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页数:262

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出版时间:2009-1

价格:35.00元

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isbn号码:9787121079474

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现代通信系统设计与实现 内容简介 本书深入剖析了现代通信系统的核心原理、关键技术及其工程实现方法。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛领域，旨在为通信工程、电子信息工程以及相关专业的研究人员和工程师提供一本全面而实用的参考手册。 第一部分：通信系统基础理论 本部分首先回顾了信息论和随机过程的基础知识，这是理解现代通信系统的基石。重点阐述了香农-哈特利定理、信道容量、噪声分析等核心概念。 随机信号处理与建模： 详细介绍了平稳随机过程、高斯过程的数学特性，以及在通信系统中如何对信道噪声（如加性高斯白噪声AWGN）进行精确建模。讨论了功率谱密度（PSD）的计算及其在系统性能分析中的作用。 调制解调基础： 深入探讨了模拟调制（AM, FM, PM）和数字调制（ASK, FSK, PSK, QAM）的原理、星座图表示及功率谱特性。特别分析了恒包络调制与非恒包络调制的优缺点及其在不同应用场景下的适用性。 信道编码理论： 系统介绍了纠错码的基本思想，包括线性分组码（如汉明码、循环码）、卷积码及其维特比译码算法。随后，转向现代高效编码技术，如Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC），并分析了它们在接近香农极限性能方面的工程挑战与实现细节。 第二部分：数字通信系统架构与关键技术 本部分着重于当前主流数字通信系统（如5G、Wi-Fi 6/7）所采用的关键技术和系统级设计。 多址接入技术： 对频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）进行了详尽的比较分析。重点剖析了正交频分多址（OFDM）的原理、循环前缀（CP）的作用、峰均功率比（PAPR）问题及其抑制技术（如选模削波法、DFT-Spread-OFDM）。 MIMO与空间复用： 详细阐述了多输入多输出（MIMO）系统的基本概念，包括信道容量提升、空间复用增益和阵列增益。深入讲解了信道状态信息（CSI）的获取、预编码技术（如迫零ZF、迫零最小均方误差MMSE）以及波束赋形（Beamforming）的实现原理。 同步技术： 详细分析了载波频率同步、定时同步（符号定时和帧同步）在数字接收机中的关键性。讨论了基于最大似然估计（MLE）和基于判决反馈的同步算法，以及它们在快变信道下的性能表现。 第三部分：软件定义无线电（SDR）与硬件实现 随着数字化程度的提高，SDR已成为通信系统开发的主流范式。本部分聚焦于从算法到硬件的转换过程。 模数/数模转换器的选型与应用： 探讨了高速ADC/DAC的关键参数，如有效位数（ENOB）、信噪比（SNR）和采样率，并结合实际通信链路（如收发机前端）讨论了它们的匹配策略。 FPGA在基带处理中的应用： 阐述了如何利用FPGA实现高性能的数字信号处理（DSP）模块，如快速傅里叶变换（FFT/IFFT）、信道均衡器和高性能译码器。书中提供了Verilog HDL实现的通用架构示例，并探讨了流水线设计和资源优化技巧。 高性能计算与并行处理： 针对复杂的信道编码和大规模MIMO处理，介绍了图形处理器（GPU）在加速矩阵运算和迭代译码算法中的应用，并对比了其与专用ASIC实现的性能差异。 第四部分：现代无线信道建模与仿真 有效的系统设计离不开精确的信道评估和仿真。本部分提供了实用的信道建模工具和仿真方法。 无线信道传播模型： 详细介绍了自由空间传播、两径模型、瑞利衰落模型和莱斯衰落模型的数学描述及其物理意义。重点分析了城市、室内等复杂环境下的多径效应和时延扩展。 系统级仿真平台： 提供了基于MATLAB/Simulink和Python（如NumPy/SciPy）进行端到端通信系统仿真的方法论。书中包含大量可运行的代码示例，用于评估不同调制编码方案（MCS）下的误码率（BER）性能曲线，并验证系统抗干扰和抗衰落能力。 测量与现场测试： 简要介绍了矢量信号分析仪（VSA）和矢量网络分析仪（VNA）在实际无线链路调试中的基本操作，以及如何利用现场测量数据反演和修正系统级仿真模型，确保仿真结果与真实世界的一致性。 第五部分：未来通信系统展望 最后，本书前瞻性地探讨了下一代通信技术的发展方向。 认知无线电与动态频谱共享： 讨论了如何利用机器学习技术实现智能的频谱感知和接入决策，以提高频谱利用效率。 可见光通信（VLC）与太赫兹通信（THz）： 介绍了这两种新兴物理层技术的基本原理、信道特性及其在特定应用场景（如室内高密度数据传输、安全通信）中的潜力与挑战。 本书内容专业、逻辑清晰，理论深度与工程实践性兼备，是通信领域工程师、研究人员及高校师生的宝贵资源。

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从语言风格上来说，这本书的文字表达非常精确而凝练，没有过多矫饰，一切都以清晰传达信息为最高准则，这在技术文档中是极其宝贵的品质。它既能准确地引用行业标准术语，又懂得在必要时用通俗易懂的语言对这些术语进行二次解释，确保了读者群体不会因为专业名词的门槛而却步。例如，在讨论输入阻抗和输出阻抗的概念时，作者使用了“信号源的视野”和“负载的胃口”这样生动的比喻来建立直观认识，然后迅速过渡到欧姆定律的严谨计算。这种平衡掌握得非常好，既保证了学术的严谨性，又照顾了读者的接受心理。阅读起来，你几乎感觉不到作者在“试图说服你”或“展示自己的学识”，而是纯粹地在“为你清晰地展示事实和方法”，这种客观、克制的叙述方式，反而让书中的知识点更具权威性和可信赖感。整本书透着一股“知其所以然，方能知其所以然”的治学态度，读完后感觉收获的不仅是知识点，更是一种严谨的、结构化的思维模式。

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我对这本书中对于“常见故障现象与排查思路”这一部分的编排给予高度评价。这部分内容往往是很多理论教材所忽略的，但恰恰是工程实践中最关键的一环。作者没有停留在理想化的电路模型上，而是非常务实地探讨了在真实元器件参数漂移、外部干扰、或者焊接不良等情况下，电路可能出现的各种“不正常”状态。比如，针对某个振荡电路，它细致地列出了“输出幅度过小”、“工作频率偏移”、“输出带有明显噪声”这几种典型故障，并针对每一种情况，给出了一个由浅入深、从易到难的排查步骤建议。这些建议往往结合了示波器、万用表等常用工具的使用场景，告诉你应该在电路的哪个节点进行测量，应该观察到什么样的波形或数值才算正常。这种贴近实战的指导，让这本书不仅仅是一本学习理论的工具书，更像是一本可以随时放在工作台旁边的“电子急救手册”，极大地增强了其应用价值和可信度。

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我是一名刚接触电子工程的跨专业人士，面对市场上汗牛充栋的教材，我最担心的就是那些上来就直接抛出复杂数学公式、缺乏直观解释的“天书”。然而，这本书在内容呈现上展现出一种近乎“手把手”的教学耐心。它似乎深谙读者的学习曲线，从最基础的电阻、电容、电感这些无源元件讲起，用极其生活化的类比来解释它们的功能，比如将电容比作一个快速充放电的小水箱，电阻则像一个节流阀。这种讲解方式非常适合那些逻辑思维强但对物理直觉还比较模糊的人。书中对每一个基本模块，比如放大电路、滤波电路的讲解，都不是简单地给出结论，而是会先搭建一个虚拟的实验场景，然后逐步引入理论分析，每一步的逻辑推导都清晰可见，像是在与一位经验丰富、善于引导的导师进行对话。它避免了那种为了炫耀深度而故意堆砌晦涩术语的做法，而是致力于让每一个概念的建立都建立在坚实、可理解的基础之上，让人感觉自己是主动掌握了知识，而非被动接受信息。

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这本书在结构组织上的严谨性令人印象深刻。它不是简单的知识点的罗列，而是一个精心设计的学习路径图。全书的章节划分逻辑性极强，从基础元件的识别，过渡到简单的线性电路分析，再到核心的运算放大器应用，每一步都像是搭建积木一样，前一个模块的知识点是后一个模块理解的基石。特别是书中对“模块化思维”的强调，让我受益匪浅。它鼓励读者不要将电路视为一个无法拆解的整体，而是视作一系列可识别、可验证、可替换的小单元组合。例如，当介绍到电源模块时，它会清晰地分离出整流、滤波、稳压三个子功能，并为每一个子功能提供了详细的单元电路图和工作时序图。这种分而治之的方法，极大地提升了我在阅读复杂电路图时的信心。我发现，只要我能迅速识别出图中的“那个滤波电容”和“那个三端稳压器”，那么整个电路的功能大半就明白了。这种结构上的清晰度，直接转化为实操层面的高效性。

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这本书的装帧设计着实让我眼前一亮，封面那种略带磨砂质感的深蓝色调，配上清晰、现代的白色和橙色字体，透露出一种专业又不失亲和力的气息。我拿到手的时候，首先感受到的是它扎实的纸张用料，这对于一本经常需要翻阅和做笔记的技术书籍来说至关重要。内页的排版布局也相当考究，文字和图表之间的留白处理得恰到好处，使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更值得称赞的是，书中对那些复杂的原理图符号和元器件实物图的描绘，线条非常精细锐利，即便是初学者也能一眼辨认出各个部分的具体形态。比如，在介绍晶体管结构的那一章，它不仅提供了标准的简化符号，还穿插了高精度的剖面图，将N型和P型半导体的层叠关系展现得淋漓尽致。这种对视觉体验的重视，无疑极大地降低了阅读门槛，让人感觉学习过程本身就是一种享受，而不是枯燥的任务。这本书的印刷质量也无可挑剔，色彩还原度高，特别是那些需要区分不同电阻色环或者电容极性的插图，色彩区分得非常明确，这在实际操作中是极为关键的细节。

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