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出版者:

作者:隗永安

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2001-03-01

價格:28.00元

裝幀:

isbn號碼:9787810574198

叢書系列:

圖書標籤:

• 通信原理
• 現代通信
• 信號與係統
• 信息論
• 無綫通信
• 數字通信
• 模擬通信
• 通信工程
• 電磁場與電磁波
• 信道編碼

《現代通信原理》圖書簡介（不含原書內容） 書名： 現代通信原理 內容定位： 本書旨在深入探討信息時代背景下，經典通信理論嚮現代、高效、智能係統演進的關鍵技術與前沿方嚮。它著重於從係統構建、信號處理的數學基礎到麵嚮特定應用場景的優化策略進行全麵、係統的梳理與闡述，為通信工程師、研究人員及高年級學生提供一個紮實且與時俱進的知識框架。 第一部分：信息論與信源編碼的精深探究 本部分聚焦於信息的度量、傳輸的極限，以及如何以最經濟的數字形式錶徵信息源。 1. 香農理論的現代詮釋與擴展： 超越基礎的熵、互信息概念，本書將深入分析在有限帶寬、有限能量約束下，香農信道編碼定理（Shannon-Hartley Theorem）在實際係統中的應用瓶頸與突破口。重點探討瞭在大數據和物聯網場景中，如何精確估計和建模非平穩、高維信息源的統計特性，為後續的信道傳輸效率設定理論上限。 2. 高效信源壓縮技術： 詳細解析瞭超越經典霍夫曼和算術編碼的現代壓縮算法。內容涵蓋瞭基於變換的編碼，如在圖像和視頻壓縮中占據核心地位的離散小波變換（DWT）及其在優化量化噪聲方麵的策略；以及基於模型的統計編碼，特彆是在語音和生物信息學中應用的上下文自適應算術編碼（CAE）和基於預測的綫性（LPC）模型壓縮。書中將大量篇幅用於討論有損壓縮中的信息失真度量標準（如SSIM、PSNR在不同感知模型下的局限性），並引入瞭感知編碼（Perceptual Coding）的設計哲學。 第二部分：信道編碼的糾錯藝術與前沿構造 本部分不再停留於代數譯碼的基礎，而是將重點放在如何設計齣能在高斯信道乃至更復雜衰落信道中逼近香農極限的高性能編碼與譯碼係統。 1. 代數與圖譯碼的深度融閤： 本書係統迴顧瞭代數編碼（如BCH、Reed-Solomon）的構造與譯碼代數基礎。隨後，核心內容轉嚮基於圖結構的譯碼範式。詳細剖析瞭Turbo碼的迭代譯碼原理，包括Max-Log-MAP算法的實現細節與性能優化。更進一步，本書將LDPC碼（低密度奇偶校驗碼）的稀疏矩陣錶示、校驗矩陣的構造算法（如PEG算法）以及高性能的概率圖譯碼器（如BP、SPA譯碼）作為重點講解，論述其在5G及衛星通信中的核心地位。 2. 信道編碼的係統級優化： 探討瞭在有限延遲和實時性要求下的快速譯碼算法。針對快衰落信道，分析瞭聯閤迭代譯碼（JID）的概念，即編碼與均衡、解碼的相互信息傳遞機製。此外，書中還引入瞭極化碼（Polar Codes）的構造原理，作為下一代通信標準中實現理論極限潛力的關鍵技術，並探討瞭其在特定碼率下的逼近性能分析。 第三部分：現代調製與多址接入的頻譜效率革命 本部分關注如何在有限的頻譜資源上，通過精妙的信號波形設計和接入策略，實現高數據速率和高頻譜效率。 1. 高階調製與非正交波形設計： 本書深入分析瞭從QPSK到高階QAM的原理，但更側重於非正交傳輸技術。詳細闡述瞭OFDM（正交頻分復用）的原理、循環前綴（CP）的設計原則、載波間乾擾（ICI）的抑製，以及在工業物聯網（IIoT）中對傳統OFDM的改進，如時頻重疊的FBMC（濾波器組多載波）。此外，書中對非正交多址接入（NOMA）的功率分配、用戶調度和串行乾擾消除（SIC）技術進行瞭細緻的建模和仿真分析。 2. 認知與智能無綫電： 探討瞭如何通過認知無綫電（CR）技術動態利用頻譜資源。核心內容包括頻譜感知技術（如能量檢測、小樣本信號檢測），以及基於機器學習的動態頻譜接入決策係統。這部分將通信理論與人工智能技術結閤，以應對日益擁擠的無綫電環境。 3. 多天綫技術（MIMO）的維度擴展： MIMO不再僅僅是空間復用和分集增益的簡單疊加。本書重點分析瞭大規模MIMO（Massive MIMO）的物理層挑戰，包括信道狀態信息（CSI）的獲取、預編碼（Precoding）的設計（如迫零、萊斯信道下的迫零優化），以及數字預編碼與模擬預編碼的混閤架構。同時，對毫米波（mmWave）通信中的大規模波束賦形（Beamforming）技術在硬件實現上的挑戰和解決方案進行瞭詳細論述。 第四部分：係統性挑戰與前沿交叉領域 本部分麵嚮未來通信係統的需求，討論瞭理論在實際復雜環境下的應對策略。 1. 雜亂衰落信道建模與均衡技術： 本書超越瞭簡單的瑞利或萊斯信道模型，重點分析瞭室內非視距（NLOS）傳播和移動性導緻的快速變化信道的統計建模。針對信道時間色散問題，深入解析瞭迫零（ZF）均衡、最小均方誤差（MMSE）均衡的原理，並引入瞭基於神經網絡的深度學習信道反捲積方法，用於應對極其復雜的非綫性失真。 2. 安全通信與物理層安全： 在信息泄露風險日益增大的背景下，本書將物理層安全作為一個核心議題。分析瞭竊聽者模型（如埃洛夫模型），基於保密熵的分析方法，並探討瞭如何通過優化預編碼、波束賦形和噪聲注入技術，在不依賴高層加密的前提下，提高竊聽信道的容量極限，實現信息論意義上的安全傳輸。 3. 綜閤性係統仿真與設計範例： 本書的實踐導嚮貫穿始終。最後一部分提供瞭一係列端到端係統仿真的案例分析，包括5G NR物理層關鍵模塊（如LDPC編碼器、OFDM調製器）的參數設置與性能驗證。通過實際工程案例的剖析，引導讀者將理論知識轉化為可部署的係統設計方案。 本書特色： 理論的廣度與深度兼顧： 覆蓋瞭從香農極限到最新的極化碼、大規模MIMO等前沿技術。 數學嚴謹性： 運用現代隨機過程、矩陣代數和優化理論對復雜係統進行精確建模。 麵嚮工程實踐： 強調算法的工程實現可行性與性能權衡，而非純粹的理論推導。 目標讀者： 通信工程、電子工程、信息科學及相關領域的研究生、博士生，以及從事無綫通信係統研發、算法設計和標準化工作的專業工程師。

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這本書的魅力在於它並非僅僅羅列知識點，而是注重思想的啓發。在講到信道編碼的時候，作者並沒有直接給齣各種編碼的細節，而是先探討瞭“為什麼需要編碼”這個問題。他深入淺齣地分析瞭噪聲對信號傳輸的影響，以及如何通過引入冗餘來提高傳輸的可靠性。我印象最深刻的是他對“漢明碼”的講解，通過一個簡單的例子，生動地展示瞭如何檢測和糾正單個比特的錯誤。這個過程就像在信息這條路上設置瞭“檢查站”，即使有“小偷”（噪聲）篡毀瞭部分信息，我們也能及時發現並修復。 更讓我驚喜的是，作者在書中還穿插瞭一些通信技術的曆史發展脈絡。比如，在介紹模擬通信到數字通信的轉變時，他詳細闡述瞭數字通信相比於模擬通信的優勢，以及它如何徹底改變瞭信息傳播的麵貌。這種敘述方式，讓我不僅理解瞭技術的“是什麼”，更明白瞭技術的“為什麼”和“怎麼來的”。閱讀過程中，我時不時會停下來思考，作者是如何一步步將這些復雜的技術演進的過程串聯起來的。他對通信係統整體架構的理解，以及對不同技術之間相互關聯的把握，都展現瞭他深厚的功底。

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拿到這本《現代通信原理》的時候，我其實是抱著一種忐忑的心情。畢竟通信這塊兒，知識密度大，概念又容易混淆，總擔心自己會跟不上。但翻開第一章，就被作者嚴謹的邏輯和清晰的脈絡所吸引。他沒有一開始就拋齣復雜的數學公式，而是從最基礎的概念講起，比如信號的本質是什麼，信息又是如何被編碼的。這一點對於我這種想從頭梳理一遍知識體係的讀者來說，簡直是雪中送炭。 就拿信號與係統的部分來說，作者用瞭大量的類比和圖示，把傅裏葉變換、拉普拉斯變換這些看似抽象的概念講得活靈活現。我尤其喜歡他對“係統”的解釋，把它比作一個加工廠，輸入是原材料（信號），輸齣是加工後的産品（處理過的信號）。通過不同的“生産綫”（係統），原材料會發生各種變化。這種形象的解讀，讓我一下子就明白瞭係統在通信過程中的核心作用。而且，他在講解過程中，還會適時地引用一些實際的通信場景，比如模擬電視信號的傳輸，或者收音機接收信號的原理，讓理論不再是枯燥的符號，而是與我們的生活息息相關。

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讀完這本書，我最大的感受是通信的“藝術性”。作者在論述過程中，不僅僅是技術的堆砌，更融入瞭他對通信本質的深刻理解。他在介紹多路復用技術時，將不同的信號“打包”傳輸的場景，比作是在一條公路上讓多輛汽車有序行駛，既提高瞭效率，又避免瞭相互乾擾。這種生動的比喻，讓我對信息傳輸的精妙之處有瞭全新的認識。 而且，作者在書中對於各種通信標準和協議的介紹，都能夠引人深思。他不僅僅是描述它們的功能，更會探討它們在特定曆史時期齣現的背景，以及它們如何解決當時通信麵臨的關鍵問題。這讓我意識到，任何一項通信技術的産生，都不是憑空齣現的，而是人類智慧不斷解決實際問題的結晶。這本書讓我不僅僅掌握瞭通信的“術”，更理解瞭通信的“道”。

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對於我這樣一個對通信領域充滿好奇但又缺乏係統學習背景的讀者來說，這本《現代通信原理》無疑是一本非常寶貴的入門讀物。作者在介紹各個技術模塊時，都非常注重它們的內在聯係和邏輯遞進。比如，在講解完調製解調的原理後，他立刻就引齣瞭關於“帶寬”和“功率”的權衡，以及如何在有限的資源下實現高效的通信。我感覺自己不是在被動地接受信息，而是在參與一場思維的探索。 書中的圖錶設計也相當齣色，很多復雜的概念，通過一幅圖就能瞬間豁然開朗。比如，關於ASK、FSK、PSK等調幅、調頻、調相的調製方式，作者都用簡潔明瞭的時域和頻域波形圖來展示，對比清晰，很容易就能看齣它們之間的差異和各自的特點。這種“圖文並茂”的方式，極大地降低瞭學習的門檻，讓我能夠更直觀地理解那些原本可能讓人望而卻步的抽象概念。

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這本書給我最大的啓發在於，通信不僅僅是信息的傳遞，更是一種智慧的設計。作者在講解信息論部分時，並沒有止步於香農定理的數學推導，而是著重分析瞭它對於通信係統設計的重要性。他用通俗易懂的語言，解釋瞭“信道容量”的概念，以及它如何為我們設定瞭一個信息傳輸的理論上限。 讓我印象深刻的是，在介紹編碼技術時，作者特彆強調瞭“差錯控製”的重要性。他用生動的例子，說明瞭在實際通信中，信號會受到各種乾擾，如果不對這些乾擾進行有效的控製，再好的編碼技術也可能功虧一簣。這本書讓我明白瞭，通信的“好壞”不僅僅取決於傳輸速度，更在於傳輸的“可靠性”和“魯棒性”。這種對通信深層次的思考，讓我對這個領域有瞭更全麵的認識。

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