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出版者:

作者:Bracken, James K./ Sterling, Christopher H.

出品人:

页数:184

译者:

出版时间:1995-8

价格:$ 27.06

装帧:

isbn号码:9780805818871

丛书系列:

图书标签:

• 电信
• 通信研究
• 资源
• 技术
• 工程
• 学术
• 信息
• 网络
• 无线通信
• 电子工程

数字通信与网络技术前沿：原理、应用与未来趋势 本书导言 在信息时代飞速发展的今天，通信技术已成为驱动社会进步和经济增长的核心动力。从移动互联网的普及到物联网（IoT）的兴起，再到未来5G乃至6G网络的部署，每一次技术飞跃都建立在深厚的理论基础和不断创新的工程实践之上。本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的视角，剖析现代通信系统的核心原理、关键技术及其在不同应用场景中的落地实践。 本书的编写目标是服务于通信工程、电子信息、计算机科学等相关领域的学生、研究人员以及致力于技术创新的工程师。我们力求在保持学术严谨性的同时，注重内容的实用性和前瞻性，使读者不仅能理解“现在如何工作”，更能洞察“未来将如何发展”。 --- 第一部分：通信系统基础理论的重塑与深化 本部分回顾并深化了现代通信系统的基本构成要素，重点关注了在复杂信道环境下保证信号传输质量的关键理论工具。 第一章：信号与系统在现代通信中的地位 本章首先从连续时间信号和离散时间信号的数学描述出发，回顾傅里叶分析在频谱分析中的基础作用。在此基础上，我们深入探讨了线性时不变（LTI）系统的概念及其在调制解调过程中的角色。特别地，我们引入了随机过程理论，这是理解噪声、干扰以及信道衰落的基石。我们将详细分析高斯白噪声（AWGN）模型的适用性及局限性，并介绍平稳随机过程和遍历性的概念，为后续的性能分析奠定理论基础。 第二章：信息论与编码技术的新进展 香农的信息论是通信的理论极限，本章旨在超越基础的信道容量计算，探讨如何在高噪声、有限带宽的实际环境中逼近这些极限。我们详细解析了信源编码（如熵编码、算术编码）在数据压缩中的最新算法优化，并着重于信道编码技术。除了传统的卷积码和分组码（如BCH码、RS码），本章将重点介绍现代高速通信系统中广泛采用的迭代解码方案，包括Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC）。我们将分析这些先进编码的结构、译码算法（如最大后验概率MAP、最大似然ML）及其在提升信道可靠性方面的巨大潜力。 第三章：高效调制与多址接入方案 调制技术是信息在物理介质上传输的桥梁。本章系统梳理了从传统的振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）到正交幅度调制（QAM）的发展脉络。我们将深入分析高阶调制的星座图设计、功率谱密度以及互信息量的权衡。更重要的是，我们将探讨正交频分复用（OFDM）技术。详细解释其原理、循环前缀（CP）的必要性、载波间干扰（ICI）的抑制，以及在实际应用中（如Wi-Fi和LTE）如何通过小波变换等方法进行优化。在多址接入方面，本章对比了FDMA、TDMA、CDMA的优缺点，并详细阐述了码分多址（CDMA）的扩频增益，以及在OFDM框架下如何实现正交频分多址接入（OFDMA）。 --- 第二部分：无线信道建模与智能处理 无线信道是通信系统的最大不确定性来源。本部分专注于理解信道的特性，并介绍如何利用先进的信号处理技术来补偿和优化传输性能。 第四章：复杂无线信道的特性与建模 本章深入研究了电磁波在真实环境中的传播现象。我们将从电磁波理论出发，解释路径损耗、阴影衰落（Shadowing）和多径效应（Multipath Fading）。详细剖析瑞利（Rayleigh）和莱斯（Rician）衰落模型的数学特性及其适用场景。随后，我们探讨了时变信道对信号的影响，引入多普勒频移和时间色散的概念。本章的实践重点在于信道估计（Channel Estimation）。我们将介绍盲估计和导频辅助估计方法，如最小均方误差（MMSE）估计器，以准确获取信道状态信息（CSI）。 第五章：MIMO系统与空间复用技术 多输入多输出（MIMO）技术是当代无线通信系统容量和可靠性提升的关键。本章详细解释了MIMO系统的基本架构，从信道容量的提升（香农MIMO容量公式）到空间复用（Spatial Multiplexing）的概念。我们将重点分析几种关键的MIMO处理技术：迫零（ZF）、最小均方误差（MMSE）检测器，以及基于奇异值分解（SVD）的最优预编码方案。此外，本章还将介绍分集合成（Diversity Coding）技术，如空时分组码（STBC），用以对抗信道衰落，实现更鲁棒的连接。 第六章：自适应技术与智能资源管理 为了应对动态变化的无线环境，自适应技术至关重要。本章探讨了功率控制、波束赋形（Beamforming）和自适应调制编码（AMC）的原理和实现。我们将详细讲解波束赋形的物理意义，包括相控阵列的设计和波束图的形成。在资源管理方面，我们将讨论如何基于实时信道质量进行动态资源分配，以最大化系统吞吐量或保障用户公平性。引入了反馈机制（如信噪比SNR反馈）在实现闭环功率控制和速率适应中的关键作用。 --- 第三部分：新兴通信范式与网络集成 本部分将目光投向当前通信领域的前沿热点，探讨新一代无线系统、网络架构的演进以及跨领域技术的融合。 第七章：认知无线电与动态频谱共享 随着频谱资源的日益稀缺，如何高效利用未经授权的频段成为研究热点。本章深入介绍认知无线电（CR）的核心概念，包括频谱感知（Spectrum Sensing）、动态频谱接入（DSA）和频谱共享。我们将详细分析各种感知技术，如能量检测、匹配滤波和循环平稳信号检测，及其在低信噪比环境下的性能限制。同时，讨论分布式认知网络中的协作感知机制和干扰管理策略。 第八章：光纤通信与高速传输网络 尽管无线通信发展迅猛，光纤通信依然是骨干网和城域网的核心承载技术。本章聚焦于高速光通信系统。内容包括光纤的传输特性（如色散和非线性效应），以及如何通过相干检测和先进的调制格式（如DP-QPSK, 16QAM）来提升单波长传输速率。重点分析了补偿色散的技术，如分布式反馈光纤（DFB）和电域色散补偿技术。此外，本章还将介绍光网络中的动态波长分配和保护切换机制。 第九章：物联网（IoT）与低功耗广域网（LPWAN）技术 物联网的部署对通信系统的能效和覆盖提出了独特的要求。本章专注于低功耗、广覆盖的通信技术。详细对比了NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox等主流LPWAN技术的物理层和MAC层设计，特别是它们在超窄带传输、脉冲调制和唤醒机制方面的差异。同时，讨论了IoT网络中的安全挑战，以及边缘计算（Edge Computing）如何通过将计算能力下沉来优化数据处理延迟和网络负载。 第十章：迈向6G与未来通信的挑战 本章展望了下一代移动通信（6G）可能采用的关键技术方向。内容涵盖太赫兹（THz）通信的物理层挑战（如高路径损耗、大气吸收）和所需的先进波束赋形技术；以及可见光通信（VLC）在室内定位和高密度接入中的潜力。最后，我们将探讨人工智能（AI）和机器学习（ML）如何融入通信系统设计，例如在信道预测、网络优化和安全性增强方面的应用，预示着一个更加智能、自组织通信网络的未来。 --- 总结与展望 本书的结构旨在实现从基础理论到尖端应用的无缝过渡。通过对这些核心主题的深入探讨，我们希望读者能够建立起一个扎实而全面的现代通信知识体系，为他们在未来的研究和工程实践中取得突破奠定坚实基础。通信领域的变革永无止境，本书所涵盖的每一个领域都蕴含着巨大的创新空间。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，触感和视觉的完美结合，让人爱不释手。封面那种低饱和度的莫兰迪色系搭配烫金的书名，散发出一种低调而高级的学者气质，让人忍不住想立刻翻开探究里面的奥秘。内页的纸张选择也极为考究，微微泛黄的米白色纸张，不仅减少了阅读时的视觉疲劳，还自带一种沉淀了岁月感的厚重。我特别留意了排版，字体大小适中，行距和段落间距都经过了精心的计算，即便是长时间阅读那些复杂的技术图表和密集的公式推导，眼睛也不会感到酸涩。更值得称赞的是，这本书的章节划分极其清晰，每部分的标题都精准地点明了核心内容，使得结构逻辑一目了然。虽然我目前只翻阅了前几章，但从这些细节上，我就能预感到作者和出版方在制作这本书时所倾注的匠心。这不仅仅是一本工具书，它更像是一件精心打磨的艺术品，放在书架上本身就是一种品味的象征。我期待着能沉浸在这本实体书带来的阅读体验中，感受纸墨的温度，而不是冰冷的电子屏幕。这种对实体书籍载体的尊重，已经在这个数字时代显得尤为珍贵和难得。

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翻阅这本书的目录时，我注意到其中有一部分专门讨论了网络安全与隐私保护在物联网（IoT）环境下的挑战，这对我当前正在进行的一项智能城市项目至关重要。虽然我还没有来得及仔细研读那几章，但从章节标题来看，它似乎将重点放在了边缘计算的安全机制和区块链在数据可信性方面的应用上，而不是停留在传统的加密算法层面。这种对“应用场景驱动”的关注，让我感到非常兴奋。通常很多技术书籍会过于偏重理论的推导，而忽略了实际部署中会遇到的具体难题，比如资源受限设备的安全开销问题。我希望这本书能在这些实际操作层面提供一些经过验证的解决方案或至少是有效的思考框架。我对其中关于“去中心化身份管理”的章节尤其期待，因为在跨地域的设备互联中，传统中心化认证体系的脆弱性日益明显。如果这本书能提供一套系统性的方法论来应对海量、异构、低功耗设备的身份验证和权限控制，那么它的实用价值将是巨大的。这种将新兴技术（如区块链）与特定行业痛点（如IoT安全）紧密结合的深度，是衡量一本技术著作含金量的核心标准之一。

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这本书的篇幅看起来相当可观，这通常意味着它试图构建一个非常全面的知识体系，但同时也会带来一个潜在的风险：知识点的覆盖面是否会牺牲掉关键领域的深度。不过，从我初步翻阅的几部分内容来看，作者似乎成功地在广度和深度之间找到了一个微妙的平衡点。例如，在讨论网络编码（Network Coding）时，它似乎不仅涵盖了经典的线性网络编码理论，还可能触及了到最新的非线性编码技术在无线广播信道中的应用前景，这通常是研究生甚至博士阶段才会深入研究的方向。这种对知识边界的不断探索，使得这本书的价值能够随着读者的知识水平一同增长，即便是初学者也能从中获得坚实的基础，而资深专家也能找到启发思维的创新点。我注意到书中似乎包含了一些对新兴技术交叉领域的探讨，比如将人工智能算法应用于无线信道估计和资源调度的前沿研究。这种跨学科的整合能力，是衡量一本现代技术书籍是否具有持久生命力的重要标志。它不再是孤立地讲述某一个技术分支，而是将其置于一个更加广阔和动态的技术生态系统中进行审视。

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从一个工程实践者的角度来看，评估一本技术参考书的关键在于其所提供的方法论和工具的可靠性和可复现性。这本书在涉及到信号处理和调制解调技术的章节中，似乎引用了大量的标准协议和行业规范的最新版本。例如，我在快速浏览到关于OFDM系统的部分时，发现它并未满足于介绍基础原理，而是深入探讨了3GPP标准中对循环前缀（CP）长度的具体要求以及在不同信道条件下的优化策略。这种将理论知识与行业“圣经”直接挂钩的做法，极大地提升了书本的实用价值，意味着读者可以直接将书中的模型应用于实际的产品开发或系统设计中，而无需在标准文档中进行繁琐的交叉比对。此外，我还观察到书中对不同算法复杂度和实时性要求的对比分析非常细致，比如对快速傅里叶变换（FFT）与离散傅里叶变换（DFT）在特定硬件平台上的性能权衡，这种贴近底层实现的讨论，是理论书籍中相对少见的深度。这表明作者群体中必然包含了深谙一线工程挑战的资深工程师，他们的经验使得这本书的知识不仅仅是停留在纸面上的概念，而是能够指导实际操作的“操作手册”。

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我最近对光纤通信的最新进展产生了浓厚的兴趣，尤其是在毫米波段的潜力挖掘方面。这本书的开篇部分，虽然我还没有深入到后面的具体案例研究，但其引言部分对整个通信技术发展史的宏观梳理，就已经展现出极高的学术视野。作者似乎采取了一种“时间轴+技术节点”的叙事策略，先勾勒出2G到5G迭代的关键技术瓶颈，然后自然地过渡到当前研究的热点领域。我注意到他对频谱效率提升的几种主流理论框架进行了简要的概述，比如MIMO和波束赋形的基础概念，这些描述既保持了学术的严谨性，又避免了过于晦涩的数学推导，使得一个非专业背景但有一定基础的读者也能迅速抓住重点。特别是在讨论未来6G可能涉及的太赫兹通信时，书中似乎引入了一些关于信道衰落模型的新颖看法，这与我近期在几个顶级期刊上看到的观点不谋而合，显示了作者紧跟前沿研究的能力。尽管我尚未接触到深入的实验数据和仿真结果，但仅凭这种对领域脉络的精准把握和前瞻性思考，就已经让我对其后续内容的价值深信不疑。对于想要全面了解通信领域全景图的读者而言，这种由宏观到微观的铺垫方式非常有效。

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