WIRELESS AND OPTICAL COMMUNICATIONS IAS

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isbn号码:9780889864030
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  • 无线通信
  • 光通信
  • IAS
  • 通信工程
  • 信号处理
  • 电磁场与微波技术
  • 信息技术
  • 无线网络
  • 光纤通信
  • 通信系统
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具体描述

《脉冲通信系统原理与实践》 本书深入探讨了现代通信系统中的核心技术,特别关注了脉冲信号的生成、编码、传输和接收。在信息爆炸的时代,高效、可靠的通信手段至关重要,而脉冲通信作为其基础,扮演着不可或缺的角色。本书旨在为读者提供一个全面而深入的理解,不仅阐述理论基础,更结合实际应用,展示这些技术如何塑造我们今天的信息世界。 第一部分:脉冲信号基础 本部分首先从最基础的脉冲信号特性入手,介绍其在时域和频域的数学描述。我们将详细讲解各种典型的脉冲波形,如矩形脉冲、指数脉冲、高斯脉冲等,并分析它们的频谱特性。接着,本书将深入研究脉冲的采样和量化过程,这是将模拟信号转换为数字信号的关键步骤。我们将介绍采样定理(Nyquist-Shannon采样定理),解释其重要性以及欠采样和过采样的影响。量化过程则涉及将连续的幅度值映射到离散的电平,本书会详细讨论均匀量化、非均匀量化(如 A-law 和 μ-law 编码)以及量化噪声的产生和抑制方法。 第二部分:脉冲编码与调制 在理解了脉冲信号的基本原理后,本部分将重点介绍如何将信息有效地编码到脉冲序列中。我们将详细讲解几种主要的脉冲编码调制(PCM)技术,包括: 脉冲幅度调制 (PAM):讲解不同阶数的 PAM,如 2-PAM (BPSK), 4-PAM (QPSK), 8-PAM, 16-PAM 等,以及它们在信息传输速率和抗噪声能力之间的权衡。 脉冲位置调制 (PPM):分析 PPM 的原理,它如何通过改变脉冲在时间上的位置来编码信息,并讨论其在某些特定应用场景的优势。 脉冲宽度调制 (PWM):阐述 PWM 的工作机制,即通过改变脉冲的宽度来传输信息,并探讨其在功率控制等领域的应用。 不归零 (NRZ) 和归零 (RZ) 码:对比分析这两种基本的脉冲编码方式,它们的优缺点以及在不同传输环境下的适用性。 此外,本部分还将涉及差分编码和格雷编码等技术,它们能够提高通信系统的鲁棒性,减少误码率。 第三部分:脉冲传输与接收 本部分将目光投向脉冲信号在实际信道中的传输过程以及如何有效地进行接收。我们将深入分析各种信道模型,包括加性高斯白噪声 (AWGN) 信道,以及更复杂的衰落信道(如瑞利衰落、莱斯衰落)。噪声对脉冲信号的影响将被详细剖析,包括信噪比 (SNR) 的概念及其对系统性能的影响。 在接收端,如何准确地检测和恢复原始脉冲序列是关键。本书将详细介绍匹配滤波器 (Matched Filter) 的设计原理,以及它在最佳检测脉冲信号方面的作用。我们还将讨论符号间干扰 (ISI) 的产生原因,如信道失真和带限效应,并介绍均衡器 (Equalizer) 的技术,如零迫均衡 (Zero-Forcing Equalizer) 和最小均方误差均衡 (MMSE Equalizer),以克服 ISI 对通信性能的影响。 第四部分:现代脉冲通信系统的实例与展望 为了让读者更直观地理解脉冲通信技术的实际应用,本部分将选取一些典型的现代通信系统作为案例进行深入分析。我们将探讨: 数字电话系统:分析其背后的脉冲编码和传输机制。 数据通信系统:如以太网和 Wi-Fi 等,揭示脉冲信号在高速数据传输中的应用。 光纤通信系统(基础概念):虽然本书侧重于脉冲信号本身,但也会简要介绍光纤通信如何利用脉冲(光脉冲)进行信息传输,为后续学习打下基础。 最后,本书将对脉冲通信技术的未来发展趋势进行展望,包括更高阶调制技术的应用、更高效的信道编码技术、以及在物联网、5G/6G 通信等新兴领域的潜在突破。 本书特点: 理论与实践相结合:在讲解理论概念的同时,辅以丰富的实例和图示,帮助读者理解抽象的原理。 循序渐进:从基础概念到复杂系统,内容组织逻辑清晰,适合不同背景的读者。 深入浅出:力求用清晰易懂的语言解释复杂的技术问题。 通过阅读本书,读者将能够系统地掌握脉冲通信系统的基本原理、关键技术以及实际应用,为进一步学习更高级的通信理论和系统打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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初次捧读这本书,我最大的感受是其**结构上的严谨性**,简直是教科书级别的典范。它花了大量篇幅去剖析**傅里叶分析**在信号处理中的基础地位,对**信道编码理论**的阐述更是如同庖丁解牛般清晰透彻。特别是关于**正交频分复用(OFDM)**系统的均衡技术,作者采用了**时间域**和**频域**双重视角进行对比论证,使得即便是初学者也能迅速掌握其核心思想。然而,这种过于强调“经典”和“可证明”的学术风格,使得我在寻找关于**软件定义网络(SDN)**如何赋能动态频谱管理方面的实践案例时,感到有些力不从心。书中对**无线资源调度**的描述,更多是基于静态或半静态的优化模型,而缺乏对**基于强化学习的动态接入控制**的讨论。此外,对于**光网络中的流量工程**,虽然提到了**波长转换**和**路径保护**,但对于如何利用AI/ML技术预测突发流量并实时重构**光电交换交叉连接(OXC)**的控制平面,内容非常有限。这本书更像是一部优秀的“基石”之作,但若想将其应用于当前快速迭代的**5G-Advanced及未来网络架构**的复杂场景,读者的知识储备和实战经验需要进行大量的“二次开发”。

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这本书,坦白说,我期望它能更深入地探讨一些前沿技术,比如**太赫兹通信**在特定场景下的应用潜力。翻阅目录,感觉它在**毫米波**的介绍上花费了相当篇幅,虽然讲解细致,但对于新兴的、可能颠覆现有架构的频段讨论显得有些保守。比如,在讨论**大规模MIMO**的能效优化时,我期待看到更多关于**智能反射面(RIS)**如何与现有光通信基础设施进行混合部署的案例分析,而不是停留在传统的预编码算法优化上。特别是对于城市峡谷环境下的**光接入网**的部署挑战,书中给出的解决方案更偏向于成熟的室外光纤回传方案,对于**可见光通信(VLC)**在室内物联网中的互操作性、安全性和抗干扰能力的处理,深度略显不足。感觉作者的知识体系可能更侧重于经典数字通信和成熟的微波/光纤网络,对于**量子密钥分发(QKD)**在广域网融合中的挑战和机遇,只是蜻蜓点水地提了一下,没有展开讨论其在复杂光纤链路中的实用性考量,比如如何应对**偏振模色散**对纠缠光子对传输的影响。总而言之,它是一本扎实的基础参考书,但对于渴望了解“下一代”无线和光通信融合蓝图的读者来说,可能需要寻找其他更具前瞻性的资料来补充其在颠覆性技术领域的空白。

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我必须承认,这本书在**光通信的物理层**细节方面确实做到了详尽无遗,特别是对于**光纤的非线性效应**,如**自相位调制(SPM)**和**四波混频(FWM)**的数学建模,详尽到令人称奇。作者似乎对**超短脉冲**在低损耗光纤中的传输特性有着独到的见解,每一个公式的推导都力求严密。但是,这种深入到物理学层面的细致,却让我在寻找关于**整体系统架构与网络层协议**的章节时感到意兴阑珊。比如,在探讨**IP over WDM(IPoWDM)**网络时,书中花了太多笔墨描述**光电混合交换的性能瓶颈**,却几乎没有涉及**软件定义光网络(SDON)**中控制平面与数据平面的分离策略,以及如何利用**集中式控制器**实现跨域资源的统一调度和编排。对于**端到端QoS保证**的讨论,更多停留在传统TDM/WDM时代的概念,对于现代基于分组的IP网络如何高效地利用弹性波长和动态带宽分配,这本书提供的视角略显陈旧。它更像是一本关于“光信号如何传输”的权威指南,而非“如何构建一个智能、弹性的光网络”的实用手册。

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这本书的语言风格非常**内敛且克制**,很少使用过于花哨的比喻或引人入胜的故事来引导阅读,完全是一种严谨的学术论证风格。它在**认知无线电(CR)**的频谱感知技术部分,对**循环检测算法**和**能量检测**的性能对比分析非常到位,清晰地勾勒出了两者在复杂噪声环境下的优缺点。然而,这种对传统理论的坚守,似乎使得它在面对**异构网络融合**这一当今核心议题时显得有些措手不及。我期待看到更多关于**蜂窝网络与Wi-Fi 6E/7的无缝切换机制**,以及**网络切片**如何在资源受限的无线侧和高带宽的光接入网侧进行协同适配的案例。书中对**安全问题**的讨论,集中在**扩频通信**的抗截获能力上,但对于**未来无线网络中基于区块链的身份认证和去中心化管理**,完全没有提及。读完后,我感觉自己掌握了一套非常稳固的“内功心法”,但缺乏一套应对现代“招式变化”的实战秘籍。

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对于习惯于快节奏、信息密度极高的现代技术书籍的读者来说,这本书的**阅读节奏偏慢**,它更倾向于一步一个脚印地构建知识体系。在讲解**先进的调制格式**,如高阶**QAM**在光通信系统中的**非线性损伤补偿**时,作者使用了大量的**功率谱密度图**和**眼图分析**,这对于打基础的人来说是极好的补充材料。但是,当谈及**未来网络对延迟和抖动的极端要求**时,书中对**实时网络功能虚拟化(NFV)**的性能开销分析非常保守。例如,如何将**核心网关的功能**从专用硬件转移到**通用服务器**上,并保证其在**光传送网**的动态调整下依然满足**毫秒级**的延迟要求,这本书中的讨论还停留在理论仿真阶段,鲜有实际部署的性能指标参考。总而言之,它是一部内容翔实、论证充分的学术专著,但它更像是一位恪守传统的匠人作品,略显沉重,未能充分反映当前技术前沿对于**敏捷性、软件化和智能化**的迫切需求。

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