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出版者:清华大学出版社

作者:曹昕燕,周凤臣,聂春燕

出品人:

页数:211

译者:

出版时间:2006-5

价格:21.00元

装帧:

isbn号码:9787302126225

丛书系列:

图书标签:

• EDA
• 实验
• 课程设计
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• Modelsim
• 电子设计自动化
• 电路分析

《现代通信系统信号分析与处理》 内容简介： 本书致力于系统地梳理和深入讲解现代通信系统中至关重要的信号分析与处理理论与技术。全书共分为十一章，从基础概念出发，层层递进，涵盖了数字信号处理、模拟信号处理、调制解调技术、信道编码、均衡技术、频谱分析、噪声抑制以及现代通信系统中的关键算法等内容。本书旨在为读者提供一个扎实而全面的理论框架，并结合丰富的实例，帮助读者理解并掌握实际通信系统设计与分析中的核心问题。 第一章：通信信号基础回顾 本章将回顾通信信号的基本概念，包括信号的分类（模拟与数字）、时域与频域表示、傅里叶级数与傅里叶变换在信号分析中的作用。我们将详细阐述信号的能量与功率概念，以及其在通信系统中的意义。同时，本章还将引入随机信号的基本特性，如均值、方差、自相关函数和功率谱密度，为后续章节的深入分析奠定基础。 第二章：离散时间信号与系统 本章聚焦于离散时间信号的表示、运算及其系统特性。我们将详细介绍离散时间信号的采样定理，解释其在将连续信号转换为离散信号过程中的关键作用。对于离散时间系统，本书将深入探讨其线性时不变（LTI）特性，并引入卷积的概念，这是理解系统响应的核心。此外，还将介绍Z变换及其性质，作为分析离散时间系统频域特性的强大工具，并讨论其在系统稳定性分析中的应用。 第三章：数字滤波器的设计与实现 滤波是信号处理中最基本也是最重要的环节之一。本章将深入探讨数字滤波器的设计理论与方法。我们将区分有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限脉冲响应（IIR）滤波器，分析它们的结构、性能特点以及优缺点。对于FIR滤波器，将详细介绍窗函数法、频率采样法等设计技术；对于IIR滤波器，将讲解脉冲响应不变法、双线性变换法等经典设计方法。本章还将讨论滤波器的实现结构，如直接型、级联型等，并探讨滤波器设计中的一些实际考量，如量化效应和计算复杂度。 第四章：模拟信号的频谱分析 尽管现代通信多采用数字信号，但对模拟信号的理解仍然是基础。本章将深入探讨模拟信号的频谱分析方法。我们将回顾傅里叶变换在连续信号频谱分析中的应用，并重点介绍功率谱密度（PSD）的概念，解释它如何表征信号在不同频率上的能量分布。本章还将讨论周期信号与非周期信号的频谱特性，以及谱分析在识别信号频率成分、分析噪声干扰等方面的作用。 第五章：现代调制技术 调制是将信息信号加载到载波信号上的过程，是无线通信的核心。本章将系统介绍现代通信系统中的关键调制技术。我们将从经典的幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）出发，深入分析它们的工作原理、性能指标（如带信噪比、误码率）以及优缺点。随后，本章将重点介绍更为先进的调制方式，如正交幅度调制（QAM），详细讲解其在高斯星座和立方星座下的不同形式，以及它如何在提高频谱效率方面发挥重要作用。还会简要介绍移频键控（MSK）等具有特殊性能的调制技术。 第六章：解调与检测 与调制相对应，解调是从接收到的载波信号中恢复原始信息的过程。本章将深入探讨各种解调技术。我们将详细分析相干解调、非相干解调的原理，并讨论其在不同调制方式下的具体实现。对于数字信号，本章将重点讲解最佳接收的理论基础，包括最大似然检测（MLD）和最大后验概率检测（MAP）准则，以及它们在AWGN信道下的性能。此外，还会介绍匹配滤波器及其在信号检测中的作用。 第七章：信道编码与纠错 通信信道往往存在噪声和干扰，导致信号失真，产生错误。信道编码技术通过引入冗余信息，提高信号在传输过程中的鲁棒性，从而实现错误检测和纠正。本章将详细介绍信道编码的基本原理和常用的编码方案。我们将讲解线性分组码，如汉明码（Hamming codes）的构造与译码。随后，将深入介绍卷积码（Convolutional codes），包括其生成过程、状态图、编码器结构以及维特比（Viterbi）译码算法。最后，还将简要介绍更先进的编码技术，如LDPC码和Turbo码，为读者理解现代高性能通信系统打下基础。 第八章：信道均衡技术 在多径传播等信道条件下，信号会发生码间干扰（ISI），导致接收端难以正确判决。均衡技术旨在抵消或减弱ISI的影响。本章将深入分析ISI的产生机制，并详细介绍各种均衡器的设计与实现。我们将从经典的线性均衡器（如迫零均衡器和最小均方误差均衡器）入手，逐步引入非线性均衡器，特别是最大似然序列估计（MLSE）均衡器，并重点讲解其在判决反馈均衡（DFE）中的应用。本章还将讨论自适应均衡的原理，以及自适应算法（如LMS和RLS）在均衡器更新中的作用。 第九章：频谱监测与干扰分析 频谱是宝贵的通信资源，有效的频谱监测和分析对于保障通信系统的正常运行至关重要。本章将介绍频谱监测的基本技术和方法。我们将讨论信号的功率谱密度（PSD）和功率谱分析在识别信号频率、检测异常信号中的应用。本章还将深入分析通信系统中常见的干扰源，如同频干扰、邻频干扰、杂散信号等，并介绍相应的干扰抑制和规避技术。 第十章：噪声抑制与信噪比提升 噪声是通信系统中无法避免的现象，它会显著影响信号的质量和传输性能。本章将系统探讨噪声的来源、特性以及各种噪声抑制技术。我们将回顾高斯噪声、瑞利噪声等常见噪声模型，并分析它们对信号的影响。随后，本章将详细介绍各种信号处理方法，用于在信号接收端或数字域中抑制噪声，包括滤波技术、平均技术、以及利用信号的时域和频域特性进行去噪。此外，还将讨论通过改进调制方式、提高发射功率、以及优化天线系统等手段来提升系统的信噪比（SNR）。 第十一章：现代通信系统实例分析 本章将通过几个典型的现代通信系统实例，将前面章节所学的理论知识融会贯通，进行实际应用分析。我们将选择诸如Wi-Fi、4G/5G移动通信系统、卫星通信系统等作为案例，剖析它们在信号处理、调制解调、信道编码、均衡等方面所采用的具体技术。通过对这些实际系统的分析，读者将能够更直观地理解理论知识在工程实践中的重要性，并学习如何综合运用各种信号分析与处理技术来设计和优化通信系统。 本书内容全面，理论深入，实例丰富，适合高等院校电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等专业本科生、研究生，以及从事通信系统研发、设计、测试的工程师和技术人员阅读。通过学习本书，读者将能够建立起对现代通信系统信号分析与处理的系统认知，并具备解决实际工程问题的能力。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，从封面到内页的排版都透露出一种严谨而又充满活力的气息。翻开书页，首先映入眼帘的是那种厚实的纸张质感，摸上去手感极佳，让人有种捧着珍宝的敬畏感。字体选择上，主标题的粗犷与正文的细腻形成了鲜明对比，既保证了信息的可读性，又不失设计的巧思。更令人惊喜的是，书中穿插的那些精心绘制的流程图和示意图，线条流畅，色彩搭配得恰到好处，仿佛每一个图表都在低语着复杂的概念，让原本晦涩的技术知识变得直观易懂。我尤其欣赏作者在细节上花费的心思，比如章节标题前的留白处理，以及页眉页脚的精美徽标，这些小小的元素共同构建了一种专业且值得信赖的阅读体验。毫不夸张地说，光是浏览这本书的物理形态，就足以让人感受到背后团队对知识传播的尊重和对读者体验的极致追求，这绝对是市面上少有的将学术严谨性与艺术美感完美融合的典范之作。

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这本书的语言风格简直像一位经验老到的导师在耳边娓娓道来，那种亲切感和引导性是其他教材望尘莫及的。它没有采用那种教科书式的、冷冰冰的术语堆砌，而是大量使用了类比和现实生活中的场景来解释那些看似高深的理论基础。比如，在讲解某个核心算法的迭代过程时，作者竟然引入了厨房里制作复杂菜肴的步骤来打比方，一下子就把抽象的逻辑层次梳理得清清楚楚。我发现自己读起来完全没有压力，很多地方甚至会心一笑，感觉自己不是在啃一本技术书籍，而是在听一场精彩的学术讲座，那位“导师”深知初学者的困惑点在哪里，总能在关键时刻提供恰到好处的“脚手架”。这种行文的流畅度和逻辑的自然衔接，使得知识的吸收过程变得异常顺畅，不再是硬塞硬背，而是一种自然的理解和内化，这对于自学者来说，简直是天降甘霖。

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从内容深度来看，这本书展现出一种惊人的广度和韧性，它绝非肤浅地罗列概念，而是真正深入到了技术的肌理之中。我注意到，它在介绍基础模块的同时，还会毫不吝啬地展示当前行业前沿的一些思考方向和尚未解决的难题。特别是关于系统架构的讨论部分，作者没有满足于给出一个标准的模板，而是剖析了为什么不同的应用场景需要采纳截然不同的设计哲学，这种辩证性的分析极大地拓宽了我的视野。书中对“为什么”的探讨篇幅，甚至超过了对“怎么做”的描述，这才是区分优秀技术书籍和普通参考手册的关键所在。它强迫你跳出固定的思维定势，去思考背后的设计权衡（trade-offs），培养了一种批判性的技术思维，这比单纯掌握一两套工具的使用方法要宝贵得多，这绝对是能让人功力大增的一本内功心法。

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这本书的价值，最终体现在它对读者思维模式重塑的深刻影响上。它教会我的，远不止是技术本身的操作流程，更是一种看待和解决问题的系统化方法论。阅读过程中，我常常停下来反思自己过去处理类似问题时的随意和粗糙。作者似乎总能精准地指出那些隐藏在复杂系统背后的核心约束条件和关键瓶颈，并提供一套优雅的、可推广的解决方案框架。这种由内而外的触动，让我开始用一种更结构化、更具前瞻性的视角来审视每一个技术决策。读完后，我感觉自己像是经历了一次思维的“除垢”过程，那些曾经模糊不清的边界变得清晰锐利，看待任何技术挑战时，都能迅速定位到问题的本质。这是一本可以放在工作台边，随时翻阅以校准自己思考方向的“指南针”。

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这本书的实用性达到了一个令人咋舌的高度，简直就像是为实战准备的“兵器谱”。它不是空谈理论，而是紧密围绕着“如何动手实践”这一核心目标来构建内容的。随书附带的那些代码示例和配套资源库，维护得极其用心，版本新颖且注释详尽，真正做到了“即学即用”。我测试了其中一个案例，发现它不仅代码健壮，而且对环境配置的说明也极为详尽，几乎没有遇到任何环境依赖的“劝退点”。更妙的是，它还提供了一套完整的项目化学习路径，从最小可行性产品（MVP）到优化迭代的每一步都规划得井井有条，让人清晰地知道自己站在了哪个阶段，下一步该往何处发力。这种手把手的实操指导，让那些在书本和实际工作之间感到迷茫的学习者找到了坚实的桥梁。

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