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isbn号码:9787111042631

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• 功率半导体
• 电力电子
• 开关电源
• 驱动电路
• 保护电路
• 散热设计
• SiC器件
• GaN器件
• IGBT
• MOSFET

《前沿通信系统原理与实践》 本书深入剖析了现代通信系统的核心技术和实际应用。从基础的信号传输理论出发，逐步引导读者理解无线通信、光通信以及移动通信等关键领域。 第一部分：通信系统基础理论 信号与系统分析： 本章详细阐述了信号的基本性质，包括连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等。深入探讨了傅里叶级数、傅里叶变换及其在信号频谱分析中的应用，揭示了信号的频率域特性。此外，系统分析部分介绍了线性时不变（LTI）系统的基本概念，如卷积、冲激响应和系统函数，并阐述了差分方程和微分方程在系统建模中的作用。本章还涵盖了采样定理，强调了将连续信号转换为离散信号的关键条件，以及量化和编码等数字信号处理的基础。 信息论与编码： 本章是通信系统的理论基石。首先介绍了信息熵的概念，用于量化信息的不确定性，并阐述了信源编码的目标——去除冗余，提高编码效率，如霍夫曼编码和算术编码。接着，深入探讨了信道编码，其目的是增加冗余以抵抗噪声干扰，包括线性分组码（如汉明码）、卷积码以及现代的Turbo码和LDPC码，分析了它们在提高传输可靠性方面的原理和性能。此外，本章还讨论了信道容量的概念，即在给定信道条件下能够可靠传输的最大信息速率。 调制与解调技术： 本章聚焦于如何将信息信号有效地加载到载波上进行传输，以及如何在接收端将其还原。详细介绍了模拟调制技术，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM），分析了它们各自的频谱特性、抗干扰能力和应用场景。随后，重点阐述了数字调制技术，包括幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相移键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM），并深入分析了它们的星座图、功率谱密度和比特错误率（BER）性能。此外，本章还涵盖了相关的解调技术，如相干解调、非相干解调和最佳接收原理。 第二部分：现代通信系统关键技术 无线通信系统： 本章深入探讨了构成现代无线通信网络的核心技术。详细分析了多址技术，包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及目前主流的空分多址（SDMA）和正交频分多址（OFDM），阐述了它们如何允许多个用户共享有限的无线频谱资源。介绍了无线信道的传播特性，如衰落、多径效应和干扰，以及相应的克服技术，如分集接收、均衡技术和信道编码。最后，探讨了现代蜂窝通信系统（如4G LTE和5G NR）的架构和关键技术，包括OFDM、MIMO（多输入多输出）技术在提升数据速率和频谱效率中的作用。 光通信系统： 本章聚焦于高速、大容量数据传输的光纤通信网络。详细介绍了光信号的产生（如激光器）和探测（如光电二极管）原理。重点讲解了光纤作为传输介质的特性，包括光纤的类型（单模光纤、多模光纤）、损耗和色散（材料色散、波导色散），以及它们对传输性能的影响。介绍了各种调制和复用技术，如强度调制、相干光通信、波分复用（WDM）和时分复用（TDM），以及它们如何实现更高的传输速率和更大的网络容量。此外，还讨论了光放大器（如EDFA）和光网络的关键组件。 移动通信系统： 本章深入解析了支撑全球移动通信业务的系统原理和演进。从第一代模拟移动通信系统（1G）开始，回顾了其基本特点和局限性，随后详细阐述了第二代（2G）数字移动通信系统（如GSM），重点分析了其语音编码、信令系统和切换机制。着重介绍了第三代（3G）移动通信系统（如UMTS），讨论了其采用的宽带码分多址（WCDMA）技术及其在数据传输速率上的提升。重点详细讲解了第四代（4G）LTE系统，包括OFDMA、SC-FDMA、MIMO以及核心网演进。最后，对第五代（5G）移动通信系统进行了全面深入的介绍，包括其关键技术如新空口（NR）、毫米波通信、大规模MIMO、网络切片、边缘计算以及其在增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低时延通信（uRLLC）等方面的应用场景。 第三部分：通信系统实践与未来展望 通信系统性能评估与优化： 本章探讨了如何对通信系统的实际性能进行量化评估，并提出优化策略。详细介绍了关键性能指标（KPIs），如信噪比（SNR）、误比特率（BER）、吞吐量、延迟和抖动。讲解了仿真和测试方法在系统验证中的作用。讨论了链路预算分析，用于预测信号强度和覆盖范围。此外，还介绍了常用的优化技术，如自适应均衡、功率控制和资源调度算法，以提高系统的整体效率和用户体验。 通信系统中的网络安全： 随着通信系统的日益普及，网络安全的重要性也日益凸显。本章从通信链路和网络协议层面探讨了安全问题，包括加密技术（如AES、RSA）、身份认证机制以及防火墙和入侵检测系统。分析了常见的网络攻击类型，如拒绝服务（DoS）攻击、中间人攻击和窃听，并介绍了相应的防御措施。 未来通信技术发展趋势： 本章展望了下一代通信技术的发展方向。讨论了6G移动通信系统的潜在技术，如太赫兹通信、人工智能在通信系统中的集成、全息通信以及物联网（IoT）和车联网（V2X）等新兴应用的融合。分析了这些技术可能带来的机遇和挑战，为读者描绘了通信系统未来的发展蓝图。 本书适合高等院校通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的学生、科研人员以及从事通信系统设计、开发和优化的工程师阅读。通过阅读本书，读者将能够全面、系统地掌握现代通信系统的核心理论、关键技术以及未来发展方向。

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