数字广播电视技术基础

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出版者:
作者:刘长年 编
出品人:
页数:251
译者:
出版时间:2003-1
价格:32.00元
装帧:
isbn号码:9787504340696
丛书系列:
图书标签:
  • 数字电视
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  • 数字广播
  • 电视技术
  • 通信技术
  • 信号处理
  • 媒体技术
  • 电子工程
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  • 技术基础
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具体描述

本书是介绍数字广播与数字电视技术的一本通用基础教材。全书共分6章,书中在介绍模拟信号数字化的基本原理的基础上,详细地介绍了广播电视系统中广泛应用的信源编码和信道编码方法;其中特别对视频、音频压缩编码原理和相关国际标准(如MPEG等)、对常用的纠检错编码(如线性分组码、卷积码等)作了重点的分析。另外,根据广播电视信号传输的特点,还介绍了基带传输、载波传输的有关问题和各种常用数字调制方法以及多路复用和数字复接技术等。

本书可供广播电视技术各专业、信息工程、通信等专业大中专生、高职生、函授生作为教材,也适合在职技术人员作为培训教材或参考书。

现代通信系统与信息论基础 书籍简介 本书深入探讨了现代通信系统的核心理论与关键技术,内容涵盖了从信息源编码到信道编码、调制解调等多个维度,旨在为读者构建一个扎实、全面的通信科学知识框架。本书的编写严格遵循工程实践与前沿学术研究相结合的原则,力求在理论深度与应用广度之间取得最佳平衡。 第一部分:信息论的基石 本部分聚焦于通信系统的理论极限与信息度量。 第一章:信息源的数学描述与熵 本章首先界定了信息的基本概念,讨论了信息的量化方法。详细阐述了香农信息量(自信息)的定义及其性质,并引出信息熵这一核心概念,作为衡量信息源不确定性的重要指标。我们将通过离散信源(如二元信源、马尔可夫信源)和连续信源的实例,深入解析熵的数学特性,包括联合熵、条件熵和互信息。特别强调了互信息在度量两个随机变量之间依赖程度上的重要性。最后,本章将初步探讨熵在数据压缩中的理论指导意义。 第二章:信道容量与信道编码定理 本章的核心在于理解信息在信道中传输的潜力与限制。首先,系统性地介绍了各种信道模型,包括离散无记忆信道(DMC)和高斯信道。重点分析了信道容量的概念,即在给定信道下,单位时间内无差错传输信息的最大速率。随后,将详细阐述香农-哈特利定理,揭示了信噪比(SNR)与带宽对信道容量的决定性影响。本章的理论高潮在于对有噪信道编码定理的阐述,证明了只要传输速率低于信道容量,理论上就存在一种编码方案,使得传输错误率可以任意小。 第二章的延伸:编码理论导论 在阐述完香农理论的极限后,本章过渡到如何设计接近这些极限的实际编码方案。讨论了线性分组码的基础结构,包括生成矩阵和校验矩阵。详细介绍了经典的汉明码,分析了其纠错能力和码率。此外,还将引入循环码的概念,并着重介绍BCH码的构造原理及其在纠错性能上的优势。 第二部分:信号处理与调制技术 本部分转向信号如何在物理媒介上传输,关注信号的表示、变换以及抗干扰能力。 第三章:随机过程与噪声理论 通信系统的工作环境充满了随机性,本章构建了描述这些随机现象的数学工具。首先回顾概率论的基础,引入随机过程的概念,如平稳过程和遍历过程。详细分析了高斯随机过程的特性,因为它在通信系统中具有普适性。核心内容将集中于噪声的描述,包括加性高斯白噪声(AWGN)模型,并讨论如何使用功率谱密度(PSD)来表征信号和噪声的频率分布特性。本章还将涉及维纳-霍夫理论在最佳线性滤波(如维纳滤波器)设计中的应用,以期在噪声环境中最大化信噪比。 第四章:信号的基带传输与脉冲成形 本章关注信号在不涉及载波频率变化时的传输,即基带传输。讨论了如何将离散的数字信号映射为适合基带传输的脉冲序列。详细分析了码间串扰(ISI)的产生机理及其对系统性能的影响。引入了奈奎斯特(Nyquist)准则,阐述了消除ISI的条件,并探讨了升余弦滤波器在实际系统中的应用,以实现信号在带宽和时域约束下的最佳匹配。本章还将初步介绍数字基带传输中的判决接收机原理。 第五章:数字调制技术 本章是通信系统的核心模块之一,专注于如何将数字信息加载到模拟载波上以进行有效传输。系统地介绍了振幅键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)等基本调制方式。深入分析了正交幅度调制(QAM),解释了M进制调制在频谱效率上的优势。对于每种调制方式,本书都将详细分析其星座图、功率谱密度,并推导出在AWGN信道下的误码率(BER)性能,重点比较不同调制方案在同等带宽或同等功率下的效率取舍。 第六章:最优接收机原理 本章探讨了在给定信道模型和调制方式下,如何设计接收机以实现最小的错误概率。核心内容是最大似然准则(ML)和最大后验概率准则(MAP)下的最优接收器。详细推导了相干解调器的结构,并分析了其性能的理论最优性。随后,将讨论非相干解调器的原理与性能损失,特别是针对BFSK等场景。本章的理论深度在于将统计决策理论应用于信号检测问题,为理解现代通信系统的判决过程奠定坚实基础。 第三部分:信道编码的进阶应用 本部分将超越分组码的范畴,探讨更先进的、能够更接近香农极限的信道编码技术。 第七章:卷积码与 Viterbi 译码 本章将注意力转向卷积码,它将当前的输入不仅与当前的校验位相关联,还与过去的输入相关联。详细介绍卷积码的结构、树状图和网格图表示。重点深入讲解Viterbi 算法,这是实现卷积码最优软判决/硬判决解码的动态规划方法。通过实例分析,读者将理解Viterbi算法如何在网格图中寻找最佳路径,从而实现高效的纠错。 第八章:迭代译码与现代信道编码展望 本章聚焦于20世纪末以来,推动通信系统性能大幅提升的迭代译码技术。首先介绍Turbo码的结构——包括交织器、两个并行的卷积编码器以及迭代译码的“退出图”(EXIT Chart)分析工具。随后,讨论低密度奇偶校验码(LDPC码)的稀疏校验矩阵特性及其基于概率推理的译码算法(如置信传播算法,BP)。本章将对比Turbo码和LDPC码的优缺点,并展望这些先进编码技术在未来5G及更高标准中的应用前景。 结语 全书通过严密的逻辑结构,将信息论的抽象概念、信号处理的工程实现以及信道编码的性能优化紧密结合起来,旨在培养读者对现代通信系统全局的理解能力,而非仅仅停留在单一技术的表层操作。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计着实吸引人,那种深沉的蓝配上跳跃的橙色线条,仿佛立刻就能将人带入一个充满未来感的数字世界。我原本对“广播电视”这个传统领域抱持着一丝陈旧的印象,总觉得那是一套落伍的技术,充斥着模拟时代的冗余信息。然而,当我翻开内页,看到那些清晰的章节划分和详尽的图表时,我的看法立刻被颠覆了。它并没有像我预期的那样,罗列一堆晦涩难懂的编码标准和物理层细节,而是更像是一次精心策划的导览。作者似乎非常懂得如何平衡理论的深度与实际应用的广度。例如,在讨论到MPEG-4或HEVC的压缩算法时,他们没有仅仅停留在数学公式的堆砌上,而是用非常生活化的比喻来解释“冗余信息”是如何被高效剔除的,这对于一个非专业出身的读者来说,是极其友好的。读完前几章,我甚至产生了一种冲动,想要立刻去了解一下家里的智能电视背后究竟是如何实现秒开机和高清流畅播放的。这本书的叙事节奏把握得极好,它没有试图一口气灌输所有知识,而是层层递进,让你在不知不觉中,已经掌握了数字信号处理的基础框架。这种循序渐进的学习体验,远比直接啃技术规范文档要高效得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和视觉设计,简直是教科书级别的典范,这在技术类书籍中往往是稀缺的品质。我尤其欣赏它对专业术语的处理方式。很多专业书会把术语定义放在书的最后,导致阅读时需要频繁地来回翻页,极大地打断了思路。然而,这本书的处理非常巧妙:关键术语首次出现时,往往会用醒目的斜体或粗体标出,旁边的空白处会有一个简洁明了的注释框,即时给出解释,保持了阅读的流畅性。而且,插图的使用堪称精准到位。那些用来解释调制解调过程的波形图,以及描述信道编码纠错机制的流程图,都绘制得非常清晰锐利,线条的粗细和颜色的区分都恰到好处,避免了“信息过载”的视觉疲劳。我发现,很多我以前在其他地方看了很久都无法理解的概念,在看到这本书中对应的图示后,几乎是瞬间就“通”了。这种对阅读体验的重视,体现了作者和出版方对读者的尊重,让枯燥的技术学习过程变成了一种愉悦的探索。

评分☆☆☆☆☆

阅读完后,我最大的感受是其逻辑架构的严密性与学术的严谨性并存。它没有采用那种过于“口语化”的教学风格,也没有陷入学院派的晦涩泥潭,而是找到了一个完美的平衡点——既保持了学术的精确性,又确保了技术路径的清晰可循。在讲解信号的数字化过程时,作者对量化误差、信噪比这些核心指标的阐述,精确到了可以用于实际工程计算的程度。书中提供的公式推导过程详略得当,必要的步骤不会省略,但对于读者已经熟知的背景知识,则会简练带过,显示出对读者知识水平的充分信任。这种写作用心,使得本书既可以作为初学者入门的向导,也完全可以作为一线工程师案头常备的参考手册。它不是那种读完就束之高阁的书籍,而是会随着工作实践的深入,不断被重新翻阅,每次都会发现新的细节和更深一层的理解。这种经得起时间检验的扎实内容,是衡量一本技术书籍是否真正优秀的关键标准。

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这本书的价值,我认为,体现在它对“技术演进”脉络的梳理上,那种历史的厚重感和对未来趋势的精准预判,令人印象深刻。许多技术书籍都倾向于固守当前的技术栈,但这本书却花了相当大的篇幅来回顾从地面波模拟信号到卫星数字传输,再到IP化网络广播的整个波澜壮阔的演进史。这种宏观视角,极大地帮助我理解了为什么现在的技术会是这个样子——它不是凭空出现的,而是无数次技术妥协和创新的结果。特别是关于频谱效率提升的章节,作者引用了几个非常具有启发性的案例,展示了如何在有限的电磁波资源内,塞进更多的清晰内容。这不仅仅是工程问题,更是一种资源管理的艺术。阅读过程中,我一直在思考,这种从“点对点”到“一对多”再到“网络化分发”的转变,对传统媒体行业带来的冲击有多巨大。作者的笔触是客观而冷静的,没有过分的渲染,但字里行间透露出对技术变革力量的深刻洞察。对于想从事媒体技术管理或者新媒体创业的人来说,这本书提供的背景知识,是搭建决策框架的坚实基石,远超出了单纯的技术手册范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讨论范围之广,着实让我有些意外,它远不止于基础理论的讲解,还深入触及了当前行业的热点和挑战。比如,关于4K/8K超高清内容的实时制作和传输延迟问题,作者不仅仅是陈述了现有技术的瓶颈,还引出了下一代网络架构(如5G/6G)将如何重塑广播电视的未来形态。这种“立足现在,展望未来”的姿态,让这本书的保质期显得更长久。最让我感兴趣的是,它在法律和伦理层面也稍有涉猎,比如在数据加密和内容版权保护(DRM)这部分,作者探讨了技术手段如何与现行法规相适应,这提供了一个更全面的视角。我原本以为这会是一本纯粹的硬核技术书,没想到它还搭建了一个技术、商业、法规三者交织的平台。这种跨学科的视野,对于我们这些希望在新媒体时代找到自己定位的人来说,是无价的,它提醒我们技术从来不是孤立存在的,它必须服务于更广阔的社会需求和商业模式。

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