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出版者:航空工业出版社

作者:阿瑟・柯南道尔

出品人:

页数:490

译者:

出版时间:2004-1

价格:38.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787801832757

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络基础
• TCP/IP
• 网络协议
• 网络编程
• 数据通信
• 网络安全
• 网络技术
• 入门教程
• 实战案例

深入浅出：现代通信技术原理与实践 第一章：信息时代的基础脉络——通信系统的演进与基础模型 本卷旨在为读者构建一个全面、深入且具有前瞻性的现代通信系统认知框架。我们将从人类信息交流的早期形态出发，追溯电报、电话、无线电波等里程碑式的技术突破如何共同塑造了今日的数字世界。 1.1 通信的本质与历史长河中的关键转折点 本章首先界定“通信”的科学内涵，探讨其在社会发展中的核心驱动力。重点分析从模拟时代向数字时代过渡的必然性，并详细剖析香农信息论的奠基性地位——信息、信源、信道与接收端之间的关系模型。我们将回顾并深入解析贝尔实验室等机构在信息论和编码理论上的开创性工作。 1.2 经典通信系统的架构与组成 详细介绍一个标准通信系统（如点对点通信）的完整流程：信源编码、信道编码、调制、信道传输、解调、译码直至信宿。不同于侧重于网络协议栈的视角，本章专注于物理层面的信号处理和能量效率的优化。 模拟与数字信号的特性对比： 深入讨论采样、量化、恢复过程中的误差来源与抑制技术。 调制技术深度解析： 不仅仅停留在概念层面，我们将探讨线性调制（如QAM、PSK）和非线性调制（如FSK）在不同噪声环境下的性能差异，并引入功率谱密度（PSD）的概念来衡量频谱效率。 第二章：信号的数字化革命——信源与信道编码的高级应用 本章聚焦于如何高效且可靠地传输信息，这是所有通信系统的核心挑战。我们将超越基础的信道编码方法，探讨现代高效编码和压缩背后的数学原理。 2.1 熵编码与无损压缩的极限 探讨霍夫曼编码、算术编码（Arithmetic Coding）的数学基础，分析它们如何逼近信源的理论熵极限。我们还会引入LZW算法及其在文件压缩中的实际应用，理解字典编码法的核心思想。 2.2 纠错编码的理论与实践 这是确保数据在有噪声信道中完整性的关键技术。本章将详细介绍： 代数编码（代数几何码基础）： 介绍汉明码（Hamming Codes）的构造与解码原理，作为入门的基石。 代数解码进阶： 深入研究BCH码和里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes），特别是RS码在CD、DVD及深空通信中的应用场景和优势。 图化解码技术： 重点解析Turbo码和LDPC（低密度奇偶校验码）的迭代译码过程（如BPBP算法），展示其如何实现接近香农极限的性能，并讨论其在5G标准中的地位。 第三章：电磁波的驾驭——传播、衰落与多址接入技术 信息的有效传输依赖于对物理信道的深刻理解。本章从宏观的电磁场理论出发，逐步聚焦于无线信道的复杂特性。 3.1 无线信道的物理特性建模 传播损耗模型： 自由空间传播模型的推导，以及考虑地形、植被影响的经验模型（如Okumura-Hata模型）。 多径效应与衰落： 详细阐述瑞利（Rayleigh）和莱斯（Rician）衰落模型的适用条件。理解快衰落与慢衰落对系统设计的影响，以及时域和频域上的扩展（如时延扩展）。 3.2 提升系统鲁棒性：分集与均衡技术 介绍如何通过系统设计来对抗信道衰落： 分集技术原理： 空间分集（MIMO的基础）、时分集和频率分集的性能增益分析。 信道均衡器设计： 从线性均衡器（如迫击快速均衡算法）到非线性均衡器（如最大似然序列估计MLSE）的原理与复杂度权衡。 3.3 频谱的共享艺术——多址接入技术 探讨如何在有限的频谱资源内支持多用户通信： 正交多址接入（FDMA/OFDMA）： 深入解析OFDM的IFFT/FFT实现机制，以及其在抵抗频率选择性衰落方面的巨大优势，并讨论其对载波间干扰（ICI）的敏感性。 码分多址（CDMA）： 解析扩频通信（Spread Spectrum）的基本原理，以及伪随机序列（PN序列）在用户隔离中的作用。 第四章：现代通信系统的核心架构——MIMO与认知无线电 本章将视角提升到当代高速率通信系统的设计层面，探讨如何利用空间维度和智能处理能力突破传统速率瓶颈。 4.1 多输入多输出（MIMO）系统的空间复用与抗衰落 MIMO被视为提升频谱效率的关键技术。 空间复用（Spatial Multiplexing）： 讲解信道矩阵的奇异值分解（SVD）在数据流分离中的应用，分析其理论容量（法兰克-齐格勒容量公式）。 预编码与迫零技术： 探讨如何通过发射端处理，优化用户的信噪比（SNR）。 大规模MIMO（Massive MIMO）： 讨论其在基站侧部署大量天线带来的增益，以及波束赋形（Beamforming）的技术细节。 4.2 认知无线电（CR）与动态频谱共享 面对频谱资源日益紧张的局面，认知无线电提供了一种全新的、基于“感知-决策-行动”的动态管理范式。 频谱感知技术： 详细分析能量检测、匹配滤波检测和循环平稳检测等初级和高级感知方法的优缺点。 干扰避免与协作： 讨论次级用户如何智能地调整其发射功率和频段，以最小化对主要用户的干扰，实现高效的频谱接入。 第五章：面向未来的通信：光纤、卫星与物联网接口 本卷的最后部分将目光投向信息传输的不同载体和新兴应用领域，展示通信技术在广阔空间中的应用深度。 5.1 光通信系统：超高带宽的实现 探讨光纤通信的物理极限和工程实现。重点分析色散（Chromatic Dispersion）和非线性效应（如四波混频）对超长距离、超高速传输的限制，以及如何通过相干检测和数字信号处理（DSP）来补偿这些损伤。 5.2 卫星通信与高空平台（HAPS） 分析不同轨道（LEO、MEO、GEO）卫星通信的特点、延迟差异和覆盖优势。讨论星间链路（Inter-Satellite Links）的设计挑战。 5.3 物联网（IoT）的低功耗广域网（LPWAN）接口技术 鉴于海量设备接入的需求，本章将对比LPWAN技术，如LoRa、NB-IoT，分析它们在功耗、覆盖范围和数据速率之间的关键取舍，理解这些技术如何服务于特定的低速率、间歇性数据传输场景。 总结： 《深入浅出：现代通信技术原理与实践》并非对网络协议的简单罗列，而是着重于信号在物理层面的处理、转换、增强和传输的底层原理与数学模型。它为读者提供了理解4G、5G、未来光网络乃至更深层信息论挑战所必需的坚实技术基础。本书的深度聚焦于“如何让信息穿越物理障碍并保持其完整性与效率”，是工程实践者和研究人员构建系统认知不可或缺的参考资料。

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