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出版者:電子工業

作者:孟立凡

出品人:

頁數:327

译者:

出版時間:2007-8

價格:32.00元

裝幀:

isbn號碼:9787121049149

叢書系列:

圖書標籤:

• 傳感器
• 原理
• 應用
• 測量
• 控製
• 電子技術
• 自動化
• 儀器儀錶
• 物理學
• 工程技術

好的，這是一本關於《現代通信係統設計與優化》的詳細圖書簡介，完全避開瞭您提到的《傳感器原理與應用》的內容。 --- 現代通信係統設計與優化 導言：信息時代的基石與挑戰 在信息爆炸的二十一世紀，通信技術已不再是單一的工具，而是驅動全球經濟、社會運行乃至個體生活的核心基礎設施。從智能手機的普及到物聯網（IoT）的廣泛部署，再到高精度衛星導航係統的精確運作，背後都有復雜、高效且可靠的通信係統在支撐。然而，隨著數據速率的指數級增長、頻譜資源的日益稀缺以及對低延遲、高可靠性要求的不斷提高，傳統的通信設計範式正麵臨嚴峻的挑戰。 《現代通信係統設計與優化》旨在為通信工程師、係統架構師和高階學生提供一套全麵且深入的理論框架和實踐指南，用以應對當前和未來通信領域的核心難題。本書不側重於特定硬件的選型，而是聚焦於驅動係統性能的數學模型、信號處理算法以及係統級權衡。 第一部分：通信係統的理論基礎與性能極限 本部分深入探討瞭現代通信係統的基本理論支柱，為後續的係統設計奠定堅實的數學基礎。 第1章：信息論與信道容量的再審視 本章從香農-哈特利定理齣發，超越瞭基礎的容量概念，重點討論瞭有限塊長效應（Finite Block-Length Effects），特彆是在低延遲或極端信道條件下的實際可達速率。我們詳細分析瞭極化碼（Polar Codes）和低密度奇偶校驗碼（LDPC）在逼近香農極限方麵的最新進展，並引入瞭網絡信息論的基本概念，為多用戶場景下的資源分配做好鋪墊。 第2章：高級調製與編碼技術（ACM） 隨著對頻譜效率要求的提高，傳統調製方案已不能滿足需求。本章詳細解析瞭正交幅度調製（QAM）的高階擴展，並引入瞭多輸入多輸齣（MIMO）係統的預編碼和迫零（ZF/MMSE）技術。在編碼方麵，我們投入大量篇幅探討瞭Turbo碼的迭代解碼原理，以及新一代信道建模與匹配濾波的最新算法，旨在實現更低的誤碼率（BER）和更快的收斂速度。 第3章：隨機過程與噪聲環境分析 準確的信道建模是係統優化的前提。本章係統地迴顧瞭平穩隨機過程在通信中的應用，並聚焦於多徑衰落信道的建模，如瑞利分布、萊斯分布。特彆地，我們深入分析瞭多普勒效應對高速移動通信係統的影響，並介紹瞭信道估計（Channel Estimation）的高效算法，如基於最小均方誤差（MMSE）的估計器設計。 第二部分：關鍵係統架構與技術實現 本部分將理論模型轉化為可實施的係統架構，重點關注當前主流通信標準（如5G/6G前沿）中的核心技術。 第4章：正交頻分復用（OFDM）係統的深度剖析 OFDM作為現代寬帶通信的基石，其性能嚴重依賴於精確的同步和均衡。本章不僅復習瞭標準OFDM的原理，更深入探討瞭循環前綴（CP）的優化設計、載波間乾擾（ICI）的抑製以及非正交多址接入（NOMA）在OFDM框架下的集成方法。此外，我們還探討瞭濾波器組多載波（FBMC）等下一代多載波技術的潛在優勢與挑戰。 第5章：MIMO與空間復用技術 本章是係統容量提升的關鍵。我們詳細闡述瞭空時塊編碼（STBC）、預編碼（Precoding）和迫零（ZF）/迫使最小均方誤差（MMSE）接收器的設計流程。重點章節在於大規模MIMO（Massive MIMO）係統的信道狀態信息（CSI）的獲取、量化與反饋機製，以及如何利用大規模天綫陣列實現空間復用（Spatial Multiplexing）和波束賦形（Beamforming）的協同優化。 第6章：同步、定時與頻率控製 在實際係統中，定時誤差和頻率偏移是主要的性能劣化因素。本章涵蓋瞭從載波恢復的鎖相環（PLL）到基於大數據的盲同步算法的全景圖。我們對比瞭基於Gardner定時誤差檢測器和最大似然（ML）估計器的性能差異，並重點分析瞭非平穩（Non-stationary）信道下同步算法的魯棒性設計。 第三部分：係統級優化與資源管理 高效的通信係統不僅需要強大的物理層技術，更需要智能化的資源調度與網絡層協同。 第7章：功率控製與能效優化 隨著移動設備和基站能耗成為焦點，本章轉嚮通信係統的能效（Energy Efficiency）問題。我們討論瞭動態功率分配策略，如何平衡頻譜效率與功耗之間的矛盾。內容包括基於拉格朗日鬆弛法的功率優化算法，以及如何設計休眠/喚醒機製以實現基站層麵的綠色通信。 第8章：異構網絡（HetNets）與乾擾協調 現代通信網絡普遍采用多層異構架構（如宏蜂窩、微蜂窩、皮蜂窩等）。本章專注於網絡級的乾擾管理。我們深入研究瞭分數頻率復用（FFR）、功率譜優化以及半靜態調度（Semi-Static Scheduling）在高密度部署下的適用性。此外，本章還探討瞭CoMP（協調多點傳輸/接收）技術在提升邊緣用戶吞吐量方麵的具體實現方案。 第9章：麵嚮未來通信的邊緣智能與安全 展望未來，通信係統將越來越依賴智能決策。本章引入瞭基於強化學習的資源調度概念，探討如何讓通信係統自主學習最佳的調製編碼方案（MCS）。同時，鑒於數據安全的重要性，本章也涵蓋瞭物理層安全（Physical Layer Security）的基礎，如利用信道不確定性進行密鑰生成和信息隱藏技術。 結語：通往6G的路徑 《現代通信係統設計與優化》提供瞭一條從底層信號處理到頂層網絡資源調度的完整學習路徑。本書強調對核心算法的深刻理解和係統設計中的權衡藝術，旨在培養讀者構建下一代高性能、高可靠、高能效通信係統的能力。通過對這些先進技術的掌握，讀者將能更好地參與到未來通信標準的製定與部署中。 --- 目標讀者： 通信工程、電子信息工程、信號處理領域的研究生、博士生、通信設備研發工程師以及相關領域的技術管理人員。 先決條件： 讀者應具備紮實的概率論、復變函數和綫性代數基礎，並對數字信號處理和基礎通信原理有初步瞭解。

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這本書帶給我的感受更像是一次“工業探秘之旅”。它不僅僅是一本教科書，更像是一部濃縮瞭行業幾十年發展曆程的百科全書。作者的視野非常開闊，他不僅關注瞭傳統的測量方法，還花費瞭相當的篇幅討論瞭新興的、非接觸式的測量技術的發展趨勢。閱讀到關於未來傳感網絡和邊緣計算對傳感器設計的影響時，我深感震撼。這本書的深度足以滿足研究生級彆的學術需求，但其錶達方式又足夠友好，讓本科生也能從中獲益良多。我個人最喜歡的是它在每一章末尾設置的“思考與延伸”部分，這些問題往往非常具有啓發性，促使讀者跳齣書本，去思考更宏大的係統集成和優化問題。毫無疑問，這是一本會留在我的書架上、經常被翻閱的專業經典。

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說實話，我購買這本書是帶著一絲忐忑的，因為我對很多電子工程類的書籍都有“知難而退”的經曆。然而，這本書的行文風格卻異常的“親民”。它沒有那種高高在上的學術腔調，反而像一位經驗豐富的工程師在手把手教你如何解決實際問題。我特彆欣賞其中關於不同類型傳感器（如應變計、熱敏電阻、光電傳感器）的選型和部署策略的論述。作者非常細緻地對比瞭它們的優缺點、適用環境以及潛在的局限性，這種實戰經驗的分享，遠比單純的理論推導來得更有價值。我甚至將其中關於數據采集係統的章節拿去參考瞭我目前正在進行的一個小項目，效果立竿見影。這本書的價值在於，它不僅僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“怎麼做”以及“為什麼這樣做”。

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這本書的排版和裝幀質量也值得稱贊。紙張的觸感非常舒適，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。更重要的是，書中的圖錶製作極其精良，無論是波形圖、係統框圖還是電路原理圖，都清晰銳利，完全沒有廉價印刷品的模糊感。對於我這種需要經常查閱特定參數和公式的讀者來說，清晰的圖文是至關重要的。我注意到，本書在介紹高級主題時，比如MEMS技術和智能傳感器的集成，處理得非常到位，它沒有簡單地羅列技術名稱，而是深入剖析瞭其背後的物理實現機製，並通過對比展示瞭不同技術路綫的優劣勢。這種深度的剖析，讓讀者能夠建立起一個完整的知識框架，而不是零散的知識點。

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我是在準備一個資格認證考試的背景下接觸到這本書的，原本是抱著“突擊”的心態翻閱的。沒想到，這本書的內容組織方式極大地提升瞭我的學習效率。它巧妙地將理論基礎、關鍵技術和實際應用場景融閤在一起。比如，在講解某一類傳感器的誤差分析時，作者不僅給齣瞭數學模型，還緊接著引用瞭一個實際環境中的例子來說明這種誤差是如何在現實中錶現的，這種結閤方式非常有助於記憶和理解。我發現，很多其他教材中含糊不清的概念，在這本書裏都被界定得非常明確。特彆是關於傳感器接口電路的章節，詳細講解瞭如何使用標準化的通信協議（如I2C, SPI）來讀取和處理數據，這對於想進入自動化和物聯網領域的讀者來說，是不可多得的寶貴資料。

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這本書的封麵設計簡約大氣，透露著一種專業的氣息。我原本以為這是一本偏嚮理論深奧的教材，但翻開第一頁就被其清晰的邏輯結構吸引住瞭。作者沒有一開始就拋齣復雜的公式，而是從最基礎的物理概念入手，循序漸進地引導讀者進入傳感器技術的廣闊世界。特彆是關於信號調理和噪聲抑製的章節，講解得極為透徹，即便是初次接觸這類知識的讀者也能迅速抓住核心。書中大量的插圖和實物照片，讓抽象的原理變得直觀易懂，這對於工科學生來說簡直是福音。閱讀過程中，我多次發現作者在腳注或側欄中補充瞭行業前沿的應用案例，這極大地拓展瞭我的視野，讓我看到瞭書本知識與實際工程之間的緊密聯係。整體來看，這本書的學術嚴謹性與實用指導性達到瞭一個很高的平衡點，絕對是案頭必備的參考書。

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