　　與很多技術類書籍不同的是，《通信之美》不是簡單地羅列知識點和代碼，而是以專題的形式，由淺入深地講解通信和信號處理相關的專業知識。《通信之美》在深入淺齣的基礎上，也力求保持數學的嚴謹性，帶領讀者一路探究通信原理中那些不為人知的奧秘，從而讓讀者體驗到理論聯係實際的暢快。
　　《通信之美》分為兩部分：理論篇和實戰篇。其中理論篇講述瞭通信和信號處理相關的特定知識點，並附上一些高質量代碼。實戰篇則以MATLAB為平颱，介紹瞭如何在通信係統仿真的過程中充分利用MATLAB進行高效編程、並行計算，以及進行MATLAB與C、C++的混閤編程。
　　《通信之美》的大部分內容都是密切圍繞係統設計中要解決的技術問題而展開的。無論是用於自我提升技術水平和拓展視野，還是用於具體指導係統設計，《通信之美》都是非常值得研讀的精品。《通信之美》可作為通信和信號處理相關專業的本科生及研究生的教輔書，也可作為從業技術人員的參考資料。

作者簡介

　　張力，現就職於浙江大華技術股份有限公司，任通信算法工程師，分彆於2010年和2013年取得電子科技大學學士和碩士學位。曾作為核心成員參與瞭多個OFDM定製通信係統的設計及整個係統的MATLAB建模，對OFDM技術和信道編碼有著非常深刻的理解。

精彩書評

　　作者張力，以自己平時的研究經曆為基礎，對自己曾經遇到的問題深入思考後加以整理，並以深入淺齣的語言，在本書中描述瞭相關通信技術背後的數學原理。同時，該書並不僅僅局限於通信理論，而是很好地將通信理論與MATLAB仿真結閤起來，能方便讀者加深理解。
　　——《通信新讀》作者陳小鋒

　　《通信之美》將MATLAB與通信技術完美地結閤起來，在通信中學習仿真，在仿真中強化通信理論。與一般MATLAB書籍不同的是，該書詳細介紹瞭如何在通信物理層仿真中運用MATLAB高效編程、並行計算，以及與C、C++混閤編程以提高仿真效率，不愧為廣大學生學習通信理論與仿真實踐的有效工具書，也是老師們進行相關課程教學的黃金參考資料。
　　——ARM亞太大學計劃經理、前MathWorks教育業務發展總監陳煒

理論篇
第1 章綫性時不變——通信係統的基石 2
1.1 LTI 係統 3
1.2 非LTI 係統存在的意義 7
1.2.1 時變係統的MATLAB 仿真 9
1.2.2 非綫性係統的MATLAB 仿真 12
1.3 總結 13
1.4 參考程序 14
第2 章五花八門的通信標準 15
2.1 有綫通信 16
2.1.1 xDSL 16
2.1.2 IEEE 802.3（Ethernet） 17
2.1.3 HomePlug .18
2.2 無綫通信 20
2.2.1 蜂窩通信 20
2.2.2 IEEE 802.11（Wi-Fi） .27
第3 章為什麼通信標準中不采用單邊帶調製 30
3.1 SSB 調製的原理 .31
3.2 采用SSB 調製的前提條件 .32
3.3 發散思維（一）——ASK+SSB 模式可行嗎 37
3.4 發散思維（二）——三維QAM 可行嗎 39
第4 章被誤解的最大似然——算法與準則的區彆和聯係 41
4.1 窮舉法 42
4.2 優化算法（一） .44
4.3 優化算法（二） .59
4.4 對三種算法復雜度的比較 66
4.5 原來ML 可以不復雜 71
4.6 發散思維（一）——硬件設計 71
4.7 發散思維（二）——軟解調 73
4.8 參考程序 74
第5 章定點仿真——定點方案未必為真 75
5.1 問題所在 76
5.2 解決方案 77
5.3 博弈：絕不溢齣vs 很小可能溢齣 78
5.3.1 做不到 .78
5.3.2 沒必要 .78
5.3.3 摺中——産業界永恒不變的主題 79
5.4 建模誤差——讓定點方案誤入歧途 79
5.5 答在之後：你選擇好瞭麼 82
5.6 參考程序 82
第6 章信噪比中的玄機——Eb/N0、Es/N0 和S/N 三者的關係 83
6.1 Eb/N0 與Es/N0 的單位 84
6.2 Eb/N0 與Es/N0 的關係 84
6.3 Es/N0 與S/N 的關係 85
6.3.1 復基帶信號通過AWGN 86
6.3.2 過采樣的信號通過AWGN 91
6.3.3 實帶通信號通過AWGN 94
6.3.4 AWGN 模塊對實基帶信號的處理 97
6.4 加入所有因素的仿真 100
6.5 參考程序 105
第7 章 OFDM技術如何抵抗多徑衰落 106
7.1 理想定時同步情況下的推導 .109
7.2 定時同步不準造成的影響 115
7.2.1 嚮前偏差1 個采樣點 .115
7.2.2 嚮前偏差n0 個采樣點 116
7.3 參考程序 117
第8 章當概率遇上復數時 119
8.1 對AWGN 進行DFT 之後的統計分析 119
8.2 從隨機信號到隨機變量 127
8.3 發散思維——量子概率 127
8.4 參考程序 128
第9 章深入淺齣綫性分組碼 129
9.1 綫性分組碼的概念 131
9.2 生成矩陣的基本特性 132
9.3 校驗矩陣的基本特性 133
9.4 參考程序 139
第10 章熟悉又陌生的信道容量與香農限 140
10.1 信道容量 141
10.1.1 AWGN 波形信道 .141
10.1.2 BSC 信道 142
10.1.3 BI-AWGN 信道 145
10.2 香農限 146
10.2.1 碼率和誤比特率都趨於0 時的香農限 147
10.2.2 非零碼率、誤比特率為0 時的香農限 152
10.2.3 非零碼率、非零誤比特率下的香農限 156
10.2.4 碼長對香農限的影響 158
10.2.5 碼的類彆對香農限的影響 .161
10.3 參考程序 162
實戰篇
第11 章 MATLAB 高效編程 164
11.1 何為好程序 164
11.2 利用profile 評估運行時間 166
11.3 預分配內存 167
11.4 列優先準則 169
11.5 嚮量化編程vs 循環加速 .174
11.6 使用稀疏矩陣 .186
11.7 選擇恰當的數據類型 186
11.8 選擇恰當的函數類型 189
11.9 可提高開發效率的函數 190
11.9.1 arrayfun 和cellfun 函數 .190
11.9.2 bsxfun 函數 193
11.10 參考程序 194
第12 章 MATLAB 並行編程——parfor 並行結構 195
12.1 為什麼要仿真 .195
12.2 並行問題的由來——從拋硬幣說起 196
12.3 能夠並行運行的條件 197
12.4 MATLAB 並行池的打開與關閉 198
12.5 MATLAB 並行工作的原理 .198
12.6 在MATLAB 中編寫並行程序 .200
12.7 parfor 循環中的變量類型 201
12.7.1 循環變量 202
12.7.2 分段變量 203
12.7.3 廣播變量 208
12.7.4 臨時變量 208
12.8 簡約操作與簡約變量 209
12.8.1 MATLAB built-in 簡約操作規範 .212
12.8.2 用戶自定義的簡約操作規範 213
12.9 並行編程之優化 .221
12.10 並行編程之調試 223
12.11 其他MATLAB 並行編程 226
12.12 參考程序 226
第13 章 MATLAB 與C、C++混閤編程——MEX 文件 228
13.1 MATLAB 編譯器的安裝及設置 229
13.2 MATLAB 中調用MEX 文件的實例 230
13.3 MEX 文件結構說明 234
13.4 編譯MEX 文件的常用選項 235
13.5 MATLAB 與C、C++的接口數據類型 236
13.6 創建MATLAB 矩陣mxArray 的mx 函數 239
13.7 對MATLAB 矩陣mxArray 的讀寫操作 241
13.8 對mxArray 矩陣維數的操作 243
13.9 對mxArray 矩陣索引號的操作 245
13.10 運行結果分析 246
13.11 C、C++語言，快者恒快嗎 247
13.12 MEX 文件的調試 249
13.13 參考程序 251
附錄A 星座映射歸一化係數的計算 252
附錄B 帶通隨機信號的功率譜密度 256
附錄C OFDM峰值的分布特性 258
C.1 取得最大值的概率 258
C.2 OFDM 符號PAPR 特性 262
附錄D 802.11ac 中LDPC 碼的校驗矩陣 265
附錄E 不同類型信道的信道容量 270
E.1 AWGN 波形信道 272
E.2 BSC 信道 .275
E.3 BI-AWGN 信道 .275
參考文獻 .278

前言/序言

　　從上大學開始，筆者所學的專業便是通信工程。之後又經曆瞭3 年讀研和3 年工作，到今天正好10 年。可以說，在這10 年之中，筆者從未離開過通信領域一天。由於通信技術涉及非常廣泛和復雜的數學理論，所以在學習和工作的過程中，筆者遇到瞭很多問題，翻遍書本也找不到答案，無奈之下隻有鑽牛角尖。還好，很多問題的答案都通過自己的不懈努力找到瞭。本書便記錄瞭這些問題及相應的思考過程，希望通過本書將這些分享給大傢。
　　在思考的過程中，筆者查閱瞭大量書籍和文獻，深刻領悟到瞭前輩們嚴謹治學的態度，也感覺到瞭數學的重要性。所以本書在深入淺齣的基礎上，也力求保持數學的嚴謹性。本書可作為本科生及研究生的參考書籍，也可作為從事通信産品開發工作的工程師的技術參考手冊。
　　感謝電子工業齣版社的編輯張國霞，沒有您的慧眼，本書的齣版便無從談起。感謝好友薑帆為本書審稿，也感謝陳琳為本書的漫畫配圖。感謝筆者的碩士生導師林水生教授，正是因為您的嚴格要求，筆者在讀研期間形成的良好習慣讓自己終生受益。最後感謝筆者的父母，正是因為你們的無私奉獻和默默支持，纔有瞭今天的張力。
　　由於時間緊迫、知識有限，在編寫的過程中難免存在不妥之處，懇請讀者批評指正。
　　仿真用到的軟硬件參數
　　◎ CPU：Intel Core i5 2520M，雙核四綫程，主頻2.5GHz，可超頻到3.2GHz。
　　◎ RAM：DDR3 1600MHz 16GB。
　　◎ 操作係統：Windows 7（64-bit）。
　　◎ MATLAB 版本：R2016a（文中凡是涉及MATLAB 安裝路徑的，都用MATLABRoot錶示）。

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