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出版者:电子工业出版社

作者:彭明全

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:1999-5

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787505351998

丛书系列:

图书标签:

• 有线电视
• CATV
• 广播电视技术
• 通信工程
• 电子技术
• 网络技术
• 电视技术
• 信号传输
• 视频技术
• 技术教程

电子信息时代的脉动：现代通信系统概论 书籍定位： 本书旨在为初学者和希望系统梳理基础知识的工程技术人员，提供一个全面而深入的现代通信系统概览。它不侧重于单一传输介质（如特定教程可能聚焦的有线电缆技术），而是将视野拓宽至整个信息传输的宏观图景，涵盖了从信息源编码到最终接收和解调的完整流程，重点阐述了支撑现代社会运行的无线、光纤、卫星等多种核心传输技术。 --- 第一部分：信息论与数字基石 本部分奠定整个通信系统的理论基础，确保读者理解“信息”的本质及其量化、编码的必要性。 第一章：信息度量与信源编码 本章从香农的信息论核心出发，探讨信息的“不确定性”如何转化为可量化的比特（Bit）。详细解析熵（Entropy）的概念及其在信息压缩中的指导意义。重点介绍无损压缩（如霍夫曼编码、Lempel-Ziv 算法）和有损压缩（如DCT、小波变换在图像和音频处理中的应用）的原理与实践。强调有效信源编码如何最大化信道容量的利用率。 第二章：信道容量与噪声模型 通信的本质是在有噪声的环境下可靠地传输信息。本章深入分析各种信道模型，包括高斯白噪声信道（AWGN）和衰落信道。核心内容是香农-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem），该定理定义了给定带宽和信噪比下的极限传输速率。此外，本章会剖析噪声的来源、特性及其对信号质量的影响，为后续的信道编码打下基础。 第三章：数字调制技术 本章是物理层技术的核心。它讲解如何将数字比特映射到模拟波形上，以便通过物理信道传输。详细覆盖了基本的幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK），并重点介绍更高阶的调制技术，如QAM（正交幅度调制）和QPSK。通过星座图（Constellation Diagram）的视角，直观展示了不同调制方案在频谱效率和抗噪声性能上的权衡，为读者理解现代高速率通信（如5G、Wi-Fi）的频谱利用机制提供清晰的物理图像。 --- 第二部分：信号可靠性与传输增强 可靠性是任何工程系统的生命线。本部分聚焦于如何设计系统，使其能够在干扰和衰减下保持数据完整性。 第四章：信道编码与纠错 本章聚焦于如何在信号中嵌入冗余信息，以抵抗传输过程中的随机错误。系统地介绍经典的前向纠错（FEC）技术，包括线性分组码（如汉明码、循环冗余校验码CRC）和卷积码。随后，深入探讨现代高性能的信道编码方案，如Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC），解释它们如何逼近香农极限，是高速数据传输不可或缺的关键技术。 第五章：多址接入技术（MAC） 现代通信系统允许多个用户共享有限的频谱资源。本章详述实现这一目标的关键技术。详细区分频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）的原理、优缺点及其在2G/3G/4G/5G系统中的实际应用案例。重点分析OFDMA作为当前主流无线宽带技术的核心优势。 第六章：脉冲成形与同步 为了保证接收端能精确地从连续波形中恢复出离散的数字样本，脉冲成形至关重要。本章讲解奈奎斯特滤波器的作用，以及如何通过升余弦滤波器控制码间串扰（ISI）。此外，还探讨了接收端如何实现精确的定时同步（时钟恢复）和载波频率同步，这是实现高效解调的先决条件。 --- 第三部分：现代通信媒介与网络架构 本部分将理论知识应用于具体的物理实现和系统架构中，涵盖了广域和局域的关键技术。 第七章：光纤通信基础 光纤作为当前高带宽、长距离传输的主力军，在本章中被详尽阐述。内容涵盖光导纤维的结构、光波导原理、光在光纤中的传输损耗（吸收、瑞利散射）和色散现象。重点讲解现代光通信中的关键器件，如半导体激光器（LD）和光电探测器（PD），以及用于提高系统容量的波分复用（WDM）技术及其相关的非线性效应（如四波混频）。 第八章：无线信道传播与MIMO技术 本章聚焦于移动通信的复杂性。讲解电磁波在城市和室内环境中的传播特性，包括反射、绕射和散射，引入瑞利和莱斯衰落模型。核心内容转向MIMO（多输入多输出）技术，阐述其如何利用空间复用（提高数据速率）和空时处理（提高可靠性）来突破单天线系统的容量限制，这是4G和5G技术实现超高带宽的基础。 第九章：网络层与协议栈 通信不仅仅是物理层面的比特传输。本章将视角提升到网络层，简要介绍TCP/IP协议栈的概念。讨论数据包的路由、寻址（IPv4/IPv6）以及面向连接的服务质量（QoS）保障机制。这部分内容将通信系统置于更广阔的互联网架构中进行理解，说明物理层技术如何支撑上层应用的实现。 --- 总结与展望 本书最后总结了当前通信技术面临的挑战，例如频谱拥堵、能效优化、以及未来（如太赫兹通信、卫星互联网）的发展方向。本书的目的是提供一个坚实、广阔的知识框架，使读者能够理解和分析当前任何一种数字通信系统的核心原理，而不是局限于某一个特定应用的技术细节。它强调的是通信系统的共性原理和核心算法。

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