扩展频谱通信系统原理 9787118087956 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Don Torrieri 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118087956

商品编码：29664844348

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名:扩展频谱通信系统原理

定价：119.90元

售价：81.5元,便宜38.4元,折扣67

作者:Don Torrieri

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787118087956

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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托列里编著的这本《扩展频谱通信系统原理（第2版）》系统阐述了扩谱通信中的编码调制、扩谱码同步、分集接收、扩谱信号检测、迭代信道检测等一系列基础问题，重点论述了扩谱通信的基本原理和基础理论。本书内容全面深入，概念清晰，理论分析严谨，仿真、习题和参考资料丰富，是当前*的扩谱通信基础理论著作之一。

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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信号的“隐身术”与“魔术”：解密现代通信的底层逻辑 想象一下，在浩瀚的无线电频谱中，无数的通信信号你来我往，彼此交织，却又能清晰地传递信息，互不干扰。这仿佛是现代社会的一场无声的交响乐，而在这场交响乐背后，隐藏着一项神奇的技术——扩展频谱通信。它不仅仅是简单地将信号“放大”或“压制”，更像是一门精妙的“隐身术”和“魔术”，让原本微弱、易受干扰的信号变得强大而鲁棒，解锁了高容量、高安全性通信的无限可能。 我们所处的时代，信息以惊人的速度爆炸式增长，从高清视频流、实时在线游戏，到物联网设备的海量数据，再到军事通信的绝对安全需求，这一切都对通信系统的能力提出了前所未有的挑战。传统的窄带通信方式，如同在拥挤的街道上行驶的车辆，很容易被其他车辆的噪音所干扰，一旦遇到信号的“堵车”，通信质量便会急剧下降，甚至中断。然而，扩展频谱通信，则另辟蹊径，它选择了一种“化整为零，分散风险”的策略，将原本集中在狭窄频带内的信号，以一种特殊的编码方式，扩散到更宽广的频带范围内。这就像是在广阔的平原上行驶，即使前方有少量车辆，也几乎不会影响到整体的交通顺畅。 那么，这种“扩散”是如何实现的呢？这便是扩展频谱通信的核心秘密所在。它并非简单地将信号的功率平均分配到整个宽带上，而是通过一系列精心设计的“伪随机噪声”（PN）序列，将原始的窄带信息信号进行调制。这些PN序列，如同只有发送方和接收方才知晓的“暗号”，它们具有极高的随机性，使得扩展后的信号在频谱上看起来杂乱无章，仿佛普通的噪声，极难被非授权用户识别和截获，这便是其“隐身术”的一面。 伪随机噪声序列：通信的“暗号”与“加速器” PN序列是扩展频谱通信的灵魂。它们通常由移位寄存器生成，虽然看起来随机，但实际上是确定性的，并且具有良好的自相关和互相关特性。这意味着，发送方和接收方只要拥有相同的PN序列生成规则（即相同的“密钥”），就可以在接收端精确地同步，并将接收到的宽带信号“解扩”，恢复出原始的窄带信息。这种同步能力，对于接收微弱信号至关重要。 PN序列的“随机性”和“高码率”是实现扩展频谱通信的两大基石。首先，PN序列的随机性使得扩展后的信号频谱看起来与环境噪声相似，难以被探测和干扰。即使有其他信号存在，由于它们与PN序列的“不匹配”，在解扩过程中会被显著抑制，从而大大提高了系统的抗干扰能力。其次，PN序列的码率远高于原始信息码率。例如，一个信息比特可能被几十甚至上百个PN码元所代表。这意味着，原始信息信号的能量被分散到了更多的 PN 码元上，单个 PN 码元的能量极低，远低于噪声的门限，因此不易被检测到。同时，这种高码率也为实现精确同步提供了基础。 欺骗与伪装：抗干扰与抗侦测的绝技 扩展频谱通信之所以能够对抗各种干扰，其核心在于“能量分散”和“相关性解调”。当信号被扩展到非常宽的频带后，即使某些频段受到强烈的干扰，也只会影响到其中极少一部分的 PN 码元，而大部分的 PN 码元仍然能够正常接收。在解扩过程中，只有与 PN 序列完全匹配的部分才能被有效恢复，而干扰信号由于其随机性或与 PN 序列的不匹配，其能量在解扩后会被极度压缩，甚至低于噪声水平。 更具迷惑性的是，对于未知的干扰源来说，它面对的是一个广阔的频谱，很难准确地知道原始信息隐藏在哪个频段，也无法模仿 PN 序列进行有效干扰。因此，扩展频谱通信天生就具备了很强的抗干扰能力，无论是自然的电磁噪声，还是人为的恶意干扰，都难以对其造成致命打击。 “跳频”与“展频”：两种不同的“隐身”哲学 根据 PN 序列的应用方式，扩展频谱通信主要可以分为两大类：跳频（Frequency Hopping, FH）和直接序列（Direct Sequence, DS）。 跳频通信：顾名思义，跳频通信就像是信号在频谱上“跳跃”。它将整个可用频带划分为多个信道，然后根据一个预先设定的 PN 序列，在极短的时间内，让载波频率在这些信道之间快速切换。接收方也按照同样的 PN 序列，精确地“跳”到正确的频率上进行接收。这种方式使得信号在某个固定频率上停留的时间非常短，即使该频率上有干扰，也只会影响到通信的一小部分，并且很快就会跳开。同时，由于频率的随机跳变，使得敌方很难通过监测一个或几个频率来持续跟踪和干扰通信。跳频通信就像是在多个房间之间不断穿梭，让敌人无法捉摸你的行踪。 直接序列扩展频谱通信：与跳频的“动态跳跃”不同，直接序列通信则是一种“静态扩散”。它将原始的基带信息信号与高速的 PN 序列进行相乘，从而将信息信号的带宽扩展到 PN 序列的带宽。简单来说，就是将一个信息比特“打散”成许多个 PN 码元。这样一来，原始信息信号的能量就均匀地分散到了极宽的频带上。接收方只需要将接收到的宽带信号与同一个 PN 序列进行相乘，就可以将信号“解扩”回原始的窄带信号。这种方式的优点在于，其抗干扰和抗侦测能力非常强，信号的功率谱密度非常低，难以被检测到，并且对窄带干扰具有极强的抑制能力。直接序列通信就像是将一个纸条撕碎，然后将碎片均匀地撒在地面上，除非你有精确的“拼图”能力，否则很难辨认出原来的纸条。 安全通信的“铜墙铁壁” 扩展频谱通信最引人注目的特性之一便是其强大的安全性。由于 PN 序列的复杂性和随机性，未经授权的用户很难知道 PN 序列的具体参数，因此无法有效地解扩接收到的信号。即使能够接收到扩展后的信号，也只能听到一堆无意义的噪声。这种特性使得它在军事通信、保密通信等领域有着不可替代的应用。 试想一下，在战场上，我方需要与前线部队保持实时、安全的通信，同时又要防止敌方窃听或干扰。传统的通信方式很容易被敌方截获，导致军事机密泄露，甚至指挥失误。而扩展频谱通信，通过其“隐身”和“伪装”的特性，能够有效地规避敌方的侦测和干扰，确保通信的可靠性和保密性。敌方即使捕获到了信号，也如同大海捞针，难以从中提取有用的信息。 不仅仅是军事：无处不在的“隐身术” 扩展频谱通信的优势并不仅限于军事领域。在民用通信领域，它也发挥着越来越重要的作用。例如，Wi-Fi 和蓝牙等无线局域网技术，就广泛采用了直接序列扩展频谱技术。通过将数据信号扩展到更宽的频带，Wi-Fi 和蓝牙能够在复杂的电磁环境中实现稳定、高速的数据传输，并且能够与许多其他无线设备共存。 GPS（全球定位系统）也是扩展频谱通信的杰出代表。GPS 卫星播发的信号，经过直接序列扩展后，在地面上具有极低的功率谱密度，使得我们的 GPS 接收器即使在非常微弱的信号条件下，也能够准确地接收到来自多颗卫星的信号，从而计算出精确的位置信息。 未来的展望：更智能、更强大的通信网络 随着通信技术的不断发展，扩展频谱通信也在不断演进。新的 PN 序列生成技术、更复杂的扩展和解扩算法，以及与人工智能等技术的融合，将使扩展频谱通信在未来拥有更广阔的应用前景。例如，在面对日益复杂的电磁环境和更高的通信容量需求时，更智能化的自适应扩展频谱技术，能够根据实际的信道条件和干扰情况，动态地调整扩展参数，实现更优化的通信性能。 总而言之，扩展频谱通信是一项革命性的通信技术，它通过独特的信号扩展和解扩机制，赋予了通信系统强大的抗干扰能力、安全性和高容量特性。无论是“隐身”于杂乱的电磁背景，还是以“分散”的方式对抗干扰，它都展现了现代通信的智慧与力量，并已深入渗透到我们生活的方方面面，构筑着未来信息社会的坚实基石。它不是简单的信号“增强”，而是一种对信号本质的深刻理解和巧妙运用，是现代通信领域不可或缺的一项核心技术。

评分☆☆☆☆☆

《应用概率过程与随机分析》这本书的难度简直是令人望而生畏，但同时又充满了智力上的挑战性。它不是那种面向应用工程师，只介绍如何套用公式的教材，而是面向数学研究生的硬核之作。书中的章节组织非常紧凑，从基础的马尔可夫链开始，迅速过渡到鞅论、伊藤积分，以及随机微分方程（SDEs）的解的存在性与唯一性证明。作者在讲解SDEs时，对测度论和随机控制理论的基础知识要求非常高，几乎每隔几页就需要查阅前面章节的定义或引理。我最佩服的是它对金融衍生品定价中布莱克-斯科尔斯模型的随机分析推导，其严谨程度远超一般金融数学入门读物，真正展示了随机微积分的强大威力。读完这本书，我感觉自己对“随机性”的理解从一种模糊的概率概念，提升到了一个结构化的、可操作的数学工具层面。对于那些想深入理解现代量化金融模型、或者进行相关理论研究的人来说，这本书是不可逾越的里程碑，但它绝对不适合作为轻松阅读材料。

评分☆☆☆☆☆

《高精度光学测量技术及其应用》这本书给我的感觉是，它简直就是一部大型的仪器操作手册和故障排除指南的结合体。我之前在实验室接触干涉仪时，遇到的各种条纹模糊、相位解包裹错误的问题，在这本书里都能找到对应的原理分析和解决策略。作者对各种光学传感器的误差来源分析得极其透彻，比如对温度漂移、气流扰动、机械振动对激光干涉条纹影响的量化描述，非常实用。特别是关于傅里叶变换干涉测量法的章节，它不仅讲解了原理，还详细对比了不同采样策略下，对频谱泄漏和栅瓣效应的影响，甚至给出了针对性的滤波算法代码片段。这本书的语言风格非常务实，没有太多宏大的叙事，完全聚焦于如何把测量精度提高到纳米级别。我尤其喜欢它在“系统集成”部分，讲解了如何将复杂的标定过程自动化，这对于我们后续进行自动化产线检测非常有指导意义。如果你是光学工程专业的学生或者相关仪器的开发工程师，这本书的价值远超其定价。

评分☆☆☆☆☆

这本《现代嵌入式系统设计与实践》简直是为我这种初入这个领域的人量身定做的。我之前对单片机和操作系统的理解还停留在非常表层的概念上，但这本书的叙述方式非常注重底层逻辑和实际操作的结合。它不是那种只罗列理论公式的书，而是花了大量的篇幅去剖析为什么某些设计决策会被采纳，以及在资源受限的环境下如何进行取舍。比如，在讲解实时性约束时，作者没有仅仅停留在“硬实时”和“软实时”的定义上，而是深入分析了中断延迟的各个组成部分，甚至连缓存一致性对性能的影响都给出了清晰的图解和案例。我特别欣赏它在软件架构部分，用了一个非常生动的比喻来描述各个模块之间的依赖关系，这比我之前看过的任何教科书都要直观。看完第一部分，我立刻就有信心去尝试搭建一个基于FreeRTOS的简单任务调度系统了。唯一的遗憾是，书中对特定硬件平台的深入优化技巧涉及得相对较少，但考虑到其作为一本入门和中级过渡的教材定位，这一点是可以理解的。总的来说，它为我搭建起了一座坚实的理论桥梁，通向真正的系统工程实践。

评分☆☆☆☆☆

我拿到《复杂网络动力学导论》这本书的时候，本来期望能看到一些前沿的研究热点，比如深度学习在图结构数据上的应用。然而，这本书的风格却更像是一部扎实的“内功心法”。它非常严谨地从图论的基础公理出发，一步步构建起网络结构、耦合强度、以及非线性动力学模型的数学框架。作者的数学功底非常深厚，每一个定理的推导都清晰可见，没有半点含糊。我记得有一章专门讨论了同步现象的稳定性分析，光是那个耦合项的拉普尼斯稳定性判据的证明，就让我反复琢磨了好久才真正领悟其精髓。这本书的阅读体验是“慢工出细活”，你不能指望一口气读完，而需要带着笔和草稿纸，时不时地停下来验证一下推导过程。它的优势在于构建了无懈可击的理论基础，让你在面对新的复杂系统（无论是生物网络、社会系统还是电网）时，能够迅速地将其抽象到已知的动力学模型框架下进行分析。对于那些想在复杂系统理论领域深耕的科研工作者来说，这本书绝对是案头必备的工具书，它提供的不是答案，而是提问的正确方式。

评分☆☆☆☆☆

翻开《中世纪欧洲经济史纲要》时，我立刻就被它那种宏大而又细致入微的叙事风格吸引住了。这本书完全颠覆了我对中世纪“黑暗时代”的刻板印象。作者并没有满足于描述封建制度的僵化，而是深入挖掘了农业技术革命，比如重犁的推广、三圃制的普及，是如何在量变中积累质变，最终为后来的商业复苏奠定基础的。我特别喜欢它对“庄园经济”的剖析，它不仅仅是简单的土地与劳动的关系，作者通过对地方税收记录和教会财产清单的交叉比对，生动地描绘了领主、佃农、以及新兴手工业者之间复杂的经济博弈。阅读过程中，我仿佛能闻到泥土和汗水的味道，感受到羊毛贸易路线在欧洲大陆上的延伸。书中对不同时期货币的含金量变化分析得也极为精妙，揭示了通货波动如何影响地方财富的积累速度。这本书的价值在于，它将宏观的历史趋势与微观的个体生活紧密联系起来，让历史不再是枯燥的年代堆砌，而是一部充满活力的社会演变史。