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出版者:人民邮电出版社

作者:张永辉

出品人:

页数:292

译者:

出版时间:2003-9

价格:25.0

装帧:平装

isbn号码:9787115113436

丛书系列:

图书标签:

• 大三下
• 科技
• 广电行业
• 小布的信息科学
• 数字电视
• 电视原理
• 数字通信
• 视频处理
• 广播电视
• DVB
• ATSC
• ISDB
• 编码调制
• 媒体技术

现代通信系统中的编码与调制技术深度解析 书籍名称： 现代通信系统中的编码与调制技术深度解析 内容简介： 本书旨在为电子信息工程、通信工程、信号处理等相关专业的学生、科研人员以及通信行业的工程师提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考书。在当今信息爆炸的时代，如何高效、可靠地传输海量数据是通信领域面临的核心挑战。本书聚焦于现代通信系统的两大基石——信源编码（数据压缩）与信道编码（纠错），以及实现信息有效调制的关键技术——调制解调理论与实践。 全书内容组织遵循从基础理论到前沿应用的逻辑脉络，力求在严谨的数学推导与清晰的工程实例之间取得完美的平衡。 第一部分：信息论基础与信源编码 本部分首先回顾了香农（Shannon）的经典信息论，这是理解所有数据压缩和传输极限的理论基石。详细阐述了信息熵、互信息、信道容量等核心概念，并以直观的方式解释了它们在实际系统设计中的指导意义。 随后，本书深入探讨了有损压缩与无损压缩两大类信源编码技术。 在无损压缩方面，我们详细介绍了经典的霍夫曼编码（Huffman Coding）的构造原理、算法优化及其在文件系统中的应用。同时，对算术编码（Arithmetic Coding）进行了详尽的数学描述，强调其优于霍夫曼编码的编码效率，并分析了其在实际软件实现中面临的计算复杂性挑战。此外，Lempel-Ziv（LZ77/LZ78）族算法，包括著名的LZW，在文本和图像压缩中的应用被系统地剖析，侧重于其基于字典的自适应特性。 在有损压缩领域，本书重点介绍了基于变换域的编码方法。这部分内容详述了离散余弦变换（DCT）在JPEG图像压缩标准中的核心作用，包括量化、熵编码的完整流程。对于音频压缩，则深入分析了心理声学模型在MP3和AAC标准中的应用，解释了如何利用人耳的听觉特性实现高效的感知编码。更进一步，本书介绍了现代视频编码标准（如H.264/AVC和HEVC）中的残差编码和运动估计/补偿技术，揭示了视频压缩效率的飞跃是如何实现的。 第二部分：信道编码与纠错理论 信息在物理信道上传输时必然受到噪声和干扰的影响，信道编码的引入旨在提高传输的可靠性，使接收端能够检测并纠正传输错误。本部分系统地介绍了信道编码的数学结构和性能评估标准。 首先，从代数编码理论的角度出发，详细解析了线性分组码。这包括了系统码、生成矩阵、校验矩阵的构建，以及关键的伴随式（Syndrome）译码原理。重点分析了汉明码（Hamming Codes）及其完美纠错能力，以及BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）在处理突发错误方面的优势。 随后，本书将重点转向循环码，特别是卷积码（Convolutional Codes）。详细阐述了编码器的状态图、树状图，并深入探讨了著名的维特比（Viterbi）译码算法，这是现代移动通信中应用最广泛的译码方法之一。本书不仅提供了维特比算法的流畅图解，还给出了基于实际通信系统参数的逐步计算示例。 针对近年来高性能通信系统（如4G/5G移动通信、Wi-Fi 6）的需求，本书投入大量篇幅介绍了Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC）。对于Turbo码，详细解释了两个并行的卷积编码器、系统的交叉互换器（Interleaver）以及前向/平行的对数似然比（Log-Likelihood Ratio, LLR）译码原理。对于LDPC码，则侧重于其稀疏校验矩阵的结构、基于概率图的因子图表示，以及高效的置信度传播（Belief Propagation, BP）译码算法，并对比了其在接近香农极限性能方面的卓越表现。 第三部分：调制技术与多址接入 调制是将数字基带信号转换为适合物理信道传输的模拟带通信号的关键步骤。本部分聚焦于如何有效利用带宽和功率资源。 基带信号的脉冲成形技术，如奈奎斯特（Nyquist）准则，被用作引入带通调制的理论基础。接着，本书对幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）进行了全面的对比分析，包括星座图、误码率（BER）性能曲线，以及功率谱密度（PSD）特性。 重点内容集中在正交幅度调制（QAM）。从4QAM到256QAM，详细分析了星座图的布局、对噪声和相位抖动的敏感性，以及如何在有限的信噪比下实现更高的数据速率。 更进一步，本书进入高阶调制与多载波技术。对正交频分复用（OFDM）技术进行了详尽的讲解。这包括OFDM的数学建模、循环前缀（CP）的作用、如何抵抗多径信道带来的码间串扰（ISI），以及快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）在实际实现中的效率优势。本书还分析了OFDM在应对频率选择性衰落和实现频率选择性均衡方面的强大能力。 最后，本部分简要介绍了多址接入技术。对比了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）的原理和优缺点。重点分析了正交频分多址接入（OFDMA），这是5G等现代无线系统采用的核心技术，阐述了其如何通过将资源细粒度分配给不同用户来实现频谱效率的最大化。 面向读者与实践价值： 本书不仅包含丰富的理论推导，更穿插了大量的MATLAB/Python仿真案例，帮助读者将抽象的数学概念转化为直观的性能曲线。通过对标准协议中关键算法（如JPEG的量化表选择、LDPC的迭代次数选择等）的深入探讨，本书为读者提供了将理论知识应用于实际通信系统设计与性能优化的坚实基础。它是一本兼具学术深度和工程广度的综合性专业著作。

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说实话，我一开始是冲着“应用”两个字来的。我是一名电视节目的内容创作者，我希望能通过这本书了解一些电视技术方面的知识，以便在创作时能更好地与技术部门沟通，也能做出更符合技术要求的作品。这本书的前半部分确实花了很多篇幅讲解“原理”，这对我来说是有点难度，很多概念我需要反复琢磨。但是，当我读到关于“应用”的部分时，我感觉豁然开朗。书中详细介绍了数字电视在广播、点播、互动电视等方面的各种应用模式，以及这些应用背后所依赖的技术。特别是关于智能电视的操作界面设计和用户体验优化，这部分的内容对我启发很大。我了解到了原来电视的遥控器上的每一个按键，屏幕上的每一个菜单，背后都涉及到复杂的算法和交互设计。书中还提到了一些新兴的电视技术，比如HDR（高动态范围）和VR（虚拟现实）在电视上的应用，这让我对未来电视内容的呈现方式有了全新的认识。虽然有些章节的技术细节对我来说依然是挑战，但总的来说，这本书为我打开了一扇了解电视技术如何服务于内容创作的大门，让我不再仅仅是内容的生产者，也能对技术的可能性有更深的理解，从而在创作中更加游刃有余。

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这是一本让我感到沉甸甸的书，不单单是指它厚实的篇幅，更重要的是其中蕴含的知识分量。作者在技术原理的阐述上，真的做到了循序渐进，丝丝入扣。我尤其喜欢他对信号处理部分的处理方式。从最基础的模拟信号采样，到量化，再到编码，每一个环节都讲得非常细致。他用大量的图示来辅助说明，比如信号的波形图、频谱图，还有不同编码方式下的数据流示意图，这些都极大地帮助了我理解抽象的数学模型。而且，我发现作者在讲解过程中，并没有回避复杂的数学公式，但同时他又非常巧妙地将这些公式与实际的物理过程联系起来，让我们知道这些公式到底在描述什么，解决了什么问题。让我印象深刻的是关于纠错编码的部分，我原本以为这只是一个理论上的概念，但作者通过举例说明，解释了它如何在信号传输过程中，抵抗干扰，保证信息的完整性。这让我对数字电视的可靠性有了更深的认识。这本书的技术深度和广度都令人称赞，它绝对不是一本泛泛而谈的科普读物，而是需要读者投入一定的精力去钻研的，但回报也绝对是丰厚的。

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读完这本书，我最大的感受就是，原来我们每天习以为常的数字电视，背后隐藏着如此庞大的一个技术体系。作者在对整个数字电视产业链的梳理上，做得非常到位。从前端的信号采集，到中间的传输网络，再到后端的接收终端，每一个环节的技术特点和相互关系都清晰地展现出来。我比较感兴趣的是关于传输网络的部分，书中详细介绍了同轴电缆、光纤以及无线传输等不同方式的优缺点，以及它们在数字电视传输中所扮演的角色。他还提到了IPTV和OTT等网络电视技术，解释了它们与传统数字电视的区别和联系。这让我对未来电视的传播方式有了更广阔的视野。此外，书中对于终端设备的介绍也相当有价值，比如智能电视的硬件构成、软件系统，以及与各种外设的连接方式，这些内容对于想要了解电视“内部工作原理”的读者来说，非常有参考意义。总而言之，这本书提供了一个宏观的视角，让我们能够从整体上把握数字电视技术的发展脉络和应用格局，对于任何一个对数字电视感兴趣的读者来说，都是一本不可多得的参考书。

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我拿到这本书的时候，其实是有点犹豫的。因为“数字电视原理与应用”这个名字听起来就充满了技术性，我担心自己会看不懂，而且我本身对电子工程并不是特别精通。但是，当我翻开目录，看到里面涵盖了从信号采集、编码压缩、传输到接收解码的完整流程，并且还详细介绍了各种先进的数字电视标准，比如DVB、ATSC等等，我就觉得这可能是一本非常有价值的参考书。而且，让我惊喜的是，书中并没有像很多技术书籍那样，一开始就堆砌大量的公式和理论。相反，作者非常注重理论联系实际，用了很多实际应用场景来解释原理。例如，在讲到MPEG编码的时候，他没有仅仅罗列压缩算法，而是结合了我们在观看高清电视时，画面流畅、色彩逼真的实际体验，解释了MPEG技术是如何做到高效压缩的。他还花了很大的篇幅介绍各种数字电视的接口标准，比如HDMI，解释了它如何实现高清信号的高速传输，以及在家庭影院系统中的重要作用。这让我意识到，原来我们每天享受的便捷的数字电视体验，背后是如此复杂而精妙的技术支撑。这本书让我对我们日常生活中的科技有了更深层次的理解，也让我对未来的电视技术发展产生了浓厚的兴趣。

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这本书的封面设计就透着一股专业感，淡蓝色背景，白色的艺术字体，简洁明了。当我翻开第一页，映入眼帘的竟然是一段关于电视发展史的概述，从黑白到彩色，从模拟到数字，简简单单几百字，却勾勒出了电视技术变革的宏伟画卷。我本来以为会直接进入深奥的技术细节，没想到作者如此有心地为我们读者打下了坚实的历史基础。接着，书中就开始介绍数字电视的核心概念，比如比特流、编码、调制解调等等。虽然这些词汇对我这个初学者来说有些陌生，但作者的讲解方式却出乎意料地通俗易懂。他并没有直接抛出复杂的数学公式，而是通过生动的比喻和形象的图示，将抽象的技术原理具象化。比如，在解释编码的时候，他用了一个“给信件打包”的比喻，把信息比作信件，而编码就是把信件装进不同大小和形状的信封，以便于传输。这样的讲解方式让我瞬间觉得数字电视不再遥不可及，而是充满了趣味性。书中的图表也设计得非常精美，清晰地展示了信号的传输过程和数据流的转换。我甚至能想象到，如果我是一名即将进入IT行业的学生，这本书一定会成为我学习数字电视技术的启蒙读物，它能帮助我建立起一个初步的、全面的认识框架。

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编排一般，有点不知所云，不适合作为入门读物

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