光通信信号处理——现代通信信号处理丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任海兰，刘德明著 著

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• 调制解调
• 信道编码
• OFDM
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121025686

商品编码：29729396365

包装：平装

出版时间：2006-08-01

基本信息

书名：光通信信号处理——现代通信信号处理丛书

定价：27.00元

作者：任海兰,刘德明著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2006-08-01

ISBN：9787121025686

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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本书介绍光通信工程和全光通信网中的光信号处理技术的基本原理及应用，全书共分10章，内容包括光调制、光复用、光再生、光路控制、光逻辑控制、光检测、光波长技术、光传送网功能等。其中原理部分的阐述力简明清晰并注重理论的实用性和指导意义；应用部分的介绍则建立在系统收集目前国内外相关研究的*资料的基础上，涵盖了近几年光信号自理技术的进展和未来的发展动态。
　　本书层次清晰，内容新颖，系统性和实用性强，可作为光纤通信、光电子、应用物理等的科技和工程人员的参考用书，同时也可作为相关专业研究生教材和本科高年级学生的选修教材。

目录

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章　光通信与光信号处理概述
　1.1　光通信的发展
　1.2　光通信中的光信号处理
第2章　光调制技术
　2.1　光调制技术的分类　
　2.2　电光调制
　2.3　声光调制
　2.4　磁光调制
　2.5　电吸收调制
　2.6　光传感中的光调制技术
第3章　光复用技术
　3.1　光波分复用
　3.2　光时分复用
　3.3　光码分复用
　3.4　光极化复用
　3.5　微波副载波复用
第4章　光再生技术
　4.1　信号再生的概念与光再生技术概况
　4.2　光放大技术
　4.3　光整形技术
　4.4　光时钟恢复技术
第5章　光路控制技术
　5.1　光隔离器与环形器
　5.2　光开关
　5.3　光滤波与光上下复用
　5.4　光波长变换
　5.5　色散补偿技术
　5.6　光功率分配器
第6章　光逻辑控制技术
第7章　光检测技术
第8章　光波长交换与路由技术
第9章　光分组交换与路由技术
0章　光传送网功能与光信号处理
缩略语
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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聚焦前沿，洞悉未来：现代通信信号处理的深度解析 在信息爆炸的时代，通信技术的每一次飞跃都离不开背后精妙的信号处理理论与实践。本书系“现代通信信号处理丛书”中的一本，旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的现代通信信号处理知识体系。我们并非仅仅停留在理论的抽象层面，而是将目光投向了实际应用中的挑战与机遇，力求勾勒出通信信号处理的过去、现在与未来。 本书从最基础的信号分析入手，循序渐进地构建起读者对通信信号处理的完整认知。我们首先深入探讨了信号的基本数学描述，包括时域、频域分析，傅里叶变换、拉普拉斯变换以及Z变换等核心工具，理解这些基础概念是掌握后续复杂技术的基石。随后，我们将视角转向了离散信号与系统，这对于数字通信至关重要，详细阐述了采样定理、量化、编码等数字信号处理的关键环节，以及数字滤波器（FIR、IIR）的设计与实现。这些内容将帮助读者理解模拟信号如何转化为数字信号，以及数字信号在传输和处理过程中面临的挑战。 在理解了基本信号处理工具后，本书将重点转移到通信系统中的信号。我们详细剖析了各种典型的通信调制解调技术，从经典的Amplitude Modulation (AM)、Frequency Modulation (FM)、Phase Modulation (PM) 到现代的Quadrature Amplitude Modulation (QAM)、Phase-Shift Keying (PSK)、Frequency-Shift Keying (FSK) 等。对于每一种调制方式，我们不仅阐述了其基本原理，还深入分析了其在实际通信链路中的性能表现，如带宽效率、抗噪声能力、实现复杂度等。同时，我们也详细介绍了相应的解调技术，确保读者能够理解信息是如何被编码、传输并最终恢复的。 噪声与干扰是通信系统无法回避的敌人。本书专门辟出章节，系统性地介绍了各种通信噪声的来源（如热噪声、散弹噪声、闪烁噪声等）及其统计特性。在此基础上，我们将深入讲解如何运用信号处理技术来抑制和消除噪声，包括匹配滤波器、维纳滤波器、卡尔曼滤波器等最优估计器，以及它们在不同场景下的应用。我们还将探讨信号检测与估计理论，例如最大似然估计、最大后验估计，以及它们在弱信号检测、信道状态信息估计等方面的作用。 随着通信速率的不断提升和频谱资源的日益稀缺，信道传输特性对信号质量的影响变得愈发显著。本书将详尽阐述各种典型的通信信道模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道、瑞利衰落信道、莱斯衰落信道等，并分析了这些信道特性如何导致信号失真、衰落和多径效应。为了克服这些不利影响，我们深入介绍了多种先进的信号处理技术。这包括了均衡技术，如线性均衡、非线性均衡（Decision Feedback Equalizer, DFE）等，它们能够补偿信道引起的码间串扰（ISI）。此外，我们还将重点介绍自适应信号处理技术，特别是自适应滤波器在信道均衡、噪声消除和干扰抑制中的动态调整能力。 在现代通信系统中，多天线技术（MIMO）和空间信号处理已成为提升系统容量和可靠性的关键。本书将详细介绍MIMO系统的基本原理，包括空间分集、空间复用和波束成形技术。我们将深入探讨MIMO系统的信道模型、容量分析，以及如何利用信号处理技术（如SVD分解、MLD/MMSE检测）来实现高效的信号收发。空间信号处理的概念，如波束成形、源分离等，也将得到深入的阐述，为读者理解下一代通信系统打下坚实基础。 为了应对日益增长的数据需求和实现更灵活的通信， OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 技术已经成为宽带无线通信（如Wi-Fi、4G/5G）的核心。本书将全面解析OFDM的原理，包括其利用子载波的正交性来克服多径干扰的机制，以及FFT/IFFT在OFDM系统中的核心作用。我们还将详细讨论OFDM系统中的关键技术，如循环前缀（CP）的添加与去除、载波频率偏移（CFO）和采样频率偏移（SFO）的补偿，以及联合优化（如联合信道估计和均衡）等，确保读者能够理解OFDM系统的设计和优化。 在本书的后续章节，我们将目光投向更具挑战性和前瞻性的领域。我们深入探讨了认知无线电（Cognitive Radio）中的信号处理技术，包括频谱感知、动态频谱接入策略，以及如何通过智能的信号处理算法来实现频谱资源的优化利用。此外，我们还将介绍软件定义无线电（SDR）平台下信号处理的实现方式，以及如何通过灵活的软件配置来适应不断变化的通信环境。 对于现代通信系统而言，纠错编码是保证数据可靠传输的最后一道防线。本书将详细介绍纠错编码的原理，从传统的线性分组码（如Hamming码、BCH码、RS码）到现代的卷积码，再到近年来取得巨大突破的Turbo码和LDPC码。我们将深入分析这些编码方案的编码器和译码器的工作原理，以及它们在提高信道容量和降低误码率方面的巨大贡献。理论分析与实际应用相结合，使读者能够深刻理解纠错编码在现代通信系统中的不可或缺性。 此外，本书还将涵盖一些在实际通信系统中扮演重要角色的信号处理技术，例如： 同步技术： 包括载波同步和符号定时同步，它们是实现高效解调的关键。我们将介绍各种同步算法，如PLL (Phase-Locked Loop)、DPLL (Digitally Controlled Phase-Locked Loop) 等，并分析其性能。 频率合成与管理： 在通信系统中，精确的频率控制至关重要。我们将介绍频率合成器的原理和设计，以及在通信系统中如何进行频率管理，以避免干扰和实现频率复用。 信号识别与分类： 在复杂的电磁环境中，能够准确识别和分类不同的通信信号对于频谱监测、干扰定位和智能通信至关重要。我们将介绍基于统计特征、时频分析和机器学习的信号识别技术。 面向应用的高级主题： 考虑到现代通信的多元化发展，本书还将触及一些与具体应用紧密相关的信号处理技术，例如： 无线传感器网络（WSN）中的信号处理： 聚焦低功耗、低复杂度信号处理技术。 物联网（IoT）通信中的信号处理： 强调小数据包、低延迟和高连接数的处理需求。 5G/6G通信中的关键信号处理技术： 探讨超大规模MIMO、毫米波/太赫兹通信、人工智能辅助的信号处理等前沿方向。 人工智能在信号处理中的应用： 介绍机器学习、深度学习等技术如何在信道估计、调制识别、信号检测等领域发挥越来越重要的作用，为通信系统带来新的突破。 本书的编写遵循“理论与实践相结合”的原则。在阐述理论概念的同时，我们尽可能地引入实际工程中的案例和数据，并鼓励读者通过仿真工具（如MATLAB、Python）来验证和探索这些技术。通过理论学习、仿真实践和案例分析，读者不仅能够掌握通信信号处理的精髓，更能培养解决实际工程问题的能力。 本书适合于通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事通信系统研发、设计和优化的工程师。无论您是希望巩固理论基础，还是渴望了解最新技术动态，本书都将是您不可或缺的学习伴侣。我们相信，通过本书的学习，您将能够更深刻地理解现代通信信号处理的奥秘，并为未来的通信技术发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名负责光模块集成的硬件工程师，对软件算法的理解往往停留在“能用”的层面，缺乏深层认识。这本书极大地拓宽了我的视野。我过去总觉得信号处理是软件工程师的事，但通过阅读本书，我开始理解为什么某些DSP芯片的设计需要特定的内存结构和并行处理能力，以及为什么选择不同的均衡算法会对功耗产生巨大影响。书中对基于有限脉冲响应（FIR）滤波器的均衡器结构进行了细致入微的讲解，甚至涉及到了量化误差和固定点运算对最终性能的影响。这些细节对于我们进行定制化硬件加速和低延迟设计至关重要。这本书的价值在于，它成功地架起了理论与工程实践之间的桥梁。它没有用过于晦涩的语言去“炫技”，而是务实地告诉读者：“在光通信的特定物理约束下，我们必须采取什么样的数学工具来解决问题。”这让我的设计思路更加清晰，也更能与算法团队进行高效沟通，真正实现了软硬件的协同优化。

评分☆☆☆☆☆

这本《光通信信号处理——现代通信信号处理丛书》简直是为我这种在光纤通信领域摸爬滚打多年的工程师量身打造的宝典。我记得我刚接触这个行业时，对信号处理的复杂性感到无从下手，各种调制格式、均衡技术、噪声抑制算法看得我头大。这本书的出现，就像是黑暗中的一束光，清晰地勾勒出了光通信信号处理的全貌。它不仅仅停留在理论层面，更深入探讨了现代光通信系统中实际遇到的挑战，比如色散补偿、偏振模色散、非线性效应等等。书中的数学推导严谨又不失清晰，即便是相对晦涩的DSP算法，也能通过作者巧妙的案例分析和图示，让人豁然开朗。我尤其欣赏它在算法实现细节上的着墨，这对于我们进行硬件优化和软件定义光网络（SDON）的开发至关重要。读完这本书，我感觉我对光信号的“生命周期”有了更深层次的理解，从发射端的光源调制，到传输链路中的损伤累积，再到接收端的相干检测和高效恢复，每一个环节的信号处理艺术都被展现得淋漓尽致。这不仅仅是一本教科书，更像是一份顶尖专家的实战指南。

评分☆☆☆☆☆

作为一个资深的研究人员，我阅读了市面上几乎所有关于光通信和数字信号处理的经典著作，但坦白讲，很多书籍要么理论过于陈旧，要么过于偏重某一特定领域，缺乏系统性和前瞻性。这本《光通信信号处理——现代通信信号处理丛书》的价值在于它的“现代”二字。它准确地抓住了当前光网络向超高比特率（如400G、800G乃至更高）演进过程中，信号处理所面临的核心瓶颈。书中对光纤非线性损伤的建模和补偿策略的探讨尤其深刻，这通常是学术界和工业界公认的难题。作者没有回避这些困难，反而提供了多种创新的、可行的解决方案，并且详尽地分析了这些方案在计算复杂度和实时性上的权衡。我特别喜欢它将理论模型与实际的性能指标（如OSNR裕度、误码率）紧密结合的写作手法。阅读过程中，我时不时会停下来，在脑海中构建一个虚拟的链路，并尝试用书中学到的知识去“调试”这个链路，这种互动性极大地提升了我的研究效率和洞察力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体结构和内容布局体现出一种罕见的宏大视野和严谨的学术态度。它绝非简单的公式堆砌，而是一部构建光通信信号处理知识体系的力作。从最早期的线性损伤（色散、损耗）的数字补偿，到后来面对高阶调制格式（如DP-QPSK, DP-16QAM）带来的相位噪声和偏振串扰，再到更前沿的非线性克制和盲均衡技术，内容覆盖面广而不失深度。我特别欣赏它在讨论每一种技术时，都会追溯其理论根源，并清晰地阐述其在实际网络部署中的优缺点和成本效益分析。例如，书中对不同超差分编码（FEC）方案的比较，不仅仅停留在纠错能力上，还深入分析了它们对系统抖动和时延的影响，这对于构建高性能、低延迟的下一代骨干网至关重要。这本书不仅是学习光通信信号处理的优秀参考书，更是一本启发创新思维的智库。它让我认识到，光通信的未来发展，必然是物理层与信息论、数字信号处理深度融合的产物。

评分☆☆☆☆☆

我是一个刚入行的研究生，导师推荐我阅读这本关于光通信信号处理的书籍，说实话，刚翻开目录的时候，我还有些忐忑，生怕里面的内容过于高深莫测，难以消化。然而，实际阅读下来，我的顾虑完全打消了。作者的叙事方式非常注重逻辑的递进和知识的构建。它并没有一开始就抛出复杂的公式，而是从光通信的基础原理入手，循序渐进地引入信号处理的必要性和核心概念。比如，它对几种主流的数字信号处理（DSP）技术，如频域均衡（FDE）和时域均衡（TDE）的对比分析，简直是教科书级别的精彩。通过阅读，我不仅理解了它们各自的优缺点和适用场景，还看到了它们在不同光纤类型（如单模光纤、多模光纤）下的性能差异。更令人称赞的是，书中对前沿技术的介绍非常到位，比如相干检测技术在高速率传输中的应用，以及如何利用机器学习的思想辅助信号恢复，这让我对未来研究方向有了更明确的把握。这本书为我打下了极其坚实的基础，让我对光通信这一交叉学科充满了探索的欲望。