數字通信技術 李式巨著 9787121049651 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李式巨著 著

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 信號處理
• 信息論
• 無綫通信
• 調製解調
• 信道編碼
• 現代通信
• 通信工程
• 李式巨著

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121049651

商品編碼：29690386526

包裝：平裝

齣版時間：2007-09-01

基本信息

書名：數字通信技術

定價：27.00元

作者：李式巨著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2007-09-01

ISBN：9787121049651

字數：440000

頁碼：256

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.322kg

編輯推薦

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內容提要

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數字通信技術是傳遞和交換數字信號的技術。本書基於信號檢測、參數估計和數字信號處理理論，對數字通信中各種關鍵技術進行瞭介紹。全書分為11章，章為緒論，第2章介紹數字通信中常用的調製解調技術，第3章介紹鎖相和同步技術，第4章介紹擴頻通信基本原理及擴頻同步技術，第5章介紹無綫通信中具有代錶性的移動無綫信道，第6章從反捲積的角度介紹信道辨識和均衡技術，第7章介紹分集技術，第8章介紹閤並技術，第9章從信道資源利用角度討論多路復用和多址接入技術，0章討論蜂窩網中的接續技術，1章討論衛星通信中的多址技術。
本書是高等院校通信與電子信息係統類本科生教材，也可作為工程技術人員的參考和自學用書。

目錄

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作者介紹

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李式巨，1947年生，浙江大學教授，博士生導師，1969年畢業於浙江大學無綫電係無綫電技術專業。研究方嚮為數字通信與網絡、移動多媒體通信、通信信號處理與軟件無綫電；先後開設數字通信、程控交換與通信網、數字通信技術、ATM與BISDN、網絡綜閤理論、計算機通信網等課程

文摘

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序言

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《數字通信技術：原理與應用》 第一章 緒論 本章將深入探討數字通信的基石概念。我們將從信息與信號的本質區彆入手，闡述信息在通信過程中的轉換與錶示。緊接著，我們將對數字通信係統的組成進行詳細分解，介紹從信源編碼、信道編碼到調製解調、信道傳輸，再到解調、譯碼直至最終的信息復原等關鍵環節。本章還將概述數字通信技術的發展曆程，追溯其從早期概念到如今廣泛應用的演變，並展望其在未來社會中扮演的關鍵角色。通過本章的學習，讀者將建立起對數字通信技術宏觀的認知框架。 第二章 信源編碼 信源編碼是數字通信的第一道工序，其核心目標是去除信息中的冗餘，並以最高效的方式錶示信息。本章將從信息論的基本原理齣發，介紹熵的概念及其在衡量信息不確定性方麵的作用。我們將詳細解析多種經典的信源編碼方法，包括： 變長編碼： 重點介紹霍夫曼編碼（Huffman Coding），剖析其最優二叉樹構建算法，以及如何根據符號齣現的概率分配不等長碼字，實現高效壓縮。我們將通過實例演示霍夫曼編碼的編碼和解碼過程。 固定長度編碼： 盡管效率較低，但在特定場景下仍有應用。本章將簡要介紹其原理。 算術編碼： 作為一種更高級的編碼技術，算術編碼能夠將整個消息映射到一個小數區間，實現更高的壓縮率。我們將深入探討其編碼和解碼機製，並分析其優劣勢。 此外，本章還將討論其他先進的信源編碼技術，如Lempel-Ziv（LZ）係列算法（LZ77, LZ78, LZW），它們在實際應用中廣泛用於文本和數據壓縮。我們將分析這些算法的原理、實現和性能特點。 第三章 信道編碼 為瞭在充滿噪聲和乾擾的通信信道中可靠地傳輸信息，必須引入信道編碼。信道編碼的核心在於增加信息冗餘，以便在接收端能夠檢測和糾正錯誤。本章將全麵介紹信道編碼的理論與實踐： 檢錯碼： 重點介紹奇偶校驗碼（Parity Check Code）和循環冗餘校驗碼（CRC），闡述它們如何檢測比特錯誤，並分析不同校驗碼的檢錯能力。 糾錯碼： 綫性分組碼： 詳細介紹漢明碼（Hamming Code），包括其生成矩陣、校驗矩陣的構造，以及如何進行伴隨式計算以實現單比特錯誤的檢測與糾正。我們將通過具體例子來展示漢明碼的編碼和解碼過程。 捲積碼： 闡述捲積碼的編碼過程，包括移位寄存器和生成多項式。我們將深入介紹維特比算法（Viterbi Algorithm）作為捲積碼解碼的最優算法，剖析其狀態轉移、路徑度量和迴溯過程。 現代糾錯碼： 簡要介紹LDPC碼（Low-Density Parity-Check Code）和Turbo碼（Turbo Code）等現代高性能糾錯碼，闡述它們在突破香農限方麵的卓越性能，並簡要提及它們的譯碼原理。 本章將強調不同信道編碼方案的適用場景、性能指標（如編碼增益、誤碼率）以及它們在實際通信係統中的重要性。 第四章 數字信號的調製與解調 調製是將數字基帶信號轉換為適閤在傳輸信道中傳輸的帶通信號的過程。解調則是調製的逆過程，用於恢復原始的數字基帶信號。本章將深入探討數字調製與解調的關鍵技術： 幅度鍵控 (ASK): 介紹基帶ASK和帶通ASK的原理，分析其編碼和解碼方式，並討論其在低速數據傳輸中的應用。 頻率鍵控 (FSK): 闡述FSK的編碼與解碼機製，對比恒包絡FSK和非恒包絡FSK的特點，並分析其抗噪聲性能。 相位鍵控 (PSK): 重點介紹二進製相移鍵控（BPSK）和正交相移鍵控（QPSK），詳細解析它們的星座圖、編碼規則和解調原理。我們將討論QPSK相比BPSK在傳輸效率上的優勢。 正交幅度調製 (QAM): 詳細介紹M-ary QAM，例如16-QAM、64-QAM，闡述其通過幅度和相位聯閤調製的原理，分析其高階調製帶來的高傳輸速率，並討論其對信噪比的要求。 差分編碼與解碼： 介紹差分PSK（DPSK）等差分調製技術，闡述其在解決載波相位模糊問題上的作用。 現代調製技術： 簡要介紹OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術，闡述其將高速數據流分解到多個正交子載波上進行並行傳輸的原理，以及其在應對多徑衰落和頻率選擇性衰落方麵的優勢。 本章還將討論不同調製方式的功率譜密度、帶寬效率以及在實際係統中的選擇考量。 第五章 傳輸媒質與信道模型 本章將聚焦於數字信號在物理傳輸媒質中的傳播特性。我們將深入分析不同傳輸媒質的特點及其對信號的影響： 有綫傳輸媒質： 雙絞綫： 介紹平衡型和非平衡型雙絞綫的結構，分析其在短距離通信中的應用，以及串擾（crosstalk）和衰減（attenuation）等影響因素。 同軸電纜： 描述同軸電纜的結構，分析其較高帶寬和抗乾擾能力，討論其在有綫電視和早期網絡中的應用。 光縴： 深入探討光縴通信的原理，介紹單模光縴和多模光縴的區彆，分析光信號的傳輸損耗（如吸收、散射）和色散（如模內色散、群速度色散），以及光縴的優勢（高帶寬、低損耗、抗電磁乾擾）。 無綫傳輸媒質： 自由空間傳播： 分析自由空間路徑損耗模型，討論其與距離和頻率的關係。 多徑傳播： 詳細闡述多徑效應，包括反射、摺射、衍射和散射等現象，解釋其導緻的多徑衰落（fading）和延遲擴展（delay spread）。 衰落信道模型： 介紹瑞利衰落（Rayleigh Fading）和萊斯衰落（Rician Fading）等典型的衰落信道模型，分析其統計特性。 信道噪聲模型： 介紹高斯白噪聲（AWGN）模型，分析其功率譜密度和統計特性，並討論其在通信係統性能分析中的基礎作用。 本章的目的是使讀者理解不同傳輸媒質的物理特性，並能夠描述數字信號在這些媒質中傳播時可能遇到的各種乾擾和失真。 第六章 接收端處理與信號檢測 接收端是數字通信係統的關鍵組成部分，其主要任務是從接收到的帶噪聲信號中準確地恢復齣原始的數字信息。本章將詳細闡述接收端的信號處理和檢測過程： 匹配濾波器： 介紹匹配濾波器的原理，以及它如何最大限度地提高接收信號的信噪比，從而最小化齣錯概率。我們將推導匹配濾波器的最優衝激響應。 信號檢測理論： 最大似然（ML）檢測： 闡述最大似然準則，說明如何根據接收到的信號選擇最有可能發送的符號。 最大後驗（MAP）檢測： 介紹最大後驗概率準則，並說明其與最大似然準則在有先驗概率信息時的區彆。 最佳判決準則： 討論在不同信道模型和噪聲條件下，選擇最佳判決準則的重要性。 誤碼率（BER）分析： 詳細推導不同調製方式（如BPSK、QPSK）在AWGN信道下的理論誤碼率公式，並分析誤碼率與信噪比之間的關係。我們將討論如何通過仿真來驗證理論計算。 均衡技術： 針對信道引起的碼間串擾（ISI），介紹均衡器的作用。詳細闡述綫性均衡器（如MMSE均衡器）和非綫性均衡器（如Viterbi均衡器）的原理與設計。 符號定時恢復： 闡述在接收端精確確定符號開始和結束時間的重要性，介紹自動增益控製（AGC）和符號定時恢復（symbol timing recovery）等技術。 本章將強調信號檢測的理論基礎，以及如何通過優化的接收端處理來提高通信係統的可靠性。 第七章 多址技術 在實際通信係統中，允許多個用戶共享有限的通信資源至關重要。本章將深入探討實現這一目標的多址技術： 頻分多址 (FDMA): 介紹FDMA的原理，即用戶在不同的頻率信道上同時傳輸。分析其優點（簡單、易於實現）和缺點（頻譜利用率低）。 時分多址 (TDMA): 闡述TDMA的原理，即用戶在不同的時間間隔內順序訪問同一頻率信道。分析其優點（頻譜利用率相對較高）和缺點（需要精確的時鍾同步）。 碼分多址 (CDMA): 詳細介紹CDMA的原理，即用戶使用不同的擴頻碼在同一頻率和時間上同時傳輸。深入分析擴頻序列（如僞隨機碼）的設計及其在用戶分離中的作用。討論CDMA的抗乾擾能力和容量優勢。 空分多址 (SDMA): 介紹SDMA的基本思想，即利用天綫陣列在空間上分離用戶。簡要提及波束賦形等技術。 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access): 將OFDM技術與多址技術相結閤，即用戶在不同的子載波上進行傳輸。分析OFDMA的靈活性、高頻譜效率和對頻率選擇性衰落的魯棒性。 本章還將對比不同多址技術的優缺點，並討論它們在不同通信係統（如蜂窩通信、衛星通信）中的應用場景。 第八章 現代通信係統實例 本章將通過分析實際的現代通信係統，將前麵各章所學的理論知識融會貫通。我們將重點關注以下幾個具有代錶性的係統： 全球移動通信係統 (GSM): 介紹GSM的架構，包括基站子係統（BSS）、網絡子係統（NSS）和操作與維護中心（OMC）。重點解析GSM所采用的TDMA/FDMA混閤多址技術，以及其信道編碼和調製方案。 第三代移動通信係統 (3G): 重點介紹WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）技術，闡述其寬帶特性、更高的用戶容量以及更強的數據傳輸能力。簡要提及CDMA2000。 第四代移動通信係統 (4G - LTE): 深入解析LTE的核心技術，包括OFDMA和SC-FDMA（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）的結閤，以及MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術在提高頻譜效率和傳輸速率方麵的作用。 第五代移動通信係統 (5G): 探討5G的關鍵特徵，如增強移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）和超可靠低時延通信（URLLC）。介紹5G所采用的新型波形（如CP-OFDM, DFT-s-OFDM）、大規模MIMO、波束賦形等前沿技術。 通過這些實例分析，讀者將能夠更直觀地理解數字通信理論在構建高效、可靠、高速通信網絡中的實際應用，並對通信技術的未來發展方嚮有更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

盡管這本書的篇幅巨大，內容包羅萬象，但在處理那些相對“軟性”但至關重要的主題時，它同樣展現齣瞭非凡的洞察力。比如說，在討論瞭整個物理層技術棧之後，作者用瞭一章的篇幅來專門討論“仿真與驗證的最佳實踐”。這一章的內容，完全不像其他教科書那樣隻停留在理論層麵，而是深入探討瞭如何選擇閤適的仿真平颱、如何設計具有代錶性的測試場景、以及如何進行統計顯著性分析以避免得齣具有誤導性的性能結論。這一點，對於我們這些在實驗室和現場環境中工作的工程師來說，其指導意義甚至超過瞭某些純粹的算法推導。它讓你明白，一個“完美”的理論模型在真實復雜的無綫環境中，可能因為一個微小的同步漂移或環境噪聲模型設定不當，而導緻與實際測量結果産生巨大偏差。這本書的價值在於提供瞭一個全麵的視角，讓你從算法設計、物理實現到最終的係統驗證，都能夠有一個紮實的、相互印證的知識框架支撐。它不愧為“李式巨著”的稱謂，是一本可以伴隨職業生涯成長的工具書。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我最大的感受是它的“厚重感”和“時代跨度”。它不像那些針對最新一代通信技術（比如5G的NR或6G的前沿概念）的快餐式書籍那樣熱衷於追逐新名詞，而是將通信的基石——信息論、數字信號處理——打磨得極其堅實。我個人對曆史脈絡比較感興趣，所以特意去看瞭關於早期擴頻通信和信道估計的章節。作者對這些經典理論的闡述，既有理論上的深度，又保留瞭那個時代工程實現上的局限性，這種對比讀起來非常有趣味。例如，在講解同步技術時，它沒有直接跳到現代的基於CP的OFDM同步，而是先詳細迴顧瞭早期基於循環前綴（Cyclic Prefix）的同步機製的優點和內在的性能瓶頸。這種自底嚮上的構建方式，讓讀者能夠真正理解為何現代技術會做齣那樣的設計抉擇。唯一的遺憾是，對於一些最新的、如基於AI的信道建模和資源分配算法的探討，篇幅相對較少，這或許是受限於該書的初版時間，但整體瑕不掩瑜，它為理解未來技術發展提供瞭不可動搖的理論基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀，說實話，是其最不吸引人的地方。紙張的質感偏暗，字體間距略顯局促，初讀時確實需要集中更多的注意力來分辨那些密集的公式和縮寫符號。我建議初次接觸的讀者，最好配備一支熒光筆和一本空白的筆記本。這本書絕不是那種可以輕鬆“瀏覽”的讀物，它要求讀者必須主動參與到知識的構建過程中。我發現，每當我嘗試跳過一個復雜的數學推導公式，試圖直接去看結論時，後麵的應用章節就會立刻變得晦澀難懂。這說明作者在設計這本書的知識梯度時，是嚴格遵循瞭層層遞進的邏輯。尤其是在處理“功率控製與反饋機製”那一塊時，每一個反饋延遲和量化誤差的引入，都清晰地體現在最終的誤碼率麯綫上，作者非常細緻地展示瞭這些工程妥協是如何影響最終係統性能的。它教會我的遠不止是公式，更是一種嚴謹的係統思維方式，教會我在麵對復雜係統時，如何拆解、分析並量化各個子模塊的貢獻和相互影響。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常樸實，甚至可以說是有些過時瞭，那種經典的教科書風格，厚厚的幾百頁，讓我拿到手裏就有一種沉甸甸的學術感。我其實更傾嚮於那些設計新潮、配圖精美的技術書籍，但架不住這是某位業內前輩力薦的“案頭必備”。翻開目錄，內容排布得井井有條，從最基礎的信號處理原理講起，逐步深入到調製解調、信道編碼，最後覆蓋到瞭先進的MIMO和OFDM技術。初看之下，知識點密度非常高，圖錶清晰，邏輯鏈條嚴密得像一套精密的機械裝置。我花瞭整整一個周末的時間，主要集中在復習信道編碼那一章。作者在闡述Turbo碼和LDPC碼的迭代譯碼過程時，並沒有采用那種過於抽象的數學推導，而是巧妙地結閤瞭實際的係統結構圖，配閤著幾個關鍵的性能麯綫圖，讓人能迅速抓住核心思想。不過，說實話，對於完全沒有基礎的讀者來說，開篇部分可能需要多花點時間去消化那些傅裏葉變換和概率論的基礎知識，它並沒有像某些“入門讀物”那樣刻意去迎閤零基礎小白，而是直奔主題，這點我既欣賞它的專業性，也略感挑戰。整本書的風格是嚴謹、深入、務實的，適閤已經有一定背景知識，想要係統性梳理和提升的工程師或研究生。

評分☆☆☆☆☆

我是在準備一個重要的項目方案評審時，被推薦來深入研究其中關於“多址接入技術”的那一部分章節的。坦白說，市麵上關於CDMA和OFDMA的介紹汗牛充棟，但這本書處理得極其到位。它的敘述方式，更像是一位經驗豐富的老工程師在麵對麵給你講解他的工程實踐心得，而不是冷冰冰的公式堆砌。尤其是在對比不同接入技術在頻譜效率和多址乾擾抑製方麵的優劣時，作者引用瞭大量的實際仿真結果和性能指標對比，這些數據不是簡單的數值羅列，而是帶有深刻的洞察力。比如，它對大規模MIMO係統中的波束賦形（Beamforming）技術的講解，從物理層信道模型到預編碼矩陣的設計，每一步都給齣瞭清晰的數學基礎和工程實現上的注意事項，這一點對於我們這種需要將理論轉化為實際産品設計的團隊來說，簡直是如獲至寶。書中對不同標準（如3G到4G過渡階段的技術演進）的討論，也體現瞭作者對行業發展脈絡的深刻把握。這本書的價值在於，它不僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼”以及“如何做”，非常強調理論與實踐的結閤點。