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Don Torrieri 著

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• 扩展频谱通信
• 扩频通信
• 通信原理
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• 调制解调
• 抗干扰通信
• 现代通信
• 通信工程

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118087956

商品编码：29728969955

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

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：16开

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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章 信道编码与调制
　1.1 分组码
　1.1.1 硬判决译码的错误概率
　1.1.2 软判决译码与脉冲幅度调制的编码度量
　1.1.3 正交信号的编码度量
　1.1.4 无编码的FSK符号度量和错误概率
　1.1.5 性能实例
　1.2 卷积码与格型码
　1.2.1 契尔诺夫界
　1.2.2 网格编码调制
　1.3 交织器
　1.4 经典级联码
　1.5 Turbo码
　1.5.1 MAP译码算法
　1.5.2 并行级联Turbo码
　1.5.3 串行级联Turbo码
　1.6 低密度奇偶校验码
　1.6.1 非规则重复累加码
　1.7 迭代解调与译码
　1.7.1 比特交织编码调制
　1.7.2 仿真实例
　思考题
第2章 直接序列扩谱系统
　2.1 定义和概念
　2.2 扩谱序列和波形
　2.2.1 二进制序列
　2.2.2 移位寄存器序列
　2.2.3 大序列
　2.2.4 自相关函数和功率谱
　2.2.5 特征多项式
　2.2.6 长非线性序列
　2.2.7 码片波形
　2.3 BPSK调制系统
　2.3.1 载波频率上的单音干扰
　2.3.2 一般的单音干扰
　2.3.3 高斯干扰
　2.4 四进制系统
　2.4.1 采用信道编码的系统
　2.5 脉冲干扰
　2.6 基于带通匹配滤波器的解扩
　2.6.1 非相干直扩系统
　2.6.2 抗多径相干系统
　2.7 窄带干扰的消除
　2.7.1 自适应滤波器
　2.7.2 时域自适应滤波
　2.7.3 变换域处理
　2.7.4 非线性滤波
　2.7.5 自适应ACM滤波器
　思考题
第3章 跳频扩谱系统
　3.1 概念和特征
　3.2 正交FSK跳频
　3.2.1 软判决译码
　3.2.2 多音干扰
　3.3 CPM和DPSK调制的跳频系统
　3.4 混合扩谱系统
　3.5 部分频带干扰下的编码
　3.5.1 RS编码
　3.5.2 网格编码调制
　3.5.3 Turbo码和LDPC码
　3.6 频率合成器
　3.6.1 直接频率合成器
　3.6.2 直接数字频率合成器
　3.6.3 间接频率合成器
　思考题
第4章 扩谱码同步
　4.1 扩谱序列的捕获
　4.1.1 匹配滤波器捕获
　4.2 顺序搜索捕获
　4.2.1 均匀分布下的均匀搜索
　4.2.2 连续计数双驻留捕获
　4.2.3 单驻留和匹配滤波捕获
　4.2.4 上下双驻留捕获
　4.2.5 惩罚时间
　4.2.6 其他搜索策略
　4.2.7 捕获时间的概率密度函数
　4.2.8 替代分析
　4.2.9 非连续及序贯搜索
　4.3 捕获相关器
　4.4 扩谱码跟踪
　4.5 跳频图案
　4.5.1 匹配滤波器捕获
　4.5.2 顺序搜索捕获
　4.5.3 跟踪器
　思考题
第5章 衰落与分集
　5.1 路径损耗、阴影和衰落
　5.2 时间选择性衰落
　5.2.1 衰落速率和衰落持续时间
　5.2.2 空间分集和衰落
　5.3 频率选择性衰落
　5.3.1 信道冲激响应
　5.4 衰落信道的分集
　5.4.1 优阵列
　5.4.2 大比合并
　5.4.3 相干二进制调制及其度量
　5.4.4 等增益合并
　5.4.5 选择分集
　5.4.6 发射分集
　5.5 信道编码
　5.5.1 比特交织编码调制
　5.6 Rake解调器
　5.7 分集和扩谱技术
　5.8 多载波直扩系统
　5.8.1 MC—CDMA系统
　5.8.2 采用频域均衡的DS—CDMA系统
　思考题
第6章 码分多址接入
　6.1 DS／CDMA的扩谱序列
　6.1.1 同步通信
　6.1.2 异步通信
　6.1.3 误符号率
　6.1.4 复四进制序列
　6.2 扩谱序列系统
　6.2.1 Jensen不等式
　6.2.2 基于BPSK的直扩系统
　6.2.3 四相直扩系统
　6.3 蜂窝网络和功率控制
　6.3.1 小区间上行链路干扰
　6.3.2 中断分析
　6.3.3 本地平均功率控制
　6.3.4 误比特率分析
　6.3.5 多普勒扩展对功率控制精度的影响
　6.3.6 下行链路功率控制和中断
　6.4 跳频多址接入
　6.4.1 异步FH／CDMA网络
　6.4.2 Ad hoc网络和蜂窝移动网络
　6.4.3 Ad Hoc网络
　6.4.4 蜂窝网络
　6.5 多用户检测器
　6.5.1 优检测器
　6.5.2 去相关检测器
　6.5.3 小均方误差检测器
　6.5.4 自适应多用户检测器
　6.5.5 干扰抵消器
　6.5.6 跳频多用户检测器
　思考题
第7章 扩谱信号的检测
　7.1 直扩信号的检测
　7.2 能量检测器
　7.2.1 噪声功率估计
　7.2.2 其他实现问题
　7.3 跳频信号的检测
　7.4 信道化能量检测器
　思考题
第8章 采用迭代信道估计的扩谱系统
　8.1 期望大化算法
　8.1.1 固定点迭代
　8.2 直扩系统
　8.2.1 编码、调制及信道估计
　8.2.2 迭代接收机结构
　8.2.3 EM算法
　8.2.4 有准确相位信息的接收机
　8.2.5 无相位信息的接收机
　8.2.6 盲PACE估计的折中
　8.2.7 仿真结果
　8.3 信息论导论
　8.4 鲁棒跳频系统
　8.4.1 系统模型
　8.4.2 解调器度量
　8.4.3 信道估计器
　8.4.4 调制指数的选择
　8.4.5 存在部分频带干扰时的性能
　8.4.6 异步多址接入干扰
　思考题
附录A 常见信号的特征
　A.1 带通信号
　A.2 平稳过程
　A.3 直接变频接收机
附录B 常见的概率分布
　B.1 卡方分布
　B.2 中心卡方分布
　B.3 莱斯分布
　B.4 瑞利分布
　B.5 指数分布
附录C 常见自适应算法的收敛
　C.1 LMS算法
　C.1.1 均值的收敛
　C.1.2 失调
　C.2 Frost算法
　C.2.1 均值的收敛
索引

作者介绍

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文摘

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序言

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现代通信技术的基石：浅析先进信号处理与编码调制 引言 信息，作为现代社会发展的核心驱动力，其高效、可靠、安全的传输已成为衡量一个国家科技实力和经济活力的重要标志。从日常的手机通话、互联网冲浪，到尖端的卫星导航、深空探测，无一不依赖于精妙绝伦的通信技术。而在这背后，支撑起这一切的，是信号处理与编码调制这两大核心技术。它们如同通信系统的“大脑”与“神经”，负责对原始信息进行精巧的加工，使其能够在复杂的环境中穿梭自如，最终准确无误地抵达目的地。 本书并非聚焦于某一种特定的通信系统，而是旨在深入剖析现代通信技术赖以生存的普适性原理，特别是先进信号处理与编码调制领域的前沿技术及其发展脉络。我们将带领读者穿越信号的海洋，理解信息在编码、调制、传输、解调、解码的完整生命周期中所经历的变革，以及如何通过数学的语言和精巧的算法，赋予信息穿越干扰、抵达彼岸的超能力。 第一章：信号的本质与数字化历程 在探讨复杂的处理与编码技术之前，我们必须首先回到信号的本源。本章将从连续信号的数学描述出发，阐述其频谱特性、能量与功率等基本概念。随后，我们将重点聚焦于信号的数字化过程，即采样、量化和编码。 连续信号的分析： 傅里叶变换作为理解信号频谱的关键工具，将贯穿本章。我们将解析信号的时域与频域表示，理解带宽的概念以及它在通信系统设计中的重要性。噪声和失真作为信号传输过程中的常见挑战，也将在此进行初步的探讨，为后续章节中如何对抗它们奠定基础。 采样理论： 奈奎斯特定理是实现无损数字化的基石。我们将深入理解奈奎斯特速率的概念，探讨过采样和欠采样的影响，并介绍不同的采样技术，如零阶保持和一阶保持，以及它们在实际应用中的权衡。 量化与编码： 量化是将连续幅度映射到离散值的过程，其精度直接影响信号的保真度。我们将分析量化误差的产生机制，介绍均匀量化和非均匀量化（如μ-law和A-law编码）的原理及其适用场景。然后，我们将进一步探讨数据编码，包括二进制编码、曼彻斯特编码等，理解它们如何将量化后的数值转化为适合传输的比特流。 第二章：现代信号处理的核心：滤波与变换 信号在传输过程中会受到各种噪声的干扰，并且可能包含冗余信息。信号处理技术的核心目标之一就是有效地抑制噪声，提取有用信息，并对信号进行压缩和增强。本章将聚焦于信号处理中的两大基石：滤波与变换。 滤波理论与实践： 滤波器是信号处理中的“医生”，能够“过滤”掉有害的信号成分。我们将深入分析线性时不变（LTI）系统的性质，介绍FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器的结构和设计方法。各种滤波器类型，如低通、高通、带通和带阻滤波器，及其在通信系统中抑制带外噪声、分离不同信道的作用将被详细阐述。此外，自适应滤波器的概念也将被引入，展示其在时变信道中的强大纠错能力。 傅里叶变换的深化： 除了基本的傅里叶变换，本章还将探讨离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。FFT在数字信号处理中的革命性意义在于其极大地提高了计算效率，使得复杂的频谱分析和滤波设计成为可能。我们将理解DFT的原理，以及FFT如何通过分治策略加速计算。 其他重要变换： 拉普拉斯变换和Z变换作为傅里叶变换在复数域和离散时间域的推广，在分析和设计更复杂的系统时发挥着不可或缺的作用。我们将简要介绍它们的性质和在系统稳定性分析、滤波器设计中的应用。 第三章：编码调制：信息传输的守护者 将数字化的信息比特流转化为可以在物理信道上高效传输的模拟信号，是通信系统的关键环节。编码调制技术不仅负责将信息“装载”到载波上，更重要的是，它通过巧妙的设计，赋予信息抵抗信道衰落、多径效应和噪声的能力。 信源编码与信道编码： 在信息进入调制器之前，通常需要进行信源编码和信道编码。信源编码（如熵编码）旨在去除信息中的冗余，提高传输效率。而信道编码（如纠错码）则是通信系统的“救世主”，它通过在信息中引入冗余，使得接收端能够检测甚至纠正传输过程中产生的错误。本章将重点介绍信道编码。 纠错码的艺术： 我们将深入剖析几种经典的纠错码，包括： 线性分组码： 如海明码，介绍其码字结构、校验矩阵和译码原理，以及其在检测和纠正少量错误方面的能力。 卷积码： 介绍其编码器结构，通过卷积运算生成码字，并重点讲解Viterbi译码算法，它是现代通信系统中最重要的解码算法之一。 低密度奇偶校验码（LDPC）和Turbo码： 作为近年来在性能上取得巨大突破的现代编码技术，我们将探讨它们的基本原理，包括迭代译码的思想，以及它们如何逼近香农极限。 调制技术详解： 调制是将数字信息映射到载波信号参数（幅度、频率、相位）的过程。我们将详细介绍： 幅度调制（AM）： 如DSB-SC、SSB，分析其优缺点和应用。 频率调制（FM）： 及其在抗噪声方面的优势。 相位调制（PM）： 以及其与FM的联系。 数字调制技术： 如ASK、FSK、PSK（BPSK、QPSK）、QAM（4-QAM、16-QAM、64-QAM等）。我们将深入分析它们的星座图、功率谱密度、误码率性能，以及它们在不同通信场景下的选择考量。 编码调制一体化： 最后，我们将探讨编码与调制的联合设计，例如，编码调制的联合优化如何进一步提升通信系统的整体性能，克服信道限制。 第四章：现代通信系统中的先进技术展望 在理解了信号处理与编码调制的基石原理后，本章将带领读者展望现代通信系统中的一些前沿技术和发展趋势。 多输入多输出（MIMO）技术： 利用多个天线在发射端和接收端，通过空时编码等技术，极大地提升信道的容量和可靠性。 认知无线电（Cognitive Radio）： 智能地感知无线电环境，动态调整传输参数，以更有效地利用频谱资源。 软件定义无线电（SDR）： 将传统的硬件功能通过软件实现，赋予通信系统更大的灵活性和可重构性。 下一代通信标准： 简要介绍5G及未来通信技术（如6G）在编码调制、信号处理等方面的新进展和挑战。 结论 先进信号处理与编码调制技术是现代通信系统不可或缺的基石，它们共同构成了信息高效、可靠传输的坚实屏障。本书通过对这些核心原理的深入剖析，旨在为读者构建一个清晰而全面的技术认知框架，理解信息在数字化、编码、调制、传输、解码的整个生命周期中所经历的精妙 transformations。掌握了这些基础，读者将能更好地理解当今通信技术的强大之处，并为未来的技术创新打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常大气，封面采用了深邃的蓝色调，搭配着充满未来感的电路图纹理，一下子就抓住了我的眼球。初拿到手时，厚重扎实的质感让人对内容的深度充满了期待。内页的纸张质量也属上乘，印刷清晰，字号适中，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更值得称赞的是，作者在排版上花费了不少心思，章节之间的逻辑过渡非常自然流畅，即便是初次接触这个领域的读者，也能感受到编排的匠心独运。特别是书中穿插的一些高清的系统框图和概念示意图，复杂的信息被巧妙地简化和可视化，极大地降低了理解门槛。虽然我还没来得及深入研读每一个公式，但仅从这个“门面”来看，它无疑是一本致力于提供顶级阅读体验的专业书籍。它的物理呈现本身，就传递出一种严谨、专业的学术态度，让人愿意沉下心来，去探索其中蕴含的精妙知识体系。我对这本书的整体工艺水准感到非常满意，这绝对是值得在书架上占据一席之地的佳作。

评分☆☆☆☆☆

我更侧重于从教学和自我提升的角度来评价这本书的实用价值。作为一名授课老师，我一直在寻找一本既能满足本科高年级学生基础要求，又能为研究生提供足够拓展深度的教材。这本书恰好在这两者之间找到了完美的平衡点。它不仅提供了完备的理论推导（这是学术的底线），更重要的是，它内置了大量的“思考题”和“扩展阅读建议”。这些建议往往指向了最新的学术论文或者重要的专利文献，这极大地激发了学生的自主探究精神。我尝试将其中一个关于信道编码的复杂算法，作为期末项目的背景材料，学生们反馈非常好，因为书中对算法的推导逻辑清晰到可以直接作为项目实现的蓝图。总而言之，这本书在内容组织上体现了一种强大的“赋能”哲学，它不仅仅是知识的容器，更是点燃学习者好奇心和实践动力的催化剂。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个技术研讨会上偶然听闻到这本书的，当时几位资深工程师对其中对某些新兴技术的阐述大加赞赏，说它突破了传统教材的窠臼。我带着一份审慎的好奇心开始翻阅，最让我感到惊喜的是，它并没有仅仅停留在理论的推导层面，而是非常巧妙地融入了大量实际工程应用的案例分析。例如，在讨论干扰抑制策略时，作者没有空泛地罗列公式，而是引用了几个不同应用场景下的具体参数设置和性能对比数据，这让抽象的理论瞬间变得鲜活和可操作起来。这种从宏观理论到微观实践的无缝衔接，对于我们这些需要将知识转化为生产力的工程师来说，简直是如获至宝。我特别留意了其中关于系统优化部分的章节，作者对不同约束条件下的权衡取舍分析得极其透彻，提供了多种解决思路，而不是给出唯一的“标准答案”。这种鼓励批判性思维的教学方式，远比单纯的知识灌输要高明得多。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我原本以为这会是一本晦涩难懂的“天书”，毕竟涉及到的数学工具和信号处理基础知识就让人望而生畏。然而，阅读体验远超我的预期。作者似乎非常理解初学者的困境，在引入复杂的数学模型之前，总会用非常直白、形象的语言先勾勒出背后的物理意义或者系统功能。比如，关于随机过程那几章，作者使用了非常生活化的比喻来解释噪声的统计特性，让我这个对概率论不太敏感的人也能迅速抓住核心概念。更关键的是，书中对基本概念的定义界限划分得非常清晰，避免了术语混淆带来的二次学习成本。这种循序渐进、层层递进的叙事结构，使得原本高耸入云的知识体系，被一步步拆解成了可以攀登的小阶梯。这让我对攻克那些更深层次的专题研究重拾了信心，它提供了一个坚实、可靠的知识基石。

评分☆☆☆☆☆

与其他同类书籍相比，这本书的更新速度和广度给我留下了深刻的印象。它显然不是一本墨守成规、只讲经典理论的教材，而是紧密追踪了行业前沿的发展脉络。我注意到其中专门开辟了一块内容，详细探讨了近年来备受关注的某些新型调制与解调技术，甚至涉及到了与人工智能算法相结合的研究方向。这种对“未来”的关注，让这本书的价值超越了单纯的参考书范畴，更像是一个行业发展趋势的导航图。我特别欣赏作者在引入新技术时，没有急于展示其性能的优越性，而是先深入剖析了其诞生的背景和所解决的根本性问题。这种“知其所以然”的深度解读，体现了作者深厚的学术功底和对技术演进的深刻洞察力。对于希望保持技术栈新颖度的专业人士来说，这本书是不可或缺的“时间胶囊”。