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出版者:海洋出版社

作者:孙勇

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2004-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787502761844

丛书系列:

图书标签:

• 计算机操作员
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• 基础知识

现代通信系统原理与实践 本书深入剖析了当代信息社会赖以运转的通信技术核心，涵盖从基础理论到前沿应用的广泛领域。 第一部分：通信系统的基础理论与数学模型 本部分旨在为读者打下坚实的理论基础，理解信息如何在物理信道中高效、可靠地传输。 第一章：信息论基础与量化 信息度量与熵： 详细阐述香农信息量的定义，探讨信息熵在衡量信息源不确定性中的作用。通过对离散和连续随机变量熵的分析，建立信息理论的数学框架。 信源编码： 重点介绍无损压缩技术。深入讲解霍夫曼编码（Huffman Coding）的原理、构造算法及其最优性分析；对算术编码（Arithmetic Coding）进行详尽的数学推导，并对比其在实际应用中的优势与劣势。同时，讨论LZW等字典法编码在文件压缩中的应用场景。 信道容量定理： 详述香农-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem），分析信道容量受带宽和信噪比的制约。对加性高斯白噪声（AWGN）信道的特性进行建模和分析。 第二章：随机过程与噪声理论 随机过程的描述： 介绍广义平稳过程（WSS）和窄带随机过程的定义与特性。重点分析高斯过程、泊松过程在通信系统建模中的应用。 功率谱密度（PSD）： 通过维纳-辛钦定理（Wiener-Khinchin Theorem），阐述随机过程的功率谱密度分析方法。讨论如何利用PSD分析信号和噪声的频谱特性。 噪声源与抑制： 辨析热噪声、散粒噪声、交叉干扰等主要噪声源的物理成因。探讨噪声在系统中的传递函数，并介绍滤波器的设计原则，如巴特沃斯、切比雪夫滤波器在抑制特定频带噪声中的作用。 第三章：调制技术与信号表示 模拟调制： 深入探讨调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）的原理、频谱效率和抗噪声性能。详细分析单边带（SSB）和残留边带（VSB）在实际广播系统中的应用。 数字调制基础： 聚焦于数字基带传输与带通传输。详细讲解幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）的星座图、互信息和误码率（BER）性能。 高阶调制： 详细分析正交幅度调制（QAM）的结构和性能，特别是16QAM、64QAM在现代高速数据传输中的关键作用。引入星座图的曼彻斯特编码、格雷编码对差错率的影响。 第二部分：信道编码与纠错技术 本部分专注于如何通过增加冗余信息，提高数据在不可靠信道上的传输可靠性。 第四章：代数编码理论 线性分组码： 讲解生成矩阵和校验矩阵的构建方法。深入分析汉明码（Hamming Codes）的构造原理、纠错能力及其译码过程。探讨循环码（Cyclic Codes）的代数结构和移位寄存器实现。 卷积码： 介绍卷积码的编码器结构、状态图和树状图。重点讲解维特比（Viterbi）译码算法，这是理解现代前向纠错（FEC）系统的核心。 第五章：现代信道编码技术 交织技术： 阐述交织器（Interleaver）在分散突发性错误（Burst Errors）方面的作用，这是提高信道编码性能的关键预处理步骤。 迭代译码原理： 详细介绍Turbo码的结构，包括两条编码器、非均匀交织器和串行/并行动态译码器的运作机制。分析其接近香农极限的性能表现。 低密度奇偶校验码（LDPC）： 阐述LDPC码的稀疏校验矩阵特性，并深入讲解其高性能的近似最大后验概率（MAP）译码算法，如贝尔曼-福特算法（Belief Propagation）。 第三部分：多址接入与多载波技术 本部分探讨如何允许多个用户共享有限的频谱资源，以及如何应对频率选择性衰落信道。 第六章：多址接入技术（MAC） 频分多址（FDMA）与时分多址（TDMA）： 分析其原理、优点和缺点，以及在固定移动通信中的应用案例。 码分多址（CDMA）： 深入解析扩频技术，包括伪随机序列（PN序列）的生成与特性。重点分析直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）的抗干扰能力和多址容量。 正交频分多址接入（OFDMA）： 作为4G/5G核心技术，详细讲解OFDMA的原理，如何通过快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）实现高效的子载波调制与解调，以抵抗信道间干扰（ICI）。 第七章：多载波通信系统 OFDM系统结构： 详细剖析OFDM发射机和接收机的完整流程，包括循环前缀（CP）的添加与移除，以及CP如何有效消除符号间干扰（ISI）。 信道估计与均衡： 探讨在多径衰落信道中，如何利用导频序列（Pilot Signals）进行信道状态信息（CSI）的获取。讲解迫零（ZF）均衡器和最小均方误差（MMSE）均衡器的设计与性能对比。 第四部分：现代无线通信系统架构 本部分将理论与现代移动通信标准相结合，展示实际部署中的挑战与解决方案。 第八章：衰落信道建模与传播 无线信道特性： 区分平坦衰落（Flat Fading）和频率选择性衰落（Frequency Selective Fading）。引入瑞利（Rayleigh）和莱斯（Rician）分布模型来描述信号强度的随机变化。 分集技术： 详细介绍在接收端应对深衰落的技术，包括空间分集（天线阵列）、频率分集和时域分集，并分析合并技术（如最大比合并MRC）的性能增益。 第九章：MIMO系统与空间复用 多输入多输出（MIMO）基础： 阐述多天线系统如何通过空间自由度提高系统容量和可靠性。 空间复用（SM）： 重点讲解通过将数据流分割到不同天线发射，实现容量线性增长的技术，如发送合并和迫零检测。 波束赋形（Beamforming）： 分析如何通过调整发射端信号的相位和幅度，将能量集中指向特定用户，以提高接收信噪比（SNR），这在毫米波通信中至关重要。 第十章：软件定义无线电（SDR）与认知无线电（CR） SDR平台： 介绍SDR的硬件架构（高性能ADC/DAC、FPGA/GPU）和软件抽象层，阐述其在快速原型设计和协议迭代中的优势。 认知无线电： 探讨CR如何实现频谱感知、动态频谱接入和机会性通信，以解决频谱资源利用效率低下的问题。分析频谱感知中的能量检测和特征检测算法。 附录： 通信系统仿真常用工具包（MATLAB/Python）基础操作指南。

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