非正弦函数理论及其在通信中的应用

非正弦函数理论及其在通信中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:王钢
出品人:
页数:304
译者:
出版时间:2006-3
价格:25.0
装帧:平装
isbn号码:9787121023095
丛书系列:
图书标签:
  • 非正弦函数
  • 谐波分析
  • 通信系统
  • 信号处理
  • 傅里叶变换
  • 小波变换
  • 非线性电路
  • 调制解调
  • 无线通信
  • 信息论
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具体描述

本书是一本系统介绍非正弦函数理论与应用领域最新研究成果的专著。内容包括绪论、必要的数学基础、复制理论、二进制桥函数理论、P进制广义桥函数理论、混合进制广义桥函数理论、常见波形分析、复制方法在通信中的应用、桥函数理论在通信中的应用等。内容新颖丰富,结构严谨,理论性强,具有独创性。可供从事信号处理和通信领域研究的科技人员阅读,也可供高等院校有关专业的师生参考。

《非正弦函数理论及其在通信中的应用》 本书深入探讨了非正弦函数的数学理论基础,并聚焦于其在现代通信系统中的多元化应用。在通信技术飞速发展的今天,信号的复杂性和多样性不断增加,传统的傅里叶分析方法在处理非周期、不规则信号时存在局限性。非正弦函数理论,以其更广泛的函数族和灵活的分析工具,为理解和设计高效的通信系统提供了全新的视角和强大的支持。 核心内容概述: 本书的理论部分从非正弦函数的定义、性质和构造方法入手,详细介绍了各类重要的非正弦函数族,例如: 三角函数以外的正交函数集: 探讨了如沃尔什函数(Walsh functions)、克兰函数(Krawtchouk functions)、哈尔函数(Haar functions)等在特定信号分析和处理场景下的优势。这些函数因其离散性、常数值或简单的分段特性,在数字信号处理、数据压缩和频谱扩展等方面展现出独特的价值。 拉普拉斯变换与Z变换的扩展: 结合非正弦函数的特点,对拉普拉斯变换和Z变换进行更广泛的讨论,探索它们在分析非周期信号和离散时间系统时的普适性和深度。 函数逼近与展开: 详细阐述了如何利用非正弦函数集对任意信号进行逼近和展开,分析不同逼近方法的精度、收敛性和计算复杂度,为信号的建模和表示提供坚实的基础。 积分变换与卷积的性质: 深入研究非正弦函数在各种积分变换下的行为,以及它们在卷积运算中的表现,这对于理解信号在系统中的传播和滤波至关重要。 在应用层面,本书将理论知识与实际通信场景紧密结合,重点介绍了非正弦函数在以下几个关键领域的创新应用: 数字调制与解调: 沃尔什码(Walsh codes)在码分多址(CDMA)系统中的应用: 详述了沃尔什码作为正交扩频码,如何实现多用户的高效接入和信号分离,以及其在降低干扰、提高系统容量方面的作用。 分段常值函数(如哈尔函数)在数字信号表示和传输中的潜力: 分析了利用分段常值函数进行信号编码和调制,如何简化硬件实现,提高低比特率传输的效率,特别是在对计算资源有限的场景下。 非正弦基函数在更高级调制方案中的探索: 讨论了如何利用更复杂的非正弦函数族设计新型调制方式,以适应高速率、高频谱效率的需求,例如在某些M-ary调制方案或自适应调制中。 信号压缩与编码: 基于非正弦变换的信号表示: 介绍了如何利用沃尔什变换、哈尔变换等非正弦变换对信号进行稀疏表示,从而实现高效的数据压缩。这在多媒体通信、存储和传输中具有重要意义。 与小波变换的比较与结合: 分析了非正弦变换与小波变换在信号压缩方面的异同,以及如何将它们相互结合,以达到更好的压缩效果。 信道编码与纠错: 基于非正弦序列的线性分组码: 探讨了如何设计和分析以非正弦函数序列为基础的线性分组码,以提高通信的可靠性,抵抗噪声和干扰。 在特定噪声环境下非正弦码的性能优势: 分析了在某些特定类型的信道噪声(如冲激噪声)下,非正弦码可能比传统编码具有更优越的纠错能力。 现代通信系统设计: OFDM(正交频分复用)系统的扩展与变种: 讨论了非正弦函数理论如何启发OFDM系统的改进,例如利用非正弦子载波调制,以提高系统的鲁棒性和频谱利用率。 MIMO(多输入多输出)系统中的信号处理: 探索了非正弦函数在MIMO系统中信道估计、预编码和信号检测方面的潜在应用,以提升系统的空间复用和分集增益。 认知无线电与软件定义无线电: 分析了非正弦函数在动态频谱接入、信号分析和波形生成中的作用,为构建更灵活、智能的无线通信系统提供理论支持。 本书的特点: 理论与实践的深度融合: 本书既提供了严谨的数学理论推导,又通过大量实际通信应用案例,将理论知识转化为解决工程问题的工具。 前沿性的视角: 聚焦于非正弦函数这一在现代通信领域日益重要的理论分支,为读者提供了解和掌握未来通信技术发展的关键思路。 丰富的数学工具: 读者将接触到一系列不同于传统傅里叶分析的数学工具,拓展其信号处理和系统分析的视野。 面向广泛的读者群: 适用于通信工程、电子工程、信息与通信技术等相关专业的本科生、研究生,以及从事通信系统研发、信号处理和系统优化的工程师和研究人员。 通过阅读本书,读者将能够深刻理解非正弦函数理论的精髓,掌握其在信号表示、调制解调、数据压缩、信道编码以及先进通信系统设计等方面的应用技巧,从而在瞬息万变的通信领域保持技术前瞻性。

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从排版和装帧来看,这本著作无疑是为专业人士准备的精品。纸张厚实,印刷清晰,图表线条锐利,即便是复杂的矩阵运算和梯度的表示,也一目了然,这对于需要长时间阅读和反复查阅的专业书籍来说至关重要。我对作者在最后一部分中对于“信号能量集中度”与“基函数完备性”之间的微妙平衡的论述印象深刻。他并没有盲目推崇某一种基函数,而是提出了一个基于系统约束条件的优化选择框架。这种辩证性的观点,避免了理论的绝对化。很多教材在介绍完一套理论后就戛然而止,但这本书却通过一个贯穿始终的案例——复杂波形下的信道均衡问题,将前面所有的理论工具串联起来,形成了一个完整的知识闭环。这使得读者在读完最后一页时,不仅掌握了知识点,更获得了一种融会贯通的、解决复杂工程问题的自信心。这绝对是一部值得在书架上占据核心位置的参考书。

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这本书最让我感到惊喜的,是它对于非正弦波形在“噪声抑制与信息编码”方面的深入探讨。在传统课程中,我们通常将噪声视为随机过程,但这本书却将某些周期性的非正弦扰动视为一种可预测的“结构化干扰源”,并提供了一套基于特定正交基族的解耦策略。这种思路的转变,极大地启发了我对未来调制解调方案的思考。特别是关于“尖峰噪声的稀疏表示”那一章,作者通过引入一类特殊的双曲正交函数系,展示了如何用极少数的系数来精确描述原本需要大量傅里叶谐波才能逼近的瞬态信号。这种效率上的飞跃,在资源受限的嵌入式通信系统中具有不可估量的实用价值。阅读过程中,我多次停下来,对照我正在进行的一个项目中的实际波形数据进行推演,发现用书中介绍的方法来提取信号特征,确实能比传统FFT方法更鲁棒、更快速。这本书更像是一本“方法论的宝典”,它提供的不是现成的答案,而是解决一类特定问题的思考框架和数学工具箱。

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坦白讲,这本书的出版风格非常具有学院派的严谨性,对于非相关领域的读者来说,可能会略显艰涩。它很少使用那种通俗易懂的类比来解释复杂的概念,而是倾向于直接给出定义、定理和严格的证明。这种“开门见山”的方式,对已经有一定信号处理背景的人来说是极大的福音,因为它节省了大量的铺垫时间,直接切入核心。我特别欣赏作者在每一章末尾设置的“高级应用展望”部分,虽然篇幅不长,但它们精准地指出了该理论在现代技术,比如超宽带通信(UWB)和量子信息处理中的潜在价值。这使得全书的视野不仅停留在基础理论层面,更具备了前瞻性。如果非要说有什么“缺点”,那就是在讲解一些特定应用的优化算法时,代码示例略显简略,更侧重于数学模型的描述,对于希望直接在仿真软件中复现结果的读者,可能需要自己进行大量的二次开发和细节补充。但这或许也体现了作者的立场:这本书是关于“理论”和“建模”,而非“操作手册”。

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这本书的阅读体验,对我来说更像是一场智力上的马拉松,而不是轻松的短跑。它对非线性系统的引入,尤其是通过特定函数族对系统响应的建模部分,展现了作者深厚的数学功底和对物理现象的深刻洞察。我花了整整一个周末才啃完关于“奇异点处理”和“广义周期分析”的那几章,不得不说,某些证明过程的跳跃性相当大,需要读者具备扎实的复变函数基础和良好的抽象思维能力。我甚至不得不翻出尘封已久的大学教材来对照着理解作者对勒贝格积分在函数空间投影中的应用。但一旦跨越了这些技术难关,那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。例如,作者在讨论数字通信系统中,如何利用 Walsh-Hadamard 变换来替代部分傅里叶分析,从而优化频谱效率和降低计算复杂度时,那种将纯数学理论转化为实用算法的精妙,让人拍案叫绝。这本书的精髓,在于它逼迫你走出舒适区,用更宽广的数学视角去重新审视那些曾经被认为是“噪声”或“干扰”的信号成分,并将其视为可以被利用的结构化信息。

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这本书的封面设计简洁明了,那种深蓝色的背景配上银色的字体,给人一种专业又略带神秘的感觉,非常符合它所探讨的主题——那些不那么“规矩”的波形。我拿到书的时候,首先就被它厚实的质感吸引了,这可不是那种轻易能翻完的入门读物。光是目录部分,就让我感受到作者在内容组织上的匠心独运。它没有急于一头扎进复杂的傅里叶级数分解,而是先用相当大的篇幅铺垫了经典正弦分析的局限性,这对于我们这些在实际工程中经常遇到毛刺、方波或者脉冲信号的工程师来说,是极其重要的共鸣点。作者似乎在用一种非常坚定的语气告诉我:“忘掉那些完美的余弦波吧,现实世界远比教科书复杂。”尤其让我印象深刻的是关于离散时间信号处理中,如何用有限项的非正弦基函数去逼近复杂周期信号的章节,那里的数学推导虽然严谨,但配图和案例分析却十分贴心,仿佛有一位经验丰富的前辈在我耳边亲自讲解,避免了许多初学者在面对高阶积分和级数展开时容易产生的畏难情绪。这本书的价值,不仅仅在于它提供了理论工具,更在于它成功地建立起理论与实际工程需求之间的坚实桥梁。

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