通信受限係統性能極限與設計 9787030484178

通信受限係統性能極限與設計 9787030484178 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

詹習生,塗建,吳傑,張先鶴 著
圖書標籤:
  • 通信係統
  • 無綫通信
  • 性能優化
  • 資源分配
  • 約束優化
  • 信息論
  • 網絡性能
  • 通信理論
  • 優化算法
  • 無綫資源管理
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店鋪: 韻讀圖書專營店
齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030484178
商品編碼:29879412954
包裝:平裝
齣版時間:2017-05-01

具體描述

   圖書基本信息
圖書名稱 通信受限係統性能極限與設計 作者 詹習生,塗建,吳傑,張先鶴
定價 68.00元 齣版社 科學齣版社
ISBN 9787030484178 齣版日期 2017-05-01
字數 頁碼
版次 1 裝幀 平裝
開本 商品重量 0.4Kg

   內容簡介
本書主要從控製和通信角度研究通信受限係統的性能極限與設計問題。重點介紹瞭基於通信網絡參數(網絡時延、數據丟包、網絡容量、網絡帶寬、編碼-解碼和量化等)約束研究通信受限係統性能極限與有關定性質。藉助通信理論、頻域分析方法、部分分解、互質分解和譜分解技術等,定量的揭示瞭通信受限係統性能極限與通信網絡參數和控製對象的固有特性間的內在聯係;這些為網絡化控製係統設計(特彆是網絡參數和控製器設計)提供理論指導。

   作者簡介

   目錄

   編輯推薦
導語_點評_推薦詞

   文摘

   序言

《通信受限係統性能極限與設計》 引言 在日益互聯的世界中,通信係統扮演著至關重要的角色,它們是信息流動、技術革新以及社會發展的基礎。然而,隨著通信需求的爆炸式增長,我們麵臨著前所未有的挑戰:如何以有限的資源實現最大化的性能?無論是成本、功耗、帶寬,還是硬件的處理能力,都存在著天然的限製。正是在這樣的背景下,深入理解和突破這些“受限”的界限,成為通信係統設計領域最核心、最迫切的研究課題。《通信受限係統性能極限與設計》一書,正是緻力於探索這一深度議題,為讀者提供一個全麵、係統的理論框架和實踐指導。 本書並非僅僅停留在對現有通信技術的描述,而是著眼於通信係統的本質,從最基礎的物理原理齣發,層層遞進,剖析各種限製因素對係統性能帶來的根本性影響。它旨在揭示通信係統所能達到的理論極限,並在此基礎上,提齣富有創造性和前瞻性的設計策略,幫助工程師和研究人員在實際的係統設計中,找到最優化的解決方案,最大限度地發揮現有資源的潛力。 第一部分:通信係統的基本原理與性能瓶頸 本書的開篇,我們將係統地迴顧通信係統的基本組成部分和工作原理。這包括信息源、信道、編碼、調製、解調、解碼等核心環節。在深入探討各個環節的功能和作用的同時,我們將引入一係列關鍵的性能指標,例如信噪比(SNR)、誤碼率(BER)、吞吐量(Throughput)、延遲(Latency)、頻譜效率(Spectral Efficiency)以及能量效率(Energy Efficiency)等。對這些指標的深刻理解,是量化和評估通信係統性能的基石。 隨後,我們將聚焦於導緻係統性能受限的根本原因。這部分內容將剖析從宏觀到微觀的各類瓶頸: 物理層限製: 這裏我們將深入探討香農-哈特利定理(Shannon-Hartley Theorem)所定義的信道容量極限。我們將解析噪聲、衰減、乾擾等物理因素如何直接限製瞭信息的傳輸速率和可靠性。例如,在無綫通信中,信號在傳播過程中會受到多徑效應、陰影衰落、快速衰落等影響,這些都會在接收端引入誤差,從而降低數據傳輸的準確性。功率限製也是一個顯而易見的瓶頸,尤其是在移動通信和物聯網設備中,電池壽命和發射功率受到嚴格的製約。 硬件限製: 盡管半導體技術日新月異,但處理器速度、內存容量、射頻器件的帶寬和綫性度等,仍然是限製通信係統性能的關鍵因素。例如,高階調製和復雜的信道編碼技術雖然能提升頻譜效率,但其計算復雜度往往遠超現有硬件的處理能力,導緻延遲增加或功耗過高。射頻前端器件的非綫性會産生雜散信號,乾擾其他信道,限製瞭係統的集成度和可擴展性。 協議與算法限製: 通信協議的設計,如MAC層(介質訪問控製層)的調度算法、網絡層路由選擇算法、傳輸層的擁塞控製算法等,直接影響著資源的分配效率和係統的整體吞吐量。復雜的協議棧會增加處理開銷和延遲。在資源受限的環境下,如何設計齣既高效又能滿足特定應用需求的協議,是一個巨大的挑戰。例如,在低功耗廣域網(LPWAN)中,需要設計低開銷、低功耗的MAC協議來支持海量設備的連接。 能耗限製: 隨著移動設備和物聯網設備的普及,能耗成為製約通信係統性能和續航能力的關鍵因素。無綫傳輸、信號處理、數據存儲等都需要消耗能量。如何在保證性能的同時,最大程度地降低能耗,是實現可持續通信的必然要求。 成本限製: 在許多實際應用中,通信係統的部署成本是決定其可行性的重要因素。例如,高帶寬、低延遲的5G網絡部署需要巨大的基礎設施投入,而在一些成本敏感的場景下,就需要尋找在有限成本下實現最佳性能的摺衷方案。 第二部分:通信係統性能極限的理論探索 在充分認識瞭各種限製因素後,本書將深入探討通信係統所能達到的理論性能極限。這部分內容將引入信息論、隨機過程理論、優化理論等前沿數學工具,以嚴謹的數學語言闡述: 信息論基礎: 除瞭香農極限,我們將進一步探討不同類型的信道(如高斯白噪聲信道、衰落信道)的容量計算方法,以及信道編碼理論的發展,包括糾錯碼(如LDPC碼、Turbo碼)和網絡編碼等,它們如何逼近理論容量。 隨機過程與信道建模: 深入分析不同通信環境下信道的統計特性,例如瑞利衰落、萊斯衰落等,以及如何利用隨機過程來精確地建模這些信道,從而為性能分析提供理論基礎。 信息論安全: 在關注性能的同時,通信安全也日益重要。我們將探討信息論安全的概念,即在不可信的信道上實現安全的通信,以及相關的安全容量概念。 量子通信的潛力: 簡要介紹量子通信的基本原理,以及它在理論上超越經典通信極限的可能性,例如量子糾纏在通信中的應用。 第三部分:麵嚮性能極限的設計策略與方法 理解瞭理論極限之後,本書的核心在於如何設計齣能夠逼近甚至在某些特定條件下突破這些極限的係統。這部分將是本書的實踐導嚮部分,提供一係列創新的設計思想和技術方法: 高級編碼與解碼技術: 低密度奇偶校驗碼 (LDPC) 與 Turbo 碼: 深入講解其迭代解碼原理,如何通過迭代次數和譯碼算法的優化,在有限的信噪比下實現接近香農極限的性能。 極性碼 (Polar Codes): 介紹其作為唯一被證明能達到香農容量的編碼,以及其構造和譯碼算法。 代數編碼與分組碼的優化: 探討如何根據具體的信道特性和應用需求,選擇和設計最優的代數編碼方案。 先進調製與信號處理: 高階調製與低密度調製: 分析在不同信噪比下,如QAM、PSK等高階調製與低密度調製的權衡,以及如何根據實際信道條件動態調整調製階數。 高效的信道估計與均衡: 介紹各種信道估計和均衡算法,包括最小均方誤差 (MMSE)、最大似然 (ML) 等,以及它們如何補償信道失真,提高數據恢復的準確性。 認知無綫電與軟件定義無綫電 (SDR): 探討如何通過智能的頻譜感知和動態頻譜共享,在不乾擾現有用戶的情況下,利用未被使用的頻譜資源,提高頻譜利用效率。SDR技術允許通過軟件靈活地配置和更新通信協議,以適應不斷變化的信道環境和通信需求。 多天綫技術與空間復用: MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 係統: 深入講解空時編碼、預編碼、波束成形等技術,如何利用多根天綫在發送端和接收端,通過空間維度來增加數據傳輸速率和鏈路可靠性。 協同通信 (Cooperative Communication): 探討如何通過中繼節點或多個用戶之間的協作,擴展通信範圍,剋服信號衰減,提高鏈路的魯棒性。 網絡層與鏈路層的優化: 智能調度算法: 設計適用於資源受限環境的調度算法,如考慮用戶公平性、吞吐量最大化、延遲最小化等多種約束的算法。 擁塞控製與流量工程: 探討如何在有限的帶寬下,實現高效的流量管理和擁塞避免,確保網絡的穩定運行。 低功耗通信協議: 專門針對物聯網和移動設備,設計和優化超低功耗、低開銷的通信協議棧,如CoAP、MQTT等。 能量效率設計: 能量收集通信: 探討如何利用環境中的能量(如射頻能量、太陽能)來為通信設備供電,延長設備續航時間。 低功耗硬件設計: 介紹在芯片設計層麵如何降低功耗,例如采用低功耗CMOS技術、動態電壓頻率調整 (DVFS) 等。 通信策略的能量感知: 設計能夠根據可用能量動態調整傳輸功率、數據速率和工作模式的通信策略。 係統級設計與仿真: 建模與仿真工具: 介紹各種先進的通信係統仿真平颱(如MATLAB/Simulink, NS-3),以及如何利用它們來評估不同設計方案的性能,並進行參數優化。 性能評估與分析: 提供一套係統化的性能評估框架,用於在不同場景下(如城市、鄉村、室內)評估通信係統的魯棒性和效率。 結論 《通信受限係統性能極限與設計》一書,旨在成為通信係統工程師、研究人員以及對通信技術前沿感興趣的讀者的一本重要參考。它不僅提供瞭紮實的理論基礎,更重要的是,它引導讀者思考如何在現實的約束下,以創新的思維和精巧的設計,最大限度地挖掘通信係統的潛力。在通信技術飛速發展的今天,理解和掌握這些“受限”係統中的性能極限與設計之道,對於構建更強大、更可靠、更智能的未來通信網絡,具有不可估量的價值。本書將激發讀者對通信係統設計進行更深入的探索,並提供解決實際工程問題的有力工具。

用戶評價

評分

這本書的厚度就已經預示著內容的充實,封麵上的書名也讓我立刻産生瞭強烈的共鳴。我一直對那些在嚴苛條件下依然能夠高效運行的係統感到著迷,而“通信受限係統”正是這種挑戰的典型代錶。想象一下,在太空探索、物聯網設備、甚至是一些特種通信場景中,我們麵臨的資源限製是多麼苛刻。在這種情況下,如何設計齣能夠最大限度發揮性能的係統,這是一個極其重要的課題。我期待這本書能夠深入剖析這些“受限”的本質,例如,它是否會討論在信號衰減嚴重、信道噪聲乾擾大、或者終端處理能力有限的情況下,如何通過巧妙的設計來剋服這些睏難?我希望它不僅僅是列舉一些已知的方法,而是能夠提供一種係統性的思考框架,幫助讀者理解性能極限是如何形成的,以及有哪些基本原理可以用來突破它們。我特彆好奇書中是否會介紹一些具體的案例研究,通過分析實際的設計案例,來生動地闡述理論知識,這對於我這樣的讀者來說,會非常有幫助,能夠更好地將書本上的知識與實際應用聯係起來。同時,我也希望這本書能激發我更多關於未來通信技術發展的思考,尤其是在5G、6G甚至更遠期的通信網絡中,如何應對日益增長的性能需求與無處不在的資源限製之間的矛盾。

評分

這本書的封套和內頁的排版都顯得十分用心,字跡清晰,圖錶精美,一看就是經過精心編排的學術著作。我之所以對這本書産生濃厚興趣,主要是因為它觸及到瞭通信領域一個非常關鍵的方麵——“受限係統”。在實際的通信應用中,我們常常會麵臨各種各樣的限製,比如通信鏈路的帶寬受限、功率受限、甚至是有時延和丟包的限製。而“性能極限”更是直接點明瞭研究的核心,即在這些限製下,係統能夠達到的最好性能是什麼樣的,以及如何去逼近這個極限。我非常期待這本書能夠提供一些深刻的洞見,幫助我理解這些限製是如何影響係統性能的,並且有哪些創新的方法可以用來優化設計。我設想書中可能會涉及一些關於最優化理論、信號處理、或者甚至是機器學習在通信係統中的應用,因為這些技術往往是突破性能瓶頸的關鍵。我尤其希望能夠學習到一些關於如何進行性能建模和仿真分析的知識,以便更好地評估和驗證我的設計方案。對於我這樣一個熱衷於探索通信技術前沿的讀者來說,這本書無疑是一個寶貴的知識源泉,它將引導我深入理解通信係統的本質,並在實際的設計中帶來啓發。

評分

拿到這本《通信受限係統性能極限與設計》的時候,我首先注意到的是其封麵設計,簡潔大氣,給人一種專業而又不失深度的感覺。書名本身就充滿瞭吸引力,尤其是“性能極限”這幾個字,立刻勾起瞭我對通信技術邊界的好奇心。我之前在學習和工作中,經常會遇到通信係統在帶寬、功耗、或者計算能力上受到限製的情況,如何在這些限製下設計齣最優的通信方案,一直是睏擾很多工程師的難題。我非常期待這本書能夠提供一套完整的理論框架和實踐指南,幫助我理解這些“受限”的根源,並且掌握突破這些極限的方法。我設想這本書可能會包含一些關於信息論的深入探討,比如香農極限的意義,以及在實際受限場景下,我們離香農極限還有多遠,又該如何去逼近它。同時,我也希望書中能有關於信道編碼、多址接入、或者資源分配等方麵的詳細講解,這些都是直接影響通信係統性能的關鍵技術。我特彆關注的是,這本書是否會提供一些量化的分析方法,能夠幫助我評估不同設計方案的優劣,並且在設計過程中做齣更明智的決策。總而言之,我期望這本書能夠成為我在通信領域學習和研究的寶貴財富,為我解決實際工程問題提供有力的支撐。

評分

這本書的封麵設計給我一種沉靜而厚重的學術氛圍,封麵的配色和字體都顯得非常專業,散發著一種嚴謹的氣息,就像在實驗室裏精密儀器發齣的微弱光芒。我剛拿到這本書的時候,就迫不及待地想翻開看看,畢竟“通信受限係統”這個概念本身就充滿瞭挑戰性和吸引力。“性能極限”更是直接觸及到瞭技術的邊界,讓人好奇作者是如何探索和定義這些極限的。拿到書的那一刻,我就能感受到它在內容上的深度,它不是一本輕鬆的休閑讀物,而是需要靜下心來,投入大量精力去研讀的學術專著。我之前在一些學術會議上聽到過關於通信受限係統的一些前沿討論,當時就覺得這個領域有著巨大的潛力和未被充分挖掘的知識寶藏,所以當我在書店看到這本書時,感覺像是找到瞭一個寶藏的入口。我非常期待能從這本書中學習到係統的理論知識,瞭解當前研究的最新進展,並且能夠理解在實際工程中,如何突破這些“受限”的瓶頸,設計齣更具魯棒性和高效性的通信係統。這本書的名字本身就充滿瞭技術挑戰,相信內容也不會讓我失望,它可能會涉及一些復雜的數學模型、算法分析,甚至可能是仿真實驗的設計和解讀。我希望它能給我帶來全新的視角,讓我對通信係統有一個更深刻、更全麵的認識,尤其是那些在資源受限環境下如何最大化性能的奧秘。

評分

這本書的封麵設計給人一種沉穩而專業的印象,它暗示著書中內容的深度和嚴謹性。我之所以被這本書吸引,是因為“通信受限係統”和“性能極限”這兩個概念,直接觸及到瞭通信工程中的核心挑戰。在現實世界的通信應用中,我們經常會遇到各種各樣的限製,比如帶寬擁堵、功率約束、或者有限的計算資源。如何在這些限製下設計齣性能最優的通信係統,一直是睏擾著許多工程師和研究人員的難題。我非常期待通過這本書,能夠深入理解這些“受限”的本質,並且學習到突破性能極限的理論和方法。我猜想書中可能會包含對信息論、信號處理、以及優化理論的深刻探討,例如如何理解香農極限,以及在實際的受限場景下,如何通過創新的技術手段去逼近這個極限。我特彆關注的是,這本書是否會提供一些具體的算法和設計策略,來幫助我解決實際工程問題,例如如何設計高效的信道編碼、魯棒的調製方案,或者是在資源分配方麵進行智能決策。總而言之,我希望這本書能夠為我提供一個全新的視角,幫助我更深入地理解通信係統的本質,並在實際的設計和研究中帶來啓發。

評分

收到這本《通信受限係統性能極限與設計》的時候,我首先被它嚴謹的封麵設計所吸引,配色沉穩,字體專業,一看就是一本硬核的技術書籍。我之所以對它充滿期待,是因為“通信受限係統”和“性能極限”這兩個概念,直接點齣瞭通信領域最核心的挑戰之一。在現實世界中,從微小的物聯網設備到龐大的衛星通信網絡,我們無時無刻不在與各種各樣的限製打交道:帶寬擁堵、功率不足、計算資源匱乏、信道噪聲乾擾等等。如何在這種“受限”的環境下,設計齣能夠最大化性能的通信係統,一直是睏擾著工程師們的難題。我非常渴望通過這本書,能夠係統地學習到突破這些性能極限的理論基礎和工程實踐。我猜想書中可能會包含對信息論極限的深入分析,比如香農定理在不同受限場景下的應用和局限性。同時,我也期待它能提供一些具體的算法和設計策略,例如如何設計高效的編碼方案、魯棒的調製技術,以及智能的資源分配算法,來最大化利用有限的資源。對於我這樣希望在通信領域不斷探索和創新的讀者來說,這本書無疑是一盞指路明燈,能夠幫助我更深入地理解通信係統的奧秘,並為我未來的研究和開發提供堅實的理論支撐。

評分

這本書的紙質和印刷質量給我留下瞭深刻的印象,觸感舒適,文字清晰,尤其是一些公式和圖錶,細節處理得非常到位,這對於一本需要嚴謹閱讀的技術類書籍來說,無疑是加分項。我被這本書的標題深深吸引,尤其是“通信受限係統”和“性能極限”這兩個詞,它們直擊瞭當前通信技術發展中的一些痛點。在很多實際應用場景,比如低功耗物聯網設備、遠距離無綫通信、或者是在惡劣環境下的特種通信,我們都麵臨著資源受限的嚴峻挑戰。我希望這本書能夠深入探討這些受限因素是如何影響通信係統的性能,以及如何通過創新的設計來剋服這些限製,達到理論上的性能極限。我非常期待書中能夠提供一套係統的分析方法,幫助我理解在不同的受限條件下,我們能夠實現的最佳性能有多高,以及有哪些具體的技術手段可以用來逼近這個極限。例如,我可能會在書中找到關於如何優化信道編碼、調製方式、或者是在資源分配方麵進行智能決策的講解。我希望這本書能夠不僅僅停留在理論層麵,更能為實際的設計提供可行的指導,幫助我構建齣更高效、更可靠的通信係統。

評分

這本書的封麵設計簡潔有力,透露齣一種深入研究的學術氣息。我一直對通信領域中那些在極端條件下依然能夠穩定高效工作的係統感到好奇,而“通信受限係統”正是這種挑戰的代錶。所謂“受限”,可能涉及到帶寬、功率、計算能力、甚至是信道環境的多重限製,而“性能極限”則意味著我們需要去觸碰和理解這些限製所能達到的邊界。我非常渴望通過這本書,能夠獲得對這些問題的深刻理解。我猜想書中可能會涉及到一些信息論的深奧知識,例如如何理解和應用香農的信道容量定理,以及在實際的受限場景下,我們如何去逼近這個理論上的極限。同時,我也非常期待能夠學習到一些具體的工程實踐和設計方法,比如如何通過巧妙的編碼、調製、或者多址接入技術來提高頻譜利用率和數據傳輸速率,或者是在功耗受限的情況下,如何設計齣更節能的通信方案。對於我這樣的讀者來說,這本書不僅僅是知識的傳遞,更是一種思維方式的啓發,能夠幫助我以更廣闊的視野去看待通信係統設計中的挑戰,並尋找突破性的解決方案。

評分

這本書的裝幀設計給人一種踏實、可靠的感覺,厚實的紙張和清晰的印刷,讓我覺得這是一本值得仔細研讀的學術著作。我被書名中的“通信受限係統”深深吸引,因為在實際的通信工程實踐中,我們常常會遇到各種各樣的“限製”,例如通信鏈路的帶寬不足、傳輸功率有限、或者終端的計算能力受到製約。而“性能極限”更是直接點明瞭本書的核心關注點,即在這些限製下,係統能夠達到的最優性能是什麼,以及如何去設計和優化係統以逼近這個極限。我非常期待這本書能夠提供一套係統性的理論框架,幫助我理解這些限製的本質,並掌握突破這些極限的有效方法。我設想書中可能會包含對信息論、信號處理、或者甚至是控製理論的深入分析,因為這些學科往往是解決通信係統性能問題的關鍵。同時,我也希望能夠從書中學習到一些具體的工程實踐經驗,例如如何進行性能建模、仿真分析,以及如何在實際的設計中權衡各種製約因素,從而設計齣高性能的通信係統。這本書無疑將是我在通信技術領域深入學習和研究的重要參考。

評分

這本書的裝幀質感相當不錯,紙張的觸感柔滑,印刷清晰,即便是細小的公式和圖錶也能看得清楚,這對於一本技術類的書籍來說至關重要。我最開始被這本書吸引,是因為我對通信領域的“瓶頸”問題一直很感興趣。很多時候,我們設計通信係統,都會遇到這樣那樣的問題:帶寬不夠、功耗限製、計算資源不足等等,這些都是“受限”的體現。而這本書恰恰瞄準瞭“性能極限”這個痛點,我非常好奇作者是如何將這些看似不可逾越的難題進行量化和分析的。我個人在工作中也接觸過一些低功耗、低速率的通信場景,深知在這些環境下優化性能的難度。所以,我希望這本書能夠提供一些切實可行的方法論,不僅僅是理論上的探討,更能指導實際的設計。比如,它是否會介紹一些創新的編碼技術、調製方案,或者是在協議設計層麵的優化策略?我甚至想象這本書可能會包含一些關於信息論、信號處理、甚至是優化理論的深入講解,因為這些都可能是突破性能極限的關鍵。對於我這樣一個希望在通信技術領域深耕的讀者來說,這本《通信受限係統性能極限與設計》無疑是一本值得珍藏的參考書,它就像一把鑰匙,可能為我打開通往更高性能通信係統的大門。

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