通信之道：從微積分到5G 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

産品特色

編輯推薦

　　讀瞭《通信之道 從微積分到5G》，纔發現原來龐大復雜的通信主題，可以講得如此清晰生動。真正滿足瞭通信人的期待！

內容簡介

　　《通信之道 從微積分到5G》按照讀者的思維順序講述瞭從微積分到5G 所涉及的基礎知識和關鍵技術。《通信之道——從微積分到5G》共20 章，具有以下特點：

　　（1）跨度極大，內容翔實：涉及數學、信號處理、通信原理、通信前沿技術等多個學科領域，知識密度極高，並且是極精華的部分。

　　（2） 降低難度，提升高度：《通信之道——從微積分到5G》敘述符閤讀者的思維發展規律，並逐級提高，前後呼應，語言風趣幽默，節奏平穩；作者站高望遠，直擊本質，學術境界超過經典。

　　（3）啓發互動，培養創新：在多個環節上對讀者提齣挑戰，啓發讀者思考，並給齣作者的思考過程，培養讀者的創新思維。

　　《通信之道 從微積分到5G》可作為通信和信號處理相關專業的本科生及研究生的教輔書，也可作為從業技術人員的參考資料。

作者簡介

　　楊學誌，1970年齣生於中國山東省。1988年考入清華大學，獲得學士、碩士和博士學位。1998年進入北京大學從事博士後研究工作。2000年進入華為公司，長期從事無綫通信領域的研究工作。他是3G/4G多項核心技術的發明人，包括頻域多用戶檢測，隨機波束賦形，軟頻率復用（SFR）和sOFDM技術，其中SFR和sOFDM是4G的奠基性技術。2012年10月從華為公司離職，獨立進行5G關鍵技術研究，提齣瞭多級軟頻率復用技術，使得SFR成為無綫通信技術發展的裏程碑之一。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論1
1.1 這是一本什麼樣的書1
1.2 什麼是通信3
1.3 通信的曆史3

第2章 幫“菜鳥”復習一下微積分5
2.1 微積分的創立5
2.2 極限7
2.2.1 數列的極限7
2.2.2 函數的極限8
2.3 你討厭數學公式嗎9
2.4 連續11
2.5 導數12
2.6 微分15
2.7 積分16
2.8 微積分基本定理18
2.9 積分中值定理20
2.10 稍微等一等21
2.11 微積分第一基本定理的證明21
2.12 微積分第二基本定理的證明22
2.13 泰勒級數25
2.14 多元函數與偏導數26
2.15 後記28

第3章 信號與係統31
3.1 “信號與係統”是一門什麼樣的課程31
3.2 連續係統與離散係統31
3.3 綫性係統34
3.4 時/移不變係統34
3.5 綫性係統對激勵的響應35
3.5.1 離散_ 信號35
3.5.2 離散捲積35
3.5.3 連續_ 函數38
3.5.4 連續捲積40
3.6 捲積的性質43

第4章 復變函數45
4.1 從實數到復數45
4.2 復數的四則運算46
4.3 虛數i是怎樣的一個數47
4.4 復指數函數50
4.5 著名的歐拉公式52

第5章 傅裏葉分析55
5.1 傅裏葉級數55
5.1.1 三角形式的傅裏葉級數55
5.1.2 為什麼正弦信號如此重要57
5.1.3 什麼是頻率58
5.1.4 復指數形式的傅裏葉級數59
5.1.5 理解負頻率59
5.2 傅裏葉變換60
5.2.1 理解譜密度61
5.2.2 傅裏葉變換存在的條件62
5.3 傅裏葉變換的性質62
5.4 典型函數的傅裏葉變換66
5.5 捲積定理69
5.6 綫性係統的頻率特性70
5.7 離散傅裏葉變換71
5.8 離散序列的連續傅裏葉變換74
5.9 離散傅裏葉變換的性質76
5.10 循環捲積79
5.11 離散捲積定理81

第6章 采樣，通往數字世界的第一步85
6.1 采樣保持電路85
6.2 采樣的數學錶達86
6.3 周期矩形脈衝87
6.4 周期衝激脈衝88
6.5 采樣定理90
6.6 用采樣信號重構原信號91
6.7 頻域采樣定理92
6.8 奈奎斯特定理能夠被突破嗎94

第7章 信號的譜分析97
7.1 一個簡單的信號97
7.2 頻率分辨率101
7.3 泄漏效應102

第8章 綫性空間理論105
8.1 數學之道105
8.2 綫性空間的定義105
8.3 度量空間106
8.4 賦範空間107
8.5 內積空間108
8.6 正交與正交基112
8.7 再看傅裏葉變換115

第9章 基本通信鏈路119
9.1 為什麼需要調製120
9.2 調製——頻譜搬移122
9.3 相乾解調122
9.4 非相乾解調124
9.5 載波恢復126
9.6 鎖相環126
9.7 平方環129
9.8 Costas 環131
9.9 雙邊帶信號132
9.10 單邊帶信號133
9.11 Hilbert 變換134
9.12 單邊帶信號的發送與接收137
9.13 探究竟，起懷疑140
9.14 IQ 調製140
9.15 IQ 信號的復數錶達142
9.16 復數基帶信號與復信道143
9.17 數字調製146
9.18 奈奎斯特第一準則147
9.19 脈衝成形濾波器150
9.20 幾種數字調製方式155
9.21 連續相位調製157
9.21.1 非連續相位頻移鍵控159
9.21.2 連續相位頻移鍵控161
9.21.3 最小頻移鍵控162
9.21.4 高斯濾波最小頻移鍵控163
9.21.5 從另外一個視角看MSK 166
9.22 數字調製技術之華山論劍169

第10章 概率論與隨機過程173
10.1 什麼是概率173
10.2 聯閤事件和聯閤概率175
10.3 條件概率175
10.4 隨機變量177
10.5 隨機變量的統計量179
10.6 兩個典型的概率密度函數180
10.6.1 平均分布180
10.6.2 高斯分布180
10.7 中心極限定理181
10.8 多隨機變量的聯閤分布182
10.9 條件概率分布183
10.10 聯閤矩184
10.11 n 維高斯分布186
10.12 隨機過程187
10.13 平穩隨機過程187
10.14 復隨機過程189
10.15 功率密度譜190
10.16 循環平穩過程192
10.17 各態曆經過程193
10.18 隨機信號通過綫性時不變係統194
10.19 隨機過程的采樣定理196
10.20 離散隨機過程和係統198
10.21 典型隨機過程199
10.22 閑話概率論201

第11章 AWGN 信道的最佳接收機203
11.1 畝産估計問題203
11.2 參數估計的模型204
11.3 離散觀測的最大似然準則204
11.4 連續觀測的最大似然準則206
11.5 最大後驗概率準則208
11.6 匹配濾波器209
11.7 數字解調213
11.8 2PAM 的誤碼率215
11.9 載波恢復和符號同步218
11.10 符號同步219
11.11 無判決反饋的符號同步算法222

第12章 無綫信道227
12.1 慢衰落227
12.2 多徑效應與快衰落230
12.2.1 二徑模型231
12.2.2 瑞利衰落232
12.2.3 時間選擇性衰落和頻率選擇性衰落233
12.3 小結236

第13章 均衡237
13.1 橫嚮抽頭濾波器237
13.2 MF、ZF 和MMSE 濾波器238
13.2.1 匹配濾波器240
13.2.2 迫零算法241
13.2.3 最小均方誤差算法243
13.2.4 MF、ZF 和MMSE 的關係244
13.2.5 ZF 和MMSE 的快速算法244
13.3 數字均衡技術245
13.3.1 時域均衡245
13.3.2 頻域均衡246
13.4 信道估計249
13.4.1 信道估計的係統方程250
13.4.2 導頻設計問題251
13.4.3 病態問題252
13.4.4 優化導頻和優化矩陣特性254
13.5 小結255

第14章 多址技術257
14.1 FDMA 與TDMA 257
14.2 CDMA 259
14.2.1 擴頻增益261
14.2.2 正交碼262
14.2.3 Rake 接收機263
14.2.4 CDMA 的多用戶模型和自乾擾特性266
14.2.5 遠近效應268
14.2.6 功率控製268
14.2.7 CDMA 係統的特性269
14.2.8 時域多用戶檢測270
14.2.9 頻域多用戶檢測271
14.2.10 CDMA 小結283
14.3 OFDMA 284
14.3.1 OFDM 也是一種CDMA 284
14.3.2 OFDM 如何剋服多徑效應286
14.3.3 OFDM 的多用戶乾擾289
14.3.4 OFDM 的導頻設計和信道估計290
14.3.5 SC-FDMA 291
14.3.6 OFDM 領域的核心專利293
14.4 多址技術小結299

第15章 信息論301
15.1 什麼是信息和比特301
15.2 信息熵304
15.3 復習一下條件概率305
15.4 聯閤熵和條件熵307
15.5 互信息308
15.6 凸函數與Jensen 不等式310
15.7 連續隨機變量的微熵312
15.8 高斯分布的微熵314
15.9 連續隨機變量的互信息315
15.10 離散信道容量316
15.11 加性高斯白噪聲信道容量318
15.12 注水定理320
15.13 信息論小結320

第16章 蜂窩通信323
16.1 頻率復用323
16.2 切換324
16.3 避免乒乓切換325
16.4 同頻復用326
16.5 軟切換327
16.6 分數頻率復用329
16.7 最佳復用因子331
16.8 軟頻率復用334
16.9 軟頻率復用的應用336
16.10 軟頻率復用的局限338
16.11 多級軟頻率復用339
16.12 多級軟頻率復用的性能340
16.13 蜂窩通信小結344

第17章 信道編碼347
17.1 信道編碼的基本概念347
17.2 群、環、域348
17.3 綫性分組碼350
17.4 綫性分組碼的解碼算法353
17.5 編碼增益的本質354
17.6 哈明碼355
17.7 哈達瑪碼356
17.7.1 正交碼357
17.7.2 雙正交碼357
17.7.3 超正交碼357
17.8 Reed-Muller 碼358
17.9 循環碼360
17.10 捲積碼363
17.11 小結365

第18章 多天綫技術367
18.1 MIMO 信息論367
18.2 利用SVD 解讀MIMO 370
18.3 MIMO 預編碼374
18.4 MIMO 接收機算法375
18.5 智能天綫375
18.6 DOA 估計378
18.7 智能天綫的睏難379
18.8 Alamouti編碼379
18.9 分集和復用381
18.10 隨機波束賦形382
18.11 循環延時分集388
18.12 隨機波束賦形與STBC 結閤390
18.13 MIMO 的局限392

第19章 關於創新的思考395
19.1 什麼是創新395
19.2 創新的方法397
19.3 創新的評價方法400
19.4 創新的驅動力401
19.5 研究與開發的區彆402
19.6 基於信息不對稱的管理不適閤創新403
19.7 創新的發展規律404
19.8 流程是質量的基礎，人決定質量的高度405
19.9 基於信譽的授權是創新管理機製的核心406
19.10 創新的管理408
19.11 識彆創新價值410
19.12 創新的政治環境411
19.13 什麼樣的技術需要申請專利413

第20章 後記417
3G霸主417
4G變局420
展望5G425

精彩書摘

　　1.1 這是一本什麼樣的書
　　我完成博士後研究工作時對通信依然一竅不通，進入華為之後纔從BPSK 開始學習通信。
　　沒有人指導我，我的老師就是書。但是這個書真的不大容易讀懂。科技書籍的常規寫法是按照內容來進行編排。這一部分是講信號的，就會把有關信號的所有內容都羅列進去，那一部分是講調製的，也是如法炮製。這樣的寫法符閤作者的思維習慣，而且內容的完備性也容易得到保證。但是對讀者來說，這樣的寫法就造成瞭一定的睏難。首先知識是有連續性的。如果你要學習OFDM 技術，就要懂數字信號處理，在此之前要懂信號與係統，再之前是高等數學、綫性代數、概率論。如果要懂得深入一些，還要懂復變函數、隨機過程、矩陣論、泛函分析、信息論。這些基礎性的知識你可能也學過，但是在學習的時候你並不知道這些東西有什麼用，大多是應付完考試就還給老師瞭。缺少瞭這些基礎的知識，學習新知識的時候總是覺得很彆扭，很多人也因此放棄瞭學習。
　　另外，科技書籍的作者即使不是數學專業，也一般都是有數學背景的，必然受到數學傢文化的影響。數學傢所追求的數學之美，講究的是要恰好。恰好的意思就是用最少的語言把問題描述清楚，而不是更少。數學傢對簡潔之美的追求達到瞭極緻，他們創造瞭符號語言。科技作者受到這種文化的影響，也盡量把內容寫得更簡潔一些。但是這樣的數學之美是很多的數學傢經過曆史的沉澱纔凝練齣來的，初學者並不一定能夠欣賞得來。從心理上說，人們在閱讀的時候會追求一目十行的暢快淋灕，把眼睛盯在一頁書上一整天都翻不過去的體驗是不怎麼好的。
　　本書是一本嚴肅的介紹通信原理的書籍。與傳統科技書籍不同的是，本書按照讀者的認知水平的發展來行文。我是從對通信一無所知，到通過讀書逐漸理解瞭通信技術，在這個過程當中，最煩惱的事情是遇到知識斷點。記得在讀博士階段，我曾經想每個月讀一篇IEEE 的論文，但是讀瞭一篇沒有讀懂，換瞭一篇還沒有讀懂，半年下來一篇也沒有讀懂，於是就放棄瞭。原因就是讀懂這些論文需要大量的背景知識，如果不具備這些知識，就是知識斷點。本書的內容安排結閤瞭我的學習體驗，考慮到讀者的知識儲備和認知水平，前後的行文有光滑的過渡和連接，讓讀者能夠隨著本書從簡單的知識逐漸瞭解一些貌似高深的先進技術。對於某一知識內容，開始的時候隻介紹一些簡單的必要的知識，後續需要的時候，再補充更多的細節或者提高層次。因此某一項內容，會在本書的多個地方介紹，而每一部分可能都不是很完備。本書的語言采用瞭一些口語化的因素，在行文上采用瞭短段落，希望這樣的做法
　　能夠減少一些讀者閱讀的凝重感。同時，我也放棄瞭對數學嚴密性的形式追求。如果你對論述的嚴密性要求比較高，則可能會發現這裏不嚴密，那裏論述不完整，但是嚴密性在我的心中，從宏觀上看，你會發現我的整體思想是嚴密的。對於公式的態度，有朋友建議我像霍金的《時間簡史》那樣不采用公式，我嘗試瞭一下，但是發現這是不可能的。我閱讀過《時間簡史》，裏麵雖然沒有公式，但是內容並不好懂。本書還是定位於嚴肅的學術書籍，如果放棄瞭公式，無法實現科學知識的準確錶達。通信技術，說到底就是數學，因此本文還是采用瞭公式。考慮到很多讀者一看到公式就頭疼，本書隻采用那些最簡單、最基本，也是最重
　　要的公式，在推導的節奏上也考慮瞭讀者的接受程度，並且配閤詳細的解釋和說明，讓讀者能夠看明白。公式其實反映瞭一種思維方式，希望通過本書，能夠引導部分讀者熟悉和熱愛數學公式，進入嚴肅的學術領域。
　　本書取名為《通信之道——從微積分到5G》。道在中國有兩層意思：一是路徑，二是原理方法，與術相對。這裏的道，把兩種意思都包括瞭。按照第一層意思，希望讀者可以順著本書的敘述順序，從一些基礎的概念逐步建立對通信係統的整體理解。按照我目前的設想，本書包括瞭數學、信號與係統、數字信號處理、通信原理以及一些實際係統的介紹。一般說來，這是一個非常龐大的工程，我現在還不知道能夠走多遠。道與術是中國文化當中的兩個層麵，大概的意思是，道是道理、規律等“形而上”的概念，而術是具體實現的手段、方法等，屬於“形而下”。從我的研究經曆來看，書本上的知識雖然捲帙浩瀚，但在實際當中獲得應用的隻是很少的一部分，就是那些最基礎、最本質的部分，這就是通信的道。本書主要在這些方麵著墨，而拋棄那些比較復雜和高深的部分，這樣也可以在一定程度上解決工程量的難題。所謂大道至簡，本書的道也是簡單的道，一本讓初學者讀得懂的道。相對論是改變瞭人類時空觀的理論，但是狹義相對論非常簡單，愛因斯坦隻用瞭一個禮拜就完成瞭論文。狹義相對論是大二的普通物理課程的內容，甚至連高等數學的知識都沒有用到。我做瞭近20 年的研究工作，所做齣的有價值的創新成果，也都是非常簡單的。總而言之，這本書用簡單的語言給你講述貌似高深的通信之道。
　　……

前言/序言

　　2012 年9 月，我離開華為公司，標誌著職業生涯一個階段的結束。
　　我於1988 年考入清華大學精密儀器與機械學係，在這裏度過瞭10 年求學生涯，拿到博士學位。畢業後，我在北京大學做博士後研究工作，方嚮為圖像壓縮。2000 年進入華為公司，開始瞭我在通信領域的職業生涯，一晃就是12 年。
　　12 年的風風雨雨，總算沒有虛度：
　　2002 年，在TD-SCDMA 領域，我提齣瞭一種新的頻域聯閤檢測算法，是業界效率最高的。反映這一成果的論文“A Frequency Domain Multi-User Detector for TDCDMASystems”, 於2011 年9 月發錶在“IEEE TransCommu., Vol 59, No9”上（P2424–2433）。
　　2003 年，提齣瞭隨機波束賦形（random beam-forming）技術，高效地解決瞭智能天綫廣播信道的賦形問題。反映這一成果的論文“A Random Beamforming Technique forOmni-directional Coverage in Multiple An 通信之道：從微積分到5G 下載 mobi epub pdf txt 電子書 格式

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