《通信之道——從微積分到5G》 楊學誌著 9787121280689 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊學誌著 著

圖書標籤:

• 通信原理
• 5G
• 微積分
• 信號處理
• 信息論
• 無綫通信
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• 楊學誌

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121280689

商品編碼：29483337371

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2016-02-01

基本信息

書名：《通信之道——從微積分到5G》

定價：79.00元

作者：楊學誌著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2016-02-01

ISBN：9787121280689

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

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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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*精華的部分。

目錄

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章 緒論11.2 什麼是通信3

第2章 幫“菜鳥”復習一下微積分52.2.1 數列的極限72.3 你討厭數學公式嗎92.5 導數122.7 積分162.9 積分中值定理202.11 微積分基本定理的證明212.13 泰勒級數252.15 後記28


第3章 信號與係統313.2 連續係統與離散係統313.4 時/移不變係統343.5.1 離散_ 信號353.5.3 連續_ 函數383.6 捲積的性質43


第4章 復變函數454.2 復數的四則運算464.4 復指數函數50

第5章 傅裏葉分析555.1.1 三角形式的傅裏葉級數555.1.3 什麼是頻率585.1.5 理解負頻率595.2.1 理解譜密度615.3 傅裏葉變換的性質625.5 捲積定理695.7 離散傅裏葉變換715.9 離散傅裏葉變換的性質765.11 離散捲積定理81
第6章 采樣，通往數字世界的步856.2 采樣的數學錶達866.4 周期衝激脈衝886.6 用采樣信號重構原信號916.8 奈奎斯特定理能夠被突破嗎94


第7章 信號的譜分析977.2 頻率分辨率101

第8章 綫性空間理論1058.2 綫性空間的定義1058.4 賦範空間1078.6 正交與正交基112

第9章 基本通信鏈路1199.2 調製——頻譜搬移1229.4 非相乾解調1249.6 鎖相環1269.8 Costas 環1319.10 單邊帶信號1339.12 單邊帶信號的發送與接收1379.14 IQ 調製1409.16 復數基帶信號與復信道1439.18 奈奎斯特準則1479.20 幾種數字調製方式1559.21.1 非連續相位頻移鍵控1599.21.3 小頻移鍵控1629.21.5 從另外一個視角看MSK 166
0章 概率論與過程17310.2 聯閤事件和聯閤概率17510.4 變量17710.6 兩個典型的概率密度函數18010.6.2 高斯分布18010.8 多變量的聯閤分布18210.10 聯閤矩18410.12 過程18710.14 復過程18910.16 循環平穩過程19210.18 信號通過綫性時不變係統19410.20 離散過程和係統19810.22 閑話概率論201


1章 AWGN 信道的佳接收機20311.2 參數估計的模型20411.4 連續觀測的大似然準則20611.6 匹配濾波器20911.8 2PAM 的誤碼率21511.10 符號同步219

2章 無綫信道22712.2 多徑效應與快衰落23012.2.2 瑞利衰落23212.3 小結236


3章 均衡23713.2 MF、ZF 和MMSE 濾波器23813.2.2 迫零算法24113.2.4 MF、ZF 和MMSE 的關係24413.3 數字均衡技術24513.3.2 頻域均衡24613.4.1 信道估計的係統方程25013.4.3 病態問題25213.5 小結255
4章 多址技術25714.2 CDMA 25914.2.2 正交碼26214.2.4 CDMA 的多用戶模型和自乾擾特性26614.2.7 CDMA 係統的特性26914.2.9 頻域多用戶檢測27114.3 OFDMA 28414.3.2 OFDM 如何剋服多徑效應28614.3.4 OFDM 的導頻設計和信道估計29014.3.6 OFDM 領域的核心293

5章 信息論30115.2 信息熵30415.4 聯閤熵和條件熵30715.6 凸函數與Jensen 不等式31015.8 高斯分布的微熵31415.10 離散信道容量31615.12 注水定理320

6章 蜂窩通信32316.2 切換32416.4 同頻復用32616.6 分數頻率復用32916.8 軟頻率復用33416.10 軟頻率復用的局限33816.12 多級軟頻率復用的性能340

7章 信道編碼34717.2 群、環、域34817.4 綫性分組碼的解碼算法35317.6 哈明碼35517.7.1 正交碼35717.7.3 超正交碼35717.9 循環碼36017.11 小結365


8章 多天綫技術36718.2 利用SVD 解讀MIMO 37018.4 MIMO 接收機算法37518.6 DOA 估計37818.8 Alamouti編碼37918.10 波束賦形38218.12 波束賦形與STBC 結閤390

9章 關於創新的思考39519.2 創新的方法39719.4 創新的驅動力40119.6 基於信息不對稱的管理不適閤創新40319.8 流程是質量的基礎，人決定質量的高度40519.10 創新的管理40819.12 創新的政治環境411

第20章 後記4173G霸主4174G變局420展望5G425

作者介紹

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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，*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。

文摘

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序言

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《通信之道——從微積分到5G》 作者：楊學誌 ISBN：9787121280689 內容簡介 《通信之道——從微積分到5G》是一部深度剖析通信技術發展脈絡的扛鼎之作。本書並非僅僅羅列技術名詞或堆砌公式，而是以一種宏大的曆史視角和嚴謹的科學精神，將通信技術的發展演進置於其誕生、發展、突破的曆史長河之中，係統梳理瞭其背後的數學理論基礎、關鍵技術節點、以及對社會進步的深刻影響。全書力求在概念的清晰闡釋、原理的深入剖析、以及宏觀視野的拓展之間取得精妙的平衡，旨在為讀者構建一個全麵、立體、深入的通信技術知識體係。 本書的獨特之處在於其“貫通性”和“層次性”。作者楊學誌先生以紮實的學術功底和豐富的實踐經驗，巧妙地將通信領域最核心的數學工具——微積分——作為理解通信原理的基石，由此齣發，層層遞進，直至展現當前最前沿的5G技術。這種從基礎數學原理齣發，逐步構建起龐大通信技術體係的寫法，是本書最令人稱道的亮點。讀者無需擔憂因為缺乏深厚的數學背景而望而卻步，因為作者會以一種清晰易懂的方式，引導讀者理解微積分在通信信號處理、信息編碼、係統分析等方麵的核心作用。 第一部分：數學的基石——微積分與通信的萌芽 在通信技術尚處萌芽的時代，盡管概念還未完全清晰，但其核心的數學思想已在早期科學傢的探索中隱約可見。本書將首先迴顧微積分在描述和分析連續變化信號方麵的不可替代性。我們將探討微積分如何幫助科學傢理解波的傳播、振動的特性，以及這些現象在早期電報、電話等通信方式中的初步應用。傅裏葉級數和傅裏葉變換，這兩位微積分傢族的傑齣代錶，在信號的分解與閤成、頻域分析等方麵所扮演的關鍵角色，將被深入淺齣地介紹。理解瞭如何將復雜的信號分解為簡單的正弦波成分，也就掌握瞭分析和處理通信信號的鑰匙。 此外，本書還將觸及概率論和統計學在信號處理和噪聲抑製中的初步應用。在早期的通信係統中，盡管噪聲是不可避免的，但科學傢們已經開始嘗試用數學模型來描述和理解噪聲的特性，並通過統計方法來優化信號的接收和辨識。這為後續信息論的發展奠定瞭基礎。 第二部分：信息論的誕生與編碼的藝術 隨著通信技術的發展，一個核心問題浮齣水麵：如何在有損耗、有噪聲的信道中，高效、可靠地傳輸信息？這個問題在剋勞德·香農（Claude Shannon）的劃時代論文《通信的數學理論》中得到瞭根本性的解答。本書將詳細闡述信息論的誕生，包括其核心概念——信息熵、信道容量等。我們將理解信息熵如何量化信息的不確定性，以及信道容量如何定義一個信道能夠傳輸信息的最大速率。 基於信息論的深刻洞察，編碼技術應運而生，並成為通信可靠性的基石。本書將係統介紹編碼的原理，從早期的簡單編碼方式，到後來的糾錯碼、信源編碼和信道編碼。我們將深入理解海明碼、維特比算法等經典編碼解碼技術，以及它們如何在數據傳輸過程中實現錯誤檢測和糾正，顯著提高通信的可靠性。信源編碼，如霍夫曼編碼和算術編碼，則關注如何去除信息中的冗餘，實現數據的壓縮，提高傳輸效率。 第三部分：調製解調——信號的“穿衣戴帽”與“卸妝” 信號本身往往不適閤直接在物理信道上傳輸。調製技術應運而生，它如同給原始信號“穿上”適閤傳輸的“外衣”，使其能夠更好地適應物理信道的特性，並抵抗乾擾。本書將詳盡介紹各種調製方式，從最基礎的幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK），到更復雜的正交頻分復用（OFDM）等。我們將理解不同調製方式的原理、優缺點，以及它們在不同通信場景下的應用。 而接收端則需要將這些“穿戴”好的信號進行“卸妝”，還原齣原始信息，這就是解調技術。本書將深入剖析解調器的設計原理，以及如何從嘈雜的接收信號中準確地提取齣有用信息。最小均方誤差（MMSE）估計、最大似然（ML）檢測等重要的解調判決方法也將得到詳細闡述。 第四部分：多址技術——共享通信資源的智慧 隨著用戶數量的激增，如何讓多個用戶在同一個通信網絡中共享有限的通信資源，成為通信係統設計中的關鍵挑戰。本書將詳細介紹各種多址技術（Multiple Access Technologies）。 頻分多址（FDMA）：將有限的頻譜劃分為不同的子信道，分配給不同的用戶。 時分多址（TDMA）：將時間劃分為不同的時隙，分配給不同的用戶輪流使用。 碼分多址（CDMA）：利用不同的編碼序列來區分不同的用戶，允許用戶在同一時間和同一頻率上通信。 空分多址（SDMA）：利用天綫陣列來區分處於不同空間位置的用戶。 本書將深入分析這些多址技術的原理、實現方式、性能特點以及它們在不同通信係統（如早期的蜂窩網絡）中的應用。 第五部分：從1G到4G——移動通信的飛躍 本書將重點迴顧移動通信技術的發展曆程，從最初模擬製式的1G，到數字製式的2G（GSM、CDMAone），再到數據傳輸速率大幅提升的3G（WCDMA、CDMA2000），以及邁嚮高速寬帶的4G（LTE）。我們將深入理解每個代際技術在關鍵指標上的突破，例如： 1G：模擬語音通信，容量低，易受乾擾。 2G：數字語音通信，引入瞭短信（SMS），提高瞭語音質量和安全性，但數據傳輸速率較低。 3G：以數據業務為主，速率大幅提升，支持多媒體通信，催生瞭移動互聯網的初步發展。 4G：基於IP的分組交換網絡，速率接近固定寬帶，支持高清視頻、移動辦公等，是現代移動互聯網的基礎。 本書將重點剖析4G技術中的關鍵技術，例如OFDM在下行鏈路中的應用，MIMO（多輸入多輸齣）技術如何通過多天綫顯著提升信道容量和傳輸可靠性，以及LTE-Advanced如何進一步優化性能。 第六部分：5G——新時代的通信願景 進入21世紀，社會對通信的需求發生瞭深刻變化，不再僅僅是人與人之間的通信，更是萬物互聯（IoT）、工業自動化、自動駕駛等場景對低時延、高可靠、海量連接的需求。本書將詳細介紹第五代移動通信技術（5G）的核心技術和關鍵特點。 極高的數據速率（eMBB）：通過使用更高的頻段（毫米波）、更先進的MIMO技術（大規模MIMO）以及更靈活的OFDM參數，實現Gbps級彆的數據傳輸速率。 超低的時延（uRLLC）：通過全新的網絡架構（如網絡切片）、更高效的調度算法和邊緣計算（MEC），實現毫秒級甚至亞毫秒級的端到端時延，為實時控製和關鍵任務通信提供保障。 海量連接（mMTC）：通過優化網絡接入和協議棧，支持每平方公裏百萬級彆的設備連接，滿足物聯網海量設備的接入需求。 本書還將探討5G網絡架構的演進，包括核心網的虛擬化和雲化，以及網絡切片技術如何實現為不同應用場景提供定製化的網絡服務。此外，對5G在各個行業的應用前景，如智慧醫療、智能製造、智慧交通等，也將進行深入的展望。 第七部分：未來的展望——通信的無限可能 在係統梳理瞭從微積分到5G的通信發展曆程後，本書將放眼未來，探討通信技術的下一發展方嚮。我們將討論6G可能帶來的顛覆性技術，例如可見光通信、量子通信、人工智能在通信網絡中的深度融閤等。本書將激發讀者對通信技術未來發展的無限想象，並理解通信作為人類社會連接和進步的永恒驅動力。 《通信之道——從微積分到5G》以其嚴謹的邏輯、清晰的闡釋和深遠的見解，為所有對通信技術感興趣的讀者提供瞭一次寶貴的學習機會。無論您是通信行業的從業者、相關的研究人員，還是希望深入理解現代科技驅動力的普通讀者，本書都將是您不可或缺的指引。它不僅是一本技術手冊，更是一部關於人類智慧如何突破時空限製，連接世界、改變未來的史詩。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版時間點也很有意思，正好處於5G技術深入部署、6G研究方興未艾的階段。在這個技術快速迭代的時代，一本能夠將曆史脈絡和前沿趨勢結閤起來的書，其價值就凸顯齣來瞭。它不僅僅是一本迴顧曆史的教科書，更像是一張指引未來方嚮的地圖。通過對前代技術的深入剖析，讀者應該能夠更好地理解5G乃至未來通信係統所麵臨的根本性挑戰和潛在的突破口。我希望這本書能為我們打開一扇窗，讓我們不僅看到“是什麼”，更能理解“為什麼會是這樣”，從而對下一代通信技術的演進路徑産生自己的思考和判斷。

評分☆☆☆☆☆

從一個純粹的閱讀體驗角度來說，我非常期待作者的敘述風格能夠保持一種恰到好處的平衡。它既需要足夠的嚴謹性來支撐起那些復雜的數學證明和物理模型，又不能因為過於學院派而使人望而卻步。我希望能看到一些富有洞察力的比喻或者生活化的例子，來輔助解釋那些抽象的概念。例如，在講解信道編碼的糾錯能力時，如果能用一個生活中的場景來類比，那麼即便是非專業背景的讀者也能快速抓住其精髓。優秀的科普讀物，其魅力就在於化繁為簡，將科學的“硬核”部分，用“柔軟”的文字包裹起來，讓人願意深入探索，而不是被冰冷的公式嚇退。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔有力，黑白灰的配色讓人感到一種沉穩和專業的氣息。拿到手裏就能感受到它厚重的分量，紙張的質感也相當不錯，閱讀體驗上是加分的。從拿到書的那一刻起，我就被它所傳遞齣的那種對技術本質的探索欲所吸引。我一直覺得，技術領域的書籍，尤其是這種跨度較大的主題，很容易流於錶麵，但從這本書的結構和目錄來看，作者似乎有著非常紮實的功底和清晰的邏輯脈絡。它不僅僅是羅列知識點，更像是在構建一個完整的知識體係，試圖用最基礎的數學工具去剖析現代通信係統的核心原理，這本身就是一個極具挑戰性也很有價值的嘗試。我期待它能真正做到“大道至簡”，讓那些看似高深的物理和數學原理，能夠以一種更直觀、更易於理解的方式呈現齣來，而不是堆砌晦澀難懂的公式。

評分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞這本書所展現齣的那種宏大敘事感。從最基礎的數學工具，到信息時代的基石，再到如今我們每天都在接觸的5G技術，這中間跨越的知識廣度和深度是驚人的。如何將如此龐雜的體係融會貫通，而不顯得混亂或牽強，對作者的駕馭能力提齣瞭極高的要求。我猜想，作者一定在行文過程中，非常巧妙地設置瞭許多“過渡點”和“承上啓下”的章節，確保讀者在跨越不同技術代際和理論層次時，思維能夠保持連貫性。這種全景式的視角，對於建立對通信技術發展的全局觀至關重要，它能幫助讀者跳齣單一技術的局限，從更宏觀的維度去思考未來技術的發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者似乎非常注重理論的溯源，這在很多市麵上的教材中是比較少見的。通常我們學習某個技術，比如調製解調或者編碼理論，直接接觸到的往往是成熟的算法和最終的性能指標，但背後的數學推導過程卻往往被一筆帶過，或者隻給齣結論。這本書如果能真正地從微積分這個最基礎的數學語言齣發，一步步搭建起信息論和通信係統的橋梁，那無疑能幫助讀者建立起更加牢固的知識根基。這對於那些希望深入理解新技術、而不是僅僅停留在“會用”層麵的工程師或者學生來說，是極其寶貴的財富。這種“追本溯源”的精神，體現瞭作者對知識體係完整性的執著追求，讓人對它所涵蓋的深度充滿信心。