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出版者:Wiley-IEEE Press

作者:Marvin K. Simon

出品人:

页数:936

译者:

出版时间:2004-12-06

价格:USD 195.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471649533

丛书系列:Wiley Series in Telecommunications and Signal Processing

图书标签:

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现代通信系统中的信号处理与调制技术：深入解析与前沿应用 本书聚焦于现代通信系统中至关重要的信号处理和调制技术，旨在为读者提供一个全面且深入的视角，涵盖从理论基础到实际应用的关键环节。本书的结构设计旨在引导读者系统性地理解信息如何在复杂的物理信道中被有效地传输和恢复，特别强调了应对信道不确定性和噪声干扰的先进策略。 第一部分：通信系统基础与信道建模 本书伊始，我们首先回顾了经典通信系统的基本框架，包括信源编码、信道编码和调制解调的整体流程。在此基础上，我们深入探讨了信息论的基石，阐释了香农定理在实际系统设计中的指导意义和局限性。 信道特性分析： 本部分的核心在于对物理信道的精确建模。我们详细分析了理想高斯信道（AWGN）的特性，并迅速过渡到更为贴近现实的复杂信道环境。重点关注了多径传播现象，详细解析了时变信道对信号波形的影响，包括衰落（Fading）和多普勒频移（Doppler Shift）。我们引入了散射函数（Scattering Function）和功率延迟谱（Power Delay Profile）等关键工具，用以量化信道的时域和频域特性。对于移动通信环境，如城市峡谷和室内环境，我们比较了不同衰落模型（如瑞利分布、莱斯分布）的适用性和参数估计方法。 噪声与干扰： 除了信道自身的时变特性外，系统中的噪声是不可避免的干扰源。本书对各种类型的噪声进行了细致的分类和数学描述，包括热噪声、散粒噪声，以及在特定场景下（如射频前端的非线性失真）出现的记忆性干扰。我们探讨了如何通过系统设计（如接收机的滤波、均衡和增益控制）来最小化噪声对信号质量的影响。 第二部分：数字调制与信号星座设计 本部分是本书的核心内容之一，专注于数字调制技术如何将离散信息映射到连续的物理信号上。我们不仅仅停留在传统的幅度、频率或相位调制，而是深入挖掘了更高谱效率调制方案的潜力。 先进调制技术： 详细分析了相移键控（PSK）、正交幅度调制（QAM）和相移正交幅度调制（QAM）的原理。我们通过星座图（Constellation Diagram）直观地展示了不同调制阶数下的信号点分布，并严格推导了其误码率（BER）性能的理论表达式，尤其是在AWGN信道下的表现。 功率效率与带宽效率的权衡： 本书着重强调了在有限功率和有限带宽约束下的优化设计。我们引入了均方误差（MSE）和平均信噪比（SNR）作为性能评估标准，并讨论了如何通过优化星座点的位置来提升系统的整体效率。具体案例分析包括了凸形状星座和最小距离增强星座的设计原则。 脉冲成形与带限传输： 数字信号在传输前必须经过脉冲成形滤波。我们深入研究了升余弦滤波器（Raised Cosine Filter）及其参数$alpha$对码间串扰（ISI）的影响。本书详述了奈奎斯特准则，并讨论了如何利用对偶滤波（Duality Filtering）技术在收发端实现无ISI传输。 第三部分：信道均衡与信号恢复 在存在多径效应的信道中，原始信号会发生展宽和拖尾，导致接收端出现严重的码间串扰，这是数字通信系统性能下降的主要原因。本部分致力于讲解如何通过先进的信号处理技术来消除或减轻ISI。 线性均衡技术： 我们首先介绍了判决反馈均衡器（DFE）和迫零均衡器（ZF）等线性均衡器的结构和工作原理。重点分析了线性均衡器在低信噪比条件下容易放大噪声的固有缺陷，并给出了相应的性能界限。 非线性与迭代均衡： 为了克服线性均衡的局限性，本书详细阐述了最大似然序列估计（MLSE）算法，特别是维特比算法（Viterbi Algorithm）在信道均衡中的应用。我们阐述了如何将信道建模为一个卷积码，从而实现最优的、基于最小均方误差的序列检测。此外，还探讨了期望最大化（EM）算法在信道状态信息估计中的作用。 第四部分：同步与信道估计 准确的定时、频率同步以及对信道状态的实时估计是所有相干解调系统的先决条件。 定时与频率同步： 本书详细分析了载波相位和符号定时同步的难点。对于符号定时，我们研究了基于过采样和盲同步算法（如M&M算法、Gardner算法）的实现细节，并对比了其在不同SNR条件下的鲁棒性。在载波恢复方面，我们对比了基于反馈的PLL（锁相环）和基于前馈方法的同步技术，并讨论了如何在实际系统中平衡收敛速度与跟踪精度。 信道状态信息（CSI）的获取： 在衰落信道中，接收机需要获取实时的信道脉冲响应估计。本书讲解了基于导频（Pilot-Aided）的信道估计技术，包括最小均方误差（MMSE）估计器的设计，以及如何通过插值技术（如样条插值或卡尔曼滤波）来获得非导频时刻的CSI。 第五部分：面向复杂信道的信号处理策略 本部分将前述理论应用于解决更具挑战性的通信场景，特别是针对高动态和高干扰环境。 干扰抑制与多用户共享： 针对多址干扰（MAI）问题，我们详细分析了正交频分复用（OFDM）技术。本书全面解析了OFDM的原理、循环前缀（CP）的作用，以及如何通过快速傅里叶变换（FFT）实现高效的调制和解调。同时，我们讨论了OFDM在应对频率选择性衰落时的优越性，并分析了其对载波频率偏移的敏感性。 自适应处理： 为了应对信道环境的缓慢变化，本书介绍了自适应滤波器在接收机中的应用，如最小均方误差（LMS）和自适应波束形成的概念，这些技术允许系统根据接收到的信号统计特性动态调整处理参数，以优化解调性能。 本书特色： 本书的每一章都辅以大量的数学推导和仿真案例，帮助读者深入理解算法的内在机制，而非仅仅停留在概念层面。通过对经典理论的严格论述和对现代系统设计中关键技术的细致剖析，本书为通信工程师和研究人员提供了一个坚实的技术基础，以应对未来无线通信系统所面临的频谱效率和可靠性挑战。

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我是一位对通信原理充满好奇心的学生，一直以来都对“衰落信道”这个概念感到神秘而又重要。《Digital Communication over Fading Channels》这本书，我是在查阅大量资料时偶然发现的，它的名字就吸引了我，让我觉得它一定能够解答我心中的疑问。阅读这本书的过程，就像是开启了一扇通往无线通信奥秘的大门。我特别喜欢它从最基础的信号模型开始，一步步构建出复杂的衰落场景。书中对瑞利衰落和莱斯衰落的讲解，让我对这些模型有了直观的认识，例如，瑞利衰落模型是如何描述信号在传播过程中因多径而产生的随机振幅变化的。然后，书中更是详细介绍了各种应对衰落的策略，例如，我花了很长时间去理解“分集接收”的原理，它如何通过接收多个独立的信号副本，来降低单个信号受到深度衰落的概率。书中通过大量的图表和数学推导，清晰地展现了不同分集技术（如空间分集、时间分集、频率分集）的性能增益，这让我对这些抽象的概念有了深刻的认识。这本书不仅仅是理论知识的传授，更是一种思维方式的培养，它教会我如何用科学的方法去分析和解决问题，让我对通信世界的复杂性有了更深的敬畏。

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作为一个对无线通信领域充满热情的研究生，我一直在寻找能够深入理解衰落信道理论和相关技术的高质量教材。《Digital Communication over Fading Channels》这本书，简直是我求学路上的一盏明灯。我被它详尽的内容和严谨的学术风格深深吸引。在学习过程中，我尤其喜欢它对各种衰落模型的数学描述，例如瑞利衰落和莱斯衰落，书中不仅给出了其概率密度函数和累积分布函数，还详细阐述了这些模型是如何从物理现象中推导出来的。这让我不仅仅停留在记忆公式的层面，而是能够真正理解其背后的物理意义。此外，书中对各种抗衰落技术，如联合信道编码与调制（CCM）、迭代解码、信道状态信息（CSI）反馈等，都进行了非常深入的探讨。我曾花了很多精力去理解书中关于CSI反馈的延迟和量化误差对系统性能的影响，以及如何通过优化反馈策略来缓解这些问题。这本书让我意识到，在实际的无线通信系统中，理论与实践之间存在着许多微妙的权衡，而作者在书中对这些权衡进行了非常透彻的分析。它不仅仅是一本书，更像是一个导师，不断引导我深入思考，拓展我的知识边界。

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这本书《Digital Communication over Fading Channels》是我在大学期间就接触到的，它一直是我学习和研究无线通信领域的“圣经”之一。虽然我不是作者，但我从这本书中获得的知识和启示，却让我受益匪浅，以至于每次遇到与衰落信道相关的问题，我都会第一时间翻阅它。我一直对书中关于“信道模型”的讲解非常着迷，特别是作者对各种统计信道模型（如Nakagami-m衰落、 Hoyt衰落等）的推导和应用场景的分析。这些模型不仅仅是数学公式的堆砌，而是背后深刻的物理意义的体现。例如，Nakagami-m衰落模型，它比瑞利衰落模型更加灵活，能够更好地描述实际中各种复杂的衰落场景，从轻度衰落到深度衰落，甚至可以模拟出更接近对数正态分布的衰落。我曾经尝试着将这些模型应用到我的毕业设计中，通过模拟不同衰落参数下的系统性能，来验证我的算法的鲁棒性。这本书的严谨性和全面性，让我在学术研究的道路上少走了很多弯路。它不仅仅是一本教材，更是一位良师益友，在我迷茫时给予指导，在我前进时提供动力。

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作为一名在无线通信领域摸爬滚打多年的工程师，我深知衰落信道是限制我们系统性能的关键因素之一。在一次偶然的机会下，我接触到了《Digital Communication over Fading Channels》这本书，这本书为我解决实际工程问题提供了极大的帮助。我尤其欣赏书中对实际信道模型和损伤的细致描述。它不仅仅是停留在理论层面，而是深入剖析了各种信道损伤，如多普勒效应、相位噪声、以及非线性失真等，对信号传输的影响。我曾经遇到过一个问题，就是信号在高速移动的场景下，误码率急剧升高，我查阅了许多资料都难以找到根源。偶然翻到这本书中关于“多普勒扩展”（Doppler Spread）和“相干时间”（Coherence Time）的章节，豁然开朗。书中详细解释了当多普勒扩展大于相干时间时，信道的时变特性会对信号产生严重的模糊，从而导致性能下降。这让我意识到，我们当时设计的均衡算法并没有充分考虑到信道的快速变化。根据书中的建议，我们调整了信道估计的采样率和均衡器的更新频率，最终有效地改善了系统的性能。这本书不仅仅是理论知识的集合，更是一本解决实际工程问题的宝典。

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这本书的名字是《Digital Communication over Fading Channels (Wiley Series in Telecommunications and Signal Processing)》，以下是我作为一名读者的10段评价，每段评价都不少于300字，且风格迥异，力求真实、详尽，避免AI痕迹： 这本书在我收到之前，就因为其在学术界的声誉而充满了期待。作者的名字在数字通信领域简直如雷贯耳，每一次他发表的研究都足以引起行业的震动。所以，当看到《Digital Communication over Fading Channels》这本书时，我知道我即将迎来一场知识的盛宴。打开书的那一刻，首先映入眼帘的是那严谨而清晰的排版， Wiley出版的质量一向有保障，这一点毋庸置疑。封面设计虽然朴实，但却透露出一种专业和沉稳的气质，与书名所涵盖的复杂技术主题相得益彰。我特别喜欢它对概念的引入方式，不是一上来就抛出复杂的数学公式，而是先从实际通信系统遇到的问题讲起，比如信号在传播过程中遇到的衰落是如何影响数据传输的。这种“问题导向”的学习方式，让我这个初学者也能够快速抓住问题的核心，理解为什么我们需要研究“衰落信道”。后续章节的展开，更是让我惊叹于作者构建知识体系的精妙。从瑞利衰落、莱斯衰落等经典模型，到更复杂的衰落场景，每一个模型都被细致地解析，并且配有大量的图示和仿真结果，这对于理解抽象的数学描述至关重要。我尤其欣赏它对不同衰落环境下接收信号功率分布的解释，以及如何通过这些模型来量化通信系统的性能损失。我曾花了好几个晚上，对照着书中的公式和图表，在脑海中构建出信号在实际信道中传播的动态画面，那种感觉就像是亲身经历了一次复杂的通信实验。这本书不仅是理论知识的堆砌，更是一种思维方式的引导，它教会我如何用严谨的数学工具去分析和解决通信工程中的实际问题。

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我购买《Digital Communication over Fading Channels》纯粹是出于工作上的需求，我所在的团队正在开发下一代无线通信系统，而衰落信道是绕不开的难题。我之前对这一块的了解主要停留在一些零散的论文和会议资料上，缺乏一个系统性的梳理。这本书的出现，简直就是及时雨。我最看重的是它在理论深度和实践应用之间的平衡。作者并没有为了炫技而堆砌高深的数学理论，而是非常有针对性地选择了那些最能解决实际问题的数学工具和模型。例如，在介绍信道估计和均衡技术时，书中详细阐述了最小均方误差（MMSE）和最小二乘（LS）等方法的原理和优缺点，并且给出了相应的算法流程。我尝试着根据书中的描述，在MATLAB中复现了一些简单的算法，效果斐然。更重要的是，它不仅告诉你“是什么”，还告诉你“为什么”。比如，为什么在一定条件下，某种均衡算法会比另一种效果更好？衰落的深度和速度对信道估计的精度有什么影响？这些问题，书中都有清晰且令人信服的解答。我记得有一次，我们团队在调试一个新算法时遇到了瓶颈，我翻阅了这本书中关于“分集技术”的章节，书中对空间分集、频率分集和时间分集进行了深入的比较分析，并给出了详细的性能增益计算公式。这启发了我们调整了系统的设计思路，最终成功地克服了那个技术难题。这本书绝对是通信工程师案头的必备参考书，它能让你在面对复杂通信挑战时，少走弯路，更快地找到解决方案。

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说实话，我最初被这本书吸引，很大程度上是因为它的作者在行业内的名声。我一直关注他在顶级期刊和会议上的论文，他的研究成果对整个通信理论的发展都起到了重要的推动作用。因此，《Digital Communication over Fading Channels》这本书，我抱有非常高的期望。阅读过程中的体验，可以说超出了我的预期。首先，这本书的结构非常清晰，逻辑性极强。作者从最基础的信道模型开始，循序渐进地引入各种先进的信号处理技术。我特别欣赏它在讲解每一个概念时，都尽可能地从物理意义上进行解释，然后再辅以数学推导。这使得我在理解那些复杂的概率论和统计学公式时，不会感到孤立和抽象。书中对各种衰落补偿技术，如自适应均衡、码字分集、联合解调等，都进行了详尽的论述，并且对比了它们的性能表现。我曾经花了一个周末，对照着书中的例子，研究了自适应均衡算法是如何工作的，特别是它在动态变化的信道环境下，如何不断调整均衡器的参数来跟踪信道的变化。这种深入浅出的讲解方式，让我感觉自己不再是被动地接受信息，而是主动地参与到知识构建的过程中。这本书不仅是技术手册，更是一本启发思考的哲学书，它教会我如何看待和解决无线通信中的根本性问题。

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我的专业背景是电子工程，在学习过程中，我对通信原理中的“衰落信道”这一章节总是感到有些吃力。很多概念都显得抽象和难以理解，直到我偶然发现了《Digital Communication over Fading Channels》这本书。这本书就像一座桥梁，将我与深奥的衰落信道理论连接了起来。我最喜欢的是它对各种抗衰落技术，如自适应均衡、分集接收、以及信道编码的详细介绍。书中对自适应均衡器的讲解，从最基础的维特比算法到更复杂的递归最小二乘（RLS）算法，都进行了清晰的阐述。我曾经花了一个下午的时间，对照着书中的图示，理解了最小均方误差（MMSE）准则是如何指导均衡器权值更新的。这让我对通信系统如何“主动”地去补偿信道的影响有了全新的认识。此外，书中对不同纠错码（如卷积码、BCH码、里德-所罗门码）在衰落信道下的性能比较，也给我留下了深刻的印象。它让我明白，仅仅依靠信号处理技术来补偿衰落是不足够的，强大的纠错能力同样是保证数据可靠传输的关键。这本书不仅仅是学习资料，更是一种激励，它让我对通信工程这个领域产生了更浓厚的兴趣。

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我是一位在通信领域工作多年的工程师，日常工作中经常会遇到各种复杂的信道问题，尤其是信号在多径传播中产生的衰落效应。在一次技术交流中，有同行向我推荐了《Digital Communication over Fading Channels》这本书，我抱着学习和参考的心态购买了它。读过之后，我发现这本书的内容之丰富、分析之透彻，远超我的想象。它不仅仅是对衰落信道理论的罗列，更像是对整个问题域的一次系统性梳理和深度剖析。我特别欣赏书中对于不同衰落模型下，信号调制和解码策略的对比分析。例如，在讲解OFDM（正交频分复用）系统在衰落信道下的性能时，书中详细分析了其对频率选择性衰落的鲁棒性，以及在存在相干衰落时如何通过循环前缀（CP）和信道均衡来改善性能。这与我实际工作中遇到的很多问题不谋而合。我曾经花了几个晚上的时间，反复研读书中关于“交织”（Interleaving）技术的章节，它如何通过打乱符号顺序来对抗突发性错误，从而提高系统的整体误码率性能。这种对细节的深入挖掘，让我对很多看似简单的技术有了更深层次的理解。这本书对我而言，不仅仅是一本技术参考书，更像是一位经验丰富的老友，在工作中遇到困惑时，总能从中找到启示和答案。

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在信息爆炸的时代，要找到一本真正有价值、能够深入浅出地讲解复杂技术的书籍实属不易。《Digital Communication over Fading Channels》这本书，在我看来，就是这样一本难得的佳作。我之前接触过一些关于无线通信的书籍，但总感觉它们要么过于理论化，要么不够深入。这本书的出现，恰好填补了我的知识空白。我最欣赏的是它对各种高级通信技术在衰落信道下的表现的详尽分析。例如，书中对MIMO（多输入多输出）系统在衰落信道下的信道容量和传输性能进行了深入的探讨，详细阐述了空分多用（SDMA）、码分多址（CDMA）等技术如何利用多径效应来提升系统性能。我曾经花费了整整一个周末，对照着书中关于SDMA的仿真例子，去理解如何通过对信道的精确估计，来在空间维度上分离不同的用户信号，从而实现更高的频谱效率。这种理论与仿真相结合的讲解方式，极大地帮助了我理解那些抽象的算法。此外，书中对纠错编码（ECC）在衰落信道下的应用，例如LDPC码和Turbo码，也进行了深入的介绍。这让我认识到，在克服衰落的同时，数据传输的可靠性同样至关重要，而ECC技术正是实现这一目标的关键。

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