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出版者:电子工业出版社

作者:王志强

出品人:

页数:568

译者:

出版时间:2002-3-1

价格:25.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505375000

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 多媒体教学
• 教育技术
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• 计算机应用

好的，这是一本名为《数字信号处理与通信系统》的图书简介： 图书名称：数字信号处理与通信系统 内容提要 本书系统性地介绍了数字信号处理（DSP）的基础理论、核心算法及其在现代通信系统中的应用。全书内容涵盖了从离散时间信号与系统分析到现代滤波设计、快速傅里叶变换（FFT）的应用，再到数字通信系统中的关键技术，旨在为读者构建一个完整、深入的理论与实践框架。 第一部分：离散时间信号与系统基础 本部分奠定了数字信号处理的理论基石。首先，详细阐述了连续时间信号到离散时间信号的采样过程，包括采样定理的严格推导及其在实际工程中的意义，重点分析了混叠现象的成因与避免方法。 随后，深入探讨了离散时间信号与系统的基本特性，如线性、时不变性（LTI）。系统的冲激响应是理解LTI系统的核心工具，本书通过丰富的例题讲解了卷积和系统响应的计算方法。为了更便捷地分析系统，我们引入了Z变换。Z变换不仅是傅里叶变换在离散系统分析中的推广，更是设计稳定系统的关键数学工具。我们详细讲解了单边和双边Z变换的性质、收敛域（ROC）的确定，以及如何利用Z变换求解线性常系数差分方程（LCCD）。 第二部分：离散时间傅里叶变换与谱分析 频谱分析是理解信号频率特性的核心。本部分聚焦于离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法——快速傅里叶变换（FFT）。 我们首先定义了DFT和离散时间傅里叶变换（DTFT），阐明了它们之间的关系和周期性差异。接着，本书详细剖析了FFT算法，特别是对基-2时间抽取（Cooley-Tukey）算法进行了深入的数学推导和流程图解析，使得读者不仅知道如何使用FFT，更能理解其效率的来源。在谱分析部分，重点讨论了周期图估计的缺陷，引入了 Welch 法等现代谱估计技术，用以降低方差并提高频率分辨率。此外，还讨论了DFT在实际应用中遇到的谱泄漏、栅栏效应等问题，并给出了加窗函数（如汉宁窗、海明窗）的选择和应用指南。 第三部分：数字滤波器设计 数字滤波器是信号处理中最基础也是最重要的组成部分。本部分分为两大部分，分别介绍无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 对于IIR滤波器，我们从模拟滤波器的Butterworth、Chebyshev、椭圆滤波器的设计原理入手，重点讲解了双线性变换法（Bilinear Transformation）。该方法是连接模拟设计与数字实现的桥梁，本书详述了预掎变（Pre-warping）处理以补偿频率响应的非线性拉伸。同时，也讨论了IIR结构（如直接形式、级联形式）的实现，并对量化误差和稳定性问题进行了分析。 对于FIR滤波器，重点在于线性相位特性的实现。我们深入研究了窗函数法，详细对比了不同窗函数在阻带衰减和过渡带宽度上的性能权衡。更进一步，本书系统介绍了频率采样法和Parks-McClellan算法（最优滤波器设计），后者利用最小均方误差准则实现了最佳的幅频响应逼近。设计实例贯穿始终，指导读者如何根据实际的性能指标（如通带纹波、阻带衰减）选择合适的滤波器类型和设计方法。 第四部分：数字通信系统中的应用 本部分将DSP理论应用于现代通信系统的核心模块，特别是基带和带通信号的处理。 在基带信号处理方面，详细讨论了信道均衡技术。通过对线性均衡器（迫击波均衡器、线性MMSE均衡器）的建模与分析，读者将掌握如何利用自适应算法（如LMS、RLS）来消除信道引起的符号间干扰（ISI）。 对于带通数字信号，本书着重讲解了数字调制和解调技术。内容覆盖了从基本的移幅键控（ASK）、频移键控（FSK）到性能更优的正交幅度调制（QAM）和相移键控（PSK）。重点在于利用复基带表示法，清晰地展示了调制信号的星座图，并分析了在高斯白噪声（AWGN）信道下的误码率（BER）性能。此外，还涵盖了载波恢复技术，如经典的锁相环（PLL）在同步检测中的应用。 第五部分：先进主题与系统实现 最后一部分展望了更复杂的信号处理技术和实际的硬件实现考量。 我们探讨了自适应滤波器的基本概念，特别关注了LMS算法的收敛性分析，及其在噪声消除和回声消除中的应用潜力。 在系统实现方面，本书讨论了定点运算对数字信号处理的影响，这是将算法转化为硬件或嵌入式软件时必须面对的挑战。详细分析了量化噪声的产生、溢出问题，以及如何通过选择合适的字长来优化系统性能，确保算法在资源受限的环境中稳定运行。 本书特色 1. 理论与实践紧密结合： 每一章的理论推导后都紧跟着MATLAB/Python仿真示例，帮助读者直观理解抽象概念。 2. 工程导向： 强调滤波器设计中的实际约束（如阶数、计算复杂度）和通信系统中同步、均衡等关键环节的处理。 3. 结构严谨： 从基础数学工具（Z变换）到核心算法（FFT、滤波）再到系统应用（均衡、调制），逻辑递进，层层深入。 本书适合作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动化以及计算机科学等专业本科高年级或研究生的教材或参考书。通过学习本书，读者将能够独立分析和设计复杂的数字信号处理系统，并深刻理解现代无线通信系统的内在工作原理。

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这本书的叙述风格，坦率地说，非常具有个人色彩，读起来不像教科书，更像是某位经验丰富、学识渊博的前辈坐在你对面，用他自己总结出的最精炼、最易于理解的方式娓娓道来。特别是在谈到网络安全与隐私保护这一章节时，作者的笔触显得尤为犀利和警醒。他没有采用那种过于技术化、充满术语的口吻，而是巧妙地引入了许多当下热议的社会热点事件作为引子，比如数据泄露、中间人攻击在实际生活中的连锁反应，从而引发读者对于数据传输安全性的深刻反思。这种“以小见大”的讲解方式，极大地拉近了读者与晦涩安全概念的距离。此外，作者在处理那些尚无定论或仍在快速发展的领域时，展现出一种令人信服的批判性思维，他不会轻易下结论，而是会呈现不同学派的观点，并引导读者去评估每种观点的合理性与适用场景。这种不盲从权威、鼓励独立思考的写作态度，让这本书的阅读体验充满了探索的乐趣，它不是在灌输标准答案，而是在培养我们辨别信息真伪、构建自身知识体系的能力。

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这本书在处理跨学科知识的融合方面做得相当出色，尤其是那些涉及人机交互和感知质量的章节，展现了作者广阔的知识视野。通常的技术书籍会把这些内容视为“附加项”，一带而过，但在这里，作者花了大量笔墨去探讨延迟、抖动和丢包率这些参数是如何直接影响用户对多媒体内容（比如远程协作中的语音和视频）的主观体验的。他引入了“感知质量（QoE）”的概念，并用一些心理物理学的基本原理来解释为什么人类对不同类型的失真反应是不同的，这一点是纯粹基于网络协议的教材中难以见到的深度。这种跨界的讨论，迫使我重新审视网络设计的目标——不再仅仅是最小化丢包率，而是要最大化用户的“满意度”。这种以人为本的设计哲学，贯穿在对实时传输协议（RTP）和会话描述协议（SDP）的讲解中，让人明白，网络技术的最终价值，是服务于终端用户的情感和感知需求，而不仅仅是数据包的无差错传输。

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我花了整整一个周末的时间，试图从头到尾梳理一下书中关于“软件定义网络（SDN）”的那几章内容，坦白说，它的深度和广度远超出了我对一本“入门级”读物的预期。作者在阐述 SDN 控制器与数据平面的解耦机制时，并没有停留在理论层面做概念性的描述，而是深入剖析了 OpenFlow 协议的报文结构，甚至详细对比了 P4 语言在可编程转发方面的优势与局限。更让我感到惊喜的是，书中穿插了一些关于实际部署案例的深度剖析，比如某大型云服务商是如何利用 SDN 架构优化其东西向流量的转发效率，这些案例不仅提供了宝贵的实战经验，更重要的是，它们教会了读者如何将抽象的协议规范转化为实际可行的工程解决方案。这种理论与实践紧密结合的叙事方式，极大地提升了阅读的粘性，让人迫不及待地想要去动手搭建自己的小型实验环境来验证书中所述的转发规则。对于一个期望在网络架构设计方面有所突破的工程师而言，这几章内容无疑是极具价值的智力投资，它提供的不仅仅是知识点，更是一种看待和设计未来网络基础设施的全新视角和底层思维模型。

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关于网络性能评估与优化那部分内容，我原以为会是充斥着枯燥的数学公式和复杂的统计模型，但出乎意料的是，作者将这些内容处理得极为生动和贴近实际应用。他没有直接抛出贝叶斯定理或马尔可夫链的推导过程，而是通过一系列精心设计的虚拟场景——比如模拟高峰时段的视频流传输拥塞情况，或者不同路由算法在延迟敏感型交易中的表现差异——来展示这些数学工具是如何在底层支撑起我们日常所见的“流畅”体验的。书中详细介绍了几种先进的流量整形和拥塞控制算法，比如 Cubic 和 BBR，其对比分析做得非常到位，不仅清晰地解释了它们的核心思想，更重要的是，还提供了在Linux内核环境中实际配置和测试这些算法的命令行指令集和预期输出结果。这使得我能够直接将书中的理论知识转化为可执行的操作，大大缩短了从“理解”到“掌握”的跨越时间。这种高度可操作性的指导，对于那些希望提升现有网络系统吞吐量和响应速度的系统管理员来说，简直是不可多得的实战手册。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了深邃的靛蓝色作为主色调，搭配着流线型的白色光带，仿佛象征着数据在光纤中极速穿梭的景象。纸张的质感也相当不错，厚实而略带纹理，拿在手里有种沉甸甸的专业感，这对于一本技术类书籍来说至关重要，毕竟谁也不想读到一半，纸张就变得软塌塌的。内页的排版布局也体现了编辑团队的用心，字体选择的是清晰易读的无衬线体，行距和字距都把握得恰到好处，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到过分疲劳。尤其值得称赞的是，书中大量的图表和示意图，它们并非是简单地堆砌信息，而是经过了精心的可视化处理。例如，在讲解网络拓扑结构时，作者没有采用传统的枯燥方框连接，而是用三维立体的模块化图形来展示不同层次间的依赖关系，直观性极强，即便是初学者也能迅速抓住核心概念。封面封底的艺术设计，虽然没有直接印上复杂的代码或协议栈，却通过抽象的几何图形暗示了底层逻辑的严谨性与构建的复杂性，让这本书在众多技术教材中脱颖而出，摆在书架上本身就是一件赏心悦目的艺术品。

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