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出版者:北京邮电学院出版社

作者:纪越峰

出品人:

页数:170

译者:

出版时间:1999-11

价格:9.00

装帧:平装

isbn号码:9787563503933

丛书系列:

图书标签:

• 光纤通信
• 光波分复用
• WDM
• 光通信
• 光纤通信
• 复用技术
• 光网络
• 通信工程
• 信息技术
• 光器件
• 网络技术

书籍简介：非光波分复用技术综述 本书旨在全面梳理和深入剖析除光波分复用（WDM）技术之外的，在现代通信与信息传输领域中占据重要地位的各类复用与多址接入技术。本书将聚焦于这些技术的物理原理、关键实现方案、性能指标、典型应用场景以及未来的发展趋势，为相关领域的研究人员、工程师和高级学生提供一本详实且具有前瞻性的参考资料。 --- 第一部分：基础理论与传统多址接入技术回顾 本部分首先回顾了通信系统中的基础理论，特别是关于信道分配和资源共享的基本概念，为后续深入探讨特定技术奠定理论基础。 第一章：信道化与多址接入的基本概念 1.1 频谱效率与信道容量：从香农定理出发，讨论限制通信系统性能的核心因素，并引入频谱效率（bps/Hz）的概念。 1.2 共享频谱资源的必要性：分析随着用户数量和数据需求的激增，单一用户专用信道在资源利用上的局限性。 1.3 多址接入（MA）与复用技术分类：对现有的多址接入技术进行宏观分类，区分基于正交性、基于编码以及基于时间/频率划分的技术路径。 第二章：频分多址（FDMA）的深入解析 2.1 FDMA的原理与实现：详细阐述载波分配、保护间隔（Guard Band）的设置及其对系统抗干扰能力的影响。 2.2 模拟与数字FDMA系统：对比传统模拟广播系统与现代数字移动通信中基于FDMA子载波的实现方式，如窄带FDMA（NB-FDMA）。 2.3 FDMA的局限性：重点分析保护间隔导致的频谱资源浪费问题，以及频率规划的复杂性。 第三章：时分多址（TDMA）的演进与精化 3.1 TDMA的基本架构：介绍时隙划分、同步机制（如帧同步、时隙同步）的精确要求。 3.2 脉冲编码与精确时序控制：探讨在移动通信中（如GSM早期阶段）如何通过高精度时钟实现用户间的并发接入。 3.3 动态时隙分配（Dynamic TDMA）：讨论如何通过智能调度算法，实现资源的按需分配，提高系统灵活性。 第四章：码分多址（CDMA）的核心技术 4.1 扩频通信基础：深入讲解伪随机噪声（PN）序列的特性、自相关性与互相关性的工程应用。 4.2 直接序列CDMA（DS-CDMA）：详细分析扩频增益、抵抗窄带干扰的能力，以及系统容量与用户间干扰（Uplink Capacity）的关系。 4.3 正交频分多址接入（OFDMA）的引入：作为CDMA的演进方向，本章初步介绍OFDMA如何结合频分和时分的概念，为后续章节打下基础。 --- 第二部分：正交频分复用（OFDM）及其变体 本部分集中探讨在4G/5G蜂窝网络、Wi-Fi等现代宽带接入系统中占据核心地位的OFDM技术及其关键衍生形式。 第五章：正交频分复用（OFDM）的信号处理 5.1 OFDM的频谱效率优势：阐释如何通过大量的窄带正交子载波来对抗多径信道带来的符号间干扰（ISI）。 5.2 IFFT/FFT在OFDM实现中的角色：详细介绍快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）如何高效地实现子载波的调制与解调。 5.3 循环前缀（CP）的保护机制：深入分析循环前缀的长度选择、其对抵抗时延扩展的作用，以及对系统开销的影响。 第六章：OFDMA与多址接入的融合 6.1 OFDMA的接入原理：阐述如何在同一个OFDM符号内，将不同的用户分配到不同的子载波资源块（Resource Blocks）上。 6.2 资源调度算法：探讨下行（如最大化系统吞吐量）和上行（如功率控制与调度延迟）中针对OFDMA的资源分配策略。 6.3 载波聚合（Carrier Aggregation, CA）：分析如何在LTE-Advanced及更高标准中，通过聚合多个非连续的OFDM系统块来提升峰值速率。 第七章：OFDM的性能优化与挑战 7.1 峰均功率比（PAPR）问题：详细分析PAPR产生的原因、对功放效率的影响，以及抑制PAPR的有效技术（如削波重构、选择性映射SCL）。 7.2 频率偏移与定时误差的鲁棒性：探讨非理想的信道条件对子载波间正交性的破坏，以及补偿算法的设计。 --- 第三部分：面向未来的非波分复用技术 本部分着眼于后5G时代，在非光学领域中展现出潜力的前沿复用与接入技术。 第八章：超宽带（UWB）与脉冲通信 8.1 UWB的物理基础：介绍脉冲的极短持续时间（纳秒级或更短）及其在时域上带来的超高带宽特性。 8.2 脉冲的重复与多址接入：探讨如何通过脉冲到达时间（Time Hopping）和脉冲形状（Pulse Shaping）来实现高密度、低功耗的室内或近距离通信。 8.3 定位与传感中的应用：分析UWB在高精度时间测量和多径解析中的独特优势，区别于传统连续波系统。 第九章：空分复用（SDM）与大规模MIMO 9.1 空间复用的基本原理：不同于在频谱域或时间域划分资源，SDM利用空间维度区分用户信号。 9.2 预编码与波束赋形：详细介绍如何通过精确控制天线阵列的发射权重，将信号能量集中导向特定用户，实现空间复用。 9.3 大规模MIMO（Massive MIMO）系统架构：分析数百个天线单元如何通过信道状态信息（CSI）反馈，实现极高的数据流数和空间复用增益。 第十章：非正交多址接入（NOMA） 10.1 NOMA的基本思想：阐述如何在同一时频资源上同时服务多个用户，通过叠加编码（Power Domain Multiplexing）和串行消元（SIC）实现。 10.2 功率域与信道域的NOMA：对比基于用户信道增益差异（功率域）和基于资源分配（如稀疏资源分配）的NOMA方案。 10.3 NOMA对网络架构的挑战：分析接收端SIC的复杂性、潜在的干扰管理问题以及其在异构网络中的部署前景。 --- 结语：多维复用技术的融合趋势 本书最后总结了上述非光波分复用技术的发展脉络，强调在未来的通信系统中，单一复用技术已不再是主流，而是朝着空-时-频-码多维度的深度融合方向发展，以期在有限的物理资源下，实现对数据传输需求的极限挖掘。 本书适合对象： 电子信息工程、通信工程、信号处理、射频与微波技术等专业的高年级本科生、研究生，以及致力于无线通信系统、物联网（IoT）接入技术、专网通信系统研发与维护的工程师。

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这部书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种沉稳的深蓝色调，配上烫金的字体，透着一股专业而又不失典雅的气质。当我第一次翻开它时，就被作者那种严谨的治学态度所吸引。它不像某些教科书那样干巴巴地堆砌公式和定义，而是巧妙地将复杂的光学原理与实际应用场景相结合，娓娓道来。尤其是在探讨波导结构稳定性的那几个章节，作者没有止步于理论推导，而是深入剖析了温度漂移和机械应力对传输性能的实际影响，并提供了几种创新的补偿机制。书中引用的案例大多来自近十年内的前沿研究，让人感觉这本书紧跟时代脉搏，而不是一本过时的参考资料。阅读过程中，我常常需要停下来，对着书中的图表反复琢磨，那些精心绘制的剖面图和性能曲线，简直就是一门视觉艺术，帮助我构建起对光路传输的立体认知。对于工程实践者而言，这本书提供了一个绝佳的理论基石，让我们在进行系统设计时，能够更加胸有成竹，预判潜在的风险点。

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这本书最让我感到惊喜的是，它并非一本纯粹的理论白皮书，而是充满了对未来技术趋势的深刻洞察。尤其是在探讨下一代光纤通信网络架构时，作者大胆预测了基于全光处理的路由器和交换机的可行性，并详细分析了光子集成技术（PICs）在降低系统功耗和体积方面的巨大潜力。书中对“硅光子学”的介绍部分，篇幅虽然不算多，但关键信息点提炼得非常到位，指出了当前制造工艺中面临的集成度瓶颈和热管理挑战。读完这本书，我感觉自己的视野被极大地拓宽了，不再仅仅局限于现有的商用技术，而是开始思考未来三到五年内行业可能发生的技术变革。它为我后续的研究方向选择提供了坚实的理论支撑和前瞻性的视角，是一本能够引领思考、激发创新火花的优秀专业著作。

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我是在一个对高精度光通信系统进行升级改造的项目中用到这本书的，说实话，它解决了我当时面临的一个长期困扰——如何在高密度、高带宽的环境下，有效管理串扰问题。书中对“串扰（Crosstalk）”的分类极其细致，不仅仅提到了传统的光学串扰，更深入探讨了偏振模式之间的串扰在高速调制下的动态表现。作者提出了一种基于机器学习的自适应均衡算法来动态抵消部分串扰，这部分内容虽然略显前沿和复杂，但作者用非常朴实的语言解释了其背后的优化思想，让非算法背景的读者也能大致理解其核心思路。每当我在阅读某个章节时，总感觉作者仿佛就坐在我对面，用他深厚的积累，不断点拨我思维的盲点。这种‘对话式’的写作风格，让学习过程不再枯燥，而是充满了探索的乐趣和被指引的确定感。

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我花了整整一个月的时间啃完了这本大部头，坦白说，前半部分的“基础光学传输理论”部分，对初学者来说可能略显艰深。作者似乎默认读者已经具备了扎实的电磁场基础，上来就直接进入了麦克斯韦方程组在非均匀介质中的具体求解。不过，一旦跨过了那道门槛，接下来的内容简直是茅塞顿开。特别是关于非线性光学效应在高速率传输中的抑制方法，简直是神来之笔。作者详细梳理了受激拉曼散射（SRS）和四波混频（FWM）的阈值条件，并且非常直观地通过仿真结果展示了如何通过优化光纤的色散补偿曲线来实现这些噪声的最小化。书中对“光孤子”在长距离传输中的特性讨论也相当精彩，不仅仅停留在数学模型上，还结合了实际光纤的非零色散位移（NZ-DSF）的特性进行了深入分析，这种将理论与实用技术紧密结合的方式，让原本抽象的概念变得鲜活起来，极大地提升了阅读的沉浸感和学习的效率。

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这本书的结构安排非常清晰，逻辑层次感极强，仿佛一位经验丰富的导师在为你规划学习路径。它没有采取按时间顺序介绍技术发展的传统方式，而是采取了按功能模块划分的策略。比如，它将接收端的光电探测器的噪声分析和前置放大器的低噪声设计放在一个独立的大章节中进行阐述，这对于需要进行链路预算的工程师来说，简直是福音。作者在处理“抖动和噪声”这一核心问题时，引入了一种独特的“眼图劣化模型”，这个模型整合了偏振模色散（PMD）和信号相关的色散（SDM）的影响，提供了一个比传统眼图分析更全面的评估框架。更值得称赞的是，书末附带的三个大型附录，分别详细介绍了常用的测试标准（如ITU-T G.694系列）和关键参数的测量方法，这部分内容极具操作指导价值，确保了书本知识能够无缝对接实验室操作。

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