具体描述
本书为普通高等教育“十五”规划教材。
本书主要内容包括：基本半导体器件，双极型三级管放大电路，场效应管放大电路，电路的频率特性，集成运算放大器及其线性应用和非线性应用电器，负反馈放大电路，正弦波和非正弦波信号发生电路，功率放大电路，直流稳压电源电路。
本书通过对各种半导体器件及其应用电路工作原理的分析，阐述了模拟电子电路的基本概念、基本原理和基本分析方法。在选材和内容编排上力图体现该课程与工程实践的紧密联系，突出其工程技术属性。每章后均附有小结和一定数量的习题，以帮助学生复习、巩固所学内容，便于组织教学。
本书可作为电气工程类、自动化类、电子电工等本科专业的教材，也可作为高职高专院校相应专业的教材，相关专业从事电子技术工作的技术人员也可将其作为参考书。
现代通信系统设计与实践 图书简介 本书聚焦于现代通信系统从原理到实际工程应用的完整链条，旨在为电子信息工程、通信工程、微电子学等相关专业的高年级本科生、研究生以及一线研发工程师提供一本既有深度又具实用价值的参考手册。我们深入探讨了当前主流通信技术，如5G/6G蜂窝通信、卫星通信、光纤通信以及软件定义无线电（SDR）背后的核心技术和设计挑战。 全书结构紧凑，逻辑清晰，从信号的产生、调制、编码，到信道的特性分析、接收端的设计与解调，再到系统的整体架构与性能优化，层层递进。我们特别强调理论与实践的结合，书中包含了大量的工程案例分析、系统仿真结果展示以及关键器件选型考量，以确保读者不仅理解“为什么”要这样做，更能掌握“如何”将其落地实现。 第一部分：通信系统基础与信道建模 本部分奠定了现代通信系统的理论基石，并重点剖析了信号在真实物理环境中面临的挑战。 第一章：数字基带信号处理与脉冲整形 本章首先回顾了信息论基础，包括香农信道容量定理。随后，详细介绍了数字基带信号的表示、采样与量化过程。重点放在了脉冲成形技术上，深入分析了奈奎斯特准则，并对比了升余弦滤波器（Raised Cosine Filter）和根升余弦滤波器（Root Raised Cosine Filter）在抑制码间串扰（ISI）方面的优劣。章节中详细阐述了时钟同步的重要性，并介绍了如何利用卫语句（Training Sequences）在接收端实现精确的定时恢复。我们通过实例展示了如何利用有限脉冲响应（FIR）滤波器来设计匹配的发射和接收滤波器组，以实现最优的信号传输效率。 第二章：带通信号调制技术深度解析 本章全面覆盖了现代通信系统中使用的各种线性与非线性调制方案。在线性调制方面，详细剖析了振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）以及相移键控（PSK）的星座图、功率谱密度和误码率（BER）性能。重点解析了正交幅度调制（QAM）的原理及其在高阶调制（如64QAM、256QAM）下的性能瓶颈，特别是峰均功率比（PAPR）问题。在非线性调制方面，我们详细讲解了高斯最小频移键控（GMSK）及其在2G/3G系统中的应用。此外，本章还引入了面向未来的多载波技术——正交频分复用（OFDM）的数学基础，包括循环前缀（CP）的引入机制及其对多径衰落的抵抗能力。 第三章：信道特性、噪声与对抗措施 本章是理解通信系统稳健性的关键。我们首先对不同物理信道（如自由空间、波导、双绞线、光纤）的传输特性进行了建模。对于无线信道，重点讨论了路径损耗、阴影衰落（Shadowing）和多径效应引起的频率选择性衰落（Frequency Selective Fading）。引入了瑞利（Rayleigh）和莱斯（Rician）衰落模型，并推导了不同调制方式在这些信道下的误码率性能公式。为应对信道不理想带来的影响，本章详细介绍了均衡技术（如线性均衡器和判决反馈均衡器（DFE））的工作原理，以及分集接收（如空间分集、频率分集）如何通过增加系统鲁棒性来提升系统性能。 第二部分：编码、多址与高级调制 本部分聚焦于如何通过复杂的信号处理技术提高频谱效率和系统容量。 第四章：信道编码与纠错理论 本章深入探讨了如何通过引入冗余信息来对抗信道噪声。从香农的信道编码定理出发，系统介绍了代数编码和卷积编码。重点剖析了卷积码的编码结构、图解译码（如维特比Viterbi算法）和最大似然译码。随后，我们转向了现代高速通信系统中的主流技术——Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC）。书中详细解释了迭代译码的流程，并结合仿真结果展示了LDPC码在接近香农极限时的卓越性能，这是5G和Wi-Fi 6等标准采用的关键技术。 第五章：扩频技术与抗干扰 本章专门探讨了如何通过扩展信号频谱来提高抗干扰能力和安全传输性能。详细讲解了直接序列扩频（DSSS）的原理，包括伪随机噪声（PN）序列的生成、选择标准（如Gold序列）及其自相关和互相关特性。同时，深入分析了跳频扩频（FHSS）的工作机制。本章的核心在于分析扩频技术带来的“软判决”增益，以及在军事通信和定位系统中如何利用扩频技术实现抗截获和抗干扰。 第六章：多址接入技术 多址接入是允许多个用户共享有限频谱资源的核心技术。本章对比分析了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）的优缺点。对CDMA系统，深入分析了正交性破缺带来的近远端效应（Near-Far Effect）以及功率控制在其中的关键作用。在介绍OFDMA时，重点强调了其在频率维度的子载波分配策略，以及如何通过灵活的资源块（RB）调度实现高效的上下行链路传输，这是4G LTE和5G NR实现大规模多用户接入的基础。 第三部分：接收机结构与系统实现 本部分转向通信系统的物理层实现，重点关注接收机的设计和系统级的工程考量。 第七章：接收机结构与同步技术 本章系统地梳理了从天线到基带处理的接收机架构。详细分析了接收机的关键组成部分，包括低噪声放大器（LNA）、混频器、中频（IF）滤波和模数转换器（ADC）。特别关注了频率同步（如载波频率和相位恢复）和帧同步的实现技术，如基于锁相环（PLL）和数字锁相环（DPLL）的同步方案。章节中还探讨了混频器的非线性失真（如三阶交调点IP3）对接收灵敏度的影响，并提出了抑制互调干扰的设计方法。 第八章：MIMO与空间复用 本书的重点章节之一，深入讲解了多输入多输出（MIMO）系统的理论基础和实现技术。首先介绍了信道容量的提升，基于奇异值分解（SVD）的信道矩阵分析。随后，详细阐述了空间复用（Spatial Multiplexing）技术，如迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）预编码/解码方案，并对比了它们在不同信道条件下的性能权衡。此外，章节还涵盖了空时分组码（STBC）等分集技术，以及MIMO在实际大规模阵列（Massive MIMO）部署中面临的信道估计和波束赋形挑战。 第九章：现代通信系统案例分析 本章通过分析当前主流的通信标准，将前述理论知识串联起来。我们选取了4G LTE和5G NR的核心物理层设计作为分析对象。详细剖析了5G中采用的灵活帧结构、波束管理（Beam Management）机制，以及上行和下行链路的关键编码和调制方案组合（PDSCH/PUSCH）。同时，简要介绍了软件定义无线电（SDR）平台在快速原型验证和算法迭代中的作用，通过对比实际系统设计，巩固读者对理论的工程理解。 附录：关键数学工具与MATLAB/Python仿真基础 本附录提供了读者在阅读和实践过程中可能需要的数学背景知识，包括随机过程、傅里叶变换的深入应用、矩阵分析在MIMO中的应用等。同时，提供了若干使用MATLAB和Python进行通信系统性能仿真的入门示例代码，帮助读者快速搭建自己的仿真环境，验证理论结果。 --- 本书力求成为一本结构严谨、内容前沿的工具书，不仅能够指导学生完成课程学习，更能成为工程师在设计新一代通信产品时可以信赖的参考资料。其核心价值在于，它完整地覆盖了从理论推导到系统实现的全部关键环节，避免了理论与实践脱节的弊病。
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