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杨学志著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121280689

商品编码：29689170232

包装：平装-胶订

出版时间：2016-02-01

基本信息

书名：《通信之道——从微积分到5G》

定价：79.00元

作者：杨学志著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-02-01

ISBN：9787121280689

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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按照读者的思维顺序讲述了从微积分到 5G 所涉及的基础知识和关键技术。《通信之道 从微积分到5G》共 20章，具有以下特点： （1）跨度极大，内容翔实：涉及数学、信号处理、通信原理、通信前沿技术等多个学科领域，知识密度极高，并且是*精华的部分。

目录

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章 绪论11.2 什么是通信3

第2章 帮“菜鸟”复习一下微积分52.2.1 数列的极限72.3 你讨厌数学公式吗92.5 导数122.7 积分162.9 积分中值定理202.11 微积分基本定理的证明212.13 泰勒级数252.15 后记28


第3章 信号与系统313.2 连续系统与离散系统313.4 时/移不变系统343.5.1 离散_ 信号353.5.3 连续_ 函数383.6 卷积的性质43


第4章 复变函数454.2 复数的四则运算464.4 复指数函数50

第5章 傅里叶分析555.1.1 三角形式的傅里叶级数555.1.3 什么是频率585.1.5 理解负频率595.2.1 理解谱密度615.3 傅里叶变换的性质625.5 卷积定理695.7 离散傅里叶变换715.9 离散傅里叶变换的性质765.11 离散卷积定理81
第6章 采样，通往数字世界的步856.2 采样的数学表达866.4 周期冲激脉冲886.6 用采样信号重构原信号916.8 奈奎斯特定理能够被突破吗94


第7章 信号的谱分析977.2 频率分辨率101

第8章 线性空间理论1058.2 线性空间的定义1058.4 赋范空间1078.6 正交与正交基112

第9章 基本通信链路1199.2 调制——频谱搬移1229.4 非相干解调1249.6 锁相环1269.8 Costas 环1319.10 单边带信号1339.12 单边带信号的发送与接收1379.14 IQ 调制1409.16 复数基带信号与复信道1439.18 奈奎斯特准则1479.20 几种数字调制方式1559.21.1 非连续相位频移键控1599.21.3 小频移键控1629.21.5 从另外一个视角看MSK 166
0章 概率论与过程17310.2 联合事件和联合概率17510.4 变量17710.6 两个典型的概率密度函数18010.6.2 高斯分布18010.8 多变量的联合分布18210.10 联合矩18410.12 过程18710.14 复过程18910.16 循环平稳过程19210.18 信号通过线性时不变系统19410.20 离散过程和系统19810.22 闲话概率论201


1章 AWGN 信道的佳接收机20311.2 参数估计的模型20411.4 连续观测的大似然准则20611.6 匹配滤波器20911.8 2PAM 的误码率21511.10 符号同步219

2章 无线信道22712.2 多径效应与快衰落23012.2.2 瑞利衰落23212.3 小结236


3章 均衡23713.2 MF、ZF 和MMSE 滤波器23813.2.2 迫零算法24113.2.4 MF、ZF 和MMSE 的关系24413.3 数字均衡技术24513.3.2 频域均衡24613.4.1 信道估计的系统方程25013.4.3 病态问题25213.5 小结255
4章 多址技术25714.2 CDMA 25914.2.2 正交码26214.2.4 CDMA 的多用户模型和自干扰特性26614.2.7 CDMA 系统的特性26914.2.9 频域多用户检测27114.3 OFDMA 28414.3.2 OFDM 如何克服多径效应28614.3.4 OFDM 的导频设计和信道估计29014.3.6 OFDM 领域的核心293

5章 信息论30115.2 信息熵30415.4 联合熵和条件熵30715.6 凸函数与Jensen 不等式31015.8 高斯分布的微熵31415.10 离散信道容量31615.12 注水定理320

6章 蜂窝通信32316.2 切换32416.4 同频复用32616.6 分数频率复用32916.8 软频率复用33416.10 软频率复用的局限33816.12 多级软频率复用的性能340

7章 信道编码34717.2 群、环、域34817.4 线性分组码的解码算法35317.6 哈明码35517.7.1 正交码35717.7.3 超正交码35717.9 循环码36017.11 小结365


8章 多天线技术36718.2 利用SVD 解读MIMO 37018.4 MIMO 接收机算法37518.6 DOA 估计37818.8 Alamouti编码37918.10 波束赋形38218.12 波束赋形与STBC 结合390

9章 关于创新的思考39519.2 创新的方法39719.4 创新的驱动力40119.6 基于信息不对称的管理不适合创新40319.8 流程是质量的基础，人决定质量的高度40519.10 创新的管理40819.12 创新的政治环境411

第20章 后记4173G霸主4174G变局420展望5G425

作者介绍

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杨学志，1970年出生于中国山东省。1988年考入清华大学，获得学士、硕士和博士学位。1998年进入北京大学从事博士后研究工作。2000年进入华为公司，长期从事无线通信领域的研究工作。 他是3G/4G多项核心技术的发明人，包括频域多用户检测，*波束赋形，软频率复用（SFR）和sOFDM技术，其中SFR和sOFDM是4G的奠基性技术。2012年10月从华为公司离职，独立进行5G关键技术研究，提出了多级软频率复用技术，使得SFR成为无线通信技术发展的里程碑之一。

文摘

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序言

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《通信之道——从微积分到5G》 一、 探寻信息传递的古老起源与未来脉络 人类文明的每一次飞跃，都与信息传递能力的进步息息相关。从远古时代烽火狼烟的传递，到信鸽翩跹的报讯，再到电报、电话的诞生，每一次技术的革新都在不断压缩时空的距离，拉近人与人之间的联系。然而，在这些看似直观的进展背后，隐藏着一套深刻而严谨的科学理论和工程实践。《通信之道——从微积分到5G》正是这样一本旨在揭示信息传递本质，梳理其发展脉络，并展望未来无限可能的著作。它并非一本孤立的技术手册，而是一次穿越科学史长河的旅程，一次对驱动现代社会运转核心技术——通信——的深度探索。 本书的宏大叙事始于最基础的数学工具——微积分。许多人或许会好奇，看似抽象的微积分与我们日常使用的手机、网络有何关联？实际上，微积分所揭示的“变化”与“累积”的奥秘，是理解信号在物理介质中传播、处理和解码的关键。从信号的瞬时变化率到长时间的累积效应，微积分提供了分析和描述复杂通信过程的数学语言。本书将带领读者循序渐进地理解，微积分如何成为分析傅里叶变换、信号调制解调等核心通信技术不可或缺的基石。我们将看到，正是这些数学工具，使得我们能够量化信号的能量、频率、相位等关键属性，为信息的精确传递奠定了理论基础。 二、 从经典理论到现代通信的演进之路 随着对微积分的深入理解，本书将自然而然地引向通信领域的经典理论。我们将回顾香农信息论的奠基性贡献。克劳德·香农，这位被誉为“信息论之父”的科学家，以其深邃的洞察力，为信息定义了量化的单位——比特，并提出了信道容量的概念，为通信系统的设计设定了理论上的极限。本书将以通俗易懂的方式解释信息熵、信源编码、信道编码等核心概念，帮助读者理解为什么信息的传输总是伴随着噪声和失真，以及如何通过有效的编码技术来对抗这些不利因素，最大程度地提高信息传输的效率和可靠性。 在此基础上，本书将深入探讨调制与解调技术。从最简单的幅度调制（AM）和频率调制（FM），到更复杂的相位调制（PM）和正交幅度调制（QAM），我们将了解这些技术如何将数字信息“嵌入”到模拟载波信号中，使其能够穿越物理介质，并最终在接收端被准确地“提取”出来。本书将详细解析不同调制方式的工作原理，分析它们的优缺点，并解释它们在不同通信场景下的应用。例如，AM为何适合长距离广播，而QAM又如何成为现代数字通信的主力军。 噪声和干扰是通信系统面临的永恒挑战。本书将系统性地介绍各种噪声的来源及其对信号的影响，并深入剖析差错控制编码（ECC）在对抗这些不利因素中的关键作用。从简单的循环冗余校验（CRC）到更复杂的卷积码、里德-所罗门码，乃至 Turbo 码和 LDPC 码，我们将看到通信工程师们如何运用精妙的数学算法，在传输过程中“注入”冗余信息，从而使得接收端能够检测甚至纠正传输过程中发生的错误。这些编码技术的进步，是通信系统可靠性大幅提升的关键驱动力。 三、 迈向无限连接的未来：从4G到5G的变革 本书的叙事并非止步于理论的建立，更重要的是将这些理论的演进与实际的通信技术发展紧密结合。我们将追溯移动通信技术的每一次代际飞跃，从模拟时代的1G，到数字语音时代2G，再到数据传输加速的3G，以及我们熟悉的4G LTE。在每一代技术的发展历程中，本书都将剖析其核心技术突破、性能提升的指标，以及它们如何深刻地改变了我们的生活方式。例如，4G LTE的出现，是如何让我们能够流畅地观看高清视频、进行视频通话，并催生了移动互联网的蓬勃发展。 而本书的焦点和高潮，无疑将聚焦于当前最具革命性的通信技术——5G。5G不仅仅是4G的简单升级，而是一次颠覆性的变革，它将连接万物，赋能千行百业。本书将深入解读5G的核心技术，包括： 毫米波（mmWave）通信： 解释为何需要利用更高频段的频谱来满足海量数据传输的需求，以及毫米波技术面临的挑战（如穿透力弱）和解决方案。 大规模多输入多输出（Massive MIMO）： 揭示如何通过部署数量庞大的天线来提升信号的覆盖范围、容量和效率，实现更精准的波束赋形。 网络切片（Network Slicing）： 阐述如何将物理网络虚拟化，根据不同的业务需求（如高清视频、自动驾驶、工业物联网）创建逻辑上独立的、定制化的通信网络，满足多样化的服务质量要求。 边缘计算（Edge Computing）： 解释如何将计算和存储能力推向网络边缘，缩短数据传输延迟，为实时应用（如AR/VR、自动驾驶）提供强大的支持。 本书将详细分析5G技术如何实现其三大应用场景：增强型移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低时延通信（URLLC）。我们将看到5G如何赋能高清视频流、虚拟现实（VR）、增强现实（AR），如何连接数以亿计的物联网设备，以及如何为自动驾驶、远程手术等对时延和可靠性要求极高的应用提供坚实的基础。 四、 展望未来：通信的无限可能 《通信之道——从微积分到5G》的价值不仅在于回顾历史和解析现状，更在于引领读者思考通信的未来。本书将探讨下一代通信技术可能的发展方向，例如6G的研究进展，以及更智能、更泛在、更融合的通信网络将如何重塑我们的社会。从智能城市、智慧交通到远程医疗、沉浸式娱乐，通信技术的进步将不断突破人类能力的边界，创造出前所未有的可能性。 本书旨在为不同背景的读者提供一个理解通信世界的独特视角。无论您是通信领域的专业人士，还是对科技发展充满好奇心的爱好者，亦或是希望理解现代信息社会运行机制的学生，本书都将是一份宝贵的参考。它将帮助您建立起从基础数学原理到尖端通信技术的清晰认知，理解通信为何如此重要，以及它将如何引领我们走向一个更加互联、智能和高效的未来。 《通信之道——从微积分到5G》是一次关于知识的探索，一次关于进步的礼赞，一次关于未来的展望。它将带领您一同走进信息传递的奇妙世界，感受科学的力量，体悟技术带来的改变。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的广度令人印象深刻。它似乎毫不费力地连接了看似不相关的领域，构建了一个完整的信息传输生态图景。从早期的电报理论到现代的无线网络架构，作者像是一位经验丰富的建筑师，不仅展示了每块砖（如调制、解调、同步）的精确构造，更重要的是，他展示了如何将这些砖块安全、高效地砌成一座座宏伟的通信大厦。这种全景式的视角，让我体会到通信工程的真正魅力在于其跨学科的综合性。它要求我们既是严谨的数学家，又是敏锐的物理学家，还必须是富有创意的系统设计师。书中对新兴技术如认知无线电和未来可见光通信的展望部分，虽然篇幅不长，却为读者打开了一扇通往未来的窗户，暗示了通信领域的演进永无止境。这本书的价值，在于它提供了一个坚实的、能够支撑未来数十年技术学习的知识框架。

评分☆☆☆☆☆

从一个专注于应用层开发的工程师角度来看，这本书提供了极其宝贵的“自下而上”的视野。过去，我习惯于调用API，直接使用成熟的协议栈，对于底层物理层的工作原理往往是“知其然不知其所以然”。然而，这本书强迫我回溯到了最源头的能量、电磁波和信息论，这彻底改变了我对系统性能瓶颈的认知。当我在调试一个看似简单的丢包问题时，现在我能迅速联想到是不是信噪比设计出了问题，或者是不是采用了过时的滤波算法。书中对信道编码（如Turbo码和LDPC）的深入解析，特别是它们如何突破香农极限附近性能的讨论，令人叹为观止。这种底层原理的透彻理解，让我有信心去优化现有的系统架构，而不是盲目地堆砌更多的计算资源。它提供了一种批判性的思维框架，让我能够审视当前行业内被广泛接受的技术范式，并思考是否存在更优雅的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计，体现了出版方对细节的极致追求。坦率地说，许多技术教材的图表都做得非常粗糙，关键信息点被淹没在模糊的线条和拥挤的标注中。但在这本书中，几乎每一张示意图都是经过精心设计的，它们如同清晰的导航地图，准确地指引读者穿越复杂的系统结构。尤其是在介绍多天线技术（MIMO）的空时流处理时，那些三维的图形表示，直观地展示了多路信号是如何在空间维度上实现正交和分离的，这比纯粹的矩阵运算更容易被大脑吸收。字体和行间距的设置也十分考究，即便是长时间阅读，眼睛的疲劳感也比阅读其他同类书籍要轻得多。这种对阅读体验的重视，反映了作者和出版社对“知识传递效率”的高度责任感，确保读者能将精力集中在理解内容本身，而不是与阅读界面做斗争。

评分☆☆☆☆☆

这本书的笔触非常鲜活，完全没有传统技术书籍那种枯燥的刻板印象。我尤其喜欢作者在阐述现代通信技术如OFDM或MIMO时所采用的类比手法。例如，他将复杂的编码和调制技术比喻成不同风格的“语言艺术”，每种技术都有其特定的“语法”和“表达能力”，在不同的“交流环境”（即信道条件）下，表现出截然不同的效率和鲁棒性。这种高度的形象化处理，极大地降低了理解门槛，让我即便是在面对一些相对前沿的课题时，也能迅速抓住其核心思想，而不是迷失在密集的公式海洋中。此外，书中对历史脉络的梳理也十分到位，它巧妙地穿插了通信领域里程碑式的发明故事，让读者能感受到技术的演进并非一蹴而就，而是无数次失败、修正与灵感的结晶。这种“讲故事”的能力，使得阅读体验充满了探索的乐趣，让人忍不住一口气读完。它成功地将硬核的技术内容，包裹上了一层引人入胜的人文关怀，使得学习过程变成了一种享受而非负担。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述方式，简直像是一场跨越世纪的知识探险。作者对通信原理的阐释，从最基础的数学工具——微积分的引入开始，便展现出一种宏大而又细致的布局。我特别欣赏作者如何将抽象的数学概念与实际的通信现象紧密结合起来。举个例子，在讲解傅里叶变换时，它不仅仅是给出了公式，而是深入剖析了为什么这种变换是理解信号频谱的“金钥匙”，仿佛能看到那些复杂的波形在时域和频域之间优雅地转换。这种循序渐进的引导，让一个原本对高等数学心存畏惧的读者，也能逐渐建立起对信号处理的直观感受。读完关于噪声和信道容量的部分，我感觉自己对“信息”的本质有了更深层次的理解，不再只是停留在“发送”和“接收”的表面，而是理解了信息在物理限制下所能达到的理论极限。整本书的逻辑链条非常扎实，没有那种为堆砌概念而堆砌概念的浮躁感，每一步推导都仿佛是水到渠成，为后续更复杂的现代通信技术打下了坚不可摧的地基。这种教育性的深度和广度，使得它不仅是一本技术参考书，更像是一部精彩的“工程哲学”著作。