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页数:432

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出版时间:2004-9

价格:34.00元

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isbn号码:9787810775205

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《现代通信系统导论》 内容概述： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代通信系统基础知识体系。全书共分为十五章，从通信的基本原理出发，逐步深入到现代通信系统中最为关键和前沿的技术领域。我们力求在概念清晰、逻辑严谨的基础上，融入最新的行业发展动态和实际应用案例，帮助读者构建扎实的理论基础，并具备分析和解决实际通信工程问题的能力。 第一章：通信系统的基本概念与模型 本章将首先介绍通信的定义、发展历程以及在现代社会中的重要性。我们将阐述通信系统的基本组成部分，包括信源、信宿、发送器、接收器、传输媒质和噪声等，并详细介绍经典的通信系统模型，如信息论中的香农模型。通过对信息熵、信道容量等核心概念的解析，为后续章节的学习奠定理论基础。此外，本章还将探讨通信系统的分类，如模拟通信与数字通信、有线通信与无线通信等，并简要介绍不同类型通信系统的特点与应用场景。 第二章：信号的表示与变换 信号是通信系统传输信息的基本载体。本章将深入探讨连续时间信号和离散时间信号的数学表示方法，包括时域、频域和复数域的表示。我们将详细讲解傅里叶级数、傅里叶变换及其性质，揭示信号的频谱特性，这是理解调制、解调等核心通信过程的关键。此外，本章还将介绍拉普拉斯变换和Z变换，它们在分析线性时不变系统和离散时间系统方面具有举足轻重的地位。通过大量的实例分析，读者将能熟练掌握信号的分析和处理技巧。 第三章：信道特性与传输 通信信道是信息传输的物理路径，其特性直接影响信号的传输质量。本章将详细介绍各种常见的通信信道，如传输线、自由空间、光纤以及无线信道。我们将深入分析噪声的来源、类型及其对信号的影响，包括热噪声、散粒噪声、阻塞噪声等。此外，本章还将重点讨论信号在信道中的衰减、失真、多径效应和干扰等问题，并介绍相应的模型和分析方法，如信道容量的计算和信道编码的基本思想。 第四章：幅度调制（AM）与解调 幅度调制是历史最悠久、应用最广泛的模拟调制技术之一。本章将详细讲解双边带（DSB）、单边带（SSB）和残留边带（VSB）幅度调制的原理、数学模型和实现方法。我们将分析各种AM调制的频谱特性、功率效率和抗噪声性能。同时，本章还将深入探讨相应的解调技术，如包络检波、同步检波等，并分析它们的优缺点。通过本章的学习，读者将对AM通信系统的设计和性能评估有深刻的理解。 第五章：角度调制（FM & PM）与解调 频率调制（FM）和相位调制（PM）是另外两类重要的模拟调制技术，它们在抗噪声性能方面通常优于AM。本章将详细介绍FM和PM的原理，包括调制指数、调制信号与载波的关系等。我们将分析FM和PM信号的频谱特性，并探讨它们的优点，如更高的信噪比和更低的失真。同时，本章还将重点介绍FM和PM的解调技术，如斜率检波、锁相环（PLL）解调等。读者将了解在音频广播、无线通信等领域FM和PM的广泛应用。 第六章：脉冲调制与量化 本章将转向数字通信的基础。我们将介绍脉冲幅度调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）和脉冲位置调制（PPM）等脉冲调制技术，并分析它们的特点和在模拟信号数字化过程中的作用。在此基础上，我们将深入讲解数字通信中最核心的量化过程，包括均匀量化和非均匀量化，以及量化误差的分析。我们将介绍PCM（脉冲编码调制）的原理，它是现代数字通信的基础。 第七章：基带传输与码型 基带传输是指在不改变信号频率特性的情况下直接传输数字信号。本章将详细介绍各种数字信号的码型，如单极性归零码、双极性归零码、曼彻斯特码、差分曼彻斯特码等，并分析它们的频谱特性、直流分量以及在实际应用中的优势。我们将探讨基带传输的限制因素，如符号间干扰（ISI），并介绍均衡技术（如线性均衡和自适应均衡）来克服这些限制。 第八章：带通传输与载波调制 本章将介绍将数字信号调制到高频载波上的带通传输技术，这是实现远距离和高效通信的关键。我们将详细讲解四种基本的数字带通调制技术：幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）。我们将分析每种调制方式的原理、功率谱密度、带宽效率和误码率性能。特别是QAM，作为目前最主流的高效调制技术，我们将对其进行深入剖析。 第九章：数字信号的检测与判决 在数字通信接收端，需要对接收到的信号进行检测和判决，以恢复原始的数字信息。本章将详细介绍最大似然判决准则和最大后验概率（MAP）判决准则，这是最优的信号检测方法。我们将深入分析高斯噪声信道下的最佳接收机设计，包括匹配滤波器和相关器。此外，本章还将探讨了误码率（BER）的计算和影响因素，以及如何通过增加信号功率或采用更鲁棒的调制方式来降低BER。 第十章：信道编码与纠错 为了提高通信系统的可靠性，抵抗噪声和干扰的影响，需要引入信道编码技术。本章将详细介绍信道编码的基本原理，包括分组码和卷积码。我们将重点讲解线性分组码，如海明码，以及它的编码和译码方法。此外，本章还将介绍卷积码的生成多项式、编码过程和维特比译码算法。读者将理解编码增益的概念以及信道编码在提高通信系统性能中的重要作用。 第十一章：多址接入技术 在许多通信场景中，多个用户需要共享同一个通信信道。本章将介绍多种多址接入（Multiple Access）技术，以实现资源的有效共享。我们将详细讲解频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的原理和特点。特别是CDMA，作为现代无线通信的核心技术之一，我们将对其进行深入的介绍，包括扩频技术、伪随机序列以及其在抗干扰和安全通信方面的优势。 第十二章：信息论基础与信源编码 本章将回归信息论的根本，为理解信息压缩和高效编码提供理论基础。我们将详细介绍信息熵、联合熵、条件熵、互信息等核心概念，它们是衡量信息量和信道容量的度量。在此基础上，我们将介绍信源编码（也称为数据压缩）的目标，即去除数据中的冗余，提高传输效率。我们将讲解两种经典的信源编码方法：霍夫曼编码和算术编码，并分析它们的编码效率。 第十三章：移动通信系统概述 移动通信是现代通信领域最活跃的方向之一。本章将对移动通信系统进行全面的概述，包括移动通信的发展历程，从第一代模拟移动通信到第四代（4G）和第五代（5G）数字移动通信。我们将介绍移动通信系统的关键技术，如蜂窝网络架构、信道分配、切换技术、功率控制等。此外，本章还将简要介绍5G的关键特性，如超高带宽、超低时延和海量连接，以及其对未来社会的影响。 第十四章：无线传输技术 无线传输是移动通信和物联网等应用的基础。本章将深入探讨各种无线传输技术。我们将介绍微波、毫米波等高频段的传播特性，以及对设备和天线设计的要求。此外，本章还将详细介绍Wi-Fi、蓝牙、NFC等短距离无线通信技术，以及它们在物联网、智能家居等领域的应用。我们将分析不同无线技术的特点、优势以及在特定场景下的适用性。 第十五章：现代通信系统的发展趋势与挑战 在本书的最后一章，我们将展望现代通信系统的未来发展方向，并探讨当前面临的挑战。我们将讨论软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）等新兴技术在通信网络中的应用，它们将带来更灵活、更高效的网络架构。此外，我们还将关注人工智能（AI）在通信系统中的作用，例如智能调度、故障预测和网络优化。最后，我们将探讨网络安全、隐私保护以及通信技术的绿色化等重要议题，为读者提供对通信领域未来发展的深刻洞察。 本书的编写力求贴近实际，理论分析严谨，并通过大量的图表和实例辅助理解，旨在为读者提供一个系统、实用且具有前瞻性的现代通信系统学习指南。

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从内容的新颖度和前瞻性来看，这本书的选题非常抓住了当前自动化领域的热点与痛点。例如，关于“基于边缘计算的分布式控制网络延迟优化”的讨论，其深度和广度都远超我预期的入门级教材水平。作者没有停留在传统的SCADA架构上，而是非常前沿地探讨了工业物联网（IIoT）环境下的数据一致性与安全性问题，特别是引入了轻量级的区块链技术来保证测量数据的不可篡改性。这种将传统测量学与新兴信息技术交叉融合的视角，让人耳目一新。唯一的遗憾是，涉及到前沿的“自主学习型控制器”时，篇幅略显不足，似乎只是抛出了概念和一些初步的数学框架，期待未来能有后续章节对此进行更深入的专题探讨，毕竟这才是未来智能化的核心驱动力之一。

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阅读体验上，这本书的行文风格非常具有“老派工程师”的沉稳和精确性。它没有过多花哨的叙述，每一个句子的背后似乎都站着一个经过反复验证的实验数据支撑。我特别欣赏作者处理复杂算法时的那种“剥茧抽丝”的耐心。举个例子，当我们深入到“非线性系统辨识”那一章时，作者并没有直接抛出最终的卡尔曼滤波模型，而是先回顾了有限差分法的局限性，然后逐步引入状态空间表示，最后才自然而然地过渡到优化后的滤波器设计。这种循序渐进、逻辑严密的论证过程，让读者感觉自己不是在被动接受知识，而是在和一位经验丰富的导师一同构建知识体系。虽然对于纯粹的入门者来说，某些章节的密度可能会稍显吃力，需要反复研读，但对于有一定基础、渴望深入理解“为什么”而不是仅仅知道“怎么做”的工程师来说，这种深度的打磨绝对是物有所值的，它教会的不仅是技术细节，更是一种严谨的工程思维方式。

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这本书的案例应用部分，展现了极强的“面向实际问题”的导向性。它似乎完全避免了那些脱离工业环境的“玩具式”示例。我印象最深的是关于“高精度温度漂移补偿”的章节，作者详细拆解了一个实际生产线上由于环境温度变化导致的测量值偏差问题，并给出了基于多变量回归和神经网络的修正模型对比分析。内容详实到连使用的ADC型号、噪声源的统计特性都做了标注。这让这本书的实用价值瞬间飙升，我能直接将书中的方法论映射到我正在负责的某个项目上，而不是读完后只能感叹“理论上可行”。不过，如果能增加一个关于“软件工具链集成”的章节会更好，比如如何将书中提到的这些优化算法，高效地移植到主流的嵌入式平台（如STM32或FPGA）上，并提供一些基础的代码框架或移植注意事项，那这本书的“工具书”属性就能得到最大程度的发挥。

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这本书的插图和图表设计简直是一场视觉盛宴！我得说，很少有技术书籍能在保持严谨性的同时，还能如此清晰、直观地呈现复杂的系统架构。那些流程图、电路原理图，线条的粗细、颜色的搭配都拿捏得恰到好处，尤其是关于传感器数据融合和模糊PID控制器的部分，作者用动态的示意图把原本抽象的概念瞬间“可视化”了。比如，在讲解“自适应算法的收敛特性”时，作者没有采用枯燥的数学推导堆砌，而是通过一系列对比鲜明的仿真曲线图，让我们清晰地看到了参数调整前后系统的响应差异。这对于初学者来说，简直是救命稻草，能极大地减少理解门槛。我甚至觉得，光是把这些图例打印出来贴在工作台上，都能对日常的设计思路有所启发。当然，如果能在某些经典案例的实际部署效果上，再多提供一些现场照片或者实际产品的前后面板实拍图，那就更完美了，那样就能将理论与实践的距离拉得更近一些。但总体而言，这部分的视觉呈现质量，绝对是行业内的顶尖水准，让人在阅读过程中保持了极高的专注度。

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这本书的编排结构，体现了极高的专业素养和作者对教学逻辑的深刻理解。它不像某些教材那样机械地堆砌知识点，而是形成了一个有机的整体。从最基础的信号调理和噪声抑制开始，逐步攀升到复杂的系统建模与优化，最终落脚于实际系统的集成与测试。这种“由表及里，再由里及表”的结构，非常有利于读者建立起完整的知识地图。尤其值得称赞的是，每一章末尾的“自检问题与设计挑战”部分，设计得非常巧妙，它们不再是简单的概念回顾，而是引向下一章深入研究的“钩子”，迫使读者在完成当前学习后，必须对知识进行二次加工和批判性思考。它成功地将一本专业书籍塑造成了一个“自我驱动的学习平台”，而不是一份静止的资料，这对于需要持续学习的工程师群体来说，具有长远的价值。

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