数字通信系统原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:李斯伟 编

出品人:

页数:301

译者:

出版时间:2008-4

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787115176523

丛书系列:

图书标签:

• 数字通信
• 通信原理
• 信号处理
• 调制解调
• 信道编码
• 无线通信
• 信息论
• 通信系统
• 现代通信
• 工程技术

现代信息论与编码技术：从理论基石到前沿应用 书籍介绍： 在信息爆炸的时代，如何高效、可靠地传输和存储海量数据，是摆在所有通信工程师和信息科学家面前的核心挑战。《现代信息论与编码技术》并非一本关于具体通信系统结构或硬件实现的教科书，而是一部深入剖析信息传输极限、探索数据压缩与纠错机制的理论专著。本书旨在为读者构建起一座连接纯数学理论与实际工程应用的坚实桥梁，聚焦于信息论的深刻洞察力以及编码技术在优化通信性能中的关键作用。 本书的叙事逻辑从信息学的基本公理出发，逐步深化到对信息熵、互信息等核心概念的严格定义与深刻剖析。我们首先将时间投入到信息论的奠基性工作——香农的信息论框架之中。读者将系统学习到如何用数学语言量化“信息”本身，理解信息源的不可压缩极限，并通过对熵的深入探讨，洞察随机性和不确定性在信息传输中的本质地位。我们不仅讨论了离散信源的信源编码（如霍夫曼编码、算术编码），更将重点放在了它们与信息论极限之间的差距分析，揭示了理论最优与工程实践之间的动态平衡。 随后，本书将视角转向信道，这是信息传输过程中必然会遭遇的“噪声”与“失真”的战场。信道容量的概念，作为香农对通信系统性能设定的最高物理极限，将得到详尽的阐述。我们详细分析了各种典型信道模型，如离散无记忆信道、高斯信道，并推导出它们各自的容量公式。理解信道容量的意义，在于明确了在给定物理条件下，我们能达到的最高传输速率，从而为后续的编码设计设定了无可逾越的理论天花板。 在信息论框架确立之后，本书的重点无缝过渡到“编码技术”这一工程实践的核心领域。我们坚信，要突破信道容量的限制，唯一的途径是通过巧妙的编码策略，使传输信号能够抵抗噪声的干扰。因此，本书对信道编码进行了详尽的阐述，将其分为两大主流派系：代数编码与图论/概率编码。 在代数编码部分，我们将系统介绍线性分组码的构造、解码算法，如伴随式译码和最小距离译码。重点讲解了经典且高效的循环码，特别是对关键的BCH码和里德-所罗门（RS）码进行了深度挖掘。RS码作为在CD、DVD、以及现代深空通信中不可或缺的强大纠错工具，其多项式运算、伴随矩阵构造和Berlekamp-Massey算法等核心解码流程，都将以详实的数学推导和直观的图示进行解析，确保读者能够掌握其实际应用的能力。 然而，真正的革命性进步来自于近几十年来以概率和迭代为核心的信道编码技术。本书投入了大量的篇幅来阐述“Turbo码”和“LDPC码”（低密度奇偶校验码）的精髓。对于Turbo码，我们将详细拆解其“并联级联”结构，解释交织器的魔力，并深入剖析其核心的“概率对数似然比”（LLR）迭代译码机制，展示其如何惊人地逼近香农极限。对于LDPC码，我们将从其稀疏校验矩阵的构建出发，阐释其在并行处理上的巨大优势，并详述经典的“和积译码”（Sum-Product Algorithm）原理，揭示其在5G、Wi-Fi等现代高速通信标准中占据主导地位的深层原因。 除了用于抵抗噪声的信道编码，数据压缩——即信源编码的工程实现，也是本书的另一大支柱。本书不仅回顾了经典的定长、变长编码，更深入研究了现代压缩算法中的两大范式：预测模型与变换模型。在预测模型方面，我们将探讨行程长度编码（RLE）的局限性，并转向更复杂的基于上下文的建模，如预测性编码的基本思路。在变换模型方面，本书聚焦于将信号从时域/空域转换到能量集中度更高的域，从而实现高效的无损压缩。离散余弦变换（DCT）和卡尔曼滤波在信息压缩中的应用将被详细剖析，解释它们如何为图像（如JPEG）和音频（如MPEG）的有效表示奠定基础。 本书的特色之一在于其对理论与实践的深度融合。每一个核心编码方案的介绍，都紧密联系着其在当前主流通信协议中的应用案例，例如，如何将RS码用于数字广播的错误恢复，或如何将Turbo码应用于卫星通信的链路提升。此外，我们还专门设立章节讨论了低延迟与实时性约束下的编码挑战，这在日益增长的物联网和实时视频流应用中至关重要。 面向读者群体，本书对读者的数学基础有一定的要求，适合于高等院校信息工程、电子工程、计算机科学（数据科学方向）的高年级本科生、研究生以及从事通信、信号处理领域研发工作的工程师。阅读本书，读者将不再满足于知道“某个码字有效”，而是能够深刻理解“为什么这个码字是当前最优的”，并具备设计和分析下一代高效编码系统的理论能力。这不是一本关于如何连接天线的书，而是一本关于如何用数学的智慧，驯服信息的本质，并使其在最恶劣的环境下依然忠实可靠地传递的书。

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