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出版者:中国水利水电出版社

作者:刘兵

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2005-8

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787508431314

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络实验
• 实验教程
• 高等教育
• 计算机科学
• 网络原理
• 数据通信
• TCP/IP
• 网络编程
• 实验指导

《现代通信系统原理与设计》 内容简介 本书聚焦于信息时代的基石——现代通信系统，旨在为读者提供一个从理论基础到工程实践的全面、深入的认知框架。不同于侧重于特定网络协议或底层硬件实现的教材，本书的核心关注点在于整个通信链路的系统性设计、性能分析以及前沿技术的集成应用。 全书共分为五大部分，结构严谨，层层递进。 第一部分：通信系统基础理论与建模 本部分是理解后续复杂通信技术的前提。我们首先回顾了信息论的基本概念，如信源熵、信道容量（香农-哈特利定理的工程意义），并着重阐述了在实际噪声环境下信号源编码的必要性与有效性。 随后，我们深入探讨了线性系统理论在通信中的应用，特别是傅里叶变换、拉普拉斯变换在频域分析中的核心作用。重点内容包括基带传输与带通传输的数学描述，以及如何利用线性调变（如AM、DSB-SC、SSB）和非线性调变（如PM、FM）来有效利用频谱资源。在噪声分析方面，我们详细分析了热噪声、散粒噪声等典型噪声源的统计特性（高斯过程），并引入了信噪比（SNR）和误码率（BER）作为衡量系统性能的黄金标准。不同于概念性的介绍，本章大量采用实例推导，帮助读者掌握如何对一个基础通信链路进行数学建模。 第二部分：数字调制与编码技术 进入数字时代，调制和编码是提升传输效率和可靠性的核心手段。本部分详细解析了当前主流的数字调制方案。 在振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）的基础上，本书将重点放在了更高效的正交幅度调制（QAM）。我们不仅介绍了M进制QAM的星座图设计和理论性能，还探讨了在实际应用中，如何利用格状编码（Trellis Coded Modulation, TCM）来优化星座点的布局，以在不显著增加带宽占用比的情况下，显著降低解码错误率。 编码部分，我们系统地介绍了信道编码的原理。重点讲解了线性分组码（如汉明码、BCH码）的代数结构与译码算法，特别是其在纠错能力上的平衡点。随后，我们将视野投向了更具实用价值的卷积码，详细阐述了维特比（Viterbi）译码算法的实现流程和动态规划思想。对于高速率通信，Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC）作为当前5G和Wi-Fi 6等标准的核心技术，本书提供了深入的结构分析和迭代译码流程的数学推导。 第三部分：多址接入与频谱共享技术 现代通信系统必须允许多个用户共享有限的频谱资源。本部分专注于多址接入（MA）技术的设计与性能评估。 我们首先对比了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的优缺点。在CDMA部分，我们详细分析了扩频技术（如伪随机序列的生成与自相关性），并探讨了正交伪随机序列（OVSF）在保持用户间正交性方面的关键作用。 更贴近现代需求的，是对正交频分复用（OFDM）技术的深入剖析。OFDM被视为高速数据传输的基石，本书从傅里叶级数展开的角度推导出OFDM的信号结构，详尽分析了其对抗多径时延扩展的有效性。同时，我们也不回避OFDM的固有缺陷，如高的峰均功率比（PAPR）问题，并介绍了基于限制或预失真技术来缓解PAPR的方法。最后，本书引入了多输入多输出（MIMO）系统的基本概念，作为提升频谱效率的维度扩展，探讨了空时码（STBC）和预编码技术在空间复用和分集增益中的应用基础。 第四部分：无线信道传播与建模 无线通信的挑战主要源于不可预测的传播环境。本部分致力于建立准确的无线信道模型。 我们从电磁波传播的基本定律出发，解析了反射、散射和绕射现象在城市和室内环境中的影响。重点内容包括路径损耗模型（如自由空间路径损耗、对数正态衰落模型），以及多径效应导致的频率选择性衰落和时间选择性衰落。 本书强调了瑞利（Rayleigh）和莱斯（Rician）衰落模型在统计学上的应用，帮助读者理解在不同场景下（无主导路径或有主导路径）如何准确预测信号衰减。同时，针对信道估计的难题，我们引入了均衡器的概念，从线性均衡器（如迫零均衡器）到更先进的判决反馈均衡器（DFE），分析了它们在消除符号间干扰（ISI）方面的性能差异与计算复杂性。 第五部分：系统集成与性能优化 最后一部分将理论与工程实践相结合，探讨复杂通信系统的整体设计流程与优化策略。 我们讨论了功率控制在多用户系统中的重要性，特别是在蜂窝网络中如何维持系统稳定性。在接收机设计方面，本书超越了简单的相干解调，深入探讨了非相干检测的原理，以及同步技术（如载波频率和相位同步）在实际系统中对系统性能的决定性影响。 此外，本章特别辟出专题，讨论了软件定义无线电（SDR）的架构对通信系统灵活性的提升，以及在面对异构网络（Heterogeneous Networks）和认知无线电（CR）时的设计考量，旨在使读者能够站在系统集成的高度，对下一代通信系统的构建有清晰的认识和前瞻性的思考。 本书的编写风格注重概念的严谨性、数学推导的完整性，并辅以丰富的工程实例说明，适合高等院校通信工程、电子信息工程专业的高年级本科生和研究生，以及致力于深入理解现代无线通信系统架构的工程技术人员。

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我必须承认，这本书的习题设计是其最薄弱的环节之一。实验后的思考题大多是那种“是什么”的简单回顾，很少有需要动手设计、分析或优化的开放性问题。例如，当一个实验展示了链路层冲突检测的机制后，我期望的思考题是“如果我们将载波侦听的超时时间延长一倍，对网络吞吐量的影响如何量化分析？”而不是简单地问“该机制的作用是什么？”。缺乏深度和广度的习题，使得实验环节的价值大打折扣，它变成了机械地重复操作，而不是创造性地解决问题的过程。学生很容易在这种模式下学会如何“照着做”，却丧失了“自主思考”的能力。一本优秀的教程应该能够通过习题激发学生对底层原理更深层次的挖掘，这本书在这方面显得保守且乏力，仿佛只是为了完成课程要求的数量指标而设置。

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从装帧和印刷质量上来说，这本书的成本控制似乎做得太过分了。纸张手感粗糙，油墨味很重，甚至有些页面出现了轻微的脱页现象，这让我对它的耐用性产生了极大的怀疑。作为一个需要频繁翻阅、在实验室环境中使用的工具书，它应该具备一定的物理强度。此外，书中插图的色彩饱和度很低，尤其是涉及到拓扑图和数据流向的示意图，灰度过渡模糊不清，极大地影响了视觉效果和信息传递的效率。我甚至怀疑这些图片是否经过了专业的校色处理。对于一本技术性极强的教材，视觉清晰度和物理质量是专业性的体现，而这本书在这方面表现得非常廉价和粗糙，让人感觉出版方对内容质量的重视程度远不如对成本的控制，这使得每一次翻阅都变成了一种不太愉快的体验，很难让人产生持久的学习热情。

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这本书的排版简直是灾难，我拿到手的时候简直不敢相信这是正规出版物。字体大小不一，段落间距混乱，更别提那些图表了，完全是糊成一团的色块，根本看不清其中的数据和逻辑关系。每次想要查找某个特定的概念或者步骤，都像是在迷宫里绕圈，极大地浪费了我的时间。而且，一些关键的实验步骤描述得含糊不清，好像作者默认读者已经对这个领域了如指掌，对于初学者来说，简直是劝退级别的难度。我不得不去网上找其他的参考资料来辅助理解书中的内容，这完全违背了我购买教材的初衷。如果一个教程不能清晰、直观地引导学习者，那它的教育价值就大打折扣了。希望未来的修订版能够彻底解决这些基础的视觉和结构问题，否则，这本书只能束之高阁，成为我书架上的一个沉重负担。

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我花了大量精力试图跟随书中的指导完成第一次实验——配置一个简单的局域网。结果发现，书上列出的软件版本和我当前使用的环境完全不匹配，很多命令压根就执行不了，或者报错信息和书里说的完全不一样。这让我非常沮丧，因为在实验中，环境的兼容性往往是成败的关键。作者似乎没有考虑到技术更新的迭代速度，完全是抱着几年前的标准在编写内容。更令人气愤的是，对于那些不兼容的情况，书中没有任何替代方案或者排错指南。这就迫使我不得不手动去查阅大量的论坛帖子和官方文档来寻找解决办法，整个过程充满了试错和挫败感。一本好的实验教程，理应提供尽可能贴近当前主流环境的指导，或者至少明确指出适用的版本范围，而不是让读者自己去面对版本地狱。这本书在这方面做得非常不到位，严重影响了学习的连贯性和效率。

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这本书的理论讲解部分显得过于陈旧和碎片化。它似乎更像是一本快速浏览了各个协议规范的摘要，而不是一个连贯的教学体系。例如，在讲解TCP/IP模型的层次结构时，不同章节之间对同一概念的解释存在细微的矛盾，这让试图建立完整知识框架的学习者感到无所适从。我尤其希望在实验的理论背景部分能看到更深入的、更贴近实际网络部署的分析，比如不同路由算法在现实压力下的性能差异、或者现代SDN技术对传统模型的冲击等等。然而，书里提供的更多是教科书式的定义堆砌，缺乏案例分析和批判性思考的引导。读完之后，我感觉自己只是记住了几个名词，但对于“为什么”要这样设计网络协议，以及“如何”在复杂场景下做出最佳选择，依然感到一片茫然。这种浅尝辄止的态度，对于旨在培养工程师的书籍来说，是致命的缺陷。

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