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李时东 编

图书标签:

• 通信原理
• 通信工程
• 信号处理
• 模拟电路
• 无线通信
• 教材
• 实践
• 高等教育
• 电子工程
• 通信系统

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030461636

版次：1

商品编码：11824965

包装：平装

丛书名： 高等学校精品课程教材系列

开本：32开

出版时间：2015-11-01

用纸：胶版纸

页数：136

正文语种：中文

内容简介

　　《通信原理实践教程》针对通信原 理实验教学中的实际需求，采用软、硬件实验相结合 的方式加深学生对通信原理基本概念的理解，帮助学 生掌握通信系统的基本技术，建立通信系统模型。本 书软件仿真与模块化实验相互关联各具很强独立性， 自始至终强调系统的思想，通过软件仿真强化学生的 直观感受以及对于系统建模和系统分析的理解和掌握 ，模块化实验则通过单一技术(编码、调制、同步等) 的实现，到系统搭建，帮助学生进一步理解通信系统 的工作流程，从而加深对通信原理的理解和吸收。本 书可作为各高等院校通信专业、电子信息科学与技术 专业等开设的“通信原理”课程的配套实验教材或参 考用书。

目录

1 信源
1.1 信号源
1.2 信源编译码
1.3 信号调制
1.4 噪声源
2 信道
2.1 加性高斯白噪声信道
2.2 二值对称信道
2.3 多径瑞利退化信道
2.4 赖斯退化信道
2.5 信道编码
3 信宿
3.1 接收信号观测
3.2 信号解调
3.3 均衡器
3.4 同步
3.5 滤波器
4 通信原理MATLAB综合实验
4.1 模拟调制解调
4.2 模拟信号的数字传输
4.3 数字信号的基带传输
4.4 数字信号的频带传输
4.5 信道编译码
4.6 直接序列扩频通信系统仿真
5 通信原理实验系统
5.1 信号发生器及滤波放大接收
5.2 模拟信号数字化
5.3 数字调制与解调
5.4 复用、均衡与同步技术
5.5 双工通信综合实验

前言/序言

《数字信号处理算法与应用》 内容简介 在当今信息爆炸的时代，数字信号已成为我们生活中不可或缺的一部分，从通信、音频、视频到图像处理，无处不在。数字信号处理（DSP）正是赋予这些信号智能和价值的关键技术。本书《数字信号处理算法与应用》旨在深入浅出地剖析数字信号处理的核心理论，并辅以大量实际应用案例，帮助读者建立扎实的DSP知识体系，掌握实用的算法实现技巧，从而能够独立分析和解决现实世界中的信号处理问题。 本书的编写遵循循序渐进的原则，从最基础的离散时间信号与系统概念入手，逐步深入到更复杂和高级的算法。我们力求在理论阐述的严谨性与工程实践的可操作性之间找到最佳平衡点，确保读者在掌握理论精髓的同时，也能清晰地了解其在实际工程中的应用路径。 第一部分：数字信号处理基础 本部分将为读者打下坚实的理论基础。我们将从离散时间信号的定义和基本类型开始，介绍其重要的时域和频域特性。读者将了解如何描述和分析诸如单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号等基本信号。 接着，我们将进入离散时间系统的学习。通过对线性时不变（LTI）系统的深入探讨，读者将理解系统的基本性质，如叠加性、移位不变性、因果性、稳定性等。卷积运算作为LTI系统的核心，我们将详细讲解其计算方法和在信号处理中的重要作用，并通过具体算例帮助读者熟练掌握。 傅里叶分析是DSP的灵魂。本部分将详细介绍离散时间傅里叶变换（DTFT），阐述其将时域信号映射到频域的原理，以及如何通过频域分析来理解信号的频率成分。随后，我们将重点介绍离散傅里叶变换（DFT）及其高效算法——快速傅里叶变换（FFT）。FFT作为DSP中最具标志性的算法之一，其原理、计算复杂度以及在实际应用中的广泛性将得到充分的讲解。读者将了解FFT如何极大地加速信号的频谱分析，为实时处理奠定基础。 此外，本部分还将介绍Z变换。Z变换作为傅里叶变换的推广，能够更全面地分析离散时间系统，特别是系统函数、系统稳定性判据（如单位圆判据）等，都离不开Z变换的支撑。读者将学习如何通过Z变换来理解和设计滤波器。 第二部分：数字滤波器的设计与实现 数字滤波器是DSP中最核心的应用之一，用于去除信号中的噪声、提取特定频率成分或改变信号的特性。本部分将系统性地介绍数字滤波器的设计方法和实现技术。 我们首先区分无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。读者将了解两类滤波器的基本结构、优缺点以及适用的场景。 在IIR滤波器设计方面，我们将介绍几种经典的设计方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器。这些方法各有侧重，能实现不同的幅度响应特性。读者将学习如何根据设计指标（如通带/阻带截止频率、纹波等）来确定滤波器的阶数和系数。 在FIR滤波器设计方面，我们将重点讲解窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。窗函数法通过对理想滤波器频率响应的截断来逼近，而频率采样法则直接在频率域指定采样点。读者将理解不同窗函数对滤波器性能的影响，并学会如何选择合适的窗函数来优化设计。 此外，我们还将介绍自适应滤波器的基本原理。自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其滤波器系数，以达到最佳的滤波效果。这在噪声消除、信号均衡等领域有着极其重要的应用。 第三部分：高级数字信号处理算法 在掌握了基础知识和滤波器设计后，本部分将引导读者进入更高级的DSP算法领域。 谱估计是信号分析的重要组成部分，用于估计信号的功率谱密度。我们将介绍经典的谱估计方法，如周期图法、Welding法、BT法等，并探讨它们的优缺点。随后，我们将引入现代谱估计算法，如AR模型、ARMA模型等，这些算法在低信噪比条件下能获得更精细的谱估计结果。 多速率信号处理是处理不同采样率信号的关键技术。本书将介绍抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的概念，以及滤波器组（Filter Banks）的设计，如QMF（Quadrature Mirror Filter）和MDCT（Modified Discrete Cosine Transform）。这些技术在音频压缩、多通道通信等领域至关重要。 相关与卷积是信号处理中的基础运算，在模式识别、信号匹配等应用中扮演着核心角色。我们将深入探讨相关性分析的原理，以及如何利用卷积定理来高效地计算卷积。 随机信号处理是DSP的一个重要分支，用于分析和处理具有随机特性的信号。我们将介绍平稳随机过程的概念，以及如何进行功率谱密度估计。 第四部分：数字信号处理的应用实践 理论学习的最终目的是将其应用于解决实际问题。本部分将通过一系列具体的应用案例，展示DSP在各个领域的强大威力。 通信系统中的DSP应用：我们将探讨如何在数字通信系统中利用DSP技术实现调制解调，如ASK、FSK、PSK、QPSK等。还会涉及信道均衡，以对抗通信信道中的信号失真。信号检测与估计，如匹配滤波器在信号检测中的应用。信源编码和信道编码的基本思想，虽然不是DSP核心，但它们与DSP紧密结合，共同构建高效可靠的通信系统。 音频信号处理：我们将介绍音频信号的采样、量化过程，以及音频压缩技术，如MP3、AAC等背后的DSP原理。音频效果处理，如回声消除、混响、均衡器等，也将通过DSP算法得以实现。 图像信号处理：虽然图像处理的专业领域非常广泛，但本书将重点介绍与信号处理相关的基础概念，如图像的采样和量化，图像去噪（利用滤波器去除图像噪声），图像增强（如锐化、对比度拉伸），以及图像压缩（如JPEG编码的基本原理）。 其他应用：我们还将简要介绍DSP在生物医学信号处理（如ECG、EEG信号分析）、雷达与声纳系统、仪器仪表等领域的应用，让读者拓宽视野，了解DSP技术的无限可能。 实现工具与平台 为了帮助读者更好地将理论转化为实践，本书还将引导读者了解和使用常用的DSP开发工具和平台。我们将介绍MATLAB/Simulink在DSP算法仿真和原型设计中的强大能力，以及Python及其丰富的科学计算库（如NumPy, SciPy, Matplotlib）在DSP实现中的便利性。对于嵌入式系统开发，我们还会简要介绍TMS320系列DSP处理器或ARM Cortex-M系列微控制器上的DSP开发流程和常用软件库。 学习建议 本书内容丰富，涵盖DSP的方方面面。建议读者在学习过程中，不仅要理解理论公式的推导，更要动手实践。通过编程实现算法，观察仿真结果，能够极大地加深对概念的理解。同时，积极思考书中的例题，并尝试解决课后习题，将有助于巩固所学知识。 结语 《数字信号处理算法与应用》是一本集理论性、系统性和实践性于一体的DSP教材。我们相信，通过对本书的学习，读者不仅能够掌握数字信号处理的核心技术，更能激发对信号处理领域的兴趣，为未来在相关领域的学习和工作打下坚实的基础。无论您是通信工程、电子工程、计算机科学专业的学生，还是致力于在相关领域工作的工程师，本书都将是您不可多得的宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 作为一名长期在通信领域摸爬滚打的工程师，我总是在寻找能够帮助我巩固基础、拓展视野的书籍。《通信原理实践教程》这本书，出乎意料地给我带来了一些启发。书中对通信系统模型构建的逻辑非常清晰，从信号的产生，到信道的传输，再到信号的接收和解调，每一个环节都进行了深入的分析。我特别注意到了书中关于“调制解调”部分的讲解，作者并没有局限于传统的AM、FM、PM，而是对现代通信系统中常用的QAM、PSK等调制方式的原理进行了深入的剖析，并详细解释了它们在实际应用中的优缺点。这对于我来说，无疑是一个很好的梳理和回顾。此外，书中对于“多址接入技术”的讲解也十分到位，作者通过对比FDMA、TDMA、CDMA等技术，让我对不同多址方式的原理及其在不同通信标准中的应用有了更深的理解。虽然这本书并没有涉及到太多的底层硬件实现细节，但它所构建的通信系统整体框架，以及对各个关键技术原理的阐述，都非常有价值。这本书更像是一本“思维导图”，帮助我理清了通信原理的脉络，并将这些知识点串联起来，形成了一个完整的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 拿到这本《通信原理实践教程》的时候，我抱持着一丝忐忑，又带着些许期待。通信原理这门课，对很多工科学生来说，就像一道难以逾越的高墙，理论抽象，公式繁杂，让人望而却步。我当年学习的时候，也是磕磕绊绊，很多概念始终是云里雾里。因此，当看到“实践教程”这几个字时，我脑子里立刻闪现的是各种实验、代码、仿真。我幻想着，这本书能像一位经验丰富的工程师，手把手地教我如何在MATLAB里搭建一个简单的OFDM系统，如何用示波器测量信号的眼图，如何在FPGA上实现一个调制解调器。我期待的是，那些枯燥的数学公式能跃然纸上，变成看得见摸得着的工程实现。我希望通过这本书，能够真正理解香农定理的意义，而不是仅仅记住它的公式；能够体会到差错控制编码的巧妙，而不是只知道BCH码和卷积码的名字。我甚至想象，这本书里会提供大量的工程案例，从Wi-Fi到4G，从卫星通信到光纤通信，让我们了解这些看似高大上的技术背后，是如何将通信原理落地生根的。当然，我也知道，写一本真正意义上的“实践教程”并非易事，需要作者深厚的理论功底和丰富的工程经验。但我依然期待，这本书能给我带来一些惊喜，让我对通信原理有一个更深刻、更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 坦白说，刚拿到《通信原理实践教程》时，我并没有对它抱有太高的期望。市面上关于通信原理的书籍汗牛充栋，但真正能够打动人心、并且深入浅出的却屈指可数。许多书要么过于理论化，要么过于简单化，总感觉搔不到痒处。然而，当我翻开这本书的第一章，就被它的叙事方式吸引住了。作者仿佛是一位娓娓道来的老者，用一种非常生活化的语言，将那些晦涩难懂的概念一点点剥开。我惊喜地发现，原来信道的衰减并不是那么可怕，可以通过功率放大器来补偿；原来噪声并不是无处不在的敌人，我们也有各种方法来对抗它。这本书没有上来就抛出复杂的公式，而是先建立直观的理解，然后再逐步引入数学模型。我尤其喜欢书中对信号频谱的讲解，用动画的方式来模拟信号在频域的变化，让我瞬间豁然开朗。我还注意到，书中对于一些关键概念的解释，都非常注重其物理意义，而不是停留在数学形式上。比如，在讲到调制的时候，作者并没有仅仅给出调幅、调频、调相的公式，而是详细解释了它们是如何改变载波信号的，以及各自的优缺点。这对于我这样刚刚入门的读者来说，无疑是巨大的福音。这本书让我觉得，通信原理并不是一门高冷的学科，它就隐藏在我们身边，与我们的生活息息相关。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 说实话，我之前对通信原理的印象一直停留在“数学公式堆积如山”的层面。每次翻开相关的书籍，都会被那些密密麻麻的符号和公式吓退。《通信原理实践教程》这本书，在我看来，则是一股清流。它没有试图用最“硬核”的方式来展现通信原理，而是选择了一条更具人文关怀的道路。我惊喜地发现，书中充斥着大量的类比和图示，将抽象的数学概念转化成具象的图形和生活化的场景。例如，在解释“带宽”这个概念时，作者就用了一个非常形象的比喻，让我瞬间理解了信息“通道”的大小。我尤其喜欢书中对“噪声”的描述，作者并没有将其简单地定义为干扰，而是将其放入更广阔的背景下，讨论了不同类型的噪声对信号的影响，以及如何通过各种技术来降低噪声的影响。这本书让我体会到，通信原理并非是冷冰冰的科学，它蕴含着人类在信息传递过程中不断探索和优化的智慧。尽管这本书的篇幅不算太长，但每一页都充满了作者的匠心独运，让我感受到一种“润物细无声”的学习过程。这本书更像是一位经验丰富的老师，循循善诱，将我带入通信的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 《通信原理实践教程》这本书，给我的感觉就像是在探索一座神秘的宝藏。我带着对信息传输奥秘的好奇心，一行一行地品读着。书中对于各种通信模型和理论的阐述，非常精炼且富有逻辑。我特别欣赏作者在解释复杂概念时，能够恰到好处地引用一些经典的通信系统例子，比如早期的电报系统，以及后来的电话通信。这些例子不仅让理论变得生动，也让我能够更好地理解这些理论是如何在实际中发挥作用的。我发现，书中对信道编码和解码的讲解，尤其细致。作者没有止步于介绍各种编码方案，而是深入剖析了它们的设计思想和错误检测、纠错的原理。这让我对通信的可靠性有了更深刻的认识，原来我们收到的信息，经过了如此精心的“保护”。此外，这本书还对信息论的基本概念做了很好的铺垫，让我初步了解了信息熵、互信息等核心概念，并体会到它们在通信系统设计中的重要性。虽然书中没有涉及到太多前沿的技术，但它所构建的扎实基础，我相信对于任何想要深入学习通信领域的人来说，都是不可或缺的。这本书更像是一本“内功心法”，教会我如何去理解通信的本质，而不是停留在表面。