高速光纤通信中数字信号处理算法原理与应用(第1卷):单载波调制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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余建军迟楠 著

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• 光纤通信
• 数字信号处理
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• 高速通信
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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302499671

商品编码：29354551491

出版时间：2018-04-01

作  者:余建军//迟楠 著作 定  价:109 出 版 社:清华大学出版社 出版日期:2018年04月01日 页  数:265 装  帧:简装 ISBN:9787302499671 ●暂无

内容简介

暂无

《高频通信系统中的信号编码与解码技术》 第一卷：信息压缩与冗余去除 在信息爆炸的时代，高效、准确地传输和存储数据已成为关键挑战。 本书《高频通信系统中的信号编码与解码技术》第一卷，聚焦于信息压缩与冗余去除的核心技术，旨在为读者构建一个坚实的理论基础，理解如何最大程度地减少信息传输和存储时的带宽占用，并增强数据的鲁棒性。 本卷内容深入浅出，结合实际应用场景，为通信、计算机科学、数据科学等领域的专业人士及学生提供了宝贵的参考。 核心内容概述： 本卷将从信息论的基石出发，系统地阐述各种数据压缩技术。 我们将从最基本的无损压缩方法开始，逐步深入到更为复杂和高效的有损压缩技术。 重点将放在对这些算法的原理进行透彻的解析，并探讨它们在高频通信系统中的具体应用。 第一章：信息论基础与数据度量 信息熵与信源编码定理： 深入讲解信息熵的概念，即衡量信息不确定性的基本度量。 阐述信源编码定理，解释了理论上数据能够被压缩到的极限。 概率模型与统计特性： 分析不同类型数据的统计特性，如符号的出现频率、相关性等，为后续的编码方法奠定基础。 讨论如何构建有效的概率模型，是实现高压缩率的关键。 数据量化与度量单位： 明确比特、字节等基本数据单位，以及在不同场景下衡量数据量的方法，为评估压缩效率提供统一标准。 第二章：无损数据压缩技术 无损压缩旨在不丢失任何原始信息的前提下减小数据体积，这在高频通信中尤为重要，任何信息的丢失都可能导致严重的通信错误。 霍夫曼编码（Huffman Coding）： 详细介绍霍夫曼编码的构建过程，包括如何根据符号的概率构建最优的前缀码。 分析其编码效率，并探讨在何种场景下霍夫曼编码最为适用。 算术编码（Arithmetic Coding）： 深入阐述算术编码的原理，包括如何将整个消息映射到一个小数区间。 比较其与霍夫曼编码在压缩率上的优势，并分析其实现复杂度。 字典编码（Dictionary-based Coding）： LZ77与LZ78算法： 详细解析LZ77（滑动窗口）和LZ78（动态字典）的编码机制。 解释它们如何通过查找重复的字符串序列来达到压缩目的。 LZW（Lempel-Ziv-Welch）算法： 介绍LZW算法，它是LZ78的一种改进，广泛应用于GIF、TIFF等图像格式。 分析其工作流程和性能特点。 行程长度编码（Run-Length Encoding, RLE）： 讲解RLE的基本原理，即用计数值和重复的符号来表示连续出现的相同符号。 分析其适用条件，如连续重复符号较多的数据。 第三章：有损数据压缩技术 有损压缩通过丢弃人眼或人耳不易察觉的信息来大幅度减小数据体积。 在高频通信中，当对信息丢失容忍度较高时，有损压缩是提高传输效率的有效手段。 离散余弦变换（Discrete Cosine Transform, DCT）： DCT的数学原理： 深入解析DCT将时域信号转换为频域信号的过程，以及它如何将能量集中在少数低频系数上。 DCT在图像和音频压缩中的应用： 以JPEG图像压缩和MP3音频压缩为例，详细讲解DCT在其中的作用，如何通过量化和熵编码实现高效压缩。 离散小波变换（Discrete Wavelet Transform, DWT）： 小波变换的优势： 阐述小波变换相对于DCT的优势，如在时间和频率上的局部化能力，能更好地捕捉信号的瞬态特征。 小波变换的压缩原理： 分析小波变换如何通过多分辨率分析实现信号分解，并结合量化和熵编码实现数据压缩。 量化技术（Quantization）： 标量量化（Scalar Quantization）： 介绍均匀量化和非均匀量化的基本概念，以及如何选择量化步长以平衡压缩率和失真。 向量量化（Vector Quantization, VQ）： 讲解VQ如何将多个样本作为一个向量进行量化，从而获得比标量量化更高的压缩效率。 介绍其训练过程和编码/解码过程。 预测编码（Predictive Coding）： 差分编码（Differential Coding）： 阐述如何通过编码信号的差值而不是原始值来减小数据动态范围，从而实现压缩。 自适应预测： 介绍如何根据历史数据动态调整预测模型，以提高预测精度，进而提高压缩效果。 第四章：纠错编码基础（为后续冗余增加铺垫） 虽然本卷主要关注信息压缩，但理解纠错编码的基本原理对于全面掌握高频通信中的数据处理至关重要。 本章将为后续介绍冗余增加的纠错编码技术打下基础。 信道模型与噪声： 介绍常见的通信信道模型（如加性高斯白噪声信道）及其特性。 错误检测与纠正： 讲解简单错误检测码（如奇偶校验码、CRC）的基本原理，以及如何通过增加冗余来检测和纠正错误。 分组码与卷积码入门： 简要介绍分组码和卷积码的基本概念，为理解更复杂的纠错编码打下基础。 应用场景： 本书第一卷的内容将在以下高频通信领域具有广泛的应用： 无线通信： 移动通信（4G/5G/6G）、Wi-Fi、蓝牙等，通过压缩有效利用有限的频谱资源。 卫星通信： 遥远距离传输，对带宽的限制更为严格。 光纤通信： 在高速率传输中，减少数据量以降低处理延迟和设备成本。 数字电视与高清视频传输： 高质量音视频数据的压缩与高效传输。 数据存储与归档： 减小存储空间，提高存储介质的利用率。 网络传输协议优化： 如HTTP压缩（Gzip, Brotli）等。 学习目标： 通过学习本卷，读者将能够： 深刻理解信息论的基本概念及其在数据压缩中的指导作用。 掌握多种主流的无损和有损数据压缩算法的原理。 分析不同压缩算法的优缺点，并根据具体应用场景选择合适的算法。 理解量化、变换等核心技术在有损压缩中的作用。 为后续学习更高级的通信信号处理技术（如调制、解调、纠错编码等）奠定坚实的理论基础。 本书力求以最严谨的学术态度，最清晰的逻辑结构，为读者呈现一个全面而深入的信号编码与解码技术的世界，尤其是在信息压缩与冗余去除方面，为构建高效、可靠的高频通信系统提供关键支撑。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我最先想翻阅的就是关于信号建模与分析的部分。在高速光纤通信中，数字信号的准确建模和高效分析是算法设计的前提。我好奇书中会如何详细介绍建模过程中涉及到的各种数学工具和理论，比如傅里叶变换、小波变换等，以及它们如何应用于描述和分析光信号的特性。此外，对于数字信号的处理，我希望能够看到详细的算法实现步骤和伪代码，甚至是一些C++或MATLAB的示例代码，这样我才能更好地理解算法的逻辑和精髓。特别是在单载波调制技术方面，比如如何进行星座图设计、信道编码、均衡算法的选择和优化，这些都是我非常关注的。我对书中关于自适应均衡算法的应用非常感兴趣，因为在复杂的光纤信道中，自适应均衡技术至关重要，能够显著提升信号的接收质量。我希望能看到关于各种均衡算法的对比分析，以及它们在不同信道条件下的适用性。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于“应用”部分的具体内容非常期待。虽然我理解“原理”是基础，但最终的目的还是为了解决实际问题。我希望书中能够提供一些真实的光纤通信系统中的应用案例，比如在长距离传输、城域网、数据中心互连等场景下，单载波调制技术是如何被应用的，以及数字信号处理算法在其中扮演了怎样的关键角色。我尤其关注书中是否会涉及一些先进的信号处理技术，比如机器学习在光通信中的应用，例如利用AI进行信道估计、故障预测或者性能优化。如果书中能够包含一些关于DSP芯片选型、硬件实现方面的讨论，那就更好了，这将有助于我理解理论知识如何转化为实际产品。另外，我非常希望书中能够强调算法的计算复杂度、实时性等工程实现方面的考量，这对于任何一个在光通信领域工作的工程师来说都是非常重要的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，深邃的蓝色背景，配上简洁的银色字体，给人一种科技感和专业感。我一直对光纤通信领域里的信号处理技术很感兴趣，特别是数字信号处理，觉得它是现代通信的基石。我特别好奇书中会如何深入浅出地讲解单载波调制技术，毕竟这是高速光纤通信中非常核心的一个环节。我之前也读过一些关于通信原理的书籍，但很多都偏向理论，对于实际的应用讲解得不够透彻。我期望这本书能在理论深度和实践指导之间找到一个很好的平衡点，不仅能让我理解算法的原理，还能知道这些算法是如何在实际的光纤通信系统中实现的，比如在光模块的设计、传输链路的优化等方面，能有一些具体的案例或者思路。而且，"第1卷"这个字样也让我对后续内容的展开充满了期待，希望它能为我打开一个更广阔的知识视野。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对这本《高速光纤通信中数字信号处理算法原理与应用(第1卷):单载波调制技术》产生浓厚的兴趣，很大程度上是因为我一直在寻找一本能够系统性梳理并讲解单载波调制技术在光纤通信中应用的书籍。我注意到市面上很多资料要么过于概括，要么过于碎片化，很难形成一个完整的知识体系。我希望这本书能够从最基础的原理讲起，比如奈奎斯特准则、采样定理等，然后逐步深入到各种典型的单载波调制方案，例如ASK、FSK、PSK、QAM等，并且重点分析它们在光纤传输环境下的优缺点，以及如何通过数字信号处理手段来克服诸如色散、非线性效应等传输损伤。我特别期待书中能有关于现代高速单载波调制技术，如OFDM（虽然是多载波，但其单载波的衍生形式在光通信中也有应用，希望书中能有所涉及）或者DMT（离散多音）在光纤通信中的具体实现细节和算法优化策略，以及如何在实际系统中进行性能评估和故障诊断。

评分☆☆☆☆☆

我一直在思考，在高速光纤通信这个日新月异的领域，单载波调制技术本身也在不断演进。因此，我期望这本书不仅仅停留在介绍经典算法，更能引领读者思考未来技术的发展趋势。我很好奇书中是否会探讨一些新兴的调制方案，例如极化复用（PolMux）等技术如何与单载波调制相结合，以进一步提升传输速率和频谱效率。此外，对于数字信号处理的最新进展，比如在算法的并行化、硬件加速、功耗优化等方面，书中是否会有深入的探讨。我非常看重能够获得启发性的内容，能够让我跳出已有的思维模式，对未来的技术路线有一个更清晰的认识。如果书中还能提到一些相关领域的开放性问题或者研究方向，那对我进行深入学习和研究将非常有价值。