《通信之道——从微积分到5G》 杨学志著 9787121280689 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨学志著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121280689

商品编码：29483337371

包装：平装-胶订

出版时间：2016-02-01

基本信息

书名：《通信之道——从微积分到5G》

定价：79.00元

作者：杨学志著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-02-01

ISBN：9787121280689

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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按照读者的思维顺序讲述了从微积分到 5G 所涉及的基础知识和关键技术。《通信之道 从微积分到5G》共 20章，具有以下特点： （1）跨度极大，内容翔实：涉及数学、信号处理、通信原理、通信前沿技术等多个学科领域，知识密度极高，并且是*精华的部分。

目录

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章 绪论11.2 什么是通信3

第2章 帮“菜鸟”复习一下微积分52.2.1 数列的极限72.3 你讨厌数学公式吗92.5 导数122.7 积分162.9 积分中值定理202.11 微积分基本定理的证明212.13 泰勒级数252.15 后记28


第3章 信号与系统313.2 连续系统与离散系统313.4 时/移不变系统343.5.1 离散_ 信号353.5.3 连续_ 函数383.6 卷积的性质43


第4章 复变函数454.2 复数的四则运算464.4 复指数函数50

第5章 傅里叶分析555.1.1 三角形式的傅里叶级数555.1.3 什么是频率585.1.5 理解负频率595.2.1 理解谱密度615.3 傅里叶变换的性质625.5 卷积定理695.7 离散傅里叶变换715.9 离散傅里叶变换的性质765.11 离散卷积定理81
第6章 采样，通往数字世界的步856.2 采样的数学表达866.4 周期冲激脉冲886.6 用采样信号重构原信号916.8 奈奎斯特定理能够被突破吗94


第7章 信号的谱分析977.2 频率分辨率101

第8章 线性空间理论1058.2 线性空间的定义1058.4 赋范空间1078.6 正交与正交基112

第9章 基本通信链路1199.2 调制——频谱搬移1229.4 非相干解调1249.6 锁相环1269.8 Costas 环1319.10 单边带信号1339.12 单边带信号的发送与接收1379.14 IQ 调制1409.16 复数基带信号与复信道1439.18 奈奎斯特准则1479.20 几种数字调制方式1559.21.1 非连续相位频移键控1599.21.3 小频移键控1629.21.5 从另外一个视角看MSK 166
0章 概率论与过程17310.2 联合事件和联合概率17510.4 变量17710.6 两个典型的概率密度函数18010.6.2 高斯分布18010.8 多变量的联合分布18210.10 联合矩18410.12 过程18710.14 复过程18910.16 循环平稳过程19210.18 信号通过线性时不变系统19410.20 离散过程和系统19810.22 闲话概率论201


1章 AWGN 信道的佳接收机20311.2 参数估计的模型20411.4 连续观测的大似然准则20611.6 匹配滤波器20911.8 2PAM 的误码率21511.10 符号同步219

2章 无线信道22712.2 多径效应与快衰落23012.2.2 瑞利衰落23212.3 小结236


3章 均衡23713.2 MF、ZF 和MMSE 滤波器23813.2.2 迫零算法24113.2.4 MF、ZF 和MMSE 的关系24413.3 数字均衡技术24513.3.2 频域均衡24613.4.1 信道估计的系统方程25013.4.3 病态问题25213.5 小结255
4章 多址技术25714.2 CDMA 25914.2.2 正交码26214.2.4 CDMA 的多用户模型和自干扰特性26614.2.7 CDMA 系统的特性26914.2.9 频域多用户检测27114.3 OFDMA 28414.3.2 OFDM 如何克服多径效应28614.3.4 OFDM 的导频设计和信道估计29014.3.6 OFDM 领域的核心293

5章 信息论30115.2 信息熵30415.4 联合熵和条件熵30715.6 凸函数与Jensen 不等式31015.8 高斯分布的微熵31415.10 离散信道容量31615.12 注水定理320

6章 蜂窝通信32316.2 切换32416.4 同频复用32616.6 分数频率复用32916.8 软频率复用33416.10 软频率复用的局限33816.12 多级软频率复用的性能340

7章 信道编码34717.2 群、环、域34817.4 线性分组码的解码算法35317.6 哈明码35517.7.1 正交码35717.7.3 超正交码35717.9 循环码36017.11 小结365


8章 多天线技术36718.2 利用SVD 解读MIMO 37018.4 MIMO 接收机算法37518.6 DOA 估计37818.8 Alamouti编码37918.10 波束赋形38218.12 波束赋形与STBC 结合390

9章 关于创新的思考39519.2 创新的方法39719.4 创新的驱动力40119.6 基于信息不对称的管理不适合创新40319.8 流程是质量的基础，人决定质量的高度40519.10 创新的管理40819.12 创新的政治环境411

第20章 后记4173G霸主4174G变局420展望5G425

作者介绍

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杨学志，1970年出生于中国山东省。1988年考入清华大学，获得学士、硕士和博士学位。1998年进入北京大学从事博士后研究工作。2000年进入华为公司，长期从事无线通信领域的研究工作。 他是3G/4G多项核心技术的发明人，包括频域多用户检测，*波束赋形，软频率复用（SFR）和sOFDM技术，其中SFR和sOFDM是4G的奠基性技术。2012年10月从华为公司离职，独立进行5G关键技术研究，提出了多级软频率复用技术，使得SFR成为无线通信技术发展的里程碑之一。

文摘

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序言

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《通信之道——从微积分到5G》 作者：杨学志 ISBN：9787121280689 内容简介 《通信之道——从微积分到5G》是一部深度剖析通信技术发展脉络的扛鼎之作。本书并非仅仅罗列技术名词或堆砌公式，而是以一种宏大的历史视角和严谨的科学精神，将通信技术的发展演进置于其诞生、发展、突破的历史长河之中，系统梳理了其背后的数学理论基础、关键技术节点、以及对社会进步的深刻影响。全书力求在概念的清晰阐释、原理的深入剖析、以及宏观视野的拓展之间取得精妙的平衡，旨在为读者构建一个全面、立体、深入的通信技术知识体系。 本书的独特之处在于其“贯通性”和“层次性”。作者杨学志先生以扎实的学术功底和丰富的实践经验，巧妙地将通信领域最核心的数学工具——微积分——作为理解通信原理的基石，由此出发，层层递进，直至展现当前最前沿的5G技术。这种从基础数学原理出发，逐步构建起庞大通信技术体系的写法，是本书最令人称道的亮点。读者无需担忧因为缺乏深厚的数学背景而望而却步，因为作者会以一种清晰易懂的方式，引导读者理解微积分在通信信号处理、信息编码、系统分析等方面的核心作用。 第一部分：数学的基石——微积分与通信的萌芽 在通信技术尚处萌芽的时代，尽管概念还未完全清晰，但其核心的数学思想已在早期科学家的探索中隐约可见。本书将首先回顾微积分在描述和分析连续变化信号方面的不可替代性。我们将探讨微积分如何帮助科学家理解波的传播、振动的特性，以及这些现象在早期电报、电话等通信方式中的初步应用。傅里叶级数和傅里叶变换，这两位微积分家族的杰出代表，在信号的分解与合成、频域分析等方面所扮演的关键角色，将被深入浅出地介绍。理解了如何将复杂的信号分解为简单的正弦波成分，也就掌握了分析和处理通信信号的钥匙。 此外，本书还将触及概率论和统计学在信号处理和噪声抑制中的初步应用。在早期的通信系统中，尽管噪声是不可避免的，但科学家们已经开始尝试用数学模型来描述和理解噪声的特性，并通过统计方法来优化信号的接收和辨识。这为后续信息论的发展奠定了基础。 第二部分：信息论的诞生与编码的艺术 随着通信技术的发展，一个核心问题浮出水面：如何在有损耗、有噪声的信道中，高效、可靠地传输信息？这个问题在克劳德·香农（Claude Shannon）的划时代论文《通信的数学理论》中得到了根本性的解答。本书将详细阐述信息论的诞生，包括其核心概念——信息熵、信道容量等。我们将理解信息熵如何量化信息的不确定性，以及信道容量如何定义一个信道能够传输信息的最大速率。 基于信息论的深刻洞察，编码技术应运而生，并成为通信可靠性的基石。本书将系统介绍编码的原理，从早期的简单编码方式，到后来的纠错码、信源编码和信道编码。我们将深入理解海明码、维特比算法等经典编码解码技术，以及它们如何在数据传输过程中实现错误检测和纠正，显著提高通信的可靠性。信源编码，如霍夫曼编码和算术编码，则关注如何去除信息中的冗余，实现数据的压缩，提高传输效率。 第三部分：调制解调——信号的“穿衣戴帽”与“卸妆” 信号本身往往不适合直接在物理信道上传输。调制技术应运而生，它如同给原始信号“穿上”适合传输的“外衣”，使其能够更好地适应物理信道的特性，并抵抗干扰。本书将详尽介绍各种调制方式，从最基础的幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK），到更复杂的正交频分复用（OFDM）等。我们将理解不同调制方式的原理、优缺点，以及它们在不同通信场景下的应用。 而接收端则需要将这些“穿戴”好的信号进行“卸妆”，还原出原始信息，这就是解调技术。本书将深入剖析解调器的设计原理，以及如何从嘈杂的接收信号中准确地提取出有用信息。最小均方误差（MMSE）估计、最大似然（ML）检测等重要的解调判决方法也将得到详细阐述。 第四部分：多址技术——共享通信资源的智慧 随着用户数量的激增，如何让多个用户在同一个通信网络中共享有限的通信资源，成为通信系统设计中的关键挑战。本书将详细介绍各种多址技术（Multiple Access Technologies）。 频分多址（FDMA）：将有限的频谱划分为不同的子信道，分配给不同的用户。 时分多址（TDMA）：将时间划分为不同的时隙，分配给不同的用户轮流使用。 码分多址（CDMA）：利用不同的编码序列来区分不同的用户，允许用户在同一时间和同一频率上通信。 空分多址（SDMA）：利用天线阵列来区分处于不同空间位置的用户。 本书将深入分析这些多址技术的原理、实现方式、性能特点以及它们在不同通信系统（如早期的蜂窝网络）中的应用。 第五部分：从1G到4G——移动通信的飞跃 本书将重点回顾移动通信技术的发展历程，从最初模拟制式的1G，到数字制式的2G（GSM、CDMAone），再到数据传输速率大幅提升的3G（WCDMA、CDMA2000），以及迈向高速宽带的4G（LTE）。我们将深入理解每个代际技术在关键指标上的突破，例如： 1G：模拟语音通信，容量低，易受干扰。 2G：数字语音通信，引入了短信（SMS），提高了语音质量和安全性，但数据传输速率较低。 3G：以数据业务为主，速率大幅提升，支持多媒体通信，催生了移动互联网的初步发展。 4G：基于IP的分组交换网络，速率接近固定宽带，支持高清视频、移动办公等，是现代移动互联网的基础。 本书将重点剖析4G技术中的关键技术，例如OFDM在下行链路中的应用，MIMO（多输入多输出）技术如何通过多天线显著提升信道容量和传输可靠性，以及LTE-Advanced如何进一步优化性能。 第六部分：5G——新时代的通信愿景 进入21世纪，社会对通信的需求发生了深刻变化，不再仅仅是人与人之间的通信，更是万物互联（IoT）、工业自动化、自动驾驶等场景对低时延、高可靠、海量连接的需求。本书将详细介绍第五代移动通信技术（5G）的核心技术和关键特点。 极高的数据速率（eMBB）：通过使用更高的频段（毫米波）、更先进的MIMO技术（大规模MIMO）以及更灵活的OFDM参数，实现Gbps级别的数据传输速率。 超低的时延（uRLLC）：通过全新的网络架构（如网络切片）、更高效的调度算法和边缘计算（MEC），实现毫秒级甚至亚毫秒级的端到端时延，为实时控制和关键任务通信提供保障。 海量连接（mMTC）：通过优化网络接入和协议栈，支持每平方公里百万级别的设备连接，满足物联网海量设备的接入需求。 本书还将探讨5G网络架构的演进，包括核心网的虚拟化和云化，以及网络切片技术如何实现为不同应用场景提供定制化的网络服务。此外，对5G在各个行业的应用前景，如智慧医疗、智能制造、智慧交通等，也将进行深入的展望。 第七部分：未来的展望——通信的无限可能 在系统梳理了从微积分到5G的通信发展历程后，本书将放眼未来，探讨通信技术的下一发展方向。我们将讨论6G可能带来的颠覆性技术，例如可见光通信、量子通信、人工智能在通信网络中的深度融合等。本书将激发读者对通信技术未来发展的无限想象，并理解通信作为人类社会连接和进步的永恒驱动力。 《通信之道——从微积分到5G》以其严谨的逻辑、清晰的阐释和深远的见解，为所有对通信技术感兴趣的读者提供了一次宝贵的学习机会。无论您是通信行业的从业者、相关的研究人员，还是希望深入理解现代科技驱动力的普通读者，本书都将是您不可或缺的指引。它不仅是一本技术手册，更是一部关于人类智慧如何突破时空限制，连接世界、改变未来的史诗。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁有力，黑白灰的配色让人感到一种沉稳和专业的气息。拿到手里就能感受到它厚重的分量，纸张的质感也相当不错，阅读体验上是加分的。从拿到书的那一刻起，我就被它所传递出的那种对技术本质的探索欲所吸引。我一直觉得，技术领域的书籍，尤其是这种跨度较大的主题，很容易流于表面，但从这本书的结构和目录来看，作者似乎有着非常扎实的功底和清晰的逻辑脉络。它不仅仅是罗列知识点，更像是在构建一个完整的知识体系，试图用最基础的数学工具去剖析现代通信系统的核心原理，这本身就是一个极具挑战性也很有价值的尝试。我期待它能真正做到“大道至简”，让那些看似高深的物理和数学原理，能够以一种更直观、更易于理解的方式呈现出来，而不是堆砌晦涩难懂的公式。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书所展现出的那种宏大叙事感。从最基础的数学工具，到信息时代的基石，再到如今我们每天都在接触的5G技术，这中间跨越的知识广度和深度是惊人的。如何将如此庞杂的体系融会贯通，而不显得混乱或牵强，对作者的驾驭能力提出了极高的要求。我猜想，作者一定在行文过程中，非常巧妙地设置了许多“过渡点”和“承上启下”的章节，确保读者在跨越不同技术代际和理论层次时，思维能够保持连贯性。这种全景式的视角，对于建立对通信技术发展的全局观至关重要，它能帮助读者跳出单一技术的局限，从更宏观的维度去思考未来技术的发展方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版时间点也很有意思，正好处于5G技术深入部署、6G研究方兴未艾的阶段。在这个技术快速迭代的时代，一本能够将历史脉络和前沿趋势结合起来的书，其价值就凸显出来了。它不仅仅是一本回顾历史的教科书，更像是一张指引未来方向的地图。通过对前代技术的深入剖析，读者应该能够更好地理解5G乃至未来通信系统所面临的根本性挑战和潜在的突破口。我希望这本书能为我们打开一扇窗，让我们不仅看到“是什么”，更能理解“为什么会是这样”，从而对下一代通信技术的演进路径产生自己的思考和判断。

评分☆☆☆☆☆

从一个纯粹的阅读体验角度来说，我非常期待作者的叙述风格能够保持一种恰到好处的平衡。它既需要足够的严谨性来支撑起那些复杂的数学证明和物理模型，又不能因为过于学院派而使人望而却步。我希望能看到一些富有洞察力的比喻或者生活化的例子，来辅助解释那些抽象的概念。例如，在讲解信道编码的纠错能力时，如果能用一个生活中的场景来类比，那么即便是非专业背景的读者也能快速抓住其精髓。优秀的科普读物，其魅力就在于化繁为简，将科学的“硬核”部分，用“柔软”的文字包裹起来，让人愿意深入探索，而不是被冰冷的公式吓退。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者似乎非常注重理论的溯源，这在很多市面上的教材中是比较少见的。通常我们学习某个技术，比如调制解调或者编码理论，直接接触到的往往是成熟的算法和最终的性能指标，但背后的数学推导过程却往往被一笔带过，或者只给出结论。这本书如果能真正地从微积分这个最基础的数学语言出发，一步步搭建起信息论和通信系统的桥梁，那无疑能帮助读者建立起更加牢固的知识根基。这对于那些希望深入理解新技术、而不是仅仅停留在“会用”层面的工程师或者学生来说，是极其宝贵的财富。这种“追本溯源”的精神，体现了作者对知识体系完整性的执着追求，让人对它所涵盖的深度充满信心。