數字通信(第2版)(工業和信息化普通高等教育“十二五”規劃教材立項項目) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊文山，方緻霞，尚勇著 著

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 信息論
• 信號處理
• 調製解調
• 編碼譯碼
• 無綫通信
• 現代通信
• 高等教育
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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115253026

商品編碼：29729394960

包裝：平裝

齣版時間：2011-08-01

基本信息

書名：數字通信(第2版)(工業和信息化普通高等教育“十二五”規劃教材立項項目)

定價：34.00元

作者：楊文山,方緻霞,尚勇著

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2011-08-01

ISBN：9787115253026

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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《數字通信(第2版21世紀高職高專通信規劃教材)》由楊文山主編，共有6章。主要內容：介紹數字通信係統的構成、主要性能指標和數字通信特點及有關概念：討論抽樣、量化、編碼等有關語音信號數字化的理論和實現方法；介紹時分多路復用方法及通信係統的同步問題，並簡要介紹通信係統中常用的信道復用技術；討論數字復接技術和同步復用SDH技術；討論數字信號傳輸理論，闡述基帶傳輸特性、傳輸碼型、信道誤碼以及再生中繼過程；介紹數字通信實驗，讓學生動手做實驗，觀察、體驗數字通信的過程，幫助學生理解數字信號形成、傳輸的理論。各章均設有思考題與練習題。本書編寫的內容並非都是各專業必修的基礎內容，各院校可以根據各專業的具體專業要求和課程設置選擇學習。

內容提要

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《數字通信》由楊文山主編，全麵地討論與數字通信技術相關的模擬信號數字化和數字信號復用、復接以及傳輸的基本原理和概念。主要內容有語音信號數字化技術、時分多路復用技術、準同步數字體係(PDH)和同步數字休係(SDH)、數字信號傳輸。
本書重視理論聯係實際，避免煩瑣的數學推導，著重於應用，力求通俗易懂，除講解理論課程內容外，書中還附有實驗內容。
本書可作為高職高專院校通信類、電子信息類專業教學用書，也可作為通信工程技術人員的技術參考書。

目錄

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章 數字通信概述
1.1 引言
1.2 數字通信的概念和含義
1.2.1 通信係統構成
1.2.2 信息與信號
1.2.3 模擬通信與數字通信
1.2.4 數字通信係統基本模型
1.2.5 典型的數字通信係統
1.3 數字通信係統的主要性能指標
1.3.1 有效性指標
1.3.2 可靠性指標
1.4 數字通信的特點和主要技術
1.4.1 數字通信的特點
1.4.2 數字通信的主要技術
1.5 數字通信發展趨勢
小結
思考題與練習題
第2章 語音信號數字化技術
2.1 語音信號數字化方式
2.1.1 PCM通信係統
2.1.2 語音信號編碼的分類
2.2 抽樣
2.2.1 抽樣定理
2.2.2 抽樣、保持電路
2.2.3 分路、重建
2.3 量化
2.3.1 均勻量化及量化噪聲計算
2.3.2 非均勻量化及其實現方法
2.4 編碼和解碼
2.4.1 碼型
2.4.2 綫性編碼與解碼
2.4.3 非綫性編碼與解碼
2.4.4 單片集成PDM編解碼器
2.5 差值脈衝編碼調製
2.5.1 DPCM原理
2.5.2 自適應差分脈碼調製
2.5.3 32kbit/sADPCM係統簡介
2.5.4 語音壓縮編碼技術的概念
2.6 參量編碼
2.6.1 綫性預測編碼的基本概念
2.6.2 綫性預測閤成分析編碼
2.7 子帶編碼
2.7.1 子帶編碼工作原理
2.7.2 子帶編碼的編碼速率
小結
思考題與練習題
第3章 時分多路復用技術
3.1 PCM30/32路基群幀結構
3.1.1 時分多路復用通信的概念
3.1.2 時分多路通信係統的構成
3.1.3 PCM30/32路基群幀結構
3.1.4 數碼率計算
3.2 PCM30/32路的定時與同步係統
3.2.1 定時係統
3.2.2 同步係統
3.3 PCM30/32路係統構成
3.3.1 集中編碼方式PCM30/32路係統
3.3.2 單路集成編解碼PCM30/32路係統
3.3.3 PCM話路特性指標及其測試
3.4 信號復用方式和多址連接方式
3.4.1 頻分多路復用
3.4.2 時分多路復用
3.4.3 波分多路復用
3.4.4 多址方式
小結
思考題與練習題
第4章 準同步數字體係(PDH)和同步數字體係(SDH)
4.1 復接的基本概念
4.1.1 PCM復用與數字復用
4.1.2 數字復接係統的構成
4.1.3 數字復接方式
4.2 同步復接與異步復接
4.2.1 同步復接技術
4.2.2 異步復接技術
4.2.3 異步復接二次群幀結構
4.2.4 二次群異步復接係統構成
4.2.5 復接抖動
4.3 PCM高次群
4.3.1 PCM三次群幀結構
4.3.2 PCM四次群幀結構
4.3.3 PCM五次群幀結構
4.3.4 PCM高次群接口碼型
4.4 PCM零次群、PCM子群
4.4.1 PCM零次群
4.4.2 PCM子群
4.5 SDH概述
4.5.1 準同步數字體係的不足
4.5.2 同步數字體係的概念
4.5.3 同步數字傳輸網的特點
4.6 SDH的速率和幀結構
4.6.1 網絡節點接口
4.6.2 同步數字體係的速率
4.6.3 SDH幀結構
4.6.4 開銷的類型和功能
4.7 同步復用和映射方法
4.7.1 復用單元
4.7.2 我國的SDH復用路綫
4.7.3 映射
4.7.4 定位
4.7.5 復用
4.8 SDH傳送網結構
4.8.1 傳送網的概念
4.8.2 SDH傳送網分層模型
4.8.3 SDH傳輸網及網絡單元
4.8.4 SDH的自愈網
4.8.5 網同步、SDH網同步結構和同步方式
小結
思考題與練習題
第5章 數字信號傳輸
5.1 數字信號基帶傳輸的基本知識
5.1.1 基帶傳輸係統的構成
5.1.2 數字基帶信號的波形
5.1.3 數字基帶信號的頻譜特性
5.2 數字信號基帶傳輸的綫路碼型
5.2.1 數字信號基帶傳輸碼型的要求
5.2.2 常用的傳輸碼型
5.2.3 傳輸碼型變換的誤碼增殖簡介
5.3 數字基帶信號傳輸特性與碼間乾擾
5.3.1 數字基帶信號傳輸的基本特點
5.3.2 數字基帶信號的傳輸過程
5.3.3 數字基帶信號傳輸的基本準則(間乾擾的條件)
5.4 數字基帶信號的再生中繼傳輸
5.4.1 基帶傳輸信道
5.4.2 再生中繼係統
5.4.3 再生中繼器的構成
5.5 傳輸係統的性能分析
5.5.1 信道噪聲及乾擾
5.5.2 誤碼率和誤碼率的纍積
5.5.3 誤碼信噪比
5.5.4 相位抖動
5.5.5 眼圖
*5.6 數字信號的頻帶傳輸
5.6.1 數字調製的概念
5.6.2 數字幅度調製
5.6.3 數字頻率調製
5.6.4 數字相位調製
5.6.5 數字信號的頻帶傳輸係統
小結
思考題與練習題
第6章 數字通信實驗
6.1 脈衝幅度調製與解調實驗
6.2 PCM編譯碼實驗
6.3 PCM時分復用實驗
6.4 幀同步實驗
6.5 數字基帶信號實驗
6.6 SDH光傳輸設備硬件認識
6.7 SDH光電接口指標測試實驗
6.8 光功率計靈敏度、動態範圍的測試實驗
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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數字通信（第二版） 內容簡介 本書係統深入地闡述瞭數字通信係統的基本原理、關鍵技術和設計方法，是麵嚮工業和信息化普通高等教育“十二五”規劃教材立項項目的重要成果。全書共分十章，內容覆蓋瞭數字通信的各個核心領域，旨在為讀者提供紮實而全麵的理論基礎和實踐指導。 第一章 引論 本章首先對數字通信的産生背景、發展曆程以及其在現代社會中的重要地位和作用進行瞭宏觀介紹。通過對模擬通信與數字通信的對比分析，突顯瞭數字通信在抗乾擾能力、傳輸質量、信息安全以及係統靈活性等方麵的顯著優勢。接著，本章詳細闡述瞭數字通信係統的基本組成框圖，剖析瞭各個功能模塊（如信源編碼、信道編碼、調製解調、信道等）的內在聯係和相互影響。此外，還引入瞭數字通信係統性能評估的常用指標，如誤碼率、信噪比、傳輸速率等，為後續章節的學習奠定理論基礎。最後，對未來數字通信技術的發展趨勢，如寬帶化、智能化、網絡化等進行瞭展望。 第二章 數學基礎 本章聚焦於數字通信係統分析和設計所必需的數學工具。重點講解瞭概率論與隨機過程的基礎知識，包括隨機變量、概率密度函數、期望、方差、相關函數、功率譜密度等概念，並闡述瞭它們在描述通信信號和噪聲方麵的應用。隨後，詳細介紹瞭傅裏葉變換及其在信號分析中的重要作用，包括時域到頻域的轉換、捲積定理等。離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）在本章中也得到瞭深入講解，為理解數字信號處理和頻譜分析提供瞭理論支撐。此外，還簡要介紹瞭綫性係統理論、Z變換以及基本的矩陣運算，這些都將成為後續章節分析通信係統特性的重要工具。 第三章 信源編碼 本章深入探討瞭信源編碼技術，其核心目標是在不顯著降低信息保真度的前提下，盡可能地壓縮信源産生的冗餘信息，從而提高信息傳輸效率。本章首先介紹瞭香農信息論的基本原理，包括信息熵、互信息、信道容量等概念，為信源編碼的理論極限提供瞭依據。接著，詳細講解瞭常用的信源編碼方法，包括： 無損信源編碼： 如霍夫曼編碼（Huffman Coding）和算術編碼（Arithmetic Coding），它們通過為不同齣現概率的信源符號分配不同長度的碼字，實現最優編碼。本章會詳細推導其編碼算法，並分析其最優性。 有損信源編碼： 如綫性預測編碼（LPC）、變換編碼（如DCT、DWT）以及矢量量化（VQ）等。這些編碼方法允許適度丟失信息，以獲得更高的壓縮率，在語音、圖像和視頻編碼中應用廣泛。本章會介紹這些方法的原理、算法流程以及在實際應用中的權衡。 第四章 數字調製與解調 本章是數字通信的核心內容之一，詳細介紹瞭如何將數字基帶信號轉換為適閤在實際通信信道上傳輸的帶通信號，以及如何進行信號的恢復。 基本調製方式： 詳細講解瞭綫性調相（LPSK、QPSK）、幅度調製（ASK、QAM）以及頻率調製（FSK）等基本數字調製技術。對每種調製方式的信號星座圖、功率譜特性、調製解調原理以及在不同信道條件下的性能進行瞭深入分析。 高階調製： 介紹瞭16-QAM、64-QAM等高階調製技術，分析瞭它們如何通過增加星座點來提高頻譜效率，以及由此帶來的對信噪比的要求。 非相乾解調與相乾解調： 詳細闡述瞭不同調製方式對應的相乾解調和非相乾解調原理，並分析瞭它們在性能上的差異。 匹配濾波器： 介紹瞭匹配濾波器的概念和設計，以及它在降低誤碼率方麵的作用。 最大似然檢測： 講解瞭最大似然檢測原理，它是最優的符號檢測準則。 第五章 信道編碼 本章主要闡述信道編碼技術，旨在通過在傳輸的數據中添加冗餘信息，以提高通信係統的抗噪聲能力，降低誤碼率。 綫性分組碼： 詳細介紹瞭綫性分組碼的基本概念，包括生成矩陣、校驗矩陣、碼字空間等。重點講解瞭循環碼（Cyclic Codes）的構造和譯碼方法，如代數譯碼和硬判決/軟判決譯碼。 捲積碼： 深入講解瞭捲積碼的編碼器結構（約束長度、生成多項式）和譯碼算法，特彆是維特比譯碼算法（Viterbi Algorithm），並分析瞭其性能。 交織技術： 介紹瞭隨機交織和塊交織等交織技術，闡述瞭它們如何通過打亂碼元順序來改善突發錯誤的影響。 現代信道編碼： 簡要介紹瞭Turbo碼和LDPC碼等現代高性能信道編碼技術，它們在現代通信係統中扮演著至關重要的角色。 第六章 均衡技術 本章著重於解決通信信道對數字信號造成的失真問題，特彆是碼間串擾（ISI）的消除。 碼間串擾的産生與影響： 詳細分析瞭信道非理想特性（如頻率選擇性衰落、相位失真）如何導緻碼間串擾，並闡述瞭其對係統性能的嚴重影響。 綫性均衡器： 介紹瞭橫嚮濾波器（Transversal Filter）等綫性均衡器，包括最小均方誤差（MMSE）均衡器和零強製（ZF）均衡器，並分析瞭它們的原理和性能。 非綫性均衡器： 講解瞭決策反饋均衡器（DFE）的原理，以及它在消除剩餘碼間串擾方麵的優勢。 自適應均衡： 介紹瞭自適應均衡器的概念，以及梯度自適應算法（如LMS、RLS）在實時調整均衡器參數中的應用。 聯閤優化： 簡要探討瞭調製解調與均衡聯閤優化的思想。 第七章 多用戶通信 本章將視角從單用戶通信擴展到多用戶環境，探討瞭多個用戶如何在共享的通信資源（如頻譜、時域）上同時進行通信。 多址技術： 詳細介紹瞭多種多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）等經典多址技術。對每種技術的原理、優缺點和適用場景進行瞭深入分析。 乾擾和容量： 分析瞭多用戶通信中存在的乾擾問題（如同頻乾擾、鄰頻乾擾）及其對係統容量的影響。 現代多址技術： 簡要介紹瞭正交頻分復用（OFDM）和多輸入多輸齣（MIMO）等技術在多用戶通信中的應用，它們極大地提升瞭頻譜效率和係統性能。 隨機接入： 討論瞭在未知信道和用戶到達率的情況下，如何實現用戶接入的隨機接入（ALOHA、CSMA/CD）方法。 第八章 認知無綫電與軟件定義無綫電 本章介紹瞭數字通信領域的前沿技術——認知無綫電（Cognitive Radio）和軟件定義無綫電（Software Defined Radio，SDR）。 認知無綫電： 講解瞭認知無綫電的核心思想，即終端設備能夠感知其所處的無綫環境，並根據環境變化動態調整其傳輸參數（如頻率、功率、調製方式），以提高頻譜利用效率並避免乾擾。本章會探討頻譜感知、頻譜決策和頻譜共享等關鍵技術。 軟件定義無綫電： 介紹瞭SDR的架構和基本原理，強調瞭通過軟件配置來實現無綫電功能的靈活性和可重構性。SDR使得通信協議和功能的升級更加便捷，為認知無綫電的實現提供瞭技術基礎。 SDR在認知無綫電中的應用： 分析瞭SDR如何支持認知無綫電的動態頻譜感知、智能波形生成和自適應調製解調等功能。 未來發展： 展望瞭認知無綫電和SDR在智能交通、物聯網、智能電網等領域的應用前景。 第九章 通信係統仿真與性能分析 本章旨在介紹如何利用仿真工具來驗證數字通信係統的理論模型，並對其性能進行量化分析。 仿真軟件介紹： 簡要介紹瞭一些常用的通信係統仿真軟件，如MATLAB/Simulink，以及它們在通信係統設計中的應用。 仿真流程： 詳細闡述瞭建立通信係統仿真模型的基本步驟，包括信號生成、信道建模、噪聲添加、接收端處理、性能指標統計等。 性能仿真： 通過實例演示，講解如何仿真和評估不同調製方式、信道編碼、均衡器等技術在不同信道條件下的誤碼率（BER）、信噪比（SNR）等性能指標。 仿真結果的解讀與驗證： 強調瞭如何正確解讀仿真結果，並與理論分析進行對比，以驗證理論模型的有效性。 第十章 數字通信係統的發展趨勢 本章對數字通信技術未來的發展方嚮進行梳理和展望。 5G及未來移動通信： 探討瞭5G技術的核心特徵，如超高速率、超低時延、海量連接，以及其在增強移動寬帶（eMBB）、大規模機器類通信（mMTC）和超可靠低時延通信（uRLLC）等場景下的應用。並對6G通信的研究方嚮進行初步展望。 人工智能與通信的融閤： 分析瞭人工智能（AI）在通信係統中的應用，包括智能信道估計、智能資源調度、智能乾擾管理、網絡優化等方麵，AI有望帶來通信係統的智能化和高效化。 物聯網（IoT）通信： 探討瞭物聯網通信的需求和挑戰，以及低功耗廣域網（LPWAN）、NB-IoT等技術的發展。 下一代網絡架構： 討論瞭網絡功能虛擬化（NFV）、軟件定義網絡（SDN）等技術對未來通信網絡架構的變革。 信息安全與隱私保護： 強調瞭隨著通信係統規模的擴大和應用場景的多樣化，信息安全和隱私保護的重要性日益凸顯，並介紹瞭相關的技術和策略。 本書結構清晰，邏輯嚴謹，理論與實際相結閤，配以豐富的圖示和案例，力求使讀者在掌握數字通信基本原理的同時，也能瞭解最新的技術動態和發展趨勢。通過本課程的學習，讀者將能夠深入理解現代通信係統的設計理念，並為從事通信工程相關的科研、設計和開發工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

從課程體係的角度來看，這本書的編排結構體現瞭極高的教學智慧。它沒有將理論知識孤立地擺放，而是將“源信道編碼”、“信道編碼”、“調製”、“多址接入”等模塊有機地串聯起來，形成瞭一個完整的通信鏈路圖景。這種結構化的呈現方式，極大地幫助我理清瞭整個通信係統的工作流程和各個環節之間的相互製約關係。舉個例子，在講到信道編碼增益時，它會自然而然地引導你去思考，這種增益是以犧牲什麼樣的傳輸速率或帶寬為代價的，從而更好地理解瞭香農定理的實際工程意義。書中還穿插瞭一些曆史性的發展介紹，比如從FSK到QAM的演進，這些小小的曆史注腳，讓枯燥的公式學習變得有血有肉，讓你明白技術進步的艱辛曆程。這本書讓你明白，數字通信是一個多目標優化的問題，你必須在可靠性、速率和復雜度之間找到一個最佳的平衡點，而不是盲目追求某一項指標的極緻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格是那種非常“工程師”式的，乾練、精確，不拖泥帶水，但又充滿瞭邏輯的嚴密性。它不是那種試圖用幽默或者輕鬆的語氣來“討好”讀者的教材。相反，它假設你已經具備瞭一定的數學基礎，並準備好接受挑戰。這種態度反而讓我更加尊重它。比如在闡述各種調製方案的誤碼率性能時，它直接給齣瞭帶有瑞利衰落因子和高斯白噪聲影響下的復雜積分錶達式，然後通過巧妙的積分技巧（比如利用馬爾代夫積分或者高斯誤差函數）來求解，每一步推導都清晰可見，讓你明白每一點性能損失的物理意義所在。我記得我在設計一個低信噪比下的調製解調係統時，就是參考瞭書中關於非標準調製星座設計的章節，從中獲得瞭啓發，成功優化瞭係統的接收性能。這本書的價值在於它教會你的不是“怎麼做”，而是“為什麼這麼做”，這種底層邏輯的建立，纔是真正睏難且寶貴的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是直擊我這個老工程師的心坎兒。那種沉穩的藍色調，配上清晰的白色字體，一看就知道裏麵裝的是真材實料，絕對不是那種花裏鬍哨的入門讀物。我記得我拿到書的時候，隨便翻瞭幾頁，就被它那種嚴謹的學術態度給吸引住瞭。特彆是關於信道編碼和調製的章節，作者沒有停留在概念的簡單羅列上，而是深入剖析瞭背後的數學原理和工程實現細節。我尤其欣賞它在闡述復雜算法時，那種層層遞進的邏輯推導，讓你感覺每一步都是水到渠成的必然結果，而不是硬塞給你的知識點。比如在講解OFDM的IFFT/FFT實現時，它不僅給齣瞭理論公式，還結閤瞭一些實際的采樣點和循環捲積的概念，這對於我們做底層硬件驅動或者係統仿真的人來說，簡直是如獲至寶。這本書的排版也非常考究，圖錶清晰，公式居中對齊，閱讀體驗極佳，不像有些教材，圖錶擠在一起，看著就頭疼。讀完一章，你感覺腦袋裏是充實的，而不是被一堆模糊的概念轟炸過。它真的能幫你構建起一個紮實而全麵的數字通信係統認知框架，讓你在麵對新的通信標準或者技術挑戰時，心裏有底氣。

評分☆☆☆☆☆

我尤其贊賞這本書在處理實際工程問題時的那種務實態度。它不僅僅停留在理想高斯信道下的完美理論分析，而是非常認真地探討瞭頻率選擇性衰落、多普勒頻移等非理想信道對性能的影響。書中關於均衡器（Equalizer）的章節，我認為是這本書的亮點之一。它詳細比較瞭判決反饋均衡（DFE）和綫性均衡器的優缺點，並給齣瞭它們在不同信道條件下（比如高碼間串擾情況下）的實際錶現麯綫。這些內容在很多側重於純理論的教材中往往被一筆帶過，但對於我們從事實際係統調試的人來說，這些細節決定瞭産品能否成功上市。我記得有一次我的係統在某個特定環境下齣現誤碼率震蕩，翻閱此書後，我立刻聯想到瞭書中關於時鍾同步和載波恢復模塊對殘餘載波相位噪聲敏感性的討論，最終通過調整接收機前端的PLL參數解決瞭問題。這本書就是這樣一本，能讓你在遇到實際睏難時，能迅速定位問題根源，並提供理論指導的“救急”良書。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書最難能可貴的一點在於它對前沿技術和經典理論的平衡把握得恰到好處。在很多教材還在停留在二代移動通信的框架裏打轉時，這本書已經非常前瞻地引入瞭MIMO、信道估計等關鍵技術。我記得在講到迭代接收機時，作者並沒有用過於簡化的模型來糊弄讀者，而是詳細對比瞭MMSE均衡器和最大似然檢測的性能差異，並用直觀的星座圖變化來輔助說明。這種深度和廣度的結閤，讓這本書的價值遠超一般高校教材。我個人在使用過程中，發現它非常適閤作為進階學習的參考書。當你對某個概念有瞭初步瞭解後，再迴過頭來翻閱此書的對應章節，總能發現新的理解層次。它不是那種讀完一遍就束之高閣的工具書，更像是一個可以不斷返迴去深入挖掘的知識寶庫。特彆是它在討論功率譜密度和帶寬效率時，那種將理論分析和實際約束緊密結閤的方式，讓我對頻譜資源管理的理解上瞭一個颱階。這本書的作者顯然是既懂理論前沿，又深諳工程實踐的行傢裏手。