【包邮】高速光纤通信中数字信号处理算法原理与应用（第一卷）:单载波调制技术书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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余建军，迟楠 著

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出版社： 清华大学

ISBN：9787302499671

商品编码：28919811338

高速光纤通信中数字信号处理算法原理与应用（第一卷）:单载波调制技术让读者能够了解现在的高速光通信中的各种调制技术和先进算法，使读者进行知识更新。

作者：余建军、迟楠

定价：109元

印次：1-1

ISBN：9787302499671

出版日期：2018.04.01

印刷日期：2018.05.07

 

本书主要介绍了高速光纤通信技术中采用单载波调制的数字信号处理技术的原理和在系统中的应用。主要内容包括采用单载波调制技术的线性和非线性补偿算法原理和应用，全光奈奎斯特信号产生与处理，以及提高信号接收灵敏度和传输带宽的几何整形和概率整形技术。本书适合从事通信领域包括光纤通信、无线通信等研究的工程技术人员，以及高等院校通信工程等相关专业的教师和研究生阅读。余建军，复旦大学教授，国家“千人计划”专家。长期从事高速光传输技术的研究。发表学术论文500余篇，获得60余项美国专利授权。博士论文被评为“全国优秀博士学位论文”；是教育部“长江学者奖励计划”特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者和美国光学学会会士。

第一卷目录

 

第1章绪论

 

 

1.1研究背景和意义

 

 

1.2国内外研究现状

 

 

1.2.1国际研究现状

 

 

1.2.2国内研究现状

 

 

1.3本书内容和结构安排

 

 

1.3.1本书的研究内容和意义

 

 

1.3.2本书的结构安排

 

 

参考文献

 

 

第2章单载波相干光传输系统基本算法

 

 

2.1引言

 

 

2.2IQ不平衡补偿和正交归一化

 

 

2.3光纤色度色散补偿

 

 

2.3.1色散补偿概述

 

 

2.3.2色散补偿基本结构

 

 

2.3.3频域均衡算法

 

 

2.3.4时域均衡算法

 

 

2.4时钟恢复算法

 

 

2.5信道动态均衡算法与偏振解复用

 

 

2.5.1盲均衡的基本原理

 

 

2.5.2经典CMA算法

 

 

2.5.3针对偏振复用信号的CMA算法

 

 

2.5.4针对高阶非恒模调制的CMMA算法

 

 

2.5.5改进级联多模算法

 

 

2.5.6独立成分分析

 

 

2.6载波恢复算法

 

 

2.6.1频率偏移补偿算法

 

 

2.6.2基于V�睼的频偏估计算法

 

 

2.6.3基于FFT的频偏估计算法

 

 

2.6.4基于四次方频偏估计算法

 

 

2.7相位补偿算法

 

 

2.7.1基于V�睼的相位补偿算法

 

 

2.7.2基于前馈的相位旋转相位补偿

 

 

2.7.3修正的V�睼相偏算法与最大似然相结合的恢复算法

 

 

2.7.4盲相位搜索算法及其改进算法

 

 

2.8算法演示与总结

 

 

参考文献

 

 

第3章准线性相干光传输系统与数字信号处理

 

 

3.1引言

 

 

3.2相干光传输系统的理论模型和损伤机理

 

 

3.3带限信号时域数字预...

 

【包邮】高速光纤通信中的数字信号处理：多载波调制技术及其前沿进展 内容概述： 本书深入探讨了高速光纤通信领域中至关重要的数字信号处理技术，尤其聚焦于多载波调制技术（Multicarrier Modulation, MCM）的原理、算法实现与实际应用。在第一卷的基础上，本书作为续篇，将视角拓展至更为复杂和前沿的多载波调制方案，并辅以详尽的数字信号处理理论和实践方法，旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架。 我们知道，随着信息时代的飞速发展，数据传输速率的要求呈指数级增长。传统的单载波调制技术在面对日益增长的带宽需求时，面临着频谱效率低下、对色散和非线性效应敏感等挑战。多载波调制技术应运而生，通过将高速数据流分割成多个低速率数据流，并分配到多个相互正交的子载波上进行并行传输，有效解决了这些问题。本书将系统性地剖析这一核心技术的演进脉络、关键技术难点以及最新的研究成果。 核心章节解析： 第一部分：多载波调制技术基础回顾与理论深化 绪论： 本章将简要回顾高速光纤通信的发展历程，强调当前单载波技术面临的瓶颈，并引出多载波调制技术的必要性与优势。同时，我们将对全书的研究范围和目标进行清晰界定，为后续深入学习奠定基础。 正交频分复用（OFDM）原理深入剖析： 作为最经典也是应用最广泛的多载波调制技术，OFDM的原理将在此得到详尽阐述。我们将从数学模型出发，详细推导OFDM的符号调制、解调过程，并重点分析其在时域和频域的特性。本章还将深入讨论OFDM的子载波数量选择、子载波间隔设计、循环前缀（CP）的作用与长度优化等关键参数。 OFDM的数字信号处理实现： 在理论基础之上，本章将聚焦OFDM在数字域的实现。我们将详细讲解快速傅里叶变换（FFT）和逆快速傅里叶变换（IFFT）在OFDM调制解调中的核心作用，并介绍各种FFT/IFFT算法的实现细节与效率优化。此外，还将探讨时域同步、频域同步以及载波频率偏移（CFO）和采样时间偏移（STO）的补偿算法，这些都是OFDM系统稳定运行的关键。 OFDM的变种与改进技术： 针对OFDM在实际应用中遇到的挑战，如峰均功率比（PAPR）过高、对频率选择性衰落敏感等，本章将介绍多种OFDM的变种和改进技术。其中包括： 单载波频域均衡（SC-FDE）： 讲解SC-FDE如何结合单载波的优点与OFDM的频域均衡能力，以提高系统的鲁棒性。 滤波器组多用户OFDM（FBMC）： 深入分析FBMC如何通过设计滤波器组实现子载波间的严格正交，从而显著降低带外辐射，提高频谱效率。 广义频分复用（GFDM）： 探讨GFDM的灵活性，如何通过参数配置兼顾OFDM和SC-FDE的优势，并分析其在低速和中速应用中的潜力。 第二部分：高级多载波调制技术及其优化 空间光调制（SOM）技术： 随着光纤通信容量的不断提升，利用空间维度进行复用已成为新的研究热点。本章将介绍空间光调制技术，包括其基本原理、不同空间模式（如赫姆霍尔兹光束、拉盖尔-高斯光束等）的应用，以及如何在接收端进行准确的空间模式解调。我们将重点分析SOM与多载波调制技术的结合，探索如何利用空间维度进一步提升信息传输密度。 模复用（Mode Division Multiplexing, MDM）与多载波技术的融合： MDM作为一种利用光纤不同模式进行复用的技术，与多载波调制有着天然的协同效应。本章将详细阐述MDM的基本原理，介绍不同模式的产生与分离技术，并重点研究如何将OFDM、GFDM等MCM技术应用于各个空间模式，实现更高容量的传输。我们将讨论模式耦合、模式色散等问题，并提出相应的数字信号处理补偿方案。 多维调制与复用技术： 本章将目光投向更为前沿的多维调制与复用技术。我们将探讨如何将时间、频率、空间、极化、模式等多个维度进行联合复用，以达到前所未有的频谱效率和容量。我们将介绍基于机器学习和优化算法的多维信号设计与解码方法，并分析这些技术在未来超高速光通信系统中的潜在应用。 先进的载波相位和频率同步技术： 在多载波系统中，精确的载波相位和频率同步是保证系统性能的关键。本章将深入探讨先进的同步算法，包括基于机器学习的同步技术、基于盲判定的同步算法，以及针对高速、复杂光纤信道环境下的鲁棒同步方案。我们将分析不同同步算法的复杂度、收敛速度和抗干扰能力。 数字信号处理在非线性效应补偿中的应用： 光纤通信中的非线性效应，如自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM），会严重影响信号质量。本章将重点研究如何利用数字信号处理技术来补偿这些非线性效应。我们将介绍基于模型或数据驱动的非线性补偿算法，包括预失真、后补偿等技术，并分析它们在多载波系统中的性能表现。 第三部分：前沿应用与未来展望 下一代光网络中的多载波调制： 本章将探讨多载波调制技术在下一代光网络架构中的应用。我们将分析其在相干光通信、光分组交换、光接入网等领域的优势与挑战。同时，也将探讨基于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的多载波网络管理和优化策略。 面向高速数据中心的互连： 随着数据中心规模的不断扩大，对内部互连带宽的需求也急剧增加。本章将分析多载波调制技术在解决高速数据中心互连瓶颈方面的作用，并讨论其在光模块设计、功耗优化等方面的考量。 融合通信与传感的多载波技术： 探索将通信与传感功能融合的新型多载波技术。例如，利用多载波信号的特性进行环境监测、光纤传感等，实现一网多用。 基于人工智能的多载波信号处理： 随着人工智能技术的飞速发展，其在信号处理领域的应用日益广泛。本章将深入研究如何利用深度学习、强化学习等AI技术，来优化多载波信号的设计、均衡、信道估计、非线性补偿以及资源分配等关键环节，从而突破传统算法的性能瓶颈。 未来发展趋势与挑战： 本章将对未来高速光纤通信领域多载波调制技术的发展趋势进行展望。我们将讨论可能出现的新的调制格式、新的复用技术，以及当前面临的尚未解决的挑战，如算法复杂度、硬件实现难度、功耗控制等，并提出相应的研究方向。 本书特色： 理论与实践相结合： 本书不仅深入讲解了多载波调制技术的理论原理，还结合了大量的数字信号处理算法实现细节，为读者提供实操指导。 前沿性与系统性兼顾： 涵盖了当前多载波调制技术领域最前沿的研究方向，如空间光调制、模复用、AI赋能的信号处理等，同时又系统性地梳理了基础理论和经典算法。 图文并茂，易于理解： 配以丰富的图表和数学推导，力求将复杂的技术概念清晰地呈现给读者。 面向对象广泛： 适合通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生、科研人员以及从事光通信工程的工程师阅读。 通过阅读本书，读者将能够深刻理解多载波调制技术在现代高速光纤通信中的核心地位，掌握相关的数字信号处理算法原理和实现方法，并对该领域的未来发展趋势有清晰的认识，从而在学术研究或工程实践中获得宝贵的知识和启示。

评分☆☆☆☆☆

我之前在学习通信原理的时候，对于一些复杂的数学推导总是感到头疼，很多教材讲得过于抽象，公式推导过程也常常是“一笔带过”。这本书在这方面给了我极大的惊喜。它没有急于抛出最终结论，而是非常耐心地、一步一步地将复杂的数学模型拆解开来，每一步的逻辑衔接都清晰可见。作者似乎非常了解初学者在哪些地方容易卡壳，所以在关键的理论引入部分，都会辅以生动的类比或图示来辅助理解。特别是对于傅里叶变换和Z变换在数字滤波中的应用，讲解得深入浅出，让我对这些核心概念有了前所未有的清晰认识。这本教材简直就像一位经验丰富的导师在身旁耐心指导，让人感觉学习的道路不再那么崎岖。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上关于数字信号处理的书籍汗牛充栋，但真正能做到深入浅出、兼顾理论深度和工程应用广度的并不多见。这本书无疑是其中的佼佼者。它没有使用过于花哨的语言，文字风格朴实、精准，充满了理工科特有的严谨美感。最难能可贵的是，作者在处理复杂算法时，展现出一种罕见的耐心和条理，使得原本晦涩难懂的内容变得触手可及。对于任何希望在高速光通信领域打下坚实DSP基础的同行或学生来说，这本书绝对是一笔值得的投资，它提供了一个全面且深入的知识框架，为未来的专业发展奠定了不可动摇的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书封设计得非常大气，封面采用了深邃的蓝色调，配上简洁的白色字体，给人一种专业而严谨的感觉。内页的纸张质感也相当不错，阅读起来很舒适，即便是长时间盯着看也不会觉得眼睛疲劳。装帧结实，细节处理得很到位，看得出出版社在制作上还是下了功夫的。整体来看，这本书的实体书质量是无可挑剔的，拿在手里很有分量感，放在书架上也是一道亮丽的风景线。我个人非常看重书籍的物理呈现，这本书在这方面做得非常出色，让人在开始阅读之前就已经有了很好的期待。光是这份对细节的执着，就足以体现作者和出版方对内容的尊重。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织逻辑性极强，呈现出一种螺旋上升的结构。它从最基础的采样、量化和信道模型开始，逐步引入数字滤波器的设计，然后过渡到更高级的信道估计和均衡技术。这种安排使得读者可以根据自己的知识储备，选择合适的起点和深入程度。如果只是想了解基础概念，前几章已经足够；如果想深入研究前沿技术，后面的内容也提供了坚实的理论支撑。更让我欣赏的是，作者在每章末尾都设置了“思考与探讨”环节，这些问题往往不是简单的事实回顾，而是需要读者进行综合分析和批判性思考的开放性题目，这极大地激发了我的学习主动性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工程师，我最关心的是理论如何与实际工程问题挂钩。很多理论书籍虽然严谨，但脱离了实际场景，读起来总觉得有些“空中楼阁”。这本书的优秀之处就在于，它始终没有忘记应用这个核心。在阐述完基本算法原理之后，作者会紧接着讨论这些算法在实际光通信系统中的性能瓶颈和优化方向。例如，在讲解均衡技术时，它不仅仅停留在维纳滤波的层面，还深入探讨了在有限精度和噪声环境下，实际芯片中如何实现这些算法的近似和加速。这种“理论落地”的处理方式，极大地提高了这本书的实践价值，让我能更快地将所学知识应用到我的日常工作中去。