《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：29572408549

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》 卷一：基础的构建——信号、系统与变换的基石 在信息爆炸的时代，通信技术如同无形的血脉，连接着世界的每一个角落。从古老的烽火狼烟到如今瞬息万里的5G网络，通信的演进史就是人类智慧不断突破边界的史诗。杨学志先生所著的《通信之道——从微积分到5G》正是这样一部带领读者踏上这场通信技术溯源之旅的力作。这本书并非简单罗列技术名词，而是深入剖析了支撑现代通信的数学原理和工程思想，将抽象的概念具象化，让读者在理解科学的严谨与美的同时，领略通信技术的博大精深。 本书的第一卷，如同宏伟建筑的地基，为读者奠定了坚实的理论基础。它从最根本的信号概念入手，将我们日常生活中所见的各种信息——声音、图像、数据——统一在数学的语言之下。这里，“信号”不再是模糊的概念，而是可以被精确描述和分析的数学对象。读者将在这里学习到如何用连续信号和离散信号来刻画不同形式的信息，理解信号的幅值、频率、相位等关键属性，以及它们在时域和频域中的表现形式。 紧接着，信号的分析离不开“系统”。本书将系统定义为能够对信号进行某种处理的实体，无论是简单的放大器，还是复杂的通信链路，都可以用系统来建模。读者将学习到如何描述系统的特性，例如线性、时不变性等，并深入理解系统的输入输出关系。卷积，这一在信号与系统领域至关重要的数学运算，将在书中得到详尽的阐释。它揭示了系统如何通过“记忆”过去的输入来影响当前的输出，是理解滤波器、延迟器等基本系统模块的关键。 当然，纯粹的时域分析往往难以揭示信号的本质。因此，傅里叶变换的概念应运而生。本书将带领读者一步步走进傅里叶的世界，理解为何一个看似复杂的信号可以分解为一系列简单的正弦波的叠加。傅里叶变换如同一个神奇的“万花筒”，将信号从“时间的面纱”下解脱出来，展示其在“频率的舞台”上的真实面貌。读者将学习到傅里叶级数用于周期信号的分解，以及傅里叶变换用于非周期信号的分析。通过对傅里叶变换的深入理解，我们能够清晰地看到信号的频谱，这对于理解调制、滤波等通信过程至关重要。 除了傅里叶变换，拉普拉斯变换和Z变换也将在书中占有一席之地。拉普拉斯变换是傅里叶变换在复数域的推广，它能够处理更广泛的系统，尤其是在分析瞬态响应和稳定性方面具有得天独厚的优势。对于离散时间信号和系统，Z变换则扮演着与拉普拉斯变换相似的角色，它将离散信号的分析转移到复数域的单位圆上，使得很多原本复杂的计算变得直观可行。这些变换不仅是工程分析的利器，更是理解现代通信系统设计哲学的重要窗口。 第一卷的最后，将目光聚焦在“采样”这一通信领域的核心概念上。根据香农采样定理，连续信号如何被离散化，以及在不丢失信息的前提下，采样频率需要满足的条件，都将在这里被清晰地阐述。采样定理是数字通信的基石，它解释了为何我们可以用有限的数字来精确地表示无限的信息。理解采样过程中的混叠现象以及如何避免，对于设计高效可靠的数字通信系统至关重要。 通过对信号、系统、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换以及采样定理的深入学习，读者将建立起理解现代通信技术所必需的扎实数学和理论功底。本书的叙述风格力求严谨而不失生动，通过丰富的图示和恰当的例子，将抽象的数学概念与具体的通信场景相结合，让读者在不知不觉中掌握通信的“道”之根基。 卷二：通信的脉络——编码、调制与多址的艺术 在打下了坚实的理论基础之后，第二卷《通信之道——从微积分到5G》将带领读者深入通信的核心环节：信息的可靠传输。这一卷探讨的是如何将原始信息转化为适合在信道中传播的信号，以及如何在多个用户共享同一通信资源时，确保信息的有效分离。这其中蕴含着信息论的智慧、信号处理的技巧以及系统设计的精妙。 首先，信息传输的可靠性是通信的首要目标。本书将详细介绍“信源编码”的原理。信源编码的目标是以更少的比特数来表示原始信息，从而提高传输效率。读者将学习到信息熵的概念，它是衡量信息不确定性的基本度量，也是信源编码的理论极限。在此基础上，本书将介绍熵编码的经典方法，如霍夫曼编码和算术编码。这些编码技术通过对信息源的统计特性进行建模，能够有效地去除信息中的冗余，实现数据的压缩，使得每一比特都携带更多的有效信息。 然而，即便经过信源编码，信息在传输过程中仍然会受到噪声和干扰的影响而发生错误。为了对抗这些不确定性，我们需要引入“信道编码”。信道编码的核心思想是在原始信息中添加冗余，使得接收端即使收到了一些错误，也能够从中恢复出原始信息。本书将系统介绍线性分组码，如海明码，以及卷积码等经典编码方案。读者将理解编码和解码的原理，学习如何设计具有纠错能力的码字，并了解不同编码方案的性能特点。从简单的奇偶校验到复杂的Turbo码和LDPC码，本书将逐步揭示信道编码技术的演进，展现人类在对抗噪声方面的智慧结晶。 信息经过编码后，需要将其转化为能够通过物理媒介传输的信号。这就是“调制”的范畴。本书将从最基础的模拟调制技术讲起，如调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM），解释它们如何通过改变载波信号的幅值、频率或相位来携带信息。这些技术是早期无线通信的基石，理解它们有助于我们把握信号调制的演进脉络。 随着数字通信的发展，数字调制技术变得越来越重要。本书将重点介绍常见的数字调制方案，如调幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）以及更为复杂的正交振幅调制（QAM）。读者将学习到这些调制方式如何将数字比特映射到连续的载波信号上，并通过星座图来直观地理解它们的原理和性能。对于QAM等高级调制方式，本书将深入剖析其在高频谱效率和抗噪声能力方面的优势。 通信资源是有限的，如何让多个用户在同一时间、同一频率或同一地理区域内共享通信链路，是通信系统设计面临的重大挑战。本书将详细介绍“多址技术”，即Multiple Access的技术。读者将学习到频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分复用（OFDM）等主流的多址技术。FDMA将频谱划分为若干个独立的频段供不同用户使用；TDMA将时间划分为不连续的帧，帧内再划分为时隙供用户轮流使用；CDMA则允许用户在同一时间和同一频率下使用不同的扩频码进行通信，充分利用了频谱资源。 OFDM作为现代通信的核心技术之一，其重要性不言而喻。本书将详细阐述OFDM的原理，它将高速数据流分割成多个低速数据流，并在多个正交的子载波上并行传输。OFDM不仅能够有效地对抗多径衰落，还能方便地与MIMO（多输入多输出）技术结合，极大地提升了通信系统的容量和可靠性。 第二卷的精髓在于将抽象的数学原理转化为实实在在的通信机制。通过对信源编码、信道编码、调制以及多址技术的学习，读者将深刻理解现代通信系统是如何在保证信息可靠性的同时，最大化地利用有限的通信资源。本书将力求通过清晰的逻辑和生动的案例，展现通信工程师在信息传输领域的智慧与创造力。 卷三：通信的未来——从无线到智能的飞跃 第三卷《通信之道——从微积分到5G》将目光投向了通信技术的未来发展方向，特别是无线通信的革命性进步以及通信系统智能化带来的深远影响。本卷在前面两卷建立的坚实理论基础上，带领读者认识5G乃至未来通信的关键技术和发展趋势。 首先，本书将深入探讨“多输入多输出”（MIMO）技术。MIMO是一种在发射端和接收端都使用多个天线的技术，它能够通过空间复用、空间分集等技术，显著提高通信系统的频谱效率和链路可靠性。读者将学习到不同MIMO配置（如SISO, SIMO, MISO, MIMO）的原理和优势，理解空时编码（STC）如何利用多天线来抵抗衰落，以及MIMO与OFDM结合后在提升数据吞吐量方面的巨大潜力。MIMO是4G和5G无线通信系统性能提升的关键技术之一。 接着，本书将重点介绍“第五代移动通信”（5G）的核心技术。5G不仅仅是速度的提升，更是对通信能力的全面革新。读者将了解5G的三大应用场景：增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低时延通信（uRLLC）。为了实现这些目标，5G采用了诸如大规模MIMO（Massive MIMO）、毫米波通信（mmWave）、网络切片（Network Slicing）以及边缘计算（Edge Computing）等一系列前沿技术。本书将详细解析这些技术的工作原理、面临的挑战以及它们如何共同构筑5G强大的通信能力。例如，大规模MIMO利用大量天线来极大地提升频谱效率和覆盖范围；毫米波通信利用高频段来提供巨大的带宽，但需要解决传播损耗和视距传输的问题；网络切片则能够根据不同的应用需求，将物理网络虚拟化为多个逻辑网络，为不同场景提供定制化的服务。 本书还将探讨“物联网”（IoT）通信的发展。随着连接设备的指数级增长，低功耗、广覆盖、低成本的物联网通信技术成为研究的焦点。读者将了解NB-IoT、LTE-M等LPWAN（低功耗广域网）技术，它们是如何针对物联网应用的需求进行优化的，以及它们在智能家居、智慧城市、工业自动化等领域的广泛应用前景。 进入智能时代，通信系统本身也正在变得越来越“智能”。本书将触及“人工智能”（AI）在通信领域的应用。读者将了解AI如何用于优化网络资源调度、提高信道预测精度、实现智能故障诊断，以及如何通过机器学习来提升调制解调的性能。AI与通信的深度融合，预示着未来通信系统将具备更强的自适应性、自优化性和自愈能力，能够更好地满足日益复杂的通信需求。 除了上述核心技术，本书还将展望下一代移动通信（6G）的可能发展方向。例如，太赫兹通信（THz）作为未来超高速通信的关键技术，将提供比毫米波更宽的带宽；空天地海一体化网络将实现真正的全球无缝覆盖；更加智能化的网络架构以及与物理世界的深度融合，都将是未来通信技术的重要探索方向。 《通信之道——从微积分到5G》的最后一卷，旨在为读者描绘一幅宏伟的通信蓝图，从基础原理到前沿技术，再到未来的无限可能。它不仅是对现有通信技术的高度概括，更是对未来通信发展的深刻洞察。通过阅读本书，读者不仅能够理解通信技术是如何从微积分的严谨推演中诞生，又如何在5G时代实现跨越式的飞跃，更能激发对通信领域未来探索的强烈兴趣和深刻思考。这本书，是献给每一位渴望理解信息时代脉搏，探索通信技术无限可能读者的指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版风格非常注重阅读的舒适度，字体大小和行间距的拿捏恰到好处，即便是长时间阅读也不会感到眼睛过于疲劳。我注意到它在处理复杂公式和图表时，采用了非常现代化的制图技术，线条清晰锐利，图例标注详尽，这对于理解那些抽象的信号处理过程至关重要。有时候，一本技术书籍的成败就在于图文的配合是否默契，而这本书显然在这方面下了大功夫。特别是那些涉及傅里叶变换或者信道编码的章节，如果没有清晰的视觉辅助，光靠文字描述很容易让人迷失在符号的海洋里。这本书似乎深谙此道，每一个关键概念的引入，都伴随着一个精心设计的插图，帮助读者建立起直观的理解模型。这种对细节的执着，体现了作者对读者学习体验的深切关怀，让人在阅读过程中充满了探索的信心。

评分☆☆☆☆☆

我个人非常看重一本书的“深度”和“广度”的平衡，而这本书给我的初步印象是，它在这两者之间找到了一个近乎完美的切入点。它既没有陷入纯粹的数学推导中而让人望而却步，也没有流于表面地描述现象而不触及核心原理。我感觉到作者在努力搭建一座桥梁，一端是严谨的数学基础，另一端是生动的现代应用场景。这种“两头兼顾”的写作策略，意味着即便是对某些高级概念有畏惧心理的读者，也能通过前期的扎实铺垫，逐步攀登上去，最终领略到通信系统的全貌。这种结构上的周全考虑，使得这本书具备了极高的通用价值，适合不同知识背景的求知者进行深入探索和学习。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的字体，一下子就让人联想到那些复杂而又迷人的电磁波在空中穿梭的画面。我拿到手的时候，那种纸张的质感也挺好，拿在手里沉甸甸的，让人感觉里面装载的知识也同样分量十足。翻开扉页，那种扑面而来的学术气息让人肃然起敬，作者的严谨态度似乎已经通过排版和用词传递了出来。虽然我还没有深入阅读，但光是目录的编排就透露出一种清晰的逻辑脉络，从最基础的数学工具，逐步过渡到现代通信系统的核心技术，这种循序渐进的安排，对于一个想要系统性构建知识体系的读者来说，简直是福音。我期待着能跟着作者的思路，一步步解开通信领域那些看似高不可攀的奥秘，那种从底层原理到宏大应用的完整体验，是其他零散资料所无法比拟的。它不仅仅是一本书，更像是一份精心绘制的航海图，指引着我们穿越信息时代的湍急河流。

评分☆☆☆☆☆

从我初步翻阅的感受来看，这本书的叙事风格非常独特，它似乎没有采取那种冷冰冰的教科书式的论述，而是带有一点点“故事性”的引导。作者似乎在努力拉近理论与实践之间的距离，用一种近乎对话的口吻，引导读者去思考“为什么”这些理论是必需的，而不是简单地告知“是什么”。这种对底层逻辑的追问，是真正区分优秀教材和普通参考书的关键所在。例如，在介绍某些经典通信协议时，我能感受到作者在试图还原当时工程师们面临的困境和权衡，从而让我们理解每一个技术选择背后的历史必然性和局限性。这种带着温度的讲解，极大地激发了我学习的内在动力，让我觉得通信技术不再是遥不可及的“黑科技”，而是人类智慧不断迭代和完善的结晶。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量给我留下了极为深刻的印象，这是一种对知识载体的尊重。我特别喜欢封面上那种哑光处理带来的高级质感，它使得整本书看起来既专业又耐看，放在书架上绝对是一个亮眼的物件。内页的纸张选择也很有讲究，它既能很好地承载墨水的密度，避免洇墨，同时也提供了恰当的摩擦力，用钢笔做笔记时手感极佳，这对于需要反复研读和圈点的技术书籍来说太重要了。很多时候，劣质的印刷会让读者在阅读过程中分心，但这本书的制作水平无疑是顶级的，它让阅读本身成为一种享受，而不是一种负担。这种对物理载体的精益求精，侧面反映了作者对内容本身的自信和重视程度。