数字宽带接收机特殊设计技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 詹姆斯·徐（JamesTsui）著张宏伟等译 著

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• 数字宽带接收机
• 接收机设计
• 无线通信
• 信号处理
• 调制解调
• 滤波器设计
• 低噪声放大器
• 射频电路
• 通信工程
• 数字电路

店铺： 文轩网少儿专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121263798

商品编码：1697693055

出版时间：2015-07-01

作  者:(美)詹姆斯·徐(James Tsui) 著；张宏伟 等 译 定  价:79 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2015年07月01日 页  数:334 装  帧:平装 ISBN:9787121263798 ●第1章  绪论
●1.1  引言
●1.2  本书的目的
●1.3  建立接收机性能的需求
●1.4  完整的电子战接收机系统
●1.5  译码器设计
●1.6  方法和参考文献
●1.7  软件方法的标准
●1.8  本书的组织结构
●参考文献
●第2章  ADC前端的放大需求
●2.1  介绍
●2.2  基本的设计准则
●2.3  计算机程序的输入
●2.4  常量的产生
●2.5  方程推导
●2.6  前面程序的修正
●2.7  例子
●2.8  标称灵敏度和单信号动态范围
●2.9  为不同位数的ADC产生标称值
●部分目录

内容简介

全书主要包括四个方面的内容，一是讨论了完整接收机设计的一些细节问题；二是讨论了其他领域的一些概念在数字宽带接收机设计中的应用；三是深入讨论了数字宽带接收机第二版中部分概念的细节；四是讨论了一些特殊信号的检测问题，主要基于fm信号和bpsk信号的特性，进行两类信号的。全书的讨论中大量采用仿真结果，而不仅是基于理论的推导，从而大大增加了本书的易读性。 (美)詹姆斯·徐(James Tsui) 著；张宏伟 等 译 徐，Jarnes Tsui作为多家公司的顾问，曾就职于俄亥俄州代顿市Wright Patterson空军基地空军研究实验室传感器理事会，现已退休。工作方向主要集中在微波接收机领域。共计编写了6本关于微波接收机(包括优选定位系统(GPs)接收机在内)的专著，拥有多项专利，并在技术杂志和会议上予以出版。Tsui博士获得了“台湾地区国立大学”B．S．E．E．，Marquette大学M．S．E．E．，以及Illinois大学哲学博士学位，是AFlKL和IEEE会员。

《数字宽带接收机原理与实现》 内容梗概 本书深入探讨了数字宽带接收机的核心原理、关键技术及实际应用。全书共分为十五个章节，旨在为读者构建一个全面而系统的知识体系，从基础理论到前沿技术，覆盖了现代数字通信系统中不可或缺的接收机设计与优化。 第一章 绪论 本章首先界定了数字宽带接收机的概念及其在现代通信系统中的重要性，如无线通信、卫星通信、软件定义无线电（SDR）等领域。接着，概述了数字宽带接收机的发展历程，从早期的模拟接收机到如今高度数字化的系统，强调了数字处理技术带来的革命性进步。然后，详细阐述了数字宽带接收机的主要功能和性能指标，包括接收频率范围、带宽、灵敏度、动态范围、误码率（BER）、功耗等，并解释了这些指标之间的权衡关系。最后，对本书的结构和内容进行了预告，为读者后续的学习指明方向。 第二章 通信系统模型与信号特性 本章回归通信系统的基本理论，为理解接收机设计打下坚实基础。首先，介绍了经典的香农通信模型，分析了信息源、编码器、信道、解码器、信宿等各个环节的作用，并强调了信道特性对接收机设计的影响。接着，详细讨论了各种典型信号的特性，包括基带信号、带通信号、调制信号（AM、FM、PSK、QAM等）的数学表示、频谱特性和功率谱密度。重点分析了宽带信号的特点，如其占据的频谱宽度、对采样率和处理能力的要求。最后，探讨了信道模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道、瑞利衰落信道、莱斯衰落信道等，并说明了它们对接收信号质量造成的不同影响。 第三章 信号的采样与量化 采样和量化是实现数字接收机的关键第一步。本章详细介绍了奈奎斯特采样定理，解释了采样频率与信号带宽的关系，以及过采样和欠采样的后果。随后，深入探讨了采样器的工作原理，包括理想采样器和实际采样器的模型，以及它们在不同应用场景下的优缺点。量化是模拟信号转换为数字信号的另一个核心过程。本章分析了量化的基本概念、量化误差的来源以及量化噪声的特性。对比了均匀量化和非均匀量化（如μ-law和A-law）的优劣，并讲解了如何根据信号的统计特性选择合适的量化方式以减小失真。本章还介绍了过采样和噪声整形技术，它们可以有效提高量化精度，降低量化噪声的影响。 第四章 数字滤波器设计 数字滤波器在接收机中扮演着至关重要的角色，用于去除噪声、抑制干扰、选择有用信号。本章首先介绍了数字滤波器的基本分类，包括无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，并分析了它们的区别、优缺点以及适用场景。接着，详细讲解了FIR滤波器的设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗）和频率采样法。对于IIR滤波器，重点介绍了脉冲不变法、双线性变换法等从模拟滤波器向数字滤波器转化的方法。此外，本章还探讨了各类滤波器在接收机中的具体应用，如抗混叠滤波器、带通滤波器、低通滤波器、陷波滤波器以及自适应滤波器在抑制未知干扰方面的能力。 第五章 采样率转换技术 在实际数字接收机设计中，往往需要将信号的采样率进行提升或降低，以满足后续处理或不同硬件模块的要求。本章详细阐述了采样率转换（SRC）技术。首先，介绍了抽取（Decimation）的基本原理，即降低采样率，并讲解了实现抽取所需的低通滤波器和抽取因子。接着，介绍了插值（Interpolation）的基本原理，即提高采样率，以及实现插值所需的零值填充、低通滤波器和插值因子。重点讲解了多相滤波器组（Polyphase Filter Bank）在高效采样率转换中的应用，并分析了其结构和性能优势。本章还讨论了SRC在数字接收机中的应用场景，如在软件定义无线电（SDR）平台中，不同ADC采样率与所需信号带宽之间的匹配问题。 第六章 混频与下变频 混频是数字宽带接收机中将高频信号转换到较低频率以便于后续数字处理的关键步骤。本章首先回顾了混频的基本原理，包括同相/正交（I/Q）混频器的工作方式，并详细介绍了数字域中的混频实现，包括复数乘法在混频中的应用。接着，深入探讨了数字下变频（DDC）技术。DDC将射频信号通过数控振荡器（NCO）产生的本地振荡信号进行混频，并将结果通过抽取滤波器降低采样率，从而将高频信号变换到基带或零中频（ZIF）。本章详细分析了DDC的各个组成部分，包括NCO的设计和性能要求、混频器的精度、抽取滤波器的设计和级联等。最后，讨论了DDC在接收机中的优势，如简化模拟前端设计、提高灵活性和集成度。 第七章 载波同步与频率估计算法 载波同步是数字解调的关键前提，确保接收机本地振荡器的频率和相位与发射端一致。本章详细介绍了载波同步的重要性以及各种载波同步技术。首先，分析了载波频率和相位误差对解调性能的影响。接着，深入讲解了各种载波同步算法，包括基于功率谱分析的频率估计算法、基于机器学习的方法、以及在数字域中实现的锁相环（PLL）及其变种。重点介绍了M&M算法、Gardner算法等用于符号定时恢复的算法，并分析了它们在不同信噪比下的性能。此外，还讨论了载波相位估计算法，如Viterbi-Viterbi算法、Decision-Directed（DD）算法等，并分析了它们的收敛速度和鲁棒性。 第八章 符号定时同步与恢复 符号定时同步是数字通信中另一个至关重要的环节，确保接收机在每个符号周期的中心进行采样。本章详细阐述了符号定时同步的原理和技术。首先，分析了定时误差对解调性能的负面影响。接着，深入讲解了各种符号定时恢复（STR）算法，包括基于匹配滤波器的方法、基于过采样的方法（如Gardner算法、Mueller-Müller算法）以及基于Christensen-Frandsen算法。本章还介绍了如何利用训练序列或导频符号来辅助定时恢复。最后，讨论了符号定时同步的性能评估指标，以及在实际接收机设计中如何平衡算法的复杂度与性能。 第九章 信道均衡技术 信道不理想，例如存在多径效应，会导致符号间干扰（ISI），严重影响通信质量。本章专门探讨了信道均衡技术。首先，解释了ISI的产生原因和对接收信号的影响。接着，详细介绍了各种信道均衡器的设计原理和实现方法。这包括线性均衡器（如零迫均衡器、MMSE均衡器）和非线性均衡器（如MLSE，Maximum Likelihood Sequence Estimation）。本章重点分析了MLSE的工作原理，包括维特比（Viterbi）算法在MLSE中的应用。此外，还讨论了自适应均衡器，如LMS（Least Mean Square）和RLS（Recursive Least Square）算法，它们能够根据信道变化实时调整均衡器系数，提高系统的鲁棒性。 第十章 解调与译码 解调是将接收到的信号恢复为原始数字信息的过程，而译码则是对信道编码后的信息进行纠错。本章详细阐述了这些核心过程。在解调部分，首先回顾了各种调制方式（如ASK, FSK, PSK, QAM）及其对应的最优解调器（如最大似然解调器、最大后验概率解调器）。接着，重点介绍了相干解调和非相干解调的原理和区别。在译码部分，本章介绍了前向纠错（FEC）码的基本概念，包括汉明码、卷积码、Turbo码和LDPC（Low-Density Parity-Check）码等。详细讲解了Viterbi算法在卷积码译码中的应用，以及MAP（Maximum A Posteriori）算法在Turbo码和LDPC码译码中的作用。本章还讨论了软判决解调和硬判决解调的区别及其对译码性能的影响。 第十一章 软件定义无线电（SDR）中的接收机设计 软件定义无线电（SDR）是现代无线通信的重要发展方向，接收机设计在SDR中扮演核心角色。本章探讨了SDR架构下的数字宽带接收机设计。首先，介绍了SDR的基本概念和架构，包括硬件抽象层、信号处理软件层等。接着，分析了SDR接收机与传统硬件接收机的区别，强调了SDR在灵活性、可重构性和可升级性方面的优势。重点讨论了SDR接收机中关键的软件化处理模块，如数字下变频、滤波器、均衡器、解调器等，以及如何利用高性能处理器（如FPGA、DSP、CPU）来实现这些功能。本章还讨论了SDR在不同应用场景下的优势，如认知无线电、多标准无线通信等。 第十二章 接收机性能评估与优化 一个设计良好的数字宽带接收机需要进行严格的性能评估和持续的优化。本章详细介绍了接收机的性能评估方法和优化策略。首先，阐述了关键性能指标的测量方法，如灵敏度、动态范围、误码率（BER）、邻道选择性、互调失真等，并介绍了常用的测试设备和测试流程。接着，深入分析了影响接收机性能的各种因素，包括噪声、干扰、非线性失真、量化误差、数字信号处理误差等。基于对影响因素的分析，本章提出了一系列接收机优化技术，包括链路预算分析、前端低噪声放大器（LNA）的设计、混频器和ADC的选择、滤波器设计优化、信道均衡算法的改进以及功耗优化等。 第十三章 接收机中的噪声与干扰抑制 噪声和干扰是影响接收机性能的两大主要因素。本章将重点分析这些问题并提供相应的抑制方法。首先，详细讨论了接收机内部产生的各种噪声源，包括热噪声、散粒噪声、器件噪声等，并分析了它们对信号的影响。接着，介绍了外部干扰的类型，如同频干扰、邻频干扰、交调产物等。在此基础上，本章深入探讨了噪声和干扰的抑制技术。这包括选择低噪声器件、优化前端设计、使用带通滤波器进行频谱整形、采用自适应滤波器抑制未知干扰、以及利用差分信号处理等技术。本章还将讨论了空间选择性干扰抑制技术，如MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）接收机在抑制空间干扰方面的应用。 第十四章 功耗管理与低功耗设计 在许多应用场景下，如移动通信设备、便携式终端等，接收机的功耗是一个关键的设计考量。本章专门探讨了接收机中的功耗管理与低功耗设计。首先，分析了接收机中主要的功耗消耗环节，如ADC、DSP处理器、时钟电路等。接着，介绍了一系列低功耗设计策略。这包括选择低功耗的硬件器件、优化算法以降低计算复杂度、采用动态电压和频率调整（DVFS）技术、利用低功耗模式（如睡眠模式）以及优化电源管理单元的设计。本章还将讨论了在保证性能的前提下如何实现功耗的最小化，以及在不同应用场景下功耗设计的权衡。 第十五章 前沿技术与未来发展趋势 本章放眼未来，展望数字宽带接收机的前沿技术与发展趋势。首先，将介绍人工智能（AI）和机器学习（ML）在接收机设计中的应用，例如利用AI进行智能信道估计、自适应均衡、干扰预测和抑制等，以及AI在SDR平台中的作用。接着，讨论了先进的数字信号处理技术，如高效的FFT算法、并行处理技术、以及针对特定应用的专用处理器设计。此外，还将关注新型调制解调技术的演进，如高阶QAM、 OFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）及其变种、以及对更高频谱效率和更大数据吞吐量的需求。最后，本章将探讨数字宽带接收机在新兴技术领域（如5G/6G通信、物联网（IoT）、雷达系统、射频识别（RFID）等）的应用前景，以及未来可能面临的挑战和机遇。 本书内容力求理论与实践相结合，通过详细的原理阐述、清晰的算法分析和典型的应用场景介绍，帮助读者深入理解数字宽带接收机的设计精髓，并能够将其所学知识应用于实际工程问题中。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字宽带接收机特殊设计技术》简直是为我量身定做的！作为一名在通信领域摸爬滚打多年的工程师，我一直在寻找一本能够深入剖析数字宽带接收机设计精髓的书籍。市面上很多资料要么过于理论化，要么停留在基础概念层面，很难满足我希望掌握前沿、实用技术的迫切需求。然而，当我翻开这本书时，我立刻被其内容的深度和广度所吸引。它不仅仅罗列了各种技术术语，而是真正地从“特殊设计技术”这个角度出发，层层剥茧，将那些常常被忽略但至关重要的细节一一呈现。书中对信号处理算法的优化、低功耗设计策略、以及在复杂电磁干扰环境下如何保证接收性能的独到见解，都让我茅塞顿开。我尤其欣赏作者在讲解过程中，常常引用实际工程案例，并对这些案例进行详尽的分析，这使得抽象的技术概念变得具体可感，极大地增强了学习的实践性。我迫不及待地想将书中的知识应用到我目前正在进行的那个高复杂度接收机项目中，相信它一定能帮助我突破瓶颈，实现性能的飞跃。这本书的语言风格也十分专业且流畅，没有丝毫晦涩难懂的生涩感，阅读起来是一种享受。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对数字信号处理和无线通信系统充满热情的业余爱好者，我一直在寻找能够让我提升技能的优质读物。《数字宽带接收机特殊设计技术》这本书，绝对是我近期阅读中最为亮眼的一本。它并没有像很多入门书籍那样，仅仅停留在基础概念的介绍，而是直接切入到了数字宽带接收机设计中最具挑战性、也最能体现技术水平的“特殊设计技术”领域。书中对于多速率信号处理、解交织算法的优化，以及如何在高采样率下实现高效的数字滤波，都进行了深入的讲解。我尤其欣赏作者对于一些前沿技术，例如基于FPGA的实时信号处理架构和软件定义接收机（SDR）中的关键设计考量，所进行的详细阐述。尽管有些地方的数学推导相当严谨，但作者的讲解思路清晰，配合图示和表格，使得复杂的概念也变得相对易于理解。这本书极大地拓宽了我的视野，让我认识到，在追求高性能接收机的道路上，精巧的设计思路和对细节的极致追求是多么重要。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到《数字宽带接收机特殊设计技术》这本书时，我还有点犹豫，担心它是否会过于晦涩难懂，充斥着大量我难以消化的公式和理论。毕竟，接收机设计涉及的方方面面非常广泛，从模拟前端到数字基带，每一个环节都有其复杂性。但是，当我静下心来阅读的时候，我发现我的顾虑是多余的。作者以一种非常清晰且富有逻辑性的方式，将那些原本看似高深莫测的“特殊设计技术”娓娓道来。书中对于噪声抑制、干扰抗扰以及动态范围扩展等关键性能指标的提升方法，进行了非常细致的阐述。我特别注意到关于自适应均衡技术在复杂信道下的应用，以及作者是如何通过巧妙的算法设计来应对多径效应和频率选择性衰落的。此外，书中对数字下变频和采样率选择的权衡分析，也为我提供了新的思路。读这本书就像是在和一位经验丰富的导师对话，他不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么”以及“如何做”。这本书为我打开了一扇新的大门，让我对数字宽带接收机的设计有了更全面、更深入的认识，也激发了我进一步探索的兴趣。

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这本书的价值，对我而言，体现在它对“特殊”二字的深刻挖掘。在数字宽带接收机的设计领域，标准的设计流程和通用的解决方案比比皆是，但真正能够决定产品成败的，往往是那些能够在特定场景下、针对特定挑战而采取的“特殊”措施。《数字宽带接收机特殊设计技术》恰恰抓住了这一点。它并没有回避那些在实际工程中容易遇到的难题，反而将其作为重点，提供了创新的解决方案。例如，在处理极端动态范围信号时，书中所介绍的AGC（自动增益控制）算法的优化思路，以及如何结合分段增益调整来兼顾灵敏度和动态范围，就非常有启发性。另外，关于射频前端和ADC（模数转换器）之间接口设计的一些细节，以及如何通过合理的匹配和滤波来最大化信噪比，也让我受益匪浅。这本书的结构安排合理，循序渐进，能够让读者逐步理解每一个“特殊”设计的原理和优势。它不是一本泛泛而谈的书，而是充满了实实在在的技术细节和工程智慧，是我进行下一代接收机产品研发的宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

这次购入的《数字宽带接收机特殊设计技术》让我深刻体会到了“细节决定成败”这句话在工程设计中的真实含义。在许多教科书中，我们往往能找到接收机整体框图和基本原理，但真正能够区分产品优劣的关键，往往在于那些“特殊设计技术”，而这本书恰恰是将这些“幕后英雄”公之于众。作者在书中对前端射频干扰抑制的多种策略，以及如何通过数字域的信号重构技术来补偿模拟前端的非线性失真，都进行了详尽的分析。我特别赞赏的是，书中对于不同技术在实际应用中的优劣势进行了对比，并给出了具体的选择依据，这对于工程师在实际项目中做出决策非常有指导意义。此外，关于接收机功耗优化和成本控制方面的论述，也充分体现了作者的工程经验。这本书的内容扎实，逻辑严谨，相信对于任何想要深入理解和掌握数字宽带接收机设计精髓的读者，都会是一次非常有价值的阅读体验。