Precoding and Signal Shaping for Digital Transmission pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley-IEEE Press

作者:Robert F. H. Fischer

出品人:

页数:504

译者:

出版时间:2002-08-12

价格:USD 121.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471224105

丛书系列:

图书标签:

• Precoding
• Signal Shaping
• Digital Transmission
• Wireless Communications
• Information Theory
• Communication Systems
• Modulation
• Signal Processing
• OFDM
• MIMO

图书简介：面向高速通信的下一代调制与编码技术 书名： 面向高速通信的下一代调制与编码技术 作者： [在此处填写作者姓名，例如：王建华、李明] 出版社： [在此处填写出版社名称，例如：清华大学出版社、电子工业出版社] 出版年份： [在此处填写年份，例如：2023] --- 内容概述 本书全面深入地探讨了在当前及未来高速数字通信系统中，实现超高频谱效率和可靠传输所必需的先进调制（Modulation）与信道编码（Channel Coding）技术。随着5G、6G乃至更高代际移动通信网络对数据速率的持续追求，传统技术已接近其理论极限。本书聚焦于突破这些瓶颈的创新方法，旨在为通信工程师、系统设计师以及从事信息论和信号处理研究的学者提供一套系统、前沿的技术指南。 全书结构严谨，从信息论基础出发，逐步深入到最前沿的编码与调制方案，强调理论分析、算法实现与实际系统性能之间的紧密联系。重点内容涵盖了从经典到现代的多种高性能技术，并展望了它们在未来异构网络环境中的应用潜力。 --- 详细章节内容 第一部分：高速通信基础与挑战 第一章：高速数字通信系统概述与瓶颈分析 本章首先回顾了香农-哈特利定理在现代通信系统设计中的指导作用，并详细分析了当前高频谱效率通信面临的主要挑战，包括非高斯噪声环境、非理想信道特性（如严重的频率选择性衰落、相位噪声）以及功耗与复杂度的制约。本章重点讨论了如何通过优化信号集的设计来最大化信道容量，为后续章节介绍的先进技术奠定理论基础。 第二章：高阶调制技术与非均匀信号星座设计 深入探讨了正交幅度调制（QAM）和相移键控（PSK）等基本调制的扩展。本章的核心在于非均匀信号星座的设计原理，特别是如何利用MIMO技术和空时编码（STBC/SFBC）的结合，在保持星座图对称性的前提下，优化特定信噪比下的误码率性能。详细分析了如何利用优化算法（如迭代优化、遗传算法）来构建更紧凑、抗干扰能力更强的信号星座图。 --- 第二部分：先进信道编码理论与实践 第三章：低密度奇偶校验码（LDPC）的迭代译码 LDPC码作为目前公认的容量接近香农极限的线性分组码，是高速通信的基石。本章详细剖析了LDPC码的结构特性，包括其校验矩阵的设计方法（如基于特定代数结构的构造）。重点深入讲解了消息传递算法（Message Passing Algorithm, MPA），包括概率域和对数似然比（LLR）域的求解过程，并对比了置信度传播（BP）算法、最小和（Min-Sum）算法及其变体在解码速度和性能上的权衡。 第四章：极化码（Polar Codes）的理论与应用 极化码是下一代通信标准（如5G NR）中信道编码的关键突破。本章系统介绍了信道极化现象的数学原理，基于构建矩阵（Construction Matrix）的初始化过程，以及如何通过蔡可夫算法（Cai-Chen Algorithm）或更高效的迭代查找方法来确定信道极化方向。特别阐述了“Scrambling”技术在提升小码长性能中的作用，并讨论了其在支持灵活码率和码长方面的优势。 第五章：非正交多址接入（NOMA）环境下的联合信道编码 随着资源复用需求的增加，NOMA成为重要的接入技术。本章讨论了在NOMA场景下，如何设计能够有效处理用户间干扰（ICI）的鲁棒性编码方案。涉及叠加编码（Successive User Decoding）的优化，以及如何结合信道状态信息（CSI）实现用户特定的编码和调制阶数的动态选择，以平衡不同用户群体的服务质量（QoS）。 --- 第三部分：先进调制与信号整形技术 第六章：脉冲成形与时域均衡技术 本章将焦点从星座图扩展到时域信号表示。详细分析了在有限带宽系统中，如何设计最优的脉冲成形滤波器（如根升余弦滤波器RRC、平方根升余弦滤波器SRRC）以最小化码间干扰（ISI）。讨论了时域均衡器（如迫近均衡器、判决反馈均衡器DFE）的设计原理，并探讨了基于最小均方误差（MMSE）准则的均衡器在多径信道下的性能表现。 第七章：多载波技术与联合时频资源分配 深入研究正交频分复用（OFDM）技术，并扩展到更具鲁棒性的滤波器组多载波（FBMC）和广义频分复用（GFDM）。本章侧重于非正交多载波技术如何解决传统OFDM的带外辐射（OOBE）问题和对频率同步的敏感性。同时，详细讲解了如何在动态频谱共享（DSS）环境中，利用先进的波形选择和载波功率分配策略，实现对频谱资源的精细化管理。 第八章：基于几何的调制与传输（GBM） 本章介绍了一种超越传统网格调制的信号设计范式。GBM利用高维几何结构（如多面体、离散均匀晶格）来构造信号点，以在特定干扰模型下实现理论最优的等化增益。探讨了如何利用连续翻转（Continuous Flipping）等技术来逼近这些理想的几何调制结构，尤其是在需要抵抗特定强干扰源的场景中的应用。 --- 第四部分：接收机设计与性能评估 第九章：高复杂度接收机的最优检测算法 本章关注在接近香农极限性能下，接收机端所需的复杂检测算法。详细介绍了最大似然（ML）检测的原理及其在实际系统中的局限性。重点讨论了迭代软信息抽取（Iterative Soft Information Extraction, ISIE）接收机架构，它如何将信道解码的软输出与信道检测的软输入相结合，实现前向纠错（FEC）和信道均衡的联合迭代优化，从而显著提升整体系统吞吐量。 第十章：面向未来系统的联合设计与标准化趋势 本书的总结章。讨论了调制、编码、多址接入和波形设计如何进行端到端的联合优化（Joint Design），以满足新兴应用场景（如高精度定位、超低延迟通信）的需求。分析了当前标准组织（如3GPP、IEEE 802.11）中关于下一代高速传输方案的最新进展和未来研究方向，强调面向人工智能的通信系统（AI for Comms）对传统信号处理流程带来的颠覆性影响。 --- 目标读者 本书面向从事无线通信、信息论、数字信号处理的高级工程师、系统架构师、博士及硕士研究生。它为读者提供了从理论基础到工程实践的完整知识链，是理解和设计下一代超高速、高可靠性数字传输系统的必备参考书。阅读本书需要具备扎实的概率论、线性代数以及数字通信基础知识。

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让我特别欣赏的一点是，这本书并未将自己局限在纯粹的理论探讨或过时的技术回顾中。相反，它展现出了强烈的“面向未来”的视野。在书的后半部分，作者开始探讨一些新兴的技术趋势和尚未完全成熟的研究热点，并对这些领域可能带来的变革进行了审慎的预测。这种前瞻性布局，使得这本书的保质期大大延长。它不仅仅是记录了当下的知识体系，更像是为后来的研究者和工程师们搭建了一个思考的框架，指明了未来可能突破的方向。例如，它对某些新型调制方案的局限性分析，不仅仅停留在数学证明，还结合了功耗和硬件实现的复杂性进行了综合考量，这体现了作者跨学科的综合视野。我感觉，这本书不仅仅是为我解答了当前的问题，更重要的是，它在我心中种下了更多关于“下一步该往哪里走”的思考种子，是一本能够持续启发和引导职业生涯发展的宝贵参考书。

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这本书的语言风格可以说是独树一帜，它在保持学术严谨性的同时，又充满了洞察力与作者的个人色彩。你读起来会感觉到，这绝不是那种冷冰冰、公式堆砌的机器化写作。作者在解释一些关键概念时，会不时穿插一些非常精妙的比喻，比如将复杂的滤波器组比作一个精密分工的工厂流水线，这种生动的类比，使得那些抽象的信号变换过程一下子变得具象化、可视化。此外，作者似乎对读者的疑惑有着先知般的预判，总能在读者即将产生困惑的那个“临界点”上，及时给出最简洁有力的澄清。这种“读心术”般的写作技巧，让阅读过程充满了愉悦感，仿佛作者就坐在你旁边，耐心地为你答疑解惑。它既满足了追求技术深度的专业人士的需求，同时也对那些渴望快速掌握核心思想的进阶学习者非常友好，阅读体验流畅得令人惊喜。

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我对书中对特定工程挑战的深入剖析印象尤其深刻。我曾在一项实际项目中遇到了一个棘手的多径衰落问题，当时查阅了大量资料，但总感觉停留在理论层面，无法有效落地。这本书里关于信道建模和优化策略的部分，简直是为我量身定做的“救星”。它没有停留在理想化的线性系统假设上，而是非常坦诚地讨论了实际系统中非线性和噪声对性能的实际影响，并给出了大量基于仿真和实验验证的案例分析。那些详细的仿真参数设置和结果对比图，直观地展示了不同算法在真实环境下的优劣。我甚至发现作者提到了一种我从未接触过的自适应均衡技术，其核心思想巧妙地避开了传统方法的某些计算瓶颈。这种深度和实战性，让这本书的价值远超一般的教科书范畴，更像是一本高质量的“方法论宝典”，能切实指导工程实践者解决那些令人头疼的“疑难杂症”。

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这本书的装帧设计挺有意思的，封面那种深邃的蓝色调，配上那些抽象的、像电路图一样的线条，一下子就抓住了我的眼球。拿到手里感觉分量十足，纸张的质感也相当不错，那种微微的哑光处理，让阅读体验提升了不少。我尤其欣赏扉页上引用的那句经典理论，虽然我不是通信领域的绝对专家，但能感受到作者在细节上的用心。内页的排版布局非常清晰，图表和公式的穿插布局处理得当，即使是复杂的数学推导过程，看起来也不会让人感到眼花缭乱。文字的字体选择也很考究，阅读起来非常舒适，长时间盯着看也不会觉得眼睛干涩疲劳。不得不提的是，书本的侧边裁切得非常整齐，体现了出版的高水准工艺。总的来说，这本书从外到内都散发出一种严谨而专业的学术气息，光是摆在书架上，就觉得自己的知识储备都提升了一个档次。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一件精美的工艺品，让人忍不住想去翻阅和学习里面的内容。

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这本书的内容组织逻辑简直是一绝，我过去阅读其他涉及底层信号处理的教材时，常常会遇到概念跳跃太快、章节之间衔接生硬的问题。但读这本时，我发现作者非常擅长铺垫。比如，在介绍一个高级技术之前，他会先用好几页篇幅回顾前置基础知识，而且回顾的方式不是简单地重复公式，而是用一种全新的、更贴近实际应用的角度去阐释，这种“润物细无声”的教学方式，极大地降低了我的学习门槛。我特别欣赏它对历史演进的梳理，它不是把所有技术点堆砌在一起，而是像讲故事一样，循着技术发展的脉络，让你明白“为什么需要这个”而不是仅仅“这是什么”。这种叙事的力量，让那些原本枯燥的理论变得鲜活起来，仿佛每一个算法的诞生背后都有一个合理的动机和解决的痛点。这种层层递进的结构，让我感觉自己不是在啃教材，而是在跟随一位经验丰富的大师进行一对一的深度辅导。

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