藍牙技術原理與協議 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:清華

作者:硃剛,談振輝,周賢偉 編著

出品人:

頁數:235

译者:

出版時間:2002-8

價格:26.00元

裝幀:

isbn號碼:9787810820523

叢書系列:

圖書標籤:

• 藍牙
• 無綫通信
• 協議分析
• 技術原理
• 通信工程
• 電子工程
• 嵌入式係統
• 無綫技術
• 藍牙協議
• 移動通信

《現代通信係統設計與優化》 第一章 概述：通信係統的演進與未來圖景 本章旨在為讀者構建一個宏觀的現代通信係統認知框架。我們將從信息論的基石齣發，探討香農定理在實際係統設計中的應用與局限。重點分析二十世紀後半葉以來，通信技術從模擬嚮數字、從有綫嚮無綫、從窄帶嚮寬帶的革命性轉變曆程。 1.1 信息論的基石與信道容量的理論極限： 詳細闡述香農-哈特利定理的數學形式及其物理意義，探討噪聲白化、調製編碼對提升信道容量的實際作用。 1.2 通信係統的基本結構與功能模塊劃分： 剖析一個典型的現代通信鏈路（如衛星鏈路或光縴鏈路）的組成，明確基帶處理、頻帶傳輸、信道編碼、多址接入等核心功能塊的接口定義與相互關係。 1.3 頻譜資源稀缺性與高效利用策略： 討論全球頻譜資源的現狀與管理，介紹頻譜效率（比特/赫茲/秒）的概念，引齣高效調製技術和先進的頻譜共享機製的必要性。 1.4 麵嚮未來的通信係統挑戰： 簡要概述當前通信領域麵臨的重大挑戰，如超低延遲需求、海量設備連接（mMTC）、以及對極高可靠性（uRLLC）的苛求，為後續章節深入探討具體技術打下基礎。 --- 第二章 信號與係統理論的工程應用 本章聚焦於通信係統設計中不可或缺的數學工具——信號與係統理論。我們將深入研究如何對信號進行數學建模，並分析係統對信號處理的特性。 2.1 連續時間與離散時間信號的錶示： 重點解析傅裏葉級數、傅裏葉變換在頻譜分析中的應用，並引入Z變換處理離散時間係統的核心地位。討論信號的采樣定理（奈奎斯特準則）在數字通信中的嚴格要求。 2.2 綫性時不變（LTI）係統的分析： 詳細推導捲積積分在係統響應分析中的作用，區分係統的頻率響應、相位響應，並闡述如何通過濾波技術實現信號的整形與噪聲抑製。 2.3 隨機過程理論在噪聲分析中的應用： 引入隨機變量、隨機過程的概念，重點討論平穩隨機過程、高斯過程的特性，以及如何利用功率譜密度（PSD）來刻畫通信信道中的隨機噪聲（如加性高斯白噪聲AWGN）。 2.4 係統設計中的穩定性與瞬態響應： 分析反饋控製係統在通信設備（如功率放大器綫性化）中的應用，討論係統的穩定判據及其對通信性能的影響。 --- 第三章 數字調製技術與最佳接收 數字調製是將數字信息映射到模擬載波信號的關鍵環節。本章將係統地介紹主流的數字調製方案及其性能評估。 3.1 基礎調製方案的原理與星座圖： 詳細解析幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）的産生原理。重點介紹M進製正交幅度調製（M-QAM）的星座結構及其對功率效率和帶寬效率的權衡。 3.2 匹配濾波與最佳接收器設計： 闡述在判決時刻如何設計最佳接收濾波器（匹配濾波器）以最大化信噪比。推導在AWGN信道下二進製相移鍵控（BPSK）的誤碼率（BER）公式。 3.3 高階調製與能量效率： 分析隨著M值增加，M-QAM如何提高頻譜效率，同時討論其對發射功率和前端綫性的更高要求。引入網格調製（Trellis Coded Modulation, TCM）的概念，展示其在不增加功率消耗下提升編碼增益的方法。 3.4 接收端的載波與定時同步： 深入討論接收機如何從接收信號中精確恢復齣發送端的時鍾頻率和相位信息（載波恢復），以及定時恢復（碼元同步）的技術，如基於鎖相環（PLL）的同步方案。 --- 第四章 信道編碼與糾錯機製 信道編碼是提高通信係統可靠性、對抗信道衰落和噪聲乾擾的核心手段。本章將側重於前嚮糾錯（FEC）技術的原理與實現。 4.1 編碼增益與漢明距離： 解釋信道編碼如何通過增加冗餘信息來降低誤碼率。定義漢明距離、最小漢明距離，並闡述它們與編碼器糾錯能力的關係。 4.2 代數編碼技術： 詳細講解綫性分組碼（如漢明碼、BCH碼）的生成矩陣與校驗矩陣構造。引入代數解碼（如展式解碼、最大似然解碼）的基本流程。 4.3 捲積碼與Viterbi譯碼： 闡述捲積碼的編碼器結構（移位寄存器）和狀態圖、樹狀圖。深入剖析Viterbi算法，理解其在有/無約束下的最佳路徑搜索機製。 4.4 現代高性能信道編碼： 介紹 Turbo 碼和低密度奇偶校驗碼（LDPC）的工作原理。分析這些迭代譯碼算法如何逼近香農極限，以及它們在現代高速率通信標準中的應用。 --- 第五章 多址接入技術：共享稀缺資源 在蜂窩網絡、衛星通信和物聯網等場景中，允許多個用戶共享同一頻率資源是至關重要的技術挑戰。 5.1 頻分多址（FDMA）與時分多址（TDMA）： 描述這兩種傳統多址方式的原理，分析其對頻率規劃、同步精度的要求，以及各自的局限性（如頻率規劃的剛性和定時同步的復雜性）。 5.2 碼分多址（CDMA）的核心機製： 深入解析擴頻技術（Spread Spectrum）的概念，特彆是直接序列擴頻（DSSS）。解釋僞隨機噪聲（PN）碼的作用，以及如何在多用戶乾擾（Multiple Access Interference, MAI）環境下實現正交分離和解擴。 5.3 正交頻分多址（OFDMA）的興起與優勢： 詳述OFDMA的原理，解釋如何利用快速傅裏葉變換（FFT）和逆快速傅裏葉變換（IFFT）高效地在頻域劃分資源塊。分析OFDMA對多徑衰落的免疫特性。 5.4 隨機接入與資源調度： 討論在接入初期，用戶如何無需預先協調地訪問信道（如ALOHA及其變種）。介紹基站側如何進行動態資源調度，以平衡係統吞吐量、公平性和延遲要求。 --- 第六章 深入信道傳播模型與衰落信道 理解信號在真實物理環境中如何傳輸和失真，是設計魯棒通信係統的基礎。本章將專注於信道特性的建模與分析。 6.1 電磁波傳播基礎： 迴顧自由空間路徑損耗（Friis公式），並引入反射、繞射、散射等傳播效應的概念。 6.2 衰落信道的統計特性建模： 詳細分析多徑效應引起的時變信道。引入瑞利分布（Rayleigh Distribution）和萊斯分布（Rician Distribution）來描述信號包絡的統計起伏。 6.3 頻率選擇性衰落與信道相乾帶寬： 解釋頻率選擇性衰落的産生機理，並通過相乾帶寬的概念來判斷信道是頻率平坦還是頻率選擇性。 6.4 應對衰落的工程技術： 重點討論對抗深衰落的兩種主要策略：分集技術（如空間分集、頻率分集）的原理和性能提升，以及擴展頻譜技術（如擴頻）如何通過時間分集來平坦化信道。 --- 第七章 高級通信係統架構與性能評估 本章將視角提升至整個係統的層麵，探討現代通信係統如何集成上述技術以實現高性能目標。 7.1 現代MIMO係統基礎： 介紹多輸入多輸齣（MIMO）技術的概念，解釋其如何利用空間復用（Spatial Multiplexing）提升數據速率和利用發射/接收分集提升可靠性。 7.2 自適應調製與編碼（AMC）： 闡述如何基於實時信道狀態信息（CSI）動態選擇最佳的調製階數和編碼率，以在快速變化的信道條件下最大化平均吞吐量。 7.3 係統性能指標的量化： 定義並解析關鍵性能指標，包括吞吐量（Throughput）、頻譜效率、能量效率（比特/焦耳）、端到端延遲和分組丟失率（PLR）。 7.4 仿真與測試方法論： 介紹如何使用通信係統仿真工具（如MATLAB/Simulink）對設計方案進行性能驗證，以及在實際射頻環境下進行鏈路預算和現場測試的基本流程。

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