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Don Torrieri 著

圖書標籤:

• 擴展頻譜通信
• 擴頻通信
• 通信原理
• 無綫通信
• 信息論
• 信號處理
• 調製解調
• 抗乾擾通信
• 現代通信
• 通信工程

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118087956

商品編碼：29728969955

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名：擴展頻譜通信係統原理

定價：119.90元

作者：Don Torrieri

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787118087956

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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托列裏編著的這本《擴展頻譜通信係統原理（第2版）》係統闡述瞭擴譜通信中的編碼調製、擴譜碼同步、分集接收、擴譜信號檢測、迭代信道檢測等一係列基礎問題，重點論述瞭擴譜通信的基本原理和基礎理論。本書內容全麵深入，概念清晰，理論分析嚴謹，仿真、習題和參考資料豐富，是當前*的擴譜通信基礎理論著作之一。

目錄

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章 信道編碼與調製
　1.1 分組碼
　1.1.1 硬判決譯碼的錯誤概率
　1.1.2 軟判決譯碼與脈衝幅度調製的編碼度量
　1.1.3 正交信號的編碼度量
　1.1.4 無編碼的FSK符號度量和錯誤概率
　1.1.5 性能實例
　1.2 捲積碼與格型碼
　1.2.1 契爾諾夫界
　1.2.2 網格編碼調製
　1.3 交織器
　1.4 經典級聯碼
　1.5 Turbo碼
　1.5.1 MAP譯碼算法
　1.5.2 並行級聯Turbo碼
　1.5.3 串行級聯Turbo碼
　1.6 低密度奇偶校驗碼
　1.6.1 非規則重復纍加碼
　1.7 迭代解調與譯碼
　1.7.1 比特交織編碼調製
　1.7.2 仿真實例
　思考題
第2章 直接序列擴譜係統
　2.1 定義和概念
　2.2 擴譜序列和波形
　2.2.1 二進製序列
　2.2.2 移位寄存器序列
　2.2.3 大序列
　2.2.4 自相關函數和功率譜
　2.2.5 特徵多項式
　2.2.6 長非綫性序列
　2.2.7 碼片波形
　2.3 BPSK調製係統
　2.3.1 載波頻率上的單音乾擾
　2.3.2 一般的單音乾擾
　2.3.3 高斯乾擾
　2.4 四進製係統
　2.4.1 采用信道編碼的係統
　2.5 脈衝乾擾
　2.6 基於帶通匹配濾波器的解擴
　2.6.1 非相乾直擴係統
　2.6.2 抗多徑相乾係統
　2.7 窄帶乾擾的消除
　2.7.1 自適應濾波器
　2.7.2 時域自適應濾波
　2.7.3 變換域處理
　2.7.4 非綫性濾波
　2.7.5 自適應ACM濾波器
　思考題
第3章 跳頻擴譜係統
　3.1 概念和特徵
　3.2 正交FSK跳頻
　3.2.1 軟判決譯碼
　3.2.2 多音乾擾
　3.3 CPM和DPSK調製的跳頻係統
　3.4 混閤擴譜係統
　3.5 部分頻帶乾擾下的編碼
　3.5.1 RS編碼
　3.5.2 網格編碼調製
　3.5.3 Turbo碼和LDPC碼
　3.6 頻率閤成器
　3.6.1 直接頻率閤成器
　3.6.2 直接數字頻率閤成器
　3.6.3 間接頻率閤成器
　思考題
第4章 擴譜碼同步
　4.1 擴譜序列的捕獲
　4.1.1 匹配濾波器捕獲
　4.2 順序搜索捕獲
　4.2.1 均勻分布下的均勻搜索
　4.2.2 連續計數雙駐留捕獲
　4.2.3 單駐留和匹配濾波捕獲
　4.2.4 上下雙駐留捕獲
　4.2.5 懲罰時間
　4.2.6 其他搜索策略
　4.2.7 捕獲時間的概率密度函數
　4.2.8 替代分析
　4.2.9 非連續及序貫搜索
　4.3 捕獲相關器
　4.4 擴譜碼跟蹤
　4.5 跳頻圖案
　4.5.1 匹配濾波器捕獲
　4.5.2 順序搜索捕獲
　4.5.3 跟蹤器
　思考題
第5章 衰落與分集
　5.1 路徑損耗、陰影和衰落
　5.2 時間選擇性衰落
　5.2.1 衰落速率和衰落持續時間
　5.2.2 空間分集和衰落
　5.3 頻率選擇性衰落
　5.3.1 信道衝激響應
　5.4 衰落信道的分集
　5.4.1 優陣列
　5.4.2 大比閤並
　5.4.3 相乾二進製調製及其度量
　5.4.4 等增益閤並
　5.4.5 選擇分集
　5.4.6 發射分集
　5.5 信道編碼
　5.5.1 比特交織編碼調製
　5.6 Rake解調器
　5.7 分集和擴譜技術
　5.8 多載波直擴係統
　5.8.1 MC—CDMA係統
　5.8.2 采用頻域均衡的DS—CDMA係統
　思考題
第6章 碼分多址接入
　6.1 DS／CDMA的擴譜序列
　6.1.1 同步通信
　6.1.2 異步通信
　6.1.3 誤符號率
　6.1.4 復四進製序列
　6.2 擴譜序列係統
　6.2.1 Jensen不等式
　6.2.2 基於BPSK的直擴係統
　6.2.3 四相直擴係統
　6.3 蜂窩網絡和功率控製
　6.3.1 小區間上行鏈路乾擾
　6.3.2 中斷分析
　6.3.3 本地平均功率控製
　6.3.4 誤比特率分析
　6.3.5 多普勒擴展對功率控製精度的影響
　6.3.6 下行鏈路功率控製和中斷
　6.4 跳頻多址接入
　6.4.1 異步FH／CDMA網絡
　6.4.2 Ad hoc網絡和蜂窩移動網絡
　6.4.3 Ad Hoc網絡
　6.4.4 蜂窩網絡
　6.5 多用戶檢測器
　6.5.1 優檢測器
　6.5.2 去相關檢測器
　6.5.3 小均方誤差檢測器
　6.5.4 自適應多用戶檢測器
　6.5.5 乾擾抵消器
　6.5.6 跳頻多用戶檢測器
　思考題
第7章 擴譜信號的檢測
　7.1 直擴信號的檢測
　7.2 能量檢測器
　7.2.1 噪聲功率估計
　7.2.2 其他實現問題
　7.3 跳頻信號的檢測
　7.4 信道化能量檢測器
　思考題
第8章 采用迭代信道估計的擴譜係統
　8.1 期望大化算法
　8.1.1 固定點迭代
　8.2 直擴係統
　8.2.1 編碼、調製及信道估計
　8.2.2 迭代接收機結構
　8.2.3 EM算法
　8.2.4 有準確相位信息的接收機
　8.2.5 無相位信息的接收機
　8.2.6 盲PACE估計的摺中
　8.2.7 仿真結果
　8.3 信息論導論
　8.4 魯棒跳頻係統
　8.4.1 係統模型
　8.4.2 解調器度量
　8.4.3 信道估計器
　8.4.4 調製指數的選擇
　8.4.5 存在部分頻帶乾擾時的性能
　8.4.6 異步多址接入乾擾
　思考題
附錄A 常見信號的特徵
　A.1 帶通信號
　A.2 平穩過程
　A.3 直接變頻接收機
附錄B 常見的概率分布
　B.1 卡方分布
　B.2 中心卡方分布
　B.3 萊斯分布
　B.4 瑞利分布
　B.5 指數分布
附錄C 常見自適應算法的收斂
　C.1 LMS算法
　C.1.1 均值的收斂
　C.1.2 失調
　C.2 Frost算法
　C.2.1 均值的收斂
索引

作者介紹

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文摘

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序言

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現代通信技術的基石：淺析先進信號處理與編碼調製 引言 信息，作為現代社會發展的核心驅動力，其高效、可靠、安全的傳輸已成為衡量一個國傢科技實力和經濟活力的重要標誌。從日常的手機通話、互聯網衝浪，到尖端的衛星導航、深空探測，無一不依賴於精妙絕倫的通信技術。而在這背後，支撐起這一切的，是信號處理與編碼調製這兩大核心技術。它們如同通信係統的“大腦”與“神經”，負責對原始信息進行精巧的加工，使其能夠在復雜的環境中穿梭自如，最終準確無誤地抵達目的地。 本書並非聚焦於某一種特定的通信係統，而是旨在深入剖析現代通信技術賴以生存的普適性原理，特彆是先進信號處理與編碼調製領域的前沿技術及其發展脈絡。我們將帶領讀者穿越信號的海洋，理解信息在編碼、調製、傳輸、解調、解碼的完整生命周期中所經曆的變革，以及如何通過數學的語言和精巧的算法，賦予信息穿越乾擾、抵達彼岸的超能力。 第一章：信號的本質與數字化曆程 在探討復雜的處理與編碼技術之前，我們必須首先迴到信號的本源。本章將從連續信號的數學描述齣發，闡述其頻譜特性、能量與功率等基本概念。隨後，我們將重點聚焦於信號的數字化過程，即采樣、量化和編碼。 連續信號的分析： 傅裏葉變換作為理解信號頻譜的關鍵工具，將貫穿本章。我們將解析信號的時域與頻域錶示，理解帶寬的概念以及它在通信係統設計中的重要性。噪聲和失真作為信號傳輸過程中的常見挑戰，也將在此進行初步的探討，為後續章節中如何對抗它們奠定基礎。 采樣理論： 奈奎斯特定理是實現無損數字化的基石。我們將深入理解奈奎斯特速率的概念，探討過采樣和欠采樣的影響，並介紹不同的采樣技術，如零階保持和一階保持，以及它們在實際應用中的權衡。 量化與編碼： 量化是將連續幅度映射到離散值的過程，其精度直接影響信號的保真度。我們將分析量化誤差的産生機製，介紹均勻量化和非均勻量化（如μ-law和A-law編碼）的原理及其適用場景。然後，我們將進一步探討數據編碼，包括二進製編碼、曼徹斯特編碼等，理解它們如何將量化後的數值轉化為適閤傳輸的比特流。 第二章：現代信號處理的核心：濾波與變換 信號在傳輸過程中會受到各種噪聲的乾擾，並且可能包含冗餘信息。信號處理技術的核心目標之一就是有效地抑製噪聲，提取有用信息，並對信號進行壓縮和增強。本章將聚焦於信號處理中的兩大基石：濾波與變換。 濾波理論與實踐： 濾波器是信號處理中的“醫生”，能夠“過濾”掉有害的信號成分。我們將深入分析綫性時不變（LTI）係統的性質，介紹FIR（有限脈衝響應）和IIR（無限脈衝響應）濾波器的結構和設計方法。各種濾波器類型，如低通、高通、帶通和帶阻濾波器，及其在通信係統中抑製帶外噪聲、分離不同信道的作用將被詳細闡述。此外，自適應濾波器的概念也將被引入，展示其在時變信道中的強大糾錯能力。 傅裏葉變換的深化： 除瞭基本的傅裏葉變換，本章還將探討離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）。FFT在數字信號處理中的革命性意義在於其極大地提高瞭計算效率，使得復雜的頻譜分析和濾波設計成為可能。我們將理解DFT的原理，以及FFT如何通過分治策略加速計算。 其他重要變換： 拉普拉斯變換和Z變換作為傅裏葉變換在復數域和離散時間域的推廣，在分析和設計更復雜的係統時發揮著不可或缺的作用。我們將簡要介紹它們的性質和在係統穩定性分析、濾波器設計中的應用。 第三章：編碼調製：信息傳輸的守護者 將數字化的信息比特流轉化為可以在物理信道上高效傳輸的模擬信號，是通信係統的關鍵環節。編碼調製技術不僅負責將信息“裝載”到載波上，更重要的是，它通過巧妙的設計，賦予信息抵抗信道衰落、多徑效應和噪聲的能力。 信源編碼與信道編碼： 在信息進入調製器之前，通常需要進行信源編碼和信道編碼。信源編碼（如熵編碼）旨在去除信息中的冗餘，提高傳輸效率。而信道編碼（如糾錯碼）則是通信係統的“救世主”，它通過在信息中引入冗餘，使得接收端能夠檢測甚至糾正傳輸過程中産生的錯誤。本章將重點介紹信道編碼。 糾錯碼的藝術： 我們將深入剖析幾種經典的糾錯碼，包括： 綫性分組碼： 如海明碼，介紹其碼字結構、校驗矩陣和譯碼原理，以及其在檢測和糾正少量錯誤方麵的能力。 捲積碼： 介紹其編碼器結構，通過捲積運算生成碼字，並重點講解Viterbi譯碼算法，它是現代通信係統中最重要的解碼算法之一。 低密度奇偶校驗碼（LDPC）和Turbo碼： 作為近年來在性能上取得巨大突破的現代編碼技術，我們將探討它們的基本原理，包括迭代譯碼的思想，以及它們如何逼近香農極限。 調製技術詳解： 調製是將數字信息映射到載波信號參數（幅度、頻率、相位）的過程。我們將詳細介紹： 幅度調製（AM）： 如DSB-SC、SSB，分析其優缺點和應用。 頻率調製（FM）： 及其在抗噪聲方麵的優勢。 相位調製（PM）： 以及其與FM的聯係。 數字調製技術： 如ASK、FSK、PSK（BPSK、QPSK）、QAM（4-QAM、16-QAM、64-QAM等）。我們將深入分析它們的星座圖、功率譜密度、誤碼率性能，以及它們在不同通信場景下的選擇考量。 編碼調製一體化： 最後，我們將探討編碼與調製的聯閤設計，例如，編碼調製的聯閤優化如何進一步提升通信係統的整體性能，剋服信道限製。 第四章：現代通信係統中的先進技術展望 在理解瞭信號處理與編碼調製的基石原理後，本章將帶領讀者展望現代通信係統中的一些前沿技術和發展趨勢。 多輸入多輸齣（MIMO）技術： 利用多個天綫在發射端和接收端，通過空時編碼等技術，極大地提升信道的容量和可靠性。 認知無綫電（Cognitive Radio）： 智能地感知無綫電環境，動態調整傳輸參數，以更有效地利用頻譜資源。 軟件定義無綫電（SDR）： 將傳統的硬件功能通過軟件實現，賦予通信係統更大的靈活性和可重構性。 下一代通信標準： 簡要介紹5G及未來通信技術（如6G）在編碼調製、信號處理等方麵的新進展和挑戰。 結論 先進信號處理與編碼調製技術是現代通信係統不可或缺的基石，它們共同構成瞭信息高效、可靠傳輸的堅實屏障。本書通過對這些核心原理的深入剖析，旨在為讀者構建一個清晰而全麵的技術認知框架，理解信息在數字化、編碼、調製、傳輸、解碼的整個生命周期中所經曆的精妙 transformations。掌握瞭這些基礎，讀者將能更好地理解當今通信技術的強大之處，並為未來的技術創新打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個技術研討會上偶然聽聞到這本書的，當時幾位資深工程師對其中對某些新興技術的闡述大加贊賞，說它突破瞭傳統教材的窠臼。我帶著一份審慎的好奇心開始翻閱，最讓我感到驚喜的是，它並沒有僅僅停留在理論的推導層麵，而是非常巧妙地融入瞭大量實際工程應用的案例分析。例如，在討論乾擾抑製策略時，作者沒有空泛地羅列公式，而是引用瞭幾個不同應用場景下的具體參數設置和性能對比數據，這讓抽象的理論瞬間變得鮮活和可操作起來。這種從宏觀理論到微觀實踐的無縫銜接，對於我們這些需要將知識轉化為生産力的工程師來說，簡直是如獲至寶。我特彆留意瞭其中關於係統優化部分的章節，作者對不同約束條件下的權衡取捨分析得極其透徹，提供瞭多種解決思路，而不是給齣唯一的“標準答案”。這種鼓勵批判性思維的教學方式，遠比單純的知識灌輸要高明得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常大氣，封麵采用瞭深邃的藍色調，搭配著充滿未來感的電路圖紋理，一下子就抓住瞭我的眼球。初拿到手時，厚重紮實的質感讓人對內容的深度充滿瞭期待。內頁的紙張質量也屬上乘，印刷清晰，字號適中，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。更值得稱贊的是，作者在排版上花費瞭不少心思，章節之間的邏輯過渡非常自然流暢，即便是初次接觸這個領域的讀者，也能感受到編排的匠心獨運。特彆是書中穿插的一些高清的係統框圖和概念示意圖，復雜的信息被巧妙地簡化和可視化，極大地降低瞭理解門檻。雖然我還沒來得及深入研讀每一個公式，但僅從這個“門麵”來看，它無疑是一本緻力於提供頂級閱讀體驗的專業書籍。它的物理呈現本身，就傳遞齣一種嚴謹、專業的學術態度，讓人願意沉下心來，去探索其中蘊含的精妙知識體係。我對這本書的整體工藝水準感到非常滿意，這絕對是值得在書架上占據一席之地的佳作。

評分☆☆☆☆☆

與其他同類書籍相比，這本書的更新速度和廣度給我留下瞭深刻的印象。它顯然不是一本墨守成規、隻講經典理論的教材，而是緊密追蹤瞭行業前沿的發展脈絡。我注意到其中專門開闢瞭一塊內容，詳細探討瞭近年來備受關注的某些新型調製與解調技術，甚至涉及到瞭與人工智能算法相結閤的研究方嚮。這種對“未來”的關注，讓這本書的價值超越瞭單純的參考書範疇，更像是一個行業發展趨勢的導航圖。我特彆欣賞作者在引入新技術時，沒有急於展示其性能的優越性，而是先深入剖析瞭其誕生的背景和所解決的根本性問題。這種“知其所以然”的深度解讀，體現瞭作者深厚的學術功底和對技術演進的深刻洞察力。對於希望保持技術棧新穎度的專業人士來說，這本書是不可或缺的“時間膠囊”。

評分☆☆☆☆☆

我更側重於從教學和自我提升的角度來評價這本書的實用價值。作為一名授課老師，我一直在尋找一本既能滿足本科高年級學生基礎要求，又能為研究生提供足夠拓展深度的教材。這本書恰好在這兩者之間找到瞭完美的平衡點。它不僅提供瞭完備的理論推導（這是學術的底綫），更重要的是，它內置瞭大量的“思考題”和“擴展閱讀建議”。這些建議往往指嚮瞭最新的學術論文或者重要的專利文獻，這極大地激發瞭學生的自主探究精神。我嘗試將其中一個關於信道編碼的復雜算法，作為期末項目的背景材料，學生們反饋非常好，因為書中對算法的推導邏輯清晰到可以直接作為項目實現的藍圖。總而言之，這本書在內容組織上體現瞭一種強大的“賦能”哲學，它不僅僅是知識的容器，更是點燃學習者好奇心和實踐動力的催化劑。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我原本以為這會是一本晦澀難懂的“天書”，畢竟涉及到的數學工具和信號處理基礎知識就讓人望而生畏。然而，閱讀體驗遠超我的預期。作者似乎非常理解初學者的睏境，在引入復雜的數學模型之前，總會用非常直白、形象的語言先勾勒齣背後的物理意義或者係統功能。比如，關於隨機過程那幾章，作者使用瞭非常生活化的比喻來解釋噪聲的統計特性，讓我這個對概率論不太敏感的人也能迅速抓住核心概念。更關鍵的是，書中對基本概念的定義界限劃分得非常清晰，避免瞭術語混淆帶來的二次學習成本。這種循序漸進、層層遞進的敘事結構，使得原本高聳入雲的知識體係，被一步步拆解成瞭可以攀登的小階梯。這讓我對攻剋那些更深層次的專題研究重拾瞭信心，它提供瞭一個堅實、可靠的知識基石。