數字通信原理與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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魏媛 編

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 信號處理
• 調製解調
• 信道編碼
• 無綫通信
• 信息論
• 現代通信
• 通信工程
• 通信係統

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121307812

版次：1

商品編碼：12121288

包裝：平裝

叢書名： 全國高等院校

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：324

字數：518400

正文語種：中文

內容簡介

------本書結閤通信行業新的技術發展和崗位技能需求，以實用性為齣發點，以理論夠用為原則，著重介紹數字通信係統的基本原理、典型數字通信技術各組成部分及其功能和相關應用，既可為讀者奠定通信的概念，又能幫助他們瞭解相關技術的應用領域，引領他們把握通信的前沿技術。全書共10個模塊：認識數字通信、認識信道與噪聲、通信係統有效性傳輸、通信係統可靠性傳輸、數字信號的基帶傳輸、模擬調製解調、數字調製解調、定時與同步、數字信號的*佳接收、典型數字通信技術。本書緊密結閤通信行業現網情況，能循序漸進地幫助讀者掌握通信技術的理論與技能。 本書為高等職業本專科院校相應課程的教材，也可作為開放大學、成人教育、自學考試、中職學校、培訓班的教材，以及通信工程技術人員的參考書。 本書提供免費的電子教學課件、習題參考答案、實驗指導等，詳見前言。

作者簡介

魏媛 講師，研究生，畢業於華北電力大學通信工程技術專業，曾在電力企業從事通信技術工作，後在高職院校通信技術專業從事多年的通信類課程的教學與教研工作

目錄

模塊1 認識數字通信 1
1．1 初識通信 2
1．1．1 通信的相關概念 2
1．1．2 通信的分類 4
1．1．3 通信方式 6
1．2 認識通信網 7
1．2．1 通信網 7
1．2．2 常見通信網絡 9
1．3 認識通信係統 11
1．3．1 通信係統的一般模型 11
1．3．2 數字通信係統 12
1．3．3 數字通信模式 14
1．4 數字通信係統主要性能指標 15
1．4．1 信息量 16
1．4．2 有效性指標 18
1．4．3 可靠性指標 19
1．5 通信技術發展曆程及趨勢 20
1．5．1 通信技術發展曆程 20
1．5．2 通信技術發展趨勢 23
案例分析1 VoIP網絡電話 24
習題1 25

模塊2 信道與噪聲 27
2．1 信道 29
2．1．1 信道定義 29
2．1．2 信道分類 29
2．1．3 信道模型 30
2．2 有綫信道認知 32
2．2．1 雙絞綫 32
2．2．2 同軸電纜 34
2．2．3 光縴 36
2．3 無綫信道 38
2．3．1 無綫電波 39
2．3．2 電離層電波傳播 39
2．3．3 典型無綫信道 40
2．4 噪聲 43
2．4．1 加性噪聲分類 43
2．4．2 常見加性噪聲 44
2．5 信道傳輸特性 46
2．5．1 恒參信道傳輸特性 47
2．5．2 隨參信道傳輸特性 49
2．6 信道帶寬與信道容量 53
2．6．1 信道帶寬 53
2．6．2 信道容量 53
案例分析2 地震預警係統 55
習題2 56

模塊3 通信係統有效性傳輸 58
3．1 脈衝編碼調製 60
3．2 模擬信號的抽樣 62
3．2．1 抽樣過程 62
3．2．2 低通模擬信號的抽樣定理 63
3．2．3 帶通模擬信號的抽樣定理 65
3．3 抽樣信號的量化 65
3．3．1 量化的相關概念 65
3．3．2 均勻量化 67
3．3．3 非均勻量化 69
3．4 PCM編碼 72
3．4．1 編碼碼型 72
3．4．2 碼位安排 74
3．4．3 逐次比較型編碼 75
3．5 語音壓縮編碼 79
3．5．1 自適應差分脈衝編碼調製 80
3．5．2 增量調製 82
3．6 多路復用技術 84
3．6．1 頻分多路復用 84
3．6．2 時分多路復用 85
3．6．3 碼分多址復用 87
3．6．4 空分多址復用 89
3．7 PCM數字復接 90
3．7．1 數字復接 90
3．7．2 PCM基群及高次群 94
案例分析3 數字信號傳輸 98
習題3 99

模塊4 通信係統可靠性傳輸 101
4．1 差錯控製編碼 103
4．1．1 差錯控製的基本思想 103
4．1．2 差錯控製編碼的基本原理 104
4．1．3 差錯控製編碼及分類 105
4．1．4 差錯控製方式 106
4．2 綫性分組碼 108
4．2．1 綫性分組碼基本概念和性質 108
4．2．2 綫性分組碼抗乾擾能力 109
4．2．3 綫性分組碼編碼過程 110
4．2．4 綫性分組碼的檢錯與糾錯 112
4．3 奇偶校驗碼 113
4．3．1 水平奇偶校驗碼 114
4．3．2 二維奇偶校驗碼 115
4．4 定比碼 115
4．5 漢明碼 115
4．6 循環碼 118
4．7 捲積碼編碼 119
4．8 Turbo碼 120
案例分析4 藍牙的應用 122
習題4 124

模塊5 數字信號的基帶傳輸 126
5．1 數字基帶信號 128
5．1．1 數字基帶信號的常用碼型 128
5．1．2 碼型變換的基本方法 134
5．2 數字基帶傳輸係統 136
5．2．1 數字基帶傳輸係統的基本組成 136
5．2．2 碼間串擾 138
5．2．3 碼間串擾的消除 139
5．3 無碼間串擾的基帶傳輸係統 140
5．3．1 理想基帶傳輸係統 141
5．3．2 無碼間串擾的等效特性 141
5．3．3 升餘弦滾降傳輸特性 142
5．4 眼圖 144
5．4．1 眼圖的形成原理 144
5．4．2 眼圖與係統性能 146
5．5 時域均衡技術 147
5．5．1 時域均衡的基本原理 147
5．5．2 無限長橫嚮濾波器 148
5．6 再生中繼傳輸 150
5．6．1 光通信中的再生中繼傳輸 150
5．6．2 微波通信中的再生中繼傳輸 150
案例分析5 通信網絡的數據傳輸 153
習題5 155

模塊6 模擬調製解調 156
6．1 幅度調製（AM） 158
6．1．1 AM的基本原理 158
6．1．2 AM信號的頻譜 159
6．1．3 AM信號的解調 160
6．2 其他調幅方式 161
6．2．1 抑製載波雙邊帶調幅（DSB） 161
6．2．2 單邊帶調幅（SSB） 162
6．2．3 殘留邊帶調幅（VSB） 165
6．3 頻率調製（FM） 166
6．3．1 FM的基本原理 166
6．3．2 調頻信號 167
6．3．3 FM的解調 171
6．4 模擬調製係統的抗噪聲性能 172
6．4．1 AM係統的抗噪聲性能 172
6．4．2 FM係統的抗噪聲性能 174
6．4．3 AM與FM係統性能比較 177
6．4．4 各種模擬調製係統的比較 178
案例分析6 光縴數據傳輸 178
習題6 180

模塊7 數字調製解調 182
7．1 數字調製與解調 184
7．2 數字頻帶傳輸係統 186
7．2．1 二進製幅移鍵控 186
7．2．2 二進製頻移鍵控 190
7．2．3 二進製相移鍵控 195
7．2．4 多進製數字調製 201
7．3 數字調製係統性能分析 210
7．3．1 二進製數字調製係統性能 210
7．3．2 多進製數字調製係統性能 213
7．4 現代數字調製技術 214
7．4．1 正交幅度調製 214
7．4．2 最小頻移鍵控 219
7．4．3 高斯濾波最小頻移鍵控 222
7．4．4 正交頻分復用調製 223
案例分析7 數字蜂窩移動通信係統 225
習題7 226

模塊8 定時與同步 229
8．1 認識數字通信係統同步 231
8．2 載波同步 232
8．2．1 插入導頻法 232
8．2．2 直接提取法 233
8．3 位同步 235
8．3．1 插入導頻法 235
8．3．2 直接提取法 237
8．4 群同步 239
8．4．1 起止式同步法 239
8．4．2 連貫式插入法 240
8．4．3 間隔式插入法 241
8．5 網同步 242
8．5．1 主從同步法 242
8．5．2 互同步法 243
8．5．3 準同步法 244
案例分析8 分組傳送網PTN 245
習題8 247

模塊9 數字信號的最佳接收 248
9．1 最佳接收準則 250
9．2 確知信號的最佳接收 252
9．2．1 二進製確知信號的最佳接收機 253
9．2．2 多進製確知信號的最佳接收機 254
9．3 匹配濾波器 254
9．3．1 匹配濾波器的原理 255
9．3．2 匹配濾波器的實現方法 258
9．3．3 匹配濾波器的性能分析 259
9．4 理想信道最佳基帶傳輸係統 259
9．5 最佳接收機性能分析 261
9．5．1 確知信號最佳接收誤碼率分析 261
9．5．2 調製方式對誤碼率的影響 263
9．5．3 理想接收機與普通接收機誤碼性能比較 264
案例分析9 數字接收機 265
習題9 266

模塊10 典型數字通信技術 268
10．1 移動通信技術 269
10．1．1 GSM 271
10．1．2 CDMA 275
10．1．3 3G 277
10．1．4 4G 280
10．1．5 5G 284
10．2 光通信技術 287
10．2．1 SDH 288
10．2．2 PTN 290
10．2．3 OTN 293
10．2．4 PON 295
10．2．5 FSO 298
10．3 數據通信技術 300
10．4 衛星通信技術 306
習題10 313
參考文獻 314

前言/序言

　　隨著社會的快速發展，通信技術已深入到人們生産、生活的各個方麵，成為一個國傢的重要戰略資源和經濟發展的生産要素。為培養高素質技能型通信技術專業人纔，“數字通信原理與應用”課程在人纔培養中占有極其重要的地位，但因該專業基礎課的授課專業性強，理論較復雜枯燥，對高職的學生學習難度較大。本書結閤通信行業新的技術發展和崗位技能需求，在近年來取得的課程教學改革成果基礎上，由多位有著多年從事通信教學與通信工程實踐經驗的優秀教師共同編寫。

本書基於通信技術專業學生的職業崗位群，以模塊化、項目式的方式，將教學與工程經驗恰當地融入每個模塊，大量融入學生日後工作的通信崗位要求所需的案例知識，適當減少理論內容，增加數字通信技術及其應用技能，對重難點知識進行實例剖析，幫助讀者加深對數字通信原理的理解。本書主要有以下特點。

1．教學內容模塊化。全書將復雜的數字通信原理以自上而下的層次劃分法，分為對整體係統框架的認識以及對每個模塊功能的掌握。學生在對各個模塊學習後可以將自己所學的知識與典型的數字通信技術有機地結閤起來，培養學生理論聯係實際、分析與解決問題的能力。

2．教學環節循序漸進。每個模塊包括本章知識分布網絡、導入案例、學習目標、模塊學習、案例分析等環節。導入案例，引齣學生所需掌握的知識，學習目標明確；案例分析，幫助學生加深對所學知識的理解。

3．注重理論聯係實際。全書各模塊列舉瞭大量通信行業現網案例，附加瞭大量的設備拓撲圖，係統、全麵地闡述瞭本課程要求掌握的基本理論與知識。最後通過典型數字通信技術，幫助學生開拓視野，加深對通信係統的認識和理解。

全書共10個模塊：認識數字通信、認識信道與噪聲、通信係統有效性傳輸、通信係統可靠性傳輸、數字信號的基帶傳輸、模擬調製解調、數字調製解調、定時與同步、數字信號的最佳接收、典型數字通信技術。本書以實用性為齣發點，以理論夠用為原則，注重重要概念的引入及分析方法與實際應用相結閤，循序漸進地幫助學生掌握通信技術理論與技能。

本書由魏媛、龍燕、周鼕梅任主編，由王英、劉思怡、韓偉、唐輝任副主編，由魏媛統稿。編寫分工為：魏媛編寫模塊2、模塊10，龍燕編寫模塊1、模塊3，周鼕梅編寫模塊7、模塊9，王英編寫模塊4，劉思怡、王癸霖編寫模塊5、模塊6，韓偉、唐輝、趙安城編寫模塊8，參與本書編寫的還有王建勤、袁珊、李鑫、鍾玉玲。本書在編寫過程中還得到瞭閤作企業工程技術人員的大力支持和單位同事的鼎力幫助，在此一並錶示感謝。

由於時間倉促及作者水平有限，難免存在錯誤和不妥之處，懇請讀者批評指正。

本書配有免費的電子教學課件、習題參考答案、實驗指導等，請有此需要的教師登錄華信教育資源網（http://www.hxedu.com.cn）免費注冊後再進行下載。直接掃一掃書中的二維碼可閱看和下載立體化教學資源。如有問題請在網站留言或與電子工業齣版社聯係（E-mail:hxedu@phei.com.cn）。

洞悉信息洪流的脈絡：解碼數字世界的聲音、圖像與數據 我們的世界正以前所未有的速度數字化。從清晰入耳的通話，到震撼心靈的影像，再到驅動萬物的海量數據，這一切的背後，都隱藏著一套精妙絕倫的科學原理與技術實踐。本書並非一本關於“數字通信原理與應用”的枯燥教材，它更像是一次深入淺齣的探索之旅，邀請您一同潛入信息傳輸的浩瀚海洋，理解那些曾經神秘莫測的信號如何穿越時空，抵達目的地，並最終轉化為我們能夠理解和交互的內容。 想象一下，您正在與遠方的親人進行視頻通話。對方的麵容清晰可見，聲音洪亮而自然，仿佛近在咫尺。是什麼讓這奇妙的連接成為可能？是什麼確保瞭聲音和圖像的實時、準確傳輸，絲毫沒有延遲或失真？本書將帶領您剝開層層迷霧，從最基礎的信號概念講起，揭示聲音、圖像等模擬信息如何被轉化為一係列離散的數字脈衝，即我們常說的“比特流”。我們將探討量化、編碼等關鍵步驟，理解它們如何精確地捕捉和錶達原始信號的特徵，同時又要盡可能地壓縮數據，以適應有限的傳輸帶寬。 數字世界並非總是風平浪靜。信號在傳輸過程中，不可避免地會受到各種乾擾，産生噪聲和失真，如同在信息洪流中遇到的暗礁和漩渦。本書將詳細闡述這些乾擾的來源，以及它們對信息完整性構成的威脅。更重要的是，我們將深入研究一係列強大的糾錯編碼技術，它們如同信息傳輸中的“守護天使”，能夠智能地檢測和修正傳輸過程中齣現的錯誤，確保最終接收到的信息與發送時一緻。我們將學習海明碼、捲積碼、Turbo碼等經典和現代的糾錯策略，理解它們如何在信息冗餘和傳輸效率之間取得微妙的平衡。 信息傳輸的效率，是決定通信速度和容量的關鍵。本書將引導您理解信息論的核心概念，尤其是信息熵，它如同衡量信息“純度”和“價值”的標尺。我們將探討信道容量的理論極限，以及香農-哈特利定理如何描繪齣信息傳輸的最大潛力。在此基礎上，我們將深入研究各種高效的信源編碼技術，例如霍夫曼編碼、算術編碼等，它們能夠最大限度地去除信息中的冗餘，用最少的比特來錶達相同的內容，從而極大地提高數據傳輸的效率。 無綫通信的魅力在於其無處不在的連接性，但同時也帶來瞭獨特的挑戰。電磁波的傳播路徑復雜多變，信號在空氣中傳播時會發生反射、衍射、散射等現象，導緻信號衰落和多徑效應。本書將詳細解析這些無綫傳輸的物理機製，並介紹多種先進的調製解調技術，如幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）以及更高效的數字調製方式，如ASK、FSK、PSK、QAM等。我們將理解這些調製方式如何將數字信息“嵌入”到載波信號中，使其能夠跨越空間的阻隔。 為瞭在日益擁堵的無綫頻譜中更有效地利用資源，多址技術應運而生。本書將帶您瞭解時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）以及現代的空分多址（SDMA）和正交頻分多址（OFDM）等技術。您將理解它們如何允許多個用戶共享同一通信鏈路，以及它們各自的優缺點和適用場景。例如，我們將在書中深入剖析OFDM技術，這是4G、5G等現代無綫通信係統的核心基石，理解它如何將高帶寬信道分割成多個窄帶子信道，從而有效剋服多徑乾擾，提高頻譜利用率。 當信息穿越互聯網的廣闊網絡時，數據包的路由和交換變得至關重要。本書將介紹分組交換的基本原理，以及路由器、交換機等網絡設備在信息傳輸中的作用。我們將探討TCP/IP協議棧的層次化設計，理解每個層次的功能，從物理層到應用層，它們如何協同工作，確保數據能夠從源頭準確無誤地抵達目的地。您將瞭解IP地址、端口號、MAC地址等概念，以及它們在網絡通信中的關鍵作用。 在追求更高傳輸速率和更廣連接範圍的同時，通信係統的安全性也日益受到重視。本書將觸及信息安全的基本概念，包括加密、解密、身份認證等。我們將簡要介紹對稱加密和非對稱加密的基本原理，以及它們如何在數字通信中保護信息的機密性和完整性。 除瞭基礎原理，本書還將為您呈現數字通信在現實世界中的廣泛應用。從您手中的智能手機，到連接全球的互聯網，再到支撐現代社會的各種通信基礎設施，您將看到這些原理如何在實際係統中落地。我們將探討移動通信（如2G、3G、4G、5G）的發展曆程和關鍵技術，瞭解它們如何不斷提升通信的速率、穩定性和覆蓋範圍。我們還將涉足衛星通信、光縴通信、衛星導航等領域，洞察它們各自的獨特之處和技術挑戰。 本書旨在為讀者構建一個清晰、完整的數字通信知識體係。我們力求用通俗易懂的語言，結閤豐富的實例，將抽象的技術概念具象化。無論您是通信工程專業的學生，還是對信息時代充滿好奇的探索者，亦或是希望深入瞭解技術背後的運作機製的從業者，本書都將為您提供寶貴的見解，幫助您更好地理解我們所處的數字世界，洞悉信息洪流的脈絡，並為未來的技術發展奠定堅實的基礎。這不僅是一次知識的積纍，更是一次對信息時代運行規律的深刻體悟。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受就是它真的非常“接地氣”。作者似乎深知讀者在學習過程中的睏惑點，所以他總能在最恰當的時候給齣最有效的解釋。比如，在講到信號的時域和頻域分析時，他用瞭很多圖示來幫助我們理解，甚至還提供瞭一些可視化的工具建議，讓我們能夠親手去驗證那些理論。我還喜歡他對於現代通信係統設計思路的探討，例如如何在高帶寬和低功耗之間找到平衡，以及如何應對無綫信道的多徑衰落。他並非僅僅停留在原理層麵，而是更進一步地探討瞭在實際工程中會遇到的各種挑戰以及相應的解決方案。這本書中的很多章節都提供瞭豐富的參考文獻，對於那些希望深入研究某個特定主題的讀者來說，這是一個巨大的福利。我可以想象，這本書會成為許多通信工程師案頭的常備參考書。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的寫作風格非常獨特，充滿瞭作者的熱情和對這門學科的深刻理解。他並沒有采用那種枯燥乏味的教材式敘述，而是更像是在與讀者進行一場深入的對話。我特彆欣賞他在講解信道編碼和糾錯碼的部分，他不是簡單地告訴我們“這樣做可以”，而是深入分析瞭“為什麼這樣做”，以及不同編碼方案在實際應用中的優缺點。他用大量的篇幅去探討誤碼率和信息可靠性之間的權衡，這讓我對通信係統的魯棒性有瞭更深的理解。而且，書中還涉及到瞭一些前沿的通信技術，比如OFDM和MIMO，雖然是相對較新的概念，但作者的講解非常清晰，循序漸進，讓我能夠逐步理解這些復雜技術的原理和優勢。我覺得最棒的一點是，他能夠將理論與實踐巧妙地結閤，通過對實際通信場景的分析，例如衛星通信和無綫傳感器網絡，來展示這些理論知識是如何被應用到解決實際問題的。這本書真的讓我感覺自己不僅僅是在被動地接受信息，而是在主動地探索和學習。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，這本書的理論深度確實很不錯，有些地方我看得齣瞭作者在反復推敲，力求準確和精煉。特彆是關於信息論基礎和隨機過程的介紹，雖然我之前接觸過一些，但這本書給齣瞭更加係統和完整的梳理。讓我印象深刻的是，他如何將信息熵的概念與通信係統中的不確定性聯係起來，這為我理解信息傳輸的根本限製打下瞭堅實的基礎。在講解功率譜密度和噪聲對信號的影響時，作者的數學推導非常嚴謹，但也恰到好處地穿插瞭一些直觀的解釋，避免瞭純數學公式的枯燥。對於初學者來說，可能需要一些耐心去啃讀後麵的章節，但一旦理解瞭那些核心概念，後麵學習諸如數字基帶傳輸和數字帶通傳輸等內容就會變得順暢很多。書中的例子選取得非常好，很多都是實際通信工程中會遇到的問題，這讓我覺得這本書的實用性非常強，不僅僅是理論探討，更能指導實際工作。

評分☆☆☆☆☆

從一個更宏觀的角度來看，這本書成功地勾勒齣瞭數字通信從基礎理論到實際應用的整個圖景。作者並沒有局限於某個單一的技術領域，而是廣泛地涵蓋瞭包括信源編碼、信道編碼、調製解調、多址技術等等在內的多個重要方麵。讓我特彆贊賞的是，他對於不同技術之間的相互關係和協同作用進行瞭深入的剖析。比如，在講解多用戶通信時，他清楚地闡述瞭多址技術如何與調製解調以及信道編碼配閤，共同實現高效的頻譜利用和可靠的數據傳輸。書中還對未來通信技術的發展趨勢進行瞭展望，讓我對接下來的技術革新充滿瞭期待。總的來說，這本書為我提供瞭一個非常紮實的數字通信知識體係框架，讓我能夠更清晰地理解整個通信領域是如何運作的，以及未來可能的發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界，雖然我之前對數字通信隻有一點點模糊的概念，但讀完後，感覺自己仿佛打開瞭一扇新世界的大門。作者用一種非常生動易懂的方式，將那些原本聽起來高深莫測的原理一一拆解，比如信號的調製解調過程，他不是簡單地羅列公式，而是通過形象的比喻，像是給信息穿上不同的“外衣”，讓它能夠安全、高效地穿越“嘈雜”的信道。我尤其喜歡他講解香農定理那部分，那種對信息傳輸極限的深刻洞察，讓我對通信的本質有瞭全新的認識。而且，書中還穿插瞭許多現實中的應用案例，比如手機信號如何保證流暢，Wi-Fi是如何工作的，這些讓我能立刻將書本知識與日常生活聯係起來，學習的動力也更足瞭。書中的插圖也非常精美，將抽象的概念具象化，比如星座圖的講解，簡直是把數學公式變成瞭漂亮的藝術品，讓人賞心悅目。總的來說，這本書對於想入門數字通信領域的人來說，絕對是一本不可多得的寶藏，它不僅傳授知識，更能激發興趣，讓人在輕鬆愉快的氛圍中掌握復雜的理論。