具体描述
这本《通信新技术及其实验》由沈连丰主编，宋铁成、徐平平、刘云、胡静编著，是将科研成果应用于教学的一种尝试，重点论述通信的若干新技术并给出对应的实验。全书共分为10章，包括：数字基带仿真，服务发现，局域网接入，电话网接入，语音传输，数据传输，无线多点组网，通信传输的有效性和可靠性分析，数字图像的采集传输和处理以及GSM／GPRs接入等。书中深入浅出地给出了每个实验涉及的实验原理、实验设备与环境、实验内容、实验步骤以及预习和实验报告要求。它不仅是一本实验指导书，同时也是一本涵盖了众多通信知识点的基础教材，充分体现了通信与计算机的紧密结合、硬件和软件的紧密结合以及系统和网络的概念。学生通过全面参与来体验这些新技术，而每一个实验又可延伸为研究开发平台进而进行新的研究。
《通信新技术及其实验》可作为高等院校通信、信息、电子、自动控制、计算机科学与工程等专业本科生或研究生“通信新技术及其实验”课程的配套教材，也可作为相关技术、科研和管理人员的参考书。
深入探索现代机械设计的前沿与实践 图书名称：《现代机械设计理论与应用前沿》 图书简介： 本书聚焦于当前机械工程领域中最具活力和创新性的方向，系统梳理了机械设计理论的最新发展、关键技术突破以及在工程实践中的前沿应用。它并非仅仅是一本基础理论的复述，而是着眼于未来十年机械设计将如何被重新定义的一份深度报告与实践指南。 第一部分：基础理论的重塑与深化 本部分旨在夯实读者对传统机械设计原理的深刻理解，并在此基础上引入现代认知科学与计算数学对设计方法学的革新。 第一章：先进材料对结构设计的制约与机遇 详细探讨了高性能复合材料（如碳纤维增强树脂基复合材料、陶瓷基复合材料）在航空航天、高速列车等高要求领域中的应用。内容深入到这些材料的非线性本构关系、损伤力学模型建立以及如何利用拓扑优化方法，在保证结构刚度和强度的同时，实现极端轻量化设计。特别分析了层合板的界面失效模式和疲劳寿命预测的改进方法，这对保障复杂结构长期可靠性至关重要。 第二章：多物理场耦合分析的精细化建模 现代机械系统往往涉及热、力、电磁等多种物理场的相互作用。本章深入探讨了有限元分析（FEA）在处理复杂耦合问题时的最新进展，包括流固耦合（FSI）在涡轮机械振动分析中的精确求解策略，以及热机耦合在精密仪器散热设计中的多尺度建模技术。着重介绍了为提高仿真效率和准确性而开发的并行计算算法和模型降阶技术（Model Order Reduction, MOR）。 第三章：基于不确定性的可靠性设计（UDR） 传统的确定性设计方法在面对材料性能波动、载荷不确定性以及制造误差时显得力不从心。本部分将可靠性设计提升到新的高度，详细介绍了概率极限状态设计方法（PLSM）、随机有限元方法（S-FEM），以及如何利用贝叶斯网络和高斯过程回归对设计参数的不确定性进行量化和管理，从而实现鲁棒性更强、寿命更可预测的机械系统设计。 第二部分：智能化设计方法与工具链 本部分的核心在于探讨信息技术、人工智能与机械设计流程的深度融合，实现从概念到制造的数字化转型。 第四章：拓扑优化与增材制造的协同设计（DfAM） 增材制造（3D打印）彻底改变了可制造性约束，使得传统设计范式受到挑战。本章详细阐述了针对不同打印工艺（如SLM、EBM）的面向制造的拓扑优化算法，包括晶粒结构控制优化和残余应力最小化策略。重点分析了如何利用点阵结构实现超轻量化和功能集成，并对支撑结构的设计与去除优化给出了详尽的工程案例。 第五章：生成式设计与知识驱动的创新 生成式设计（Generative Design）不再是简单的参数化变体生成，而是利用人工智能驱动的探索过程。本章介绍了如何构建高保真度设计空间模型，利用深度学习（如GANs）从海量成功设计案例中学习设计“语言”，并引导设计迭代。同时，探讨了如何将专家知识和设计规范转化为可量化的目标函数，实现设计过程的半自动化决策支持。 第六章：数字孪生在生命周期管理中的应用 数字孪生（Digital Twin）是连接物理世界与虚拟世界的桥梁。本章聚焦于如何构建高保真度的机械系统数字孪生模型，包括实时数据采集、模型校准（Model Calibration）与状态预测算法。重点讨论了如何利用数字孪生进行预测性维护（PdM）的设计输入，确保设计阶段就能考虑到运行阶段的磨损和老化特性。 第三部分：前沿应用与系统集成 本部分将理论和工具应用于当前最具挑战性的工程领域，展示机械设计如何驱动下一代技术的实现。 第七章：高精度运动控制与机构动力学 针对高速、高精度需求的场景（如半导体制造设备、精密测量仪器），本章深入研究了柔顺机构（Compliant Mechanisms）的设计原理，及其在消除摩擦、实现连续运动方面的优势。详细分析了高速往复运动机构的振动抑制技术，包括主动抑振和被动吸振结构的优化设计。 第八章：面向极端环境的机械系统设计 探讨了在深海、深空、高真空或超低温环境下运行的机械装置所面临的特殊挑战。内容覆盖了真空环境下的材料选择与润滑技术（如固体润滑剂的应用）、低温材料的脆性分析，以及针对空间碎片防护或深海作业机器人所需的高可靠性密封与驱动技术。 第九章：人机交互与可穿戴机械系统 随着外骨骼、康复辅助装置等新兴领域的崛起，机械设计必须深度融合人机工程学。本章分析了力反馈与触觉再现技术在提高人机交互自然度上的作用，以及如何利用生物力学模型指导外骨骼的驱动器布局和运动轨迹规划，确保设计的安全性和有效性。 总结与展望： 本书的最终目标是培养设计者面向未来复杂系统的集成化、智能化和可持续性思维。通过对这些前沿理论和实践的深入剖析，读者将能够掌握跳出传统设计框架，迎接下一代机械工程挑战所需的关键能力。本书适用于高年级本科生、研究生以及致力于技术创新的机械工程师和研究人员。
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前言第1章 数字基带仿真 1.1 引言 1.2 基本原理 1.2.1 概述 1.2.2 蓝牙基带系统介绍 1.2.3 差错控制编码 1.2.4 跳频扩频原理及算法 1.2.5 通信系统安全性 1.3 实验设备与软件环境 1.4 实验内容 1.4.1 蓝牙基带包的差错控制技术 1.4.2 蓝牙系统的跳频原理 1.4.3 数据流的加密与解密 1.4.4 编程实验(可选) 1.5 实验步骤 1.5.1 差错控制实验 1.5.2 跳频扩频实验 1.5.3 加密解密实验 1.6 预习要求 1.7 实验报告要求 思考题 参考文献第2章 服务发现 2.1 引言 2.2 基本原理 2.2.1 服务发现简介 2.2.2 客户机—服务器的交互模型 2.2.3 数据元的编解码 2.2.4 工作流程和协议数据单元(PDU)的交互 2.3 实验设备与软件环境 2.4 实验内容 2.4.1 服务发现的工作模式 2.4.2 数据元的编解码 2.4.3 PDU的数据分析 2.5 实验步骤 2.5.1 服务注册 2.5.2 客户发现 2.6 预习要求 2.7 实验报告要求 思考题 参考文献 附录第3章 局域网接入 3.1 引言 3.2 基本原理 3.2.1 串行通讯与PPP协议 3.2.2 网际协议(IP)与网络互联 3.2.3 计算机无线联网 3.3 实验设备与软件环境 3.4 实验内容 3.4.1 用串口电缆进行有线接入 3.4.2 蓝牙无线接入 3.5 实验步骤 3.5.1 用串口电缆进行局域网的有线接入 3.5.2 用蓝牙硬件平台实现无线接入 3.6 预习要求 3.7 实验报告要求 思考题 参考文献第4章 电话网接入 4.1 引言 4.2 基本原理 4.2.1 公用电话交换网络 4.2.2 电话工作原理 4.2.3 基于蓝牙技术的PSTN接入系统 4.2.4 电话控制协议(TCS) 4.3 实验设备与软件环境 4.4 实验内容 4.5 实验步骤 4.5.1 连接网关和终端的硬件设备 4.5.2 网关端安装驱动程序 4.5.3 初始化 4.5.4 终端发起建立连接 4.5.5 呼出操作 4.5.6 呼入操作 4.5.7 重复4.5.5节、4.5.6节操作 4.5.8 断开连接 4.5.9 重复4.5.4节、4.5.5节、4.5.6节操作 4.5.10 关闭程序，结束实验 4.6 预习要求 4.7 实验报告要求 思考题 参考文献 附录第5章 语音传输 5.1 引言 5.2 基本原理 5.2.1 脉冲编码调制 5.2.2 增量调制 5.2.3 蓝牙设备的语音和数据传输 5.3 实验设备与软件环境 5.4 实验内容 5.5 实验步骤 5.5.1 语音编码 5.5.2 语音传输 5.5.3 软件编程(可选) 5.6 预习要求 5.7 实验报告要求 思考题 参考文献 附录第6章 数据传输 6.1 引言 6.2 基本原理 6.2.1 网络的体系结构 6.2.2 协议与体系结构 6.2.3 计算机数据传输基本概念 6.2.4 数据传输实验中设计的协议层 6.3 实验设备与软件环境 6.4 实验内容 6.4.1 协议体系结构 6.4.2 表示会话层 6.4.3 数据链路层 6.4.4 面向连接与面向无连接的服务 6.4.5 自环与广播 6.5 实验步骤 6.5.1 面向连接的操作 6.5.2 面向无连接的操作 6.5.3 自环 6.5.4 软件编程(可选) 6.6 预习要求 6.7 实验报告要求 思考题 参考文献 附录第7章 无线多点组网 7.1 引言 7.2 基本原理 7.2.1 通信网的基本结构及构成要素 7.2.2 计算机网络结构 7.2.3 网络节点 7.2.4 路由技术 7.2.5 组网过程 7.2.6 广播和组播 7.3 实验设备与软件环境 7.4 实验内容 7.4.1 组网过程 7.4.2 单跳与多跳转接 7.4.3 路由协议 7.4.4 J一播 7.4.5 组播 7.5 实验步骤 7.5.1 启动 7.5.2 配置 7.5.3 组网 7.5.4 单播 7.5.5 组播 7.5.6 广播 7.6 预习要求 7.7 实验报告要求 思考题 参考文献第8章 通信传输的有效性和可靠性分析 8.1 引言 8.2 基本原理 8.2.1 流量控制 8.2.2 误码和差错控制 8.2.3 信道共享技术 8.3 实验设备与软件环境 8.4 实验内容 8.4.1 性能仿真 8.4.2 数据速率 8.4.3 文件传输 8.5 实验步骤 8.5.1 性能仿真 8.5.2 速率测试 8.5.3 文件传输 8.6 预习要求 8.7 实验报告要求 思考题 参考文献第9章 数字图像的采集传输和处理 9.1 引言 9.2 基本原理 9.2.1 数字图像的采集 9.2.2 数字图像的传输 9.2.3 数字图像的处理 9.3 实验设备与软件环境 9.4 实验内容 9.4.1 图像采集 9.4.2 图像处理 9.4.3 软件编程 9.5 实验步骤 9.5.1 连接硬件设备 9.5.2 建立蓝牙连接 9.5.3 图像采集 9.5.4 图像处理 9.5.5 软件编程(可选) 9.6 预习要求 9.7 实验报告要求 思考题 参考文献 附录第10章 GSM/GPRS接入 10.1 引言 10.2 基本原理 10.2.1 GSM系统 10.2.2 GPRS技术 10.2.3 基于GPRS的WAP应用 10.2.4 GSMAT命令集 10.3 实验设备与软件环境 10.4 实验内容 10.5 实验步骤 10.5.1 配置主机和GSM/GPRS硬件模块 10.5.2 网络服务 10.5.3 AT命令 10.5.4 GSM/GPRS信令仿真 10.6 预习要求 10.7 实验报告要求 思考题 参考文献 附录(缩略语)
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