数字通信基础

出版者:人民邮电出版社

作者:Upamanyu Madhow

页数:368

译者:赵志超

出版时间:201007

价格:59.00元

装帧:平装

isbn号码:9787115231239

丛书系列:图灵电子与电气工程丛书

具体描述

近十年来，数字通信技术发展迅猛，已经深入人们日常生活的每个角落，如宽带上网、手机、数字电视等。受这些应用的驱使，大量人才投身数字通信行业，但他们常常被通信理论所需的数学知识吓倒。

Madhow博士拥有多年科研和教学工作经验，深知如何通过讲解实例来减轻这种恐惧。本书在保持知识严谨性的同时，通过各种方式让读者轻松掌握通信理论。书中首先建立了调制和解调的经典基础概念，接着介绍了同步、非相干通信、信道均衡、信息论、信道编码、无线通信等高级概念；此外，还涵盖了turbo码和LDPC码的相关内容，读者既可以据此实现并进行性能评估，也可以仅仅以它们为性能基准进行性能对比。

作者简介

Upamanyu Madhow博士 IEEE会士，无线通信和通信网领域知名学者。曾任职于贝尔通信实验室，现任加州大学圣巴巴拉分校电气与计算机工程系教授，致力于无线通信新技术的产业化。他拥有8项美国专利，并著有多篇颇有影响力的论文，被业内人士广泛引用。

目录信息

第1章 绪论 1
1.1 数字通信系统的组成 1
1.2 本书结构 3
1.3 深入阅读 3
第2章 调制 5
2.1 预备知识 5
2.2 复基带表示 12
2.3 随机过程的频谱描述 21
2.4 调制自由度 27
2.5 线性调制 29
2.5.1 线性调制的例子 29
2.5.2 线性调制信号占用的频谱 31
2.5.3 奈奎斯特准则：带宽与符号率的关系 33
2.5.4 以线性调制为基本模块 36
2.6 正交调制和双正交调制 37
2.7 差分调制 39
2.8 深入阅读 40
2.9 习题 41
2.9.1 信号与系统 41
2.9.2 复基带表示 42
2.9.3 随机过程 44
2.9.4 调制 45
第3章 解调 51
3.1 高斯基础 52
3.2 假设检验基础 60
3.3 信号空间概念 64
3.4 AWGN下的最佳接收 70
3.4.1 ML判决准则的几何结构 72
3.4.2 软判决 73
3.5 ML接收的性能分析 75
3.5.1 二进制信号的性能 75
3.5.2 M进制信号的性能 78
3.6 比特级解调 88
3.7 链路预算分析元素 92
3.8 深入阅读 94
3.9 习题 94
3.9.1 高斯基础 94
3.9.2 假设检验基础 96
3.9.3 AWGN信道的接收机设计和性能分析 97
3.9.4 链路预算分析 105
3.9.5 一些数学推导 105
第4章 同步与非相干通信 108
4.1 接收机设计需求 109
4.2 参数估计基础 111
4.3 同步参数估计 115
4.4 非相干通信 119
4.4.1 复合假设检验 119
4.4.2 最优非相干解调 120
4.4.3 差分调制和解调 121
4.5 非相干通信的性能 122
4.5.1 正则复高斯 123
4.5.2 二进制非相干通信的性能 126
4.5.3 M进制非相干正交信号的性能 130
4.5.4 DPSK的性能 131
4.5.5 分组非相干解调 131
4.6 深入阅读 132
4.7 习题 133
第5章 信道均衡 140
5.1 信道模型 140
5.2 接收机前端 141
5.3 眼图 143
5.4 MLSE 143
5.5 次优均衡器设计的几何模型 149
5.6 线性均衡 151
5.6.1 自适应实现 157
5.6.2 性能分析 159
5.7 判决反馈均衡 160
5.8 MLSE的性能分析 163
5.8.1 联合界 163
5.8.2 转移函数界 166
5.9 均衡技术的数值比较 169
5.10 深入阅读 170
5.11 习题 170
第6章 信息论极限及其计算 178
6.1 AWGN信道的容量：建模与几何 178
6.1.1 从连续时间到离散时间 180
6.1.2 离散时间AWGN信道的容量 181
6.1.3 从离散时间到连续时间 183
6.1.4 离散时间AWGN模型的总结 184
6.2 香农理论基础 185
6.2.1 熵、互信息和散度 186
6.2.2 信道编码理论 190
6.3 一些容量计算 191
6.3.1 标准星座的容量 191
6.3.2 并行高斯信道和注水原理 195
6.4 输入分布优化 197
6.4.1 凸优化 198
6.4.2 最优输入分布的表征 199
6.4.3 计算最优输入分布 200
6.5 深入阅读 202
6.6 习题 203
第7章 信道编码 207
7.1 二进制卷积码 207
7.1.1 非递归非系统编码 208
7.1.2 递归系统编码 209
7.1.3 最大似然译码 210
7.1.4 ML译码性能分析 213
7.1.5 量化观测的性能分析 217
7.2 turbo码及迭代译码 219
7.2.1 BCJR算法：软入/软出译码 219
7.2.2 对数BCJR算法 225
7.2.3 源自卷积码的turbo结构 229
7.2.4 turbo码的BER性能 231
7.2.5 外部信息转移图 232
7.2.6 turbo码码重枚举 237
7.3 LDPC码 241
7.3.1 编码理论的一些术语 242
7.3.2 规则LDPC码 243
7.3.3 非规则LDPC码 245
7.3.4 消息传递及密度进化 246
7.3.5 置信传播 248
7.3.6 高斯近似 250
7.4 带宽有效编码调制 252
7.4.1 BICM 253
7.4.2 TCM 254
7.5 代数码 257
7.6 深入阅读 259
7.7 习题 260
第8章 无线通信 267
8.1 信道建模 268
8.2 衰落与分集 272
8.2.1 瑞利衰落的影响 272
8.2.2 编码与交织实现分集 275
8.2.3 接收分集技术 276
8.3 正交频分复用 280
8.4 直接序列扩频技术 285
8.4.1 Rake接收机 287
8.4.2 扩频序列选择 290
8.4.3 CDMA系统传统接收性能 292
8.4.4 DS-CDMA系统多用户检测技术 293
8.5 跳频扩频 299
8.6 连续相位调制 300
8.6.1 GMSK 304
8.6.2 劳伦特扩展与接收机设计 305
8.7 空时通信 309
8.7.1 空时信道建模 310
8.7.2 信息论极限 312
8.7.3 空间复用 315
8.7.4 空时编码 315
8.7.5 发射波束形成 318
8.8 深入阅读 318
8.9 习题 319
附录A 概率、随机变量和随机过程 334
附录B Chernoff界 340
附录C 詹森不等式 343
参考文献 345
索引 351
· · · · · · (收起)

用户评价

这本书简直是信号处理领域的百科全书！我是在准备研究生入学考试时接触到它的，当时感觉其他教材讲得太理论化，公式推导过程看得我头疼。但这本书的讲解方式非常直观，仿佛作者就在我身边耐心指导。它对傅里叶变换、Z变换这些核心概念的阐述深入浅出，尤其是涉及到频谱分析那几章，配图精美且极具启发性，让我一下子就抓住了不同变换域之间的内在联系。举个例子，在讲解卷积时，作者没有停留在枯燥的数学定义上，而是用了一个非常生动的物理场景来比喻，瞬间打通了我的认知壁垒。更难能可贵的是，它对随机过程的介绍也极其到位，这是很多入门教材经常一带而过的地方。作者用大量的实例说明了平稳性、功率谱密度这些抽象概念在实际通信系统中的意义，让我对噪声和干扰有了更深层次的理解。读完这部分，我再去面对那些复杂的通信系统建模问题，心里就踏实多了，不再是盲目套公式，而是真正理解了每个数学工具背后的物理含义。这本书的难度设置也恰到好处，既有基础巩固，也有进阶挑战，非常适合作为系统学习的基石。

这本书给人的感觉是温暖而具有人文关怀的工程学著作。虽然主题是冰冷的数字和复杂的公式，但作者的文字却处处透露出对学习者的体贴。比如，书中对一些在实际工程中非常晦涩难懂的量纲和单位的处理，作者总是会给出清晰的物理意义解释，避免了初学者陷入单位混乱的泥潭。更别提那些对于“采样定理”的阐述，它不像其他书那样只是简单地抛出公式，而是通过一个动态的图像演示（即使是在书本上，作者也通过文字巧妙地模拟了这种动态过程），形象地展示了欠采样和过采样的后果，让人终生难忘。阅读过程中，我感觉自己不是在被动接受知识灌输，而是在和一位经验丰富的前辈进行一次长达数百页的、富有成效的智力对话。它培养的不仅仅是计算能力，更是对“准确性”和“可靠性”的工程敬畏之心，这对于任何从事信息技术相关工作的人来说，都是无价的财富。

如果用一个词来形容这本书带给我的感受，那就是“扎实”。它没有太多花哨的排版或者时髦的技术术语堆砌，一切都回归到最本质的数学和物理原理上。它的严谨性体现在每一个细节中，尤其是在对概率密度函数和随机过程的描述上，作者确保了每一步的推导都有严格的数学依据。我记得有一次我在做项目时遇到了一个关于特定滤波器的设计难题，试了好几个标准方法都陷入僵局，最后翻阅这本书中关于维纳滤波的章节，发现作者在推导噪声最小均方误差准则时给出了一个非常细微的视角转换，这个转换点亮了我的思路，让我找到了解决问题的关键突破口。这本书的价值在于，它不只是教你“怎么做”，更重要的是教你“为什么这样做”，它构建了一个坚不可摧的理论框架，让后续学习任何新兴技术，比如MIMO、OFDM等，都能快速找到其在经典理论中的位置和逻辑起点，极大地提升了学习的效率和深度。

我对这本书的评价是“体系庞大，但脉络清晰”。刚拿到这本书时，厚度确实让人有点望而生畏，感觉内容太多，担心自己无法系统消化。然而，一旦深入阅读，就会发现作者的编排逻辑极其严谨。它遵循着“从时域到频域，再到域间转换”的经典递进路线，确保了知识点的层层递进和相互支撑。我特别欣赏它在引入新概念时所做的铺垫工作，比如在讨论信道编码之前，它花了相当大的篇幅来介绍信息论的基础，包括熵和信源冗余度，这使得后续理解香农极限和信道容量时，感觉水到渠成，而不是突兀地冒出一个新理论。此外，书中穿插的那些“历史回顾”或“理论发展”的小插曲，虽然不是核心公式，却极大地丰富了阅读体验，让人感觉到通信技术的发展是一个不断探索和修正的过程，增强了学习的趣味性。对于我这种偏爱工程应用的读者来说，书中对各种调制解调技术的性能比较分析，简直是宝典，清晰地列出了它们在不同信噪比下的误码率曲线和复杂度权衡，极大地帮助我进行设计选型。

这本书的独特之处在于它的“批判性思维”导向。很多教材倾向于展示“最优解”或“完美理论”，但这本书却毫不避讳地展示了理论与实践之间的鸿沟。例如，在介绍均衡技术时，它不仅讲了线性均衡的原理，还深入分析了其在实际多径信道中可能导致的“噪声增大使”问题，并引出了非线性均衡的必要性。这种不回避问题的态度，对于培养一个成熟的通信工程师至关重要。它教会我，任何技术方案都不是万能的，都需要在特定的约束条件下进行权衡。我尤其喜欢作者在章节末尾设置的那些“开放性思考题”，它们往往不是简单的计算题，而是引导你去思考某个技术在未来可能会如何演进，或者在当前技术瓶颈下，我们应该从哪个方向寻找突破口。这种对未知领域的探索精神，让我觉得这本书不仅仅是一本教材，更像是一位资深专家的“炉边谈话录”，充满了智慧的火花。

看了匹配滤波，挺好的，看书要看薄一点的，厚的太冗杂了，反而读不懂

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