高速光纤通信中数字信号处理算法原理与应用（第一卷）:单载波调制技术（变革性光科学与技术丛书） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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余建军，迟楠 著

图书标签:

• 光纤通信
• 数字信号处理
• 单载波调制
• 高速通信
• 光通信
• 信号处理算法
• 通信工程
• 变革性光科学与技术
• 调制技术
• 信息技术

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302499671

版次：1

商品编码：12379136

出版时间：2018-05-01

高速光纤通信中数字信号处理算法原理与应用（第一卷）:单载波调制技术（变革性光科学与技术丛书） 内容简介 本书是“变革性光科学与技术丛书”中的重要组成部分，专注于深入探讨高速光纤通信领域中数字信号处理（DSP）算法的原理与应用，首卷聚焦于至关重要的单载波调制技术。随着信息时代的飞速发展，对通信带宽和传输速率的需求呈爆炸式增长，传统的通信方式已难以满足需求。光纤通信以其巨大的带宽优势，成为承载海量信息流的基石。然而，在高速光纤通信系统中，信号在传输过程中会面临各种非线性效应、色散、噪声等严峻挑战，这些因素严重影响着信号的质量和传输距离。数字信号处理技术，凭借其强大的灵活性和可编程性，已成为克服这些挑战、实现高性能光纤通信系统的关键。 本卷将系统、全面地剖析单载波调制技术在现代高速光纤通信中的地位、发展演变以及其所面临的技术难题。我们将从信号的产生、传输、接收到最终的解调和检测，逐一解析DSP算法在每一个环节所扮演的核心角色。书中将详细阐述各种主流的单载波调制方案，包括但不限于： 幅度键控（ASK）与移相键控（PSK）的原理与演进： 介绍从基础的ASK、PSK到更复杂的M-PSK（如8-PSK、16-PSK）等方案，分析其频谱效率、抗噪声能力等特性，以及在不同应用场景下的优势与局限。 正交幅度调制（QAM）的精深解析： 重点讲解QAM，特别是16-QAM、64-QAM、256-QAM等高阶QAM技术，深入探讨其调制星座图设计、符号映射策略，以及如何在保证信号质量的前提下最大化频谱效率。分析其在提高数据传输速率方面的重要作用。 单边带（SSB）与双边带（DSB）调制的理论基础： 阐述SSB与DSB的信号生成与恢复原理，分析其在频谱利用率和实现复杂度上的权衡，以及在特定高速光通信场景下的适用性。 脉冲幅度调制（PAM）的先进应用： 深入研究PAM技术，特别是PAM4、PAM8等在光互连和短距离高速光通信中的突破性应用，分析其低成本、高带宽的潜力，以及在信号整形、均衡方面的DSP挑战。 本书的价值不仅在于对这些调制技术的原理进行理论上的深入阐释，更在于强调DSP算法在优化和补偿这些调制方案方面的关键作用。我们将聚焦于以下核心DSP技术及其在单载波调制中的应用： 信道估计与均衡： 详细介绍各种信道估计方法，如最小二乘法（LS）、最小均方误差（MMSE）等，以及用于补偿色散、非线性损伤和符号间干扰（ISI）的自适应均衡算法，包括横向滤波器（T-fir）、递归滤波器（IIR）以及更先进的基于机器学习的均衡方法。我们将探讨如何设计高效且低计算复杂度的均衡器，以适应高速率下的实时处理需求。 载波相位恢复与频率补偿： 分析在接收端如何精确地恢复出原始的载波相位和频率，以应对光信号传输过程中引入的频率偏移和相位噪声。将深入讲解Gardner算法、Mueller-Muller算法、Viterbi-Viterbi算法等经典载波相位恢复（CPR）技术，并探讨其在不同调制格式下的适应性和性能提升。 符号定时恢复： 阐述如何精确地确定信号的采样时刻，以避免采样点偏移导致的信号失真。将介绍基于过采样、过零检测等方法的定时恢复技术，以及在高速率下其实现上的挑战。 噪声抑制与信号检测： 探讨各种信号处理技术，如滤波器设计（包括FIR和IIR滤波器）、维纳滤波等，用于抑制接收信号中的随机噪声。同时，将深入分析最大似然（ML）检测、最大后验概率（MAP）检测等最优检测准则，以及在实际系统中常用的次优但计算复杂度较低的检测方法。 先进的DSP技术： 介绍一些正在兴起或已展现出巨大潜力的先进DSP技术，例如基于机器学习和深度学习的信号处理方法。我们将分析如何利用神经网络来更有效地进行信道均衡、故障诊断、信号解调等任务，尤其是在处理复杂的非线性效应和未知信道特性方面。 本书内容组织清晰，逻辑严谨，从基础原理出发，逐步深入到复杂的算法细节和实际应用。每章都力求深入浅出，配以丰富的图示和理论推导，帮助读者建立坚实的理论基础。同时，书中会结合实际的高速光纤通信系统设计需求，讨论算法的性能指标、复杂度评估以及在FPGA/ASIC等硬件平台上的实现考量。 本书的目标读者包括： 通信工程、电子工程、光学工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生： 为他们提供一个全面、深入的学习平台，理解高速光纤通信系统的核心技术。 从事光通信系统设计、研发的工程师和技术人员： 为他们提供解决实际工程问题的理论指导和算法参考，提升系统性能和效率。 对前沿通信技术感兴趣的研究学者： 为他们提供新的研究思路和技术洞察，推动该领域的技术进步。 通过对本卷的学习，读者将能够深刻理解单载波调制技术在高速光纤通信中的运作机制，掌握关键的DSP算法原理，并能够将其应用于实际的系统设计与优化中，为构建下一代超高速、高容量的光通信网络奠定坚实的基础。本书不仅仅是理论的罗列，更是一份面向实践的宝贵指南，旨在帮助读者驾驭高速光纤通信的澎湃浪潮。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名对光纤通信的数字信号处理部分抱有浓厚兴趣的学习者来说，这本书无疑是一份宝贵的礼物。单载波调制作为高速光纤通信的基础技术之一，其算法原理的清晰阐述至关重要。这本书的结构安排非常合理，从基础的原理讲起，然后逐步深入到各种复杂的信号处理算法。我特别欣赏作者在讲解算法时，那种严谨又不失通俗的风格。那些数学公式和推导，在我看来并没有成为阻碍理解的“拦路虎”，反而像是一种清晰的逻辑链条，将复杂的概念一一串联起来。书中对于不同类型的单载波调制技术，例如PAM、QAM等，以及它们在实际应用中所面临的挑战，都有非常详尽的论述。我尤其关注书中关于如何通过数字信号处理来补偿色散、非线性效应以及相位噪声等问题的章节。这些都是在实际光通信系统中必须克服的关键技术难题，而本书提供的解决方案，让我受益匪浅。书中的案例分析也十分贴切，能够帮助我更好地理解理论知识在实际工程中的应用。读完之后，我感觉自己对单载波调制技术的理解上了一个新的台阶，也对未来高速光通信系统的设计有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿通信技术充满好奇的研究生，我一直在寻找能够引领我进入高速光纤通信“变革性”新领域的技术著作。这本书，尤其是它所处的“变革性光科学与技术丛书”系列，无疑满足了我对深度和前瞻性的期待。单载波调制技术，虽然听起来有些“经典”，但结合“数字信号处理算法”和“高速光纤通信”，就赋予了它全新的生命力。这本书并没有止步于对传统单载波技术的介绍，而是着眼于如何通过先进的数字信号处理算法，克服现有挑战，实现性能的飞跃。我尤其欣赏书中对于如何在有限的硬件资源下，设计出高效、低功耗的信号处理算法的论述。这对于实际工程部署至关重要。书中的图表和伪代码，清晰地展示了算法的实现过程，让我能够直观地理解其工作原理。我迫不及待地想将书中的一些算法应用到我的实验项目中，看看能否在数据速率和传输距离上取得突破。这本书不仅仅是给我提供了理论知识，更重要的是，它点燃了我对光通信领域未来发展的探索热情，让我看到了单载波技术在未来通信网络中的独特价值和无限潜力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本《高速光纤通信中数字信号处理算法原理与应用（第一卷）:单载波调制技术》时，我的第一反应是：“单载波？这玩意儿还有啥新花样？”毕竟，在学术界和工业界，多载波技术，尤其是OFDM，似乎已经成为了“高性能”的代名词。我抱着一种“看看作者能玩出什么花样”的心态翻开了它。然而，随着阅读的深入，我不得不承认，我对单载波的认知被彻底颠覆了。这本书并非只是对现有单载波技术的简单复述，而是着眼于“变革性”的视角，深入挖掘了其在当前技术背景下的潜力和创新空间。作者在书中对于算法的解析，不是那种“知其然不知其所以然”的介绍，而是层层递进，从最基本的原理出发，一步步引出复杂精妙的算法。我印象特别深刻的是书中关于如何在高速率下实现更鲁棒的解调和均衡的讨论，那些基于机器学习或人工智能的算法思路，让我看到了单载波技术在未来可能的发展方向。这不仅仅是一本技术手册，更是一本能够激发思考、拓展视野的著作。它让我意识到，即使是看似“传统”的技术，只要我们能够以创新的思维和先进的算法去驾驭，依然能够焕发出强大的生命力。这本书对我来说，更像是一次“重新发现”的旅程，让我看到了单载波技术在高速光通信领域依然大有可为。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在光通信领域摸爬滚打多年的工程师，手握这本书，我确实有太多话想说。首先，这本书的出版，尤其是在“变革性光科学与技术丛书”这个系列中，本身就预示着它并非泛泛之辈。单载波调制技术，这可是高速光纤通信的基石，虽然听起来是个老生常谈的领域，但这本书的出现，让我对其有了全新的认识。我一直在思考，在如今追求更高带宽、更低延迟的时代，单载波调制是否还有其不可替代的价值，又或是被多载波技术的光芒所掩盖？这本书的深入剖析，无疑为我打开了一个新的视角。它没有回避单载波在某些场景下的局限性，但更重要的是，它揭示了如何在现有技术框架下，通过精妙的数字信号处理算法，将单载波的性能推向新的高度。我尤其关注书中关于如何克服色散、非线性效应等这些长期困扰高速光传输的难题的论述。那些复杂的数学模型和算法推导，虽然需要一定的基础，但一旦理解，便能感受到其中蕴含的智慧，仿佛看到了信号在光纤中“起死回生”的奇妙过程。这本书不仅仅是理论的堆砌，它更像是一本“秘籍”，教你如何在实际工程中运用这些算法，解决那些令人头疼的实际问题。读完后，我甚至开始重新审视我们现有的一些系统设计，尝试去优化那些被认为已经达到瓶颈的部分。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都在寻找一本能够真正深入讲解高速光纤通信中数字信号处理算法的书籍，尤其是针对单载波调制技术的部分。市面上关于这个主题的书籍不少，但很多要么过于理论化，要么过于浅尝辄止。而这本书，则恰恰填补了我的这一需求。它的标题就足够吸引人：“数字信号处理算法原理与应用”，并且明确了聚焦于“单载波调制技术”。这表明作者是有备而来，准备深入剖析这个领域的核心内容。书中的内容，给我的感觉就像是作者将多年积累的宝贵经验和深刻见解，通过系统化的文字呈现出来。我着重阅读了关于高级信道均衡和偏振模式色散（PMD）补偿的章节，这部分内容是我在实际工作中经常会遇到的难点。书中给出的算法，不仅有理论上的严谨性，更重要的是，它们具有很强的工程实用价值。我尝试将书中的一些算法思想应用到我正在进行的项目中，发现确实能够带来显著的性能提升。这本书不仅仅是知识的传授，更是一种解决问题的思维方式的启发。它让我看到了，即使是已经相对成熟的单载波调制技术，通过不断优化和创新数字信号处理算法，依然能够突破性能的极限。