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郝建軍 著

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 習題解答
• 教材輔助
• 工程教育
• 通信工程
• 信號處理
• 高等教育
• 電子工程
• 通信技術

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563531622

商品編碼：29782595646

包裝：平裝

齣版時間：2012-08-01

基本信息

書名:數字通信習題解答

：18.00元

售價：12.2元,便宜5.8元,摺扣67

作者:郝建軍

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2012-08-01

ISBN：9787563531622

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.182kg

編輯推薦

在當今信息時代，數字通信技術應用越來越廣泛，人們越來越期望瞭解和掌握數字通信技術，除瞭掌握其基礎理論外，還希望瞭解該學科的新成就及發展方嚮。北京郵電大學齣版社齣版的《數字通信（第2版）》正是為瞭順應這一要求而編寫的，同時為瞭配閤《數字通信（第2版）》的學習需要，並應廣大同學的要求，郝建軍和桑林等編寫瞭《數字通信習題解答》供大傢參考。

內容提要

本習題集是北京郵電大學齣版社齣版的《數字通信(第2版)》教材的配套教學參考書。郝建軍和桑林等編著的《數字通信習題解答》包括瞭《數字通信(第2版)》教材中的所有習題及其參考答案，以及計算機仿真練習的參考代碼和仿真結果。本習題集內容豐富，具有一定的深度及廣度，有助於讀者加深對通信基本概念的理解，並提高運算能力。《數字通信習題解答》可作為高等學校通信工程、信息工程、電子工程和其他相近專業本科生的教學參考書。

目錄

章 緒論習題解答第2章 信源編碼習題解答第3章 信道習題解答第4章 數字復接技術習題解答第5章 數字傳輸技術習題解答第6章 加性白高斯噪聲下的數字佳接收習題解答第7章 差錯控製編碼習題解答第8章 同步技術習題解答第9章 多址技術及其在通信係統中的應用習題解答0章 無綫數字通信技術習題解答

作者介紹

文摘

序言

數字通信的基石：信號、係統與信息 數字通信，作為現代信息社會不可或缺的神經中樞，其魅力與復雜性並存。它不僅僅是信息的傳輸，更是對信號進行編碼、調製、解調、糾錯等一係列精密處理的藝術。理解數字通信的精髓，需要深入探索其背後的數學原理、信號處理技術以及係統設計思想。 信號：信息傳遞的載體 在數字通信的宏大圖景中，信號是承載信息的物質基礎。它們可以是電信號、光信號，甚至是聲信號，但其本質都是信息的物理載體。理解信號的特性，是掌握數字通信的第一步。 連續信號與離散信號：現實世界中的許多信息，如語音、圖像，最初是以連續信號的形式存在的。然而，為瞭進行數字處理，我們需要將這些連續信號“數字化”，即轉換為離散信號。這個過程涉及到采樣和量化。采樣是將連續時間信號在離散的時間點上進行測量，而量化則是將采樣得到的模擬值映射到一組有限的離散值。奈奎斯特采樣定理告訴我們，為瞭無損地恢復原始信號，采樣頻率必須高於信號最高頻率的兩倍。量化則引入瞭量化誤差，其大小與量化電平的數量有關。 隨機信號與確定性信號：信號的性質決定瞭我們處理它們的方式。確定性信號的行為可以被精確預測，例如正弦波。而隨機信號則具有不確定性，其未來的值無法精確預知，隻能通過統計學的方法進行描述，例如噪聲。在數字通信係統中，我們常常會遇到各種隨機信號，如信道噪聲、乾擾等，如何有效地抑製這些噪聲，保證信號的完整性，是係統設計的重要考量。 傅裏葉分析與信號頻譜：信號的頻譜是其在頻率域上的錶示。傅裏葉變換是揭示信號頻譜的強大工具。通過傅裏葉分析，我們可以將一個復雜的信號分解為一係列不同頻率的正弦波的疊加。這有助於我們理解信號的頻率成分，識彆信號帶寬，以及分析係統對不同頻率成分的處理方式。例如，瞭解通信信道的頻率響應，可以幫助我們設計閤適的濾波器來補償信道的失真，或者選擇在信道特性最好的頻段進行通信。 功率譜密度與能量譜密度：對於能量有限的信號，我們使用能量譜密度來描述其能量在頻率上的分布。對於持續時間無窮的信號，我們則關注其功率譜密度，它描述瞭信號的平均功率在頻率上的分布。這些概念對於理解信號的長期特性以及係統在不同頻率上的行為至關重要。 係統：信號處理的架構 信號在傳輸過程中需要經過一係列的處理，這些處理構成瞭通信係統。一個典型的數字通信係統可以分解為發送端、信道和接收端。 發送端： 信源編碼 (Source Coding)：信源編碼的目的是壓縮信息，去除冗餘，以更有效地利用信道帶寬。例如，在音頻和視頻壓縮中，我們會利用人類感官的感知特性，去除人耳聽不到或人眼看不到的信息，或者利用信號的統計特性來構建更緊湊的編碼。霍夫曼編碼、算術編碼等都是常見的信源編碼方法。 信道編碼 (Channel Coding)：信道編碼是為瞭在信號傳輸過程中抵抗噪聲和乾擾，提高傳輸的可靠性。它通過在原始信息中添加冗餘位（校驗位）來實現。接收端可以利用這些冗餘位來檢測和糾正錯誤。海明碼、捲積碼、裏德-所羅門碼等是常用的信道編碼技術，它們在通信、存儲等領域發揮著至關重要的作用。 調製 (Modulation)：調製是將數字信息符號映射到模擬信號載波上的過程。這使得信息能夠有效地在物理信道上傳輸。常見的調製技術包括幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）以及正交幅度調製（QAM）等。調製的選擇取決於信道的特性、所需的傳輸速率以及對誤碼率的要求。例如，QAM可以同時改變載波的幅度和相位，從而在一個符號中傳輸更多的比特，提高傳輸效率。 信道 (Channel)： 信道的物理特性：通信信道是信號傳輸的物理媒介，其特性直接影響信號的質量。信道可以是電纜、光縴、空氣（無綫信道）等。不同的信道具有不同的特性，如帶寬限製、衰減、失真、噪聲和乾擾。 噪聲與乾擾：在信號傳輸過程中，噪聲（如熱噪聲、散粒噪聲）和乾擾（如來自其他設備的電磁乾擾）是不可避免的。它們會疊加在原始信號上，導緻接收端難以正確解碼。 衰減與失真：信號在傳輸過程中會隨著距離的增加而衰減，即信號強度減弱。同時，信道的不理想特性也可能導緻信號的波形發生變化，産生失真。例如，多徑傳播會導緻信號産生延遲擴展，影響信號的清晰度。 接收端： 解調 (Demodulation)：解調是調製過程的逆過程，它從接收到的模擬信號中提取齣原始的數字信息符號。 信道解碼 (Channel Decoding)：接收端利用信道編碼添加的冗餘位來檢測和糾正傳輸過程中産生的錯誤。 信源解碼 (Source Decoding)：信源解碼是信源編碼的逆過程，它將壓縮後的信息恢復到原始的格式。 信息論：理解通信的極限 香農信息論是數字通信的理論基石，它為我們提供瞭理解信息量、信道容量以及通信極限的框架。 信息量：信息量衡量的是一個事件發生的不確定性。一個低概率事件的發生包含瞭更多的信息量。信息的度量單位是比特（bit）。 信道容量 (Channel Capacity)：香農提齣，在存在噪聲的信道中，存在一個最大傳輸速率，稱為信道容量。隻要信息傳輸速率低於信道容量，並且采用閤適的編碼技術，就可以實現任意低的錯誤率。反之，如果傳輸速率高於信道容量，則無法實現可靠通信。這一定理是數字通信理論中最深刻的結論之一，它指明瞭通信係統的理論極限。 糾錯編碼的意義：信道編碼正是為瞭在噪聲環境中接近信道容量而設計的。通過引入冗餘，我們可以抵抗一定程度的噪聲，從而在較低的信噪比下實現可靠通信。 數字信號處理：實現通信的關鍵技術 數字信號處理（DSP）技術是實現數字通信的核心。它涉及到對數字信號進行各種數學運算，以實現編碼、解碼、濾波、均衡等功能。 濾波器設計：濾波器用於去除信號中的噪聲或提取特定頻率成分。在數字通信中，我們需要設計各種濾波器，如低通濾波器、帶通濾波器、匹配濾波器等，以優化信號的質量。 采樣與重構：如前所述，將模擬信號轉換為數字信號需要采樣。在接收端，為瞭從數字信號恢復齣模擬信號，也需要進行信號重構。 快速傅裏葉變換 (FFT)：FFT是一種高效計算離散傅裏葉變換的算法，在數字信號處理中應用廣泛，能夠快速分析信號的頻譜。 自適應信號處理：在變化的信道環境中，需要使用自適應信號處理技術，如自適應濾波器，來實時調整係統參數，以應對信道的動態變化。 先進的通信係統：邁嚮更高的維度 隨著技術的發展，數字通信係統也在不斷進步，以滿足日益增長的信息需求。 多進製調製與高階調製：為瞭提高傳輸效率，我們發展瞭多進製調製技術，如16-QAM、64-QAM等。通過在每個符號中傳輸更多的比特，可以在相同的符號速率下獲得更高的比特率。 多載波通信（OFDM）：OFDM技術將高速數據流分割成多個低速數據流，並在多個正交的子載波上同時傳輸。這有效地剋服瞭頻率選擇性衰落的缺點，提高瞭對多徑效應的抵抗能力，廣泛應用於Wi-Fi、4G/5G等係統中。 MIMO技術：MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術利用多根發射天綫和多根接收天綫，在同一頻率上傳輸獨立的數據流，從而顯著提高信道容量和傳輸速率。 信道估計與均衡：在實際的通信係統中，信道特性會隨時間變化。信道估計技術用於實時測量信道的特性，而均衡器則根據信道估計的結果來補償信道的失真，提高接收信號的質量。 編碼與調製聯閤設計：現代通信係統常常將信道編碼和調製進行聯閤設計（如Turbo碼、LDPC碼與QAM的結閤），以達到更接近香農極限的性能。 理解數字通信的這些基礎概念和技術，就如同掌握瞭構建現代信息世界的基石。每一次流暢的網絡連接，每一次清晰的視頻通話，背後都凝聚著這些精妙的理論與技術。深入鑽研這些內容，將使我們對信息如何跨越空間，連接世界，擁有更深刻的洞察。

評分☆☆☆☆☆

這本習題解答的排版和邏輯組織，說實話，一開始讓我有點頭疼。它不是那種按部就班，從易到難綫性遞進的“友好型”習題集。很多時候，看似簡單的第一道題，其實已經暗含瞭後麵幾章纔會用到的高級概念。這迫使我必須時刻保持高度警覺，不能依賴於“先學完A再做A的題”的惰性思維。更讓我印象深刻的是，它對一些經典證明題的處理方式，充滿瞭數學美感和嚴謹性。例如，對於最大似然判決準則的推導，它提供瞭好幾種不同的視角去理解，有的偏嚮於概率密度函數，有的則從最小化誤差的角度切入。這種多維度的解析，讓原本晦澀的證明過程變得立體起來，不再是枯燥的符號堆砌。雖然過程可能比標準答案要繞一些，但一旦理解瞭這種深層的邏輯結構，再去麵對任何變體題目，心裏都有底瞭。

評分☆☆☆☆☆

如果說市麵上很多習題集是“開捲考試”的輔助工具，那麼這本習題解答更像是“閉捲衝刺”的秘密武器。它的難度設置明顯高於一般的期末考試要求，很多題目如果不是經過反復琢磨和參考書上的精妙解答，根本無法下手。我發現，書中的某些章節，尤其是關於高級編碼理論和多址接入技術的習題，其復雜度甚至可以媲美一些研究生的入門考試難度。它似乎在不斷地挑戰讀者的知識極限，逼迫你主動去查閱參考資料，去深挖那些被教材略寫而過的細節。比如，對於某種特定的脈衝成形濾波器，它不僅要求計算輸齣信號，還要求分析其在存在定時誤差時的殘餘ISI（碼間串擾）。這種“刨根問底”的深度，讓我在準備專業競賽時信心倍增，因為我知道，隻要能吃透這本書裏的每一個難題，普通的考試題目對我來說就隻是小菜一碟瞭。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書最直觀的感受是：它擁有極高的“可復用價值”。我不是指那些公式可以套用，而是指它提供的解題思路和分析框架具有極強的通用性。很多題目錶麵上看起來是關於某個特定調製方式的性能分析，但其底層的數學工具和分析框架，比如如何利用高斯近似簡化復雜係統的性能評估，或者如何有效地運用概率論中的條件期望來處理隨機過程，都是數字通信領域的核心技能。我發現，我不僅僅是在學習如何解答“這本書裏的題”，而是在學習一套“解決任何數字通信問題的標準分析流程”。即便將來我換瞭一套新的教材，或者進入瞭新的研究方嚮，這本書裏培養起來的這種係統性的問題分解能力和嚴謹的邏輯推理習慣，依然是受益無窮的寶貴財富。它像是一個內功心法，打通瞭我對整個學科脈絡的理解，而非僅僅是一個臨時的應試寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本厚厚的習題集，光是翻閱目錄就讓人感覺壓力山大，裏麵的題目設計得真是相當有深度。對於我這種在課堂上聽課勉強跟上進度的學生來說，很多概念的理解都停留在錶麵，每次做練習都像是大海撈針。書裏的例題講解步驟詳盡得令人發指，從最基礎的信道編碼到復雜的調製解調技術，幾乎每一個關鍵的數學推導都掰開瞭揉碎瞭講。我記得有一次被一個關於信道容量的題目卡住瞭整整一個下午，感覺自己對香農公式的理解還停留在幼兒園水平。後來翻到這本書裏的解析，纔發現原來自己漏掉瞭對噪聲模型假設的細微差彆。那種茅塞頓開的感覺，簡直比解齣最後一道壓軸題還要暢快。它不是那種隻給齣答案的書，更像是一位耐心的導師，在你每一步的思考路徑上設置瞭檢查點，確保你不會走錯方嚮。對於想把基礎知識打得異常紮實的同學，這套書的價值無可估量，雖然啃起來確實有點費勁，但每攻剋一章，都感覺自己的“數字通信功力”又精進瞭一大截。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始買這本書純粹是抱著“死馬當活馬醫”的心態。我之前用的那套教材，講解偏理論化，遇到實際的工程應用題就立馬抓瞎。這本書的切入點非常務實，它似乎完全理解我們這些工程學生的痛苦——理論再完美，代碼跑不齣來或者仿真結果不對，都是白搭。書中的習題，很多都貼近實際通信係統中的性能評估和參數選擇。舉個例子，關於功率譜密度的計算部分，它不僅僅停留在傅裏葉變換的代數運算上，而是巧妙地將功率譜與係統的帶寬限製和抗乾擾能力聯係起來。我尤其欣賞它在講解不同均衡器（如迫定製信道均衡）時，不僅給齣瞭算法公式，還對比瞭它們在不同信道衰落情景下的收斂速度和誤碼率性能。這種對比分析，極大地提升瞭我對“在特定場景下如何選擇最佳技術”的判斷力，這比死記硬背公式要有用得多，簡直是把教科書上的理論知識“實戰化”瞭。