數字寬帶接收機特殊設計技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 詹姆斯·徐（JamesTsui）著張宏偉等譯 著

圖書標籤:

• 數字寬帶接收機
• 接收機設計
• 無綫通信
• 信號處理
• 調製解調
• 濾波器設計
• 低噪聲放大器
• 射頻電路
• 通信工程
• 數字電路

店鋪： 文軒網少兒專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121263798

商品編碼：1697693055

齣版時間：2015-07-01

作  者:(美)詹姆斯·徐(James Tsui) 著；張宏偉 等 譯 定  價:79 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2015年07月01日 頁  數:334 裝  幀:平裝 ISBN:9787121263798 ●第1章  緒論
●1.1  引言
●1.2  本書的目的
●1.3  建立接收機性能的需求
●1.4  完整的電子戰接收機係統
●1.5  譯碼器設計
●1.6  方法和參考文獻
●1.7  軟件方法的標準
●1.8  本書的組織結構
●參考文獻
●第2章  ADC前端的放大需求
●2.1  介紹
●2.2  基本的設計準則
●2.3  計算機程序的輸入
●2.4  常量的産生
●2.5  方程推導
●2.6  前麵程序的修正
●2.7  例子
●2.8  標稱靈敏度和單信號動態範圍
●2.9  為不同位數的ADC産生標稱值
●部分目錄

內容簡介

全書主要包括四個方麵的內容，一是討論瞭完整接收機設計的一些細節問題；二是討論瞭其他領域的一些概念在數字寬帶接收機設計中的應用；三是深入討論瞭數字寬帶接收機第二版中部分概念的細節；四是討論瞭一些特殊信號的檢測問題，主要基於fm信號和bpsk信號的特性，進行兩類信號的。全書的討論中大量采用仿真結果，而不僅是基於理論的推導，從而大大增加瞭本書的易讀性。 (美)詹姆斯·徐(James Tsui) 著；張宏偉 等 譯 徐，Jarnes Tsui作為多傢公司的顧問，曾就職於俄亥俄州代頓市Wright Patterson空軍基地空軍研究實驗室傳感器理事會，現已退休。工作方嚮主要集中在微波接收機領域。共計編寫瞭6本關於微波接收機(包括優選定位係統(GPs)接收機在內)的專著，擁有多項專利，並在技術雜誌和會議上予以齣版。Tsui博士獲得瞭“颱灣地區國立大學”B．S．E．E．，Marquette大學M．S．E．E．，以及Illinois大學哲學博士學位，是AFlKL和IEEE會員。

《數字寬帶接收機原理與實現》 內容梗概 本書深入探討瞭數字寬帶接收機的核心原理、關鍵技術及實際應用。全書共分為十五個章節，旨在為讀者構建一個全麵而係統的知識體係，從基礎理論到前沿技術，覆蓋瞭現代數字通信係統中不可或缺的接收機設計與優化。 第一章 緒論 本章首先界定瞭數字寬帶接收機的概念及其在現代通信係統中的重要性，如無綫通信、衛星通信、軟件定義無綫電（SDR）等領域。接著，概述瞭數字寬帶接收機的發展曆程，從早期的模擬接收機到如今高度數字化的係統，強調瞭數字處理技術帶來的革命性進步。然後，詳細闡述瞭數字寬帶接收機的主要功能和性能指標，包括接收頻率範圍、帶寬、靈敏度、動態範圍、誤碼率（BER）、功耗等，並解釋瞭這些指標之間的權衡關係。最後，對本書的結構和內容進行瞭預告，為讀者後續的學習指明方嚮。 第二章 通信係統模型與信號特性 本章迴歸通信係統的基本理論，為理解接收機設計打下堅實基礎。首先，介紹瞭經典的香農通信模型，分析瞭信息源、編碼器、信道、解碼器、信宿等各個環節的作用，並強調瞭信道特性對接收機設計的影響。接著，詳細討論瞭各種典型信號的特性，包括基帶信號、帶通信號、調製信號（AM、FM、PSK、QAM等）的數學錶示、頻譜特性和功率譜密度。重點分析瞭寬帶信號的特點，如其占據的頻譜寬度、對采樣率和處理能力的要求。最後，探討瞭信道模型，如加性高斯白噪聲（AWGN）信道、瑞利衰落信道、萊斯衰落信道等，並說明瞭它們對接收信號質量造成的不同影響。 第三章 信號的采樣與量化 采樣和量化是實現數字接收機的關鍵第一步。本章詳細介紹瞭奈奎斯特采樣定理，解釋瞭采樣頻率與信號帶寬的關係，以及過采樣和欠采樣的後果。隨後，深入探討瞭采樣器的工作原理，包括理想采樣器和實際采樣器的模型，以及它們在不同應用場景下的優缺點。量化是模擬信號轉換為數字信號的另一個核心過程。本章分析瞭量化的基本概念、量化誤差的來源以及量化噪聲的特性。對比瞭均勻量化和非均勻量化（如μ-law和A-law）的優劣，並講解瞭如何根據信號的統計特性選擇閤適的量化方式以減小失真。本章還介紹瞭過采樣和噪聲整形技術，它們可以有效提高量化精度，降低量化噪聲的影響。 第四章 數字濾波器設計 數字濾波器在接收機中扮演著至關重要的角色，用於去除噪聲、抑製乾擾、選擇有用信號。本章首先介紹瞭數字濾波器的基本分類，包括無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器，並分析瞭它們的區彆、優缺點以及適用場景。接著，詳細講解瞭FIR濾波器的設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。對於IIR濾波器，重點介紹瞭脈衝不變法、雙綫性變換法等從模擬濾波器嚮數字濾波器轉化的方法。此外，本章還探討瞭各類濾波器在接收機中的具體應用，如抗混疊濾波器、帶通濾波器、低通濾波器、陷波濾波器以及自適應濾波器在抑製未知乾擾方麵的能力。 第五章 采樣率轉換技術 在實際數字接收機設計中，往往需要將信號的采樣率進行提升或降低，以滿足後續處理或不同硬件模塊的要求。本章詳細闡述瞭采樣率轉換（SRC）技術。首先，介紹瞭抽取（Decimation）的基本原理，即降低采樣率，並講解瞭實現抽取所需的低通濾波器和抽取因子。接著，介紹瞭插值（Interpolation）的基本原理，即提高采樣率，以及實現插值所需的零值填充、低通濾波器和插值因子。重點講解瞭多相濾波器組（Polyphase Filter Bank）在高效采樣率轉換中的應用，並分析瞭其結構和性能優勢。本章還討論瞭SRC在數字接收機中的應用場景，如在軟件定義無綫電（SDR）平颱中，不同ADC采樣率與所需信號帶寬之間的匹配問題。 第六章 混頻與下變頻 混頻是數字寬帶接收機中將高頻信號轉換到較低頻率以便於後續數字處理的關鍵步驟。本章首先迴顧瞭混頻的基本原理，包括同相/正交（I/Q）混頻器的工作方式，並詳細介紹瞭數字域中的混頻實現，包括復數乘法在混頻中的應用。接著，深入探討瞭數字下變頻（DDC）技術。DDC將射頻信號通過數控振蕩器（NCO）産生的本地振蕩信號進行混頻，並將結果通過抽取濾波器降低采樣率，從而將高頻信號變換到基帶或零中頻（ZIF）。本章詳細分析瞭DDC的各個組成部分，包括NCO的設計和性能要求、混頻器的精度、抽取濾波器的設計和級聯等。最後，討論瞭DDC在接收機中的優勢，如簡化模擬前端設計、提高靈活性和集成度。 第七章 載波同步與頻率估計算法 載波同步是數字解調的關鍵前提，確保接收機本地振蕩器的頻率和相位與發射端一緻。本章詳細介紹瞭載波同步的重要性以及各種載波同步技術。首先，分析瞭載波頻率和相位誤差對解調性能的影響。接著，深入講解瞭各種載波同步算法，包括基於功率譜分析的頻率估計算法、基於機器學習的方法、以及在數字域中實現的鎖相環（PLL）及其變種。重點介紹瞭M&M算法、Gardner算法等用於符號定時恢復的算法，並分析瞭它們在不同信噪比下的性能。此外，還討論瞭載波相位估計算法，如Viterbi-Viterbi算法、Decision-Directed（DD）算法等，並分析瞭它們的收斂速度和魯棒性。 第八章 符號定時同步與恢復 符號定時同步是數字通信中另一個至關重要的環節，確保接收機在每個符號周期的中心進行采樣。本章詳細闡述瞭符號定時同步的原理和技術。首先，分析瞭定時誤差對解調性能的負麵影響。接著，深入講解瞭各種符號定時恢復（STR）算法，包括基於匹配濾波器的方法、基於過采樣的方法（如Gardner算法、Mueller-Müller算法）以及基於Christensen-Frandsen算法。本章還介紹瞭如何利用訓練序列或導頻符號來輔助定時恢復。最後，討論瞭符號定時同步的性能評估指標，以及在實際接收機設計中如何平衡算法的復雜度與性能。 第九章 信道均衡技術 信道不理想，例如存在多徑效應，會導緻符號間乾擾（ISI），嚴重影響通信質量。本章專門探討瞭信道均衡技術。首先，解釋瞭ISI的産生原因和對接收信號的影響。接著，詳細介紹瞭各種信道均衡器的設計原理和實現方法。這包括綫性均衡器（如零迫均衡器、MMSE均衡器）和非綫性均衡器（如MLSE，Maximum Likelihood Sequence Estimation）。本章重點分析瞭MLSE的工作原理，包括維特比（Viterbi）算法在MLSE中的應用。此外，還討論瞭自適應均衡器，如LMS（Least Mean Square）和RLS（Recursive Least Square）算法，它們能夠根據信道變化實時調整均衡器係數，提高係統的魯棒性。 第十章 解調與譯碼 解調是將接收到的信號恢復為原始數字信息的過程，而譯碼則是對信道編碼後的信息進行糾錯。本章詳細闡述瞭這些核心過程。在解調部分，首先迴顧瞭各種調製方式（如ASK, FSK, PSK, QAM）及其對應的最優解調器（如最大似然解調器、最大後驗概率解調器）。接著，重點介紹瞭相乾解調和非相乾解調的原理和區彆。在譯碼部分，本章介紹瞭前嚮糾錯（FEC）碼的基本概念，包括漢明碼、捲積碼、Turbo碼和LDPC（Low-Density Parity-Check）碼等。詳細講解瞭Viterbi算法在捲積碼譯碼中的應用，以及MAP（Maximum A Posteriori）算法在Turbo碼和LDPC碼譯碼中的作用。本章還討論瞭軟判決解調和硬判決解調的區彆及其對譯碼性能的影響。 第十一章 軟件定義無綫電（SDR）中的接收機設計 軟件定義無綫電（SDR）是現代無綫通信的重要發展方嚮，接收機設計在SDR中扮演核心角色。本章探討瞭SDR架構下的數字寬帶接收機設計。首先，介紹瞭SDR的基本概念和架構，包括硬件抽象層、信號處理軟件層等。接著，分析瞭SDR接收機與傳統硬件接收機的區彆，強調瞭SDR在靈活性、可重構性和可升級性方麵的優勢。重點討論瞭SDR接收機中關鍵的軟件化處理模塊，如數字下變頻、濾波器、均衡器、解調器等，以及如何利用高性能處理器（如FPGA、DSP、CPU）來實現這些功能。本章還討論瞭SDR在不同應用場景下的優勢，如認知無綫電、多標準無綫通信等。 第十二章 接收機性能評估與優化 一個設計良好的數字寬帶接收機需要進行嚴格的性能評估和持續的優化。本章詳細介紹瞭接收機的性能評估方法和優化策略。首先，闡述瞭關鍵性能指標的測量方法，如靈敏度、動態範圍、誤碼率（BER）、鄰道選擇性、互調失真等，並介紹瞭常用的測試設備和測試流程。接著，深入分析瞭影響接收機性能的各種因素，包括噪聲、乾擾、非綫性失真、量化誤差、數字信號處理誤差等。基於對影響因素的分析，本章提齣瞭一係列接收機優化技術，包括鏈路預算分析、前端低噪聲放大器（LNA）的設計、混頻器和ADC的選擇、濾波器設計優化、信道均衡算法的改進以及功耗優化等。 第十三章 接收機中的噪聲與乾擾抑製 噪聲和乾擾是影響接收機性能的兩大主要因素。本章將重點分析這些問題並提供相應的抑製方法。首先，詳細討論瞭接收機內部産生的各種噪聲源，包括熱噪聲、散粒噪聲、器件噪聲等，並分析瞭它們對信號的影響。接著，介紹瞭外部乾擾的類型，如同頻乾擾、鄰頻乾擾、交調産物等。在此基礎上，本章深入探討瞭噪聲和乾擾的抑製技術。這包括選擇低噪聲器件、優化前端設計、使用帶通濾波器進行頻譜整形、采用自適應濾波器抑製未知乾擾、以及利用差分信號處理等技術。本章還將討論瞭空間選擇性乾擾抑製技術，如MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）接收機在抑製空間乾擾方麵的應用。 第十四章 功耗管理與低功耗設計 在許多應用場景下，如移動通信設備、便攜式終端等，接收機的功耗是一個關鍵的設計考量。本章專門探討瞭接收機中的功耗管理與低功耗設計。首先，分析瞭接收機中主要的功耗消耗環節，如ADC、DSP處理器、時鍾電路等。接著，介紹瞭一係列低功耗設計策略。這包括選擇低功耗的硬件器件、優化算法以降低計算復雜度、采用動態電壓和頻率調整（DVFS）技術、利用低功耗模式（如睡眠模式）以及優化電源管理單元的設計。本章還將討論瞭在保證性能的前提下如何實現功耗的最小化，以及在不同應用場景下功耗設計的權衡。 第十五章 前沿技術與未來發展趨勢 本章放眼未來，展望數字寬帶接收機的前沿技術與發展趨勢。首先，將介紹人工智能（AI）和機器學習（ML）在接收機設計中的應用，例如利用AI進行智能信道估計、自適應均衡、乾擾預測和抑製等，以及AI在SDR平颱中的作用。接著，討論瞭先進的數字信號處理技術，如高效的FFT算法、並行處理技術、以及針對特定應用的專用處理器設計。此外，還將關注新型調製解調技術的演進，如高階QAM、 OFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）及其變種、以及對更高頻譜效率和更大數據吞吐量的需求。最後，本章將探討數字寬帶接收機在新興技術領域（如5G/6G通信、物聯網（IoT）、雷達係統、射頻識彆（RFID）等）的應用前景，以及未來可能麵臨的挑戰和機遇。 本書內容力求理論與實踐相結閤，通過詳細的原理闡述、清晰的算法分析和典型的應用場景介紹，幫助讀者深入理解數字寬帶接收機的設計精髓，並能夠將其所學知識應用於實際工程問題中。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對數字信號處理和無綫通信係統充滿熱情的業餘愛好者，我一直在尋找能夠讓我提升技能的優質讀物。《數字寬帶接收機特殊設計技術》這本書，絕對是我近期閱讀中最為亮眼的一本。它並沒有像很多入門書籍那樣，僅僅停留在基礎概念的介紹，而是直接切入到瞭數字寬帶接收機設計中最具挑戰性、也最能體現技術水平的“特殊設計技術”領域。書中對於多速率信號處理、解交織算法的優化，以及如何在高采樣率下實現高效的數字濾波，都進行瞭深入的講解。我尤其欣賞作者對於一些前沿技術，例如基於FPGA的實時信號處理架構和軟件定義接收機（SDR）中的關鍵設計考量，所進行的詳細闡述。盡管有些地方的數學推導相當嚴謹，但作者的講解思路清晰，配閤圖示和錶格，使得復雜的概念也變得相對易於理解。這本書極大地拓寬瞭我的視野，讓我認識到，在追求高性能接收機的道路上，精巧的設計思路和對細節的極緻追求是多麼重要。

評分☆☆☆☆☆

這次購入的《數字寬帶接收機特殊設計技術》讓我深刻體會到瞭“細節決定成敗”這句話在工程設計中的真實含義。在許多教科書中，我們往往能找到接收機整體框圖和基本原理，但真正能夠區分産品優劣的關鍵，往往在於那些“特殊設計技術”，而這本書恰恰是將這些“幕後英雄”公之於眾。作者在書中對前端射頻乾擾抑製的多種策略，以及如何通過數字域的信號重構技術來補償模擬前端的非綫性失真，都進行瞭詳盡的分析。我特彆贊賞的是，書中對於不同技術在實際應用中的優劣勢進行瞭對比，並給齣瞭具體的選擇依據，這對於工程師在實際項目中做齣決策非常有指導意義。此外，關於接收機功耗優化和成本控製方麵的論述，也充分體現瞭作者的工程經驗。這本書的內容紮實，邏輯嚴謹，相信對於任何想要深入理解和掌握數字寬帶接收機設計精髓的讀者，都會是一次非常有價值的閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，對我而言，體現在它對“特殊”二字的深刻挖掘。在數字寬帶接收機的設計領域，標準的設計流程和通用的解決方案比比皆是，但真正能夠決定産品成敗的，往往是那些能夠在特定場景下、針對特定挑戰而采取的“特殊”措施。《數字寬帶接收機特殊設計技術》恰恰抓住瞭這一點。它並沒有迴避那些在實際工程中容易遇到的難題，反而將其作為重點，提供瞭創新的解決方案。例如，在處理極端動態範圍信號時，書中所介紹的AGC（自動增益控製）算法的優化思路，以及如何結閤分段增益調整來兼顧靈敏度和動態範圍，就非常有啓發性。另外，關於射頻前端和ADC（模數轉換器）之間接口設計的一些細節，以及如何通過閤理的匹配和濾波來最大化信噪比，也讓我受益匪淺。這本書的結構安排閤理，循序漸進，能夠讓讀者逐步理解每一個“特殊”設計的原理和優勢。它不是一本泛泛而談的書，而是充滿瞭實實在在的技術細節和工程智慧，是我進行下一代接收機産品研發的寶貴參考。

評分☆☆☆☆☆

說實話，剛拿到《數字寬帶接收機特殊設計技術》這本書時，我還有點猶豫，擔心它是否會過於晦澀難懂，充斥著大量我難以消化的公式和理論。畢竟，接收機設計涉及的方方麵麵非常廣泛，從模擬前端到數字基帶，每一個環節都有其復雜性。但是，當我靜下心來閱讀的時候，我發現我的顧慮是多餘的。作者以一種非常清晰且富有邏輯性的方式，將那些原本看似高深莫測的“特殊設計技術”娓娓道來。書中對於噪聲抑製、乾擾抗擾以及動態範圍擴展等關鍵性能指標的提升方法，進行瞭非常細緻的闡述。我特彆注意到關於自適應均衡技術在復雜信道下的應用，以及作者是如何通過巧妙的算法設計來應對多徑效應和頻率選擇性衰落的。此外，書中對數字下變頻和采樣率選擇的權衡分析，也為我提供瞭新的思路。讀這本書就像是在和一位經驗豐富的導師對話，他不僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼”以及“如何做”。這本書為我打開瞭一扇新的大門，讓我對數字寬帶接收機的設計有瞭更全麵、更深入的認識，也激發瞭我進一步探索的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字寬帶接收機特殊設計技術》簡直是為我量身定做的！作為一名在通信領域摸爬滾打多年的工程師，我一直在尋找一本能夠深入剖析數字寬帶接收機設計精髓的書籍。市麵上很多資料要麼過於理論化，要麼停留在基礎概念層麵，很難滿足我希望掌握前沿、實用技術的迫切需求。然而，當我翻開這本書時，我立刻被其內容的深度和廣度所吸引。它不僅僅羅列瞭各種技術術語，而是真正地從“特殊設計技術”這個角度齣發，層層剝繭，將那些常常被忽略但至關重要的細節一一呈現。書中對信號處理算法的優化、低功耗設計策略、以及在復雜電磁乾擾環境下如何保證接收性能的獨到見解，都讓我茅塞頓開。我尤其欣賞作者在講解過程中，常常引用實際工程案例，並對這些案例進行詳盡的分析，這使得抽象的技術概念變得具體可感，極大地增強瞭學習的實踐性。我迫不及待地想將書中的知識應用到我目前正在進行的那個高復雜度接收機項目中，相信它一定能幫助我突破瓶頸，實現性能的飛躍。這本書的語言風格也十分專業且流暢，沒有絲毫晦澀難懂的生澀感，閱讀起來是一種享受。