（MMSE）估计和迫零（ZF）估计。 第六章：多址接入技术与频谱共享 本部分聚焦于允许多用户共享同一物理资源的技术。详细对比了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）的原理、优点与局限性。特别关注了正交频分多址（OFDMA）的原理及其在4G/5G系统中的核心地位，包括子载波的保护间隔设计和循环前缀的引入目的。此外，本章还引入了认知无线电和动态频谱接入的概念，探讨未来频谱共享的可能性。 第三部分：MIMO系统与现代蜂窝网络架构 大规模多输入多输出（MIMO）技术是当前无线通信性能飞跃的关键驱动力。 第七章：多输入多输出（MIMO）系统理论 MIMO系统利用空间维度实现容量和可靠性的提升。本章首先讲解了信道容量的提升机制，包括空间复用和分集增益。随后，深入探讨了预编码技术（如迫零预编码、对角化预编码）和迫零检测技术在多用户MIMO（MU-MIMO）和单用户MIMO（SU-MIMO）中的应用。还介绍了波束赋形（Beamforming）技术在提高特定方向信号增益方面的作用。 第八章：正交频分复用（OFDM）系统原理与实现 OFDM因其对多径信道的高度鲁棒性成为宽带通信的基础。本章详细阐述了OFDM的原理，包括将宽带信道划分为多组窄带正交子载波的方法。重点分析了循环前缀（CP）的作用、DFT/IDFT在发射端和接收端的应用，以及如何通过IFFT/FFT模块高效实现信号的调制与解调。同时，讨论了OFDM系统中对定时偏移、频率偏移的敏感性及其相应的补偿措施。 第九章：4G/5G核心网架构与关键技术 本章将理论知识应用于现代蜂窝网络。详细介绍了LTE（4G）和NR（5G）的关键技术演进，包括eMBB、mMTC和uRLLC三大应用场景的需求分析。重点解析了5G新型空口（NR）中的关键创新，如灵活的子载波间隔、新的波束管理流程以及核心网（EPC/5GC）的演进，特别是服务化架构（SBA）对网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）的支撑。 第四部分：网络性能优化与仿真验证 理论设计必须通过仿真和实际部署来验证和优化。 第十章：链路级仿真与系统级性能评估 本章指导读者如何利用现代仿真工具（如MATLAB/Simulink或专业的通信仿真平台）来构建通信链路模型。详细介绍了如何精确模拟高斯噪声、瑞利衰落信道，并计算最终的误比特率（BER）曲线。探讨了系统级仿真中宏观参数（如小区划分、干扰模型）对吞吐量和用户体验的影响。 第十一章：信道编码的迭代译码与性能极限 本章回到编码理论的高级应用，重点分析了Turbo码和LDPC码的迭代译码过程。详细讲解了最大后验概率（MAP）和最大似然（ML）译码算法的原理，以及它们如何使实际误码率性能无限接近香农极限。本章强调了迭代次数与译码复杂度的权衡。 第十二章：网络资源管理与能效优化 在实际网络中，资源调度决定了整体性能。本章讨论了如何进行功率控制、负载均衡和调度算法的设计。重点分析了在保证服务质量（QoS）的前提下，如何通过优化波束赋形和休眠模式管理，实现面向绿色通信的能效优化策略。 总结： 本书结构严谨，内容涵盖了数字通信的原理、无线信道环境的挑战、多天线技术的前沿突破，以及现代蜂窝网络的设计与优化策略。它不仅是通信工程专业学生深入学习的教材，也是从事无线通信系统研发、网络规划与优化工程师提升专业技能的有力参考工具。通过对本书的学习，读者将能够独立分析和设计高性能的现代通信系统。

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这本书的封面设计倒是挺吸引我的眼球的，那种深邃的蓝色调，配上简洁的标题字体，一看就知道是本专业性很强的工具书。我平时工作对网络这块接触得不算少，但总觉得理论知识和实际操作之间总有点隔阂。拿到手翻了翻，里面的章节结构安排得很有条理，从基础的网络架构到一些复杂的配置和故障排查，覆盖面挺广的。比如讲到子网划分那块，作者用了好几个生动的例子，让我这个学过但理解得不够深的人，一下子茅塞顿开。当然，对于那些已经非常资深的工程师来说，可能里面的基础内容会显得略微浅显，但作为一本可以随时翻阅的速查手册，它的价值是毋庸置疑的。我尤其欣赏它在排版上的一些细节处理，比如关键术语的加粗和图表的清晰度，这在阅读技术书籍时至关重要，能大大提高效率，减少阅读疲劳。总的来说，这是一本可以放在办公桌边，随时需要就能快速找到答案的实用型书籍。

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从一个资深网络爱好者的角度来看，这本书在对OSI七层模型进行阐述时，展现出了一种难得的老派严谨性。它没有被最新的技术潮流冲昏头脑，而是坚实地立足于网络通信的基石之上。我特别欣赏它对数据帧结构和MAC地址学习机制的详尽解释，这些看似枯燥的基础知识，恰恰是理解所有上层协议性能瓶颈的关键所在。书中对各种网络设备的端口状态和运行机制的描述，也相当到位，比如如何通过观察交换机的LED指示灯状态快速判断故障类型。对于我们这些需要维护老旧设备和新一代智能设备的工程师来说，这种兼容并包的知识体系非常实用。这本书就像一本陈年的老酒，初尝可能觉得平淡，但细品之下，那份醇厚和扎实的功底，绝对是当下浮躁的技术圈子里稀缺的品质。它更像是一位经验丰富的前辈，在耐心地向你传授“内功心法”。

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我主要负责我们公司几个分支机构的网络互联工作，跨地域的VPN配置和管理一直是个头疼的问题。我翻阅了这本书中关于广域网接入技术的部分，特别是它对IPsec隧道建立过程的描述，那种细致入微的讲解，让我对IKE阶段的密钥交换和协商过程有了全新的认识。过去我都是依赖设备厂商提供的模板进行配置，知其然而不知其所以然。这本书却深入剖析了其中的安全策略选择和参数匹配的重要性。阅读时，我甚至找到了之前一个长期困扰我的VPN连接不稳定的原因——原来是MTU值在某个特定封装下设置得不够合理。这本书没有提供“万能药”，但它给了你诊断“药方”的思维框架。这种授人以渔的教学理念，是真正有价值的技术书籍的标志。它不会过时，因为底层的通信原理是恒定的，而书中的方法论是普适的。

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我对技术文档的偏好是，要么极简到只剩代码和命令，要么就是内容详实到能把一个菜鸟培养成能独立上手的技术人员。这本书很明显属于后者。我特意关注了关于无线网络安全性的章节，现在的办公环境里，Wi-Fi的部署和维护是重中之重。里面的内容不仅详细讲解了WPA3协议的工作原理，还对比了不同加密标准的优劣，这对于我们公司近期进行网络升级非常有参考价值。更难得的是，它没有停留在理论层面，而是提供了大量的基于实际设备的配置脚本示例，虽然我不能照搬到我们的生产环境，但那些逻辑和思路的构建方式，完全可以借鉴。阅读过程中，我忍不住对照我们现有的网络拓扑图进行思考，发现了一些过去被我们忽略的潜在安全隐患。唯一的遗憾可能是，对于一些新兴的网络虚拟化技术，比如SDN（软件定义网络）的深入探讨略显不足，但考虑到这是一本“通信实用技术”系列，或许将其定位为核心局域网技术的扎实基础是更合理的选择。

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说实话，我拿到这本书的时候，是抱着一种“姑且一看”的心态的。毕竟市面上同类的书籍太多了，很多都是把官方文档东拼西凑，缺乏自己的体系和见解。然而，这本书的作者展现出了一种非常沉稳且注重实践的写作风格。它不像某些教材那样堆砌复杂的数学公式，而是专注于“如何做”和“为什么这么做”。我最喜欢它在故障诊断流程上的叙述方式，作者似乎把自己代入到一名经验丰富的现场工程师角色中，一步步引导读者去排查问题，从物理层面的线缆检查到应用层的协议分析，逻辑链条清晰得让人赞叹。我尝试着按照书中描述的步骤去模拟处理一个ARP欺骗的场景，发现书中的诊断思路和工具运用完全符合现代网络运维的最佳实践。这种实战导向的编排，对于那些刚脱离校园，急需将理论知识转化为生产力的年轻技术人员来说，简直是一剂良药。它真正做到了理论与实践的无缝对接。

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