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出版者:电子工业出版社

作者:彭业飞译

出品人:

页数:539

译者:

出版时间:2001-1

价格:55.00元

装帧:

isbn号码:9787505353091

丛书系列:

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信号的奥秘：现代电子通信原理与实践 本书旨在为读者提供一个全面、深入且贴近实际的现代电子通信系统的理论框架与工程实现指南。 区别于侧重术语解释的词典类书籍，本书更专注于剖析通信系统从信息源到接收端的每一个关键环节所依据的物理定律、数学模型及其工程应用。它是一部面向电子信息工程、通信工程专业学生以及致力于深入理解现代无线通信和光通信技术专业人士的权威性参考书。 本书结构严谨，逻辑清晰，涵盖了从最基本的信号与系统理论到前沿的编码与调制技术等核心内容，力求在保证理论深度和数学严谨性的同时，强调其实际工程中的意义和应用。 --- 第一部分：信息与信号的基石（Foundations of Information and Signals） 本部分奠定了理解整个通信系统的数学和物理基础。我们不满足于对基本概念的简单罗列，而是深入探讨信号的本质、系统的线性不变性（LTI）特性及其在频域和时域中的变换关系。 第一章 信号与系统：时域与频域的桥梁 详细介绍连续时间和离散时间信号的表示方法，着重于狄拉克函数、单位阶跃函数、周期信号的傅里叶级数（FS）和傅里叶变换（FT）。重点剖析傅里叶变换揭示的信号频谱结构，以及其在分析调制解调过程中的核心作用。系统分析部分，不仅讨论卷积积分，更深入探讨拉普拉斯变换（LT）和Z变换（ZT）在求解微分方程和差分方程，分析LTI系统稳定性和瞬态响应方面的强大工具性。我们通过大量实例演示如何利用频率响应分析系统的滤波特性和失真情况。 第二章 随机过程理论在通信中的应用 通信系统不可避免地会受到噪声的干扰。本章将随机过程理论提升至核心地位。我们从概率论和随机变量回顾开始，系统介绍平稳随机过程（宽平稳、严平稳）的定义、自相关函数和功率谱密度（PSD）。重点讲解维纳-辛钦定理，揭示了系统输入信号的功率谱如何通过系统的频率响应来决定输出噪声的特性。针对通信中的典型噪声模型，如加性高斯白噪声（AWGN），本书详细推导了其在通信链路中的数学表现，为后续的性能分析打下坚实基础。 --- 第二部分：模拟与数字基带传输系统（Baseband Transmission Systems） 本部分将理论应用于实际的信号传输路径，首先关注不涉及载波调制的基带信号处理。 第三章 采样、量化与脉冲编码调制（PCM） 数字通信的起点在于将模拟信息转化为数字序列。本章详尽阐述奈奎斯特采样定理的严格推导及其在抗混叠滤波器设计中的重要性。随后，聚焦于PCM的实现，对比均匀量化和非均匀量化（如μ律和A律）的优劣，并精确计算量化噪声的信噪比（SNR）损失。此外，本书还涵盖了基础的脉冲整形技术，如升余弦滤波器，用于控制码间串扰（ISI），并引入了眼图分析作为评估基带传输质量的直观工具。 第四章 信道特性与线性均衡技术 真实的通信信道是失真的。本章系统分析了带通和基带信道的频率选择性衰落、时延扩展等对信号传输造成的影响。核心内容在于线性均衡器的设计与实现，包括判决反馈均衡（DFE）和迫零均衡（ZF）的原理，通过最小化均方误差（MMSE）准则，恢复被信道脉冲展宽的原始信号脉冲。 --- 第三部分：带通调制与解调技术（Passband Modulation and Demodulation） 本部分是通信系统的核心，探讨如何利用载波将信息高效、可靠地传输到远端。 第五章 模拟调制技术深度解析 详细讨论调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）的数学模型及其频谱特性。尤其对FM的辛普森积分和调频指数进行深入分析，并量化比较其在抗噪声性能上相对于AM的显著增益，解释了在特定信噪比条件下，FM的“硬限幅”优势如何体现。 第六章 数字调制：振幅、频率和相位键控 本书系统地引入了数字调制——通过改变载波的某个参数来承载数字信息。重点分析了ASK、FSK 和 PSK 的基本原理、星座图表示。随后，深入探讨高阶调制技术，如QAM（正交幅度调制），精确推导出不同M进制调制方式下的理论误码率（BER）性能曲线，并对比了它们在频谱效率（比特/秒/赫兹）和抗噪声能力之间的权衡。 第七章 最佳接收器设计与相干/非相干解调 本章探究了通信系统性能的极限。基于马尔科夫定理和巴特勒-霍夫曼判决准则，我们推导了在AWGN信道下，相干解调器（如匹配滤波器接收机）的理论最低误码率。详细分析了匹配滤波器的构建过程，并将其性能与非相干解调器（如能量检测）进行严格对比，明确了相干接收的理论优势及其对载波相位同步的依赖性。 --- 第四部分：提升可靠性：信道编码与扩频（Coding and Spreading） 为了克服信道中的随机错误，引入了强大的冗余编码技术，同时探讨了抗干扰和多址接入的扩频技术。 第八章 线性分组码与卷积码 信道编码是现代数字通信的“安全网”。本章首先介绍了代数编码的基础，如生成矩阵和校验矩阵在分组码（如汉明码）中的作用，重点讲解了最小汉明距离对纠错能力的影响。随后，转向更强大的卷积码，详细阐述了编码器的状态图和生成多项式，并引入维特比（Viterbi）算法作为最优的软判决（最大似然）译码方法，通过状态转移图的路径搜索，实现高效纠错。 第九章 扩频通信与多址接入技术 扩频技术通过将信号带宽扩展到远大于信息带宽，实现了抗干扰（Jamming）能力和多址接入。本书详细介绍了直接序列扩频（DSSS）的工作原理，核心在于伪随机噪声（PN）序列的特性，如自相关性低、互相关性小。基于PN序列，系统推导了扩频系统的处理增益，并分析了其在抵抗窄带干扰和实现码分多址（CDMA）中的关键作用。 --- 第五部分：先进通信系统的前沿探索（Frontiers of Advanced Systems） 本部分将视角转向现代高速通信系统的关键技术。 第十章 正交频分复用（OFDM）原理与应用 OFDM是4G/5G、Wi-Fi等现代无线系统的基石。本章深入解析OFDM如何通过IFFT/FFT将多用户数据流映射到大量的正交窄带子载波上，从而高效地对抗多径时延扩展造成的ISI。重点分析了循环前缀（CP）的作用，使其将卷积信道转化为简单的符号间乘法，并讨论了载波同步、时钟同步等实际工程中的关键挑战及其解决方案。 第十一章 信道容量与现代编码理论 基于香农-哈特利定理，本章探讨了信息传输的理论极限——信道容量。我们讨论了如何在有限带宽内，通过增加发射功率（提高信噪比）或引入更先进的编码技术来逼近这一极限。深入介绍Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC）的设计思想及其在迭代译码过程中的高效性能，这些是当前前沿通信系统实现高可靠传输的核心手段。 --- 本书特点： 理论推导严谨： 每一个核心公式都提供了清晰的数学推导过程，而非简单引用结论。 工程导向明确： 每章的讨论都会回归到实际的硬件实现和系统设计考量（如滤波器设计、噪声抑制、同步要求）。 覆盖面广： 从基础的随机过程到现代的OFDM，为读者构建了一个完整、连贯的通信系统知识体系。 阅读本书后，读者将不仅能够“知道”通信系统的组成部分，更能够理解“为什么”要这样设计，从而具备分析、设计和优化复杂电子通信系统的能力。

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这本书的装帧设计给我留下了非常深刻的印象，初次上手时，那种厚重感和精良的印刷质量就让人觉得物有所值。封面采用了深邃的蓝色调，辅以简洁而富有科技感的线条勾勒，透露出一种专业而不失现代气息的风格。内页的纸张选择也十分考究，触感细腻，即便是长时间翻阅也不会让人感到疲劳。排版布局上，作者显然花了不少心思去平衡信息密度与阅读的舒适度。每一页的内容都安排得井井有条，图文并茂的区域划分清晰明了，即便是涉及复杂概念的地方，也能通过巧妙的图示引导读者的视线，使得晦涩的知识点变得触手可及。特别值得称赞的是，本书在细节处理上体现出的匠人精神，比如目录的索引设计，不仅按字母顺序排列，还增设了主题分类的快速查找功能，这对于需要快速定位特定术语的专业人士来说，无疑是极大的便利。整体而言，这本书在视觉和触觉上的体验，已经超越了一本工具书的范畴，更像是一件值得收藏的艺术品，让人在学习的过程中，也能享受到一种愉悦的感官体验。

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从实际应用的角度来看，这本书的内容深度和广度都达到了一个非常高的水准，它真正做到了覆盖行业热点，同时又不失对经典理论的坚守。我尤其欣赏作者对于新兴技术如5G/6G架构、物联网通信协议以及量子通信基础概念的收录和阐述。这些内容往往是传统教材中更新滞后的部分，但在这本书里，它们被整合得非常及时和深入。我测试了几处前沿术语的解释，发现其不仅提供了标准的定义，还引用了最新的国际标准草案中的关键参数，这对于我们这些需要紧跟行业动态的工程师来说，是非常宝贵的“第一手”资料。而且，书中对不同通信体制（如OFDM、MIMO）的性能分析和适用场景的对比描述，做得极其客观且富有洞察力，避免了某些工具书为了突出某个技术而产生的片面性。可以说，这本书不仅是理论的宝库，更是一本实战指南，能直接指导我们在项目选型和故障排查中做出更明智的决策。

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关于本书的索引和交叉引用系统，我必须给予最高的评价，这几乎是衡量一本优秀参考书的关键标准。我曾尝试做过一些“苛刻”的测试，比如查找一个在不同领域有着多重含义的术语，结果发现，本书不仅在主词条下提供了详尽的解释，还在相关联的次要条目中，通过清晰的“参见XXXX”标记，将不同知识点无缝连接起来。这种网络化的索引设计，极大地提升了知识检索的效率和全面性。我不需要猜测某个概念可能出现在哪个章节，只需沿着链接，就能构建出一个完整的知识地图。此外，书后附带的缩略语表和符号说明部分也做得极其详尽，覆盖了从基础物理层到应用层的各类缩写，这对于初次接触某个细分领域的读者来说，是避免“读不懂缩写”的巨大帮手。总而言之，这不仅仅是一本书，更是一个高度结构化、易于导航的信息数据库，其便捷性让我决定将它常年置于案头触手可及之处。

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这本书的语言风格可以说是独树一帜，它成功地在学术的严谨性与口语化的亲切感之间找到了一个完美的平衡点。阅读体验上，它完全没有传统技术手册那种生硬、枯燥的“翻译腔”，作者的文字充满了一种内在的热情和清晰的逻辑感。在关键的定义部分，用词精准，每一个动词和名词的选择都经过了深思熟虑，确保无歧义；而在解释那些容易混淆的概念时，作者又会不自觉地流露出一种鼓励和引导的语气，仿佛在耳边轻声讲解，这极大地缓解了阅读压力。我注意到，书中很少使用过于冗长和复杂的长句，而是倾向于使用短小精悍、信息密度高的表达方式，这使得大脑可以更有效地处理信息。这种写作风格的成熟度，体现了作者对目标读者群体的深刻理解——既需要权威性，又渴望易读性，这本书无疑在这两者之间做到了完美的融合，让人读起来非常“上头”，停不下来。

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这本书的知识体系构建逻辑严谨得令人赞叹，它并非简单地罗列术语和定义，而是构建了一个从基础原理到前沿应用的完整知识网络。我发现，它在解释每一个核心概念时，都会巧妙地追溯其历史演变和技术背景，这种“追根溯源”的方式，极大地帮助我理解了为什么某些技术会发展成现在的形态，而不是满足于仅仅知道“是什么”。例如，当阐述信道编码的原理时，作者不仅给出了数学公式，还用非常形象的比喻来解释纠错机制的效率，这对于工程背景不那么深厚的读者来说，简直是福音。更出色的是，本书在不同章节之间的衔接处理得非常自然流畅，前一个概念的铺垫，总是能精准地服务于后一个更复杂的理论，使得整个阅读过程充满了“啊哈！”的顿悟时刻。这种由浅入深、层层递进的编排，让人感觉自己不是在被动接收信息，而是在一个经验丰富的导师的带领下，进行一次结构化的系统学习。

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