通信光电子器件与系统的测量及仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵同刚等 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030260970

商品编码：29596040618

包装：平装

出版时间：2017-07-01

基本信息

书名：通信光电子器件与系统的测量及仿真

定价：45.00元

作者：赵同刚等

出版社：科学出版社

出版日期：2017-07-01

ISBN：9787030260970

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.581kg

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导语_点评_推荐词

内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《数字信号处理与通信系统分析》 内容概要 本书是一本深入探讨数字信号处理（DSP）理论与技术在现代通信系统中的应用，并结合实际系统分析与仿真方法的学术专著。全书共分为三个主要部分：数字信号处理基础、通信系统中的DSP应用、以及通信系统仿真与性能分析。作者力求在理论深度与工程实践之间取得平衡，旨在为读者提供一个坚实的理论框架，并辅以丰富的实例和仿真工具的使用指导，帮助读者理解并掌握如何设计、分析和优化复杂的通信系统。 第一部分：数字信号处理基础 本部分为读者打下坚实的DSP理论基础，为后续通信系统的应用分析铺平道路。 绪论： 详细介绍数字信号处理的概念、重要性以及其在通信、音频、图像、雷达等诸多领域的广泛应用。阐述了连续信号与离散信号的区别，以及采样定理在数字信号处理中的核心作用。回顾了DSP技术的发展历程，并展望了其未来的发展趋势，例如基于人工智能的DSP技术等。 离散时间信号与系统： 深入讲解离散时间信号的表示方法，包括序列、卷积、相关等基本运算。详细阐述了线性时不变（LTI）系统的基本性质，如叠加性、时不变性、因果性、稳定性等。通过引入单位脉冲响应的概念，详细推导了LTI系统的输出与输入信号之间的卷积关系，并提供了多种计算卷积的方法，包括图解法、代数法和数值法。 傅里叶变换及其在信号分析中的应用： 重点介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）。清晰阐述了DTFT将时域信号转换为频域表示的原理，揭示了信号的频谱特性。详细讲解了DFT的定义、性质以及其在实际计算中的重要性。深入探讨了快速傅里叶变换（FFT）算法，包括其原理、复杂度分析以及各种高效实现方法，如Cooley-Tukey算法。通过大量实例，展示了傅里叶变换在信号的频谱分析、滤波设计、信号压缩等方面的应用。 Z变换与系统的稳定性分析： 详细介绍Z变换及其逆变换，将离散时间信号的分析从时域推广到Z域，极大地简化了许多信号和系统的分析过程。深入讲解了Z变换的收敛域（ROC）概念，并阐述了ROC与系统性质（如因果性、稳定性）之间的深刻联系。利用Z变换，详细分析了系统的稳定性判据，包括根轨迹法、奈奎斯特判据、Bode图等经典方法。 数字滤波器设计： 分别详细介绍了无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。对于IIR滤波器，重点讲解了脉冲响应不变法、双线性变换法等设计技术，并详细介绍了巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等经典滤波器逼近类型。对于FIR滤波器，重点讲解了窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法等设计技术。强调了滤波器设计中的各项指标，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等，并提供了选择合适滤波器类型和设计方法的指导。 傅里叶变换的快速算法与多速率信号处理： 在FFT算法的基础上，进一步探讨了更高级的FFT算法，如混合基FFT、数论变换（NTT）等。深入讲解了多速率信号处理的概念，包括抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的原理与实现。详细分析了多速率信号处理在信号采样率转换、数据压缩、以及实现高分辨率谱估计等方面的关键作用。 第二部分：通信系统中的DSP应用 本部分将DSP的理论知识与通信系统的具体需求相结合，深入探讨DSP在现代通信系统中的核心应用。 基带信号的采样、量化与编码： 详细讲解了模拟信号向数字信号转换的关键步骤。深入阐述了采样定理的实际意义，以及过采样和欠采样对信号的影响。详细介绍了量化误差的产生及其对信号保真度的影响，并讲解了均匀量化和非均匀量化（如μ律、A律）的应用场景。重点阐述了各种数字编码技术，如脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）等，以及它们在语音通信中的应用。 数字调制解调技术： 深入分析了多种数字调制技术，包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）及其变种，如正交相移键控（QPSK）、8PSK等。详细讲解了这些调制方式的原理、频谱特性以及抗噪声性能。同时，深入分析了相应的解调技术，包括相干解调、非相干解调等，并讨论了它们在实际通信系统中的实现。 数字信道模型与均衡技术： 详细介绍了各种数字信道模型，包括加性高斯白噪声（AWGN）信道、瑞利衰落信道、莱斯衰落信道等，并分析了它们对信号传输的影响。重点讲解了由于信道失真（如码间串扰）引起的信号失真问题，并详细介绍了各种均衡技术，如线性均衡（MMSE均衡、ZFE均衡）、非线性均衡（MLSE均衡）等。讨论了这些均衡技术在提高通信系统性能中的关键作用。 纠错编码与解码： 深入讲解了纠错编码的基本原理，包括监督码（如奇偶校验码、CRC码）和纠错码（如海明码、卷积码、BCH码、RS码）。详细阐述了这些编码的编码过程和解码过程，以及它们在提高数据传输可靠性方面的作用。重点介绍了卷积码的Viterbi解码算法，以及RS码在CDMA、卫星通信等领域的应用。 多址接入技术与DSP： 详细分析了时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分多址（OFDM）等多种多址接入技术。阐述了DSP在这些技术中的关键作用，例如在OFDM系统中，DSP用于IFFT/FFT的实现，以及在CDMA系统中，DSP用于扩频和解扩。 自适应信号处理在通信中的应用： 详细介绍了自适应滤波器（如LMS、RLS算法）及其在通信系统中的多种应用，包括自适应均衡、自适应噪声抵消（ANC）、自适应波束形成等。强调了自适应信号处理能够根据变化的信道环境动态调整系统参数，从而保持最佳性能。 第三部分：通信系统仿真与性能分析 本部分将理论知识与工程实践紧密结合，重点介绍如何利用仿真工具对通信系统进行建模、仿真和性能评估。 通信系统仿真环境介绍： 详细介绍了主流的通信系统仿真软件，如MATLAB/Simulink、GNU Radio等，并提供了这些软件的安装、基本使用方法和常用模块的介绍。阐述了建立仿真模型的基本流程，包括信号生成、信道建模、接收端处理以及性能指标的计算。 基带通信系统仿真： 通过大量实例，演示如何利用仿真工具实现各种基带通信系统的仿真，例如PCM编码、ASK、FSK、PSK等数字调制解调系统的仿真。分析了仿真结果与理论分析之间的差异，并讨论了影响仿真精度的因素。 带通通信系统仿真： 深入讲解了带通信号的产生与处理，以及如何对带通通信系统进行仿真，包括ASK、FSK、PSK等信号在AWGN信道、衰落信道下的仿真。详细演示了如何计算误比特率（BER）和误帧率（FER）等性能指标。 复杂通信系统仿真： 演示如何构建和仿真更复杂的通信系统，例如OFDM系统、CDMA系统等。重点讲解了在仿真过程中需要注意的细节，以及如何高效地进行大规模仿真。 信道估计与解码算法仿真： 演示如何对信道估计算法（如最小二乘法、MMSE估计）和解码算法（如Viterbi算法、Turbo码译码）进行仿真，并分析其性能。 性能评估与优化： 详细讲解了如何通过仿真结果对通信系统的性能进行评估，包括误码率、信噪比、频谱效率、时延等关键指标。基于仿真结果，提出系统优化方案，例如调整滤波器参数、改进均衡算法、优化编码策略等。 实例分析与案例研究： 选取了几个典型的通信系统案例，如Wi-Fi系统、4G/5G移动通信系统、卫星通信系统等，并对其关键的DSP技术和仿真分析方法进行深入剖析。通过这些案例，帮助读者将所学知识融会贯通，并理解DSP在实际通信工程中的应用价值。 本书特色 理论与实践并重： 既有扎实的理论基础讲解，又结合大量实际工程应用和仿真实例。 工具与方法并用： 详细介绍MATLAB/Simulink等仿真工具的使用，并指导读者掌握通信系统仿真与分析的方法。 内容全面深入： 覆盖了数字信号处理的基础理论、在通信系统中的核心应用，以及系统仿真与性能分析的整个流程。 结构清晰易懂： 各章节之间逻辑连贯，层层递进，便于读者逐步深入学习。 语言流畅专业： 采用清晰、准确的学术语言，力求准确表达专业概念。 目标读者 本书适合于通信工程、电子工程、信息工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事通信系统设计、开发、测试和优化的工程师和科研人员。对于希望系统学习数字信号处理技术在通信领域应用的研究人员，本书也将提供有价值的参考。

评分☆☆☆☆☆

我一直对通信光电子器件的设计和性能优化充满兴趣，而这本书中关于“仿真”的部分，正好满足了我这一需求。书中对各种仿真软件和方法的介绍，为我提供了一个全新的视角来理解和预测器件的行为。特别是关于传输线模型、电磁场仿真以及器件物理模型的构建，书中给出了详细的步骤和注意事项，这使得我能够根据实际需求，选择最适合的仿真工具。我曾尝试过书中提到的基于有限元方法的器件仿真，能够非常准确地预测出器件的电学和光学特性，极大地缩短了设计周期。书中对不同仿真参数对结果影响的分析，也让我能够更好地理解仿真结果的物理意义，并据此进行参数调整。此外，书中还介绍了如何将仿真结果与实验数据进行对比验证，这对于提高仿真模型的准确性和可靠性至关重要。我深切体会到，通过精确的仿真，我们可以避免大量的物理样机制作和实验测试，从而节省宝贵的时间和资源。这本书在仿真技术方面的系统讲解，无疑为我未来的研究和开发工作奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大启发在于它对“实践”的重视。从标题中的“测量”和“仿真”，就可以看出作者并非只是停留在理论层面，而是着重于如何将理论知识应用于实际工程问题。书中大量的实例分析和案例研究，让抽象的理论变得生动具体。例如，在介绍光放大器时，书中不仅仅列举了EDFA、SOA等不同类型的放大器，还详细描述了如何在实际系统中测量其增益、噪声系数、功率动态范围等关键参数，以及如何通过仿真来优化放大器的设计和布局，以满足不同传输距离和业务需求。我特别喜欢书中关于“测量不确定度”的讨论，这对于任何一个严谨的科研工作者来说都是不可或缺的知识。书中提供的实用的测量技巧和经验，对于我日常进行实验操作非常有帮助。这本书的阅读体验非常流畅，语言也通俗易懂，即使是初学者也能很快地理解其中的内容。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为通信光电子领域的研究者和工程师提供了一份宝贵的参考资料。我尤其欣赏其中对“测量”部分的详尽阐述，从基本的器件参数表征，到复杂的系统级性能评估，都进行了深入浅出的介绍。书中不仅列举了多种常用的测试仪器和技术，更重要的是，它强调了在实际测量过程中可能遇到的挑战以及应对策略。例如，在测量高速光器件的眼图时，书中详细分析了如何选择合适的示波器、光衰减器，以及如何处理噪声和抖动的影响，这对于我日常工作中遇到的瓶颈提供了清晰的思路。此外，对于不同类型的光通信系统，如DWDM、OTN等，书中也提供了相应的测量方法和性能指标，这使得我在进行系统优化和故障排查时，能够更加系统和高效。我曾尝试过书籍中提到的某些测量方法，确实取得了比以往更好的实验结果。那些关于校准、不确定度分析的章节，对于确保测量结果的准确性和可靠性至关重要，也让我受益匪浅。总的来说，这本书在测量技术方面的深入讲解，是其一大亮点，足以让读者在实践中获得显著的提升。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书，我最大的感受是其内容的广度和深度都达到了相当的水平。它不仅仅局限于单一的技术点，而是将“通信光电子器件”和“系统”这两个概念紧密地结合起来，并以“测量”和“仿真”作为贯穿始终的工具。书中在介绍某个器件时，不仅仅停留在其基本原理和参数，还会进一步探讨该器件在不同光通信系统中的应用场景，以及如何对其进行实际测量和仿真分析。这种系统性的思维方式，让我能够更全面地理解光电子技术在整个通信链路中的作用。例如，在讨论光调制器时，书中不仅介绍了其电光效应和性能指标，还详细阐述了如何在不同速率和调制格式的系统中对其进行眼图、误码率等关键参数的测量，并提供了相应的仿真模型来预测其在实际系统中的表现。这种从器件到系统，再到测量与仿真的完整链路分析，是我在其他文献中很少见到的。这本书的结构非常合理，逻辑清晰，使得我能够循序渐进地掌握相关知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来了许多新的思考和认识。在我看来，它的一个突出贡献在于其对“通信光电子器件与系统”的整体性把握。以往接触的资料，往往侧重于某一类器件的原理，或者某一系统的架构，而这本书则将两者有机地结合起来，并在此基础上引入了“测量”和“仿真”这两个关键的工程实现手段。这使得读者能够从一个更宏观的视角来审视整个光通信技术的发展。书中对于新型光器件，如硅光子器件、光子集成电路等，也进行了适度的介绍，并结合了其在系统中的测量和仿真方法。这种前瞻性，让我对未来的光通信技术发展有了更清晰的认识。书中提出的某些测量和仿真方法的创新性，也为我带来了新的灵感，例如如何利用机器学习辅助仿真，或者如何设计更智能化的测量方案。这本书的价值在于其能够激发读者的思考，并引导读者去探索更深层次的问题。