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乔延华 著

图书标签:

• 通信原理
• 现代通信
• 信号与系统
• 信息论
• 无线通信
• 数字通信
• 模拟通信
• 通信工程
• 电磁场与电磁波
• 信道编码

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560643229

版次：1

商品编码：12151058

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　本书系统地阐述了现代通信的基本原理、基本技术，并结合实际应用及MATLAB仿真实例更进一步地阐释了通信的相关技术。
　　全书共9章：绪论、信号分析基础和信道、模拟调制传输系统、信源编码、数字基带传输系统、数字调制传输系统、同步原理、信道编码、现代数字调制技术。每章均有习题。
　　本书可作为应用型本科学校通信、电子等相关专业的本科生教材，也可作为高等职业技术学校学生教材，还可作为通信工程技术人员的参考用书。

目录

第1章 绪论 1
1.1 通信概述 1
1.1.1 通信的实际应用 1
1.1.2 通信的定义 2
1.2 通信系统的组成 2
1.2.1 通信系统的一般组成 2
1.2.2 模拟通信系统的组成 3
1.2.3 数字通信系统的组成 4
1.2.4 数字通信系统的优、缺点 5
1.3 通信系统的分类与通信方式 5
1.3.1 通信系统的分类 5
1.3.2 通信方式 6
1.4 信息及其度量 6
1.5 通信系统的主要性能指标 8
1.5.1 一般通信系统的性能指标 8
1.5.2 模拟通信系统的性能指标 8
1.5.3 数字通信系统的性能指标 9
1.6 MATLAB在通信仿真中的应用 10
1.6.1 MATLAB软件的使用方法 11
1.6.2 Simulink在通信仿真中的应用 12
本章小结 17
习题 18
第2章 信号分析基础和信道 19
2.1 实际应用中的传输介质 19
2.2 信号分析基础 20
2.2.1 信号的分类 20
2.2.2 功率谱密度、能量谱密度和相关概念 22
2.3 信道 23
2.3.1 信道的定义 24
2.3.2 信道的分类 24
2.3.3 信道的模型 24
2.3.4 恒参信道 26
2.3.5 变参信道 27
2.4 信道中的噪声 29
2.5 信道容量 31
2.6 本章MATLAB仿真实例 32
本章小结 36
习题 37
第3章 模拟调制传输系统 38
3.1 模拟调制传输系统的实际应用 38
3.1.1 调幅广播 38
3.1.2 调频广播 39
3.1.3 地面广播电视 40
3.1.4 载波电话系统 41
3.2 调制的基本概念 42
3.2.1 调制的概念 42
3.2.2 调制的分类 42
3.3 幅度调制系统及其抗噪声性能 42
3.3.1 幅度调制 42
3.3.2 调幅系统的解调 47
3.3.3 调幅系统的抗噪声性能 50
3.4 角度调制系统及其抗噪声性能 55
3.4.1 角度调制的概念 55
3.4.2 窄带调频 57
3.4.3 宽带调频 57
3.4.4 调频信号的产生 59
3.4.5 调频信号的解调 60
3.4.6 调频系统的抗噪声性能 61
3.4.7 调频系统的加重技术 64
3.5 频分复用技术 66
3.6 本章MATLAB仿真实例 67
本章小结 72
习题 73
第4章 信源编码 75
4.1 信源编码的实际应用 75
4.2 抽样 77
4.2.1 抽样定理 77

前言/序言

　　“现代通信原理”一直都是高等学校电子、通信与信息类各专业的一门重要的学科基础课，该课程既要为后续专业技术课程提供必要的通信系统的基础知识和理论依据，又要为提高学生的专业素质和毕业后的继续学习、更新知识打好基础，所以其一直是电子信息类专业非常重要的核心课程。很多高校都把“现代通信原理”课程设为考研的专业课，也足以证明该课程的核心基础地位。
　　目前，有很多经典的现代通信原理教材被广大高校所选用，但这些教材内容上的复杂性和枯燥性决定了它们并不太适用于应用型本科院校的学生。为了适应应用型本科的培养目标，帮助学生深入理解概念，提高学生分析问题、解决问题的能力，多位应用型本科院校的资深教师通过一年多时间的反复商讨，编撰了此书。
　　本书系统全面地介绍了通信系统中的基本概念、工作原理、主要技术及分析方法，并引入实际应用和仿真实例，能提高学生学习的兴趣，帮助学生加深对通信理论的理解和分析。本书与同类书相比，具有如下特色：
　　（1）本书以培养应用型人才为目的，以“实用、够用”为度，以讲清概念、强化应用为教学重点，内容体系更趋合理，力求科学性、先进性、系统性和实用性的统一。
　　（2）本书语言通俗易懂，由浅入深，简明透彻，概念清晰，重点突出，尽量简化或省略复杂的数学推导。
　　（3）本书内容既包括经典内容，又力求充分反映国内外通信技术的最新发展。
　　（4）在每一章的开始章节引入了本章理论所对应实际中的应用，提高学生学习本章内容的兴趣。
　　（5）在每一章结尾补充了相关章节的MATLAB编程及仿真实例，可以帮助学生加深对通信理论的理解和分析，并可借助书本所学知识用仿真的手段解决通信系统中出现的实际问题。
　　（6）本书每一章都配有适量的例题、习题，加强学生对理论的理解。
　　本书由乔延华、杜青担任主编，由刘正光、赵琳担任主审。苗艳华编写了第1章，李建娜编写了第2章，郝张红编写了第3章，乔延华编写了第4、5、7章，杜青编写了第6、8章，沈振惠编写了第9章。
　　本书可作为通信工程、电子信息工程、计算机等电子信息类专业“通信原理”、“现代通信理论”、“数字通信”等课程的教材，也可作为相关工程技术人员的参考书。另外，本书配有《现代通信原理习题解析》（西安电子科技大学出版社，2017）一书，可帮助读者自学。
　　在本书的编写过程中，得到了学校各位领导的大力支持，刘正光教授、戴冬冰副院长、赵琳老师更为本书提出了很多宝贵的意见，在此表示衷心的感谢；此外，还要感谢天津理工大学中环信息学院贺艳老师的大力支持；本书的编写也参考了一些国内外优秀教材，在此对原作者表示诚挚的谢意。
　　由于编者水平有限，书中难免有不足之处，希望读者批评指正。
　　编者
　　2016年9月

《信号的低语：信息传递的艺术与科学》 在一个信息爆炸的时代，我们无时无刻不在接收和发送着海量的数据。从手机里弹出的即时消息，到卫星传输回的遥感图像，再到全球互联的网络，这一切都离不开一个核心的支撑——信息传递。然而，在这看似理所当然的便捷背后，隐藏着一套精妙绝伦的科学体系，一套将无形信号转化为有意义内容的艺术。 《信号的低语：信息传递的艺术与科学》将带您踏上一段深入探索信息传递奥秘的旅程。本书并非侧重于具体的通信技术标准或硬件设计，而是聚焦于信息传递背后最基本、最普适的原理和概念。我们将剥开层层技术外衣，直抵信息流动的本质，理解声音、图像、文字等一切形式的信息是如何被编码、传输、接收并最终被解读的。 第一章：信息的度量与表达 信息是什么？在物理世界里，它是一种能够消除不确定性的东西。本书将从信息论的奠基者克劳德·香农的视角出发，为您剖析“比特”这一信息的基本单位。您将了解到，任何信息，无论其载体是什么，都可以被量化，并被赋予一个精确的度量。我们将探讨信息的熵，理解它如何反映一个信息源的不确定性，以及为什么高熵意味着更丰富的信息。 此外，本章还将深入讨论信息的表示方法。从最基础的二进制编码，到更复杂的字符编码（如ASCII、Unicode），再到针对特定数据类型（如音频、图像）的表示方式，您将理解不同编码方案的设计原理及其对信息存储和传输效率的影响。我们将分析编码的冗余度，并初步了解如何利用冗余来提高信息传输的可靠性。 第二章：信号的本质与变换 信息本身是抽象的，要实现传递，必须将其转化为物理世界的信号。本章将为您揭示信号的多重面貌。我们将从时域和频域两个角度来理解信号。时域信号描述了信号随时间的变化，而频域信号则揭示了信号包含的各种频率成分。傅里叶变换将成为我们探索信号频域特性的强大工具，您将理解为什么频域分析对于理解信号的性质至关重要。 信号的产生和变换是信息传递的基础。我们将探讨各种信号的类型，包括连续信号和离散信号，模拟信号和数字信号。您将了解到，从连续的模拟世界到离散的数字世界，采样和量化这两个关键步骤是如何将信息转化为机器可处理的数字信号的。这一过程的精度直接影响到信息的保真度，本书将详细分析采样定理（奈奎斯特-香农采样定理）的原理及其重要性，以及量化误差的来源和控制方法。 第三章：编码的艺术：将信息打包 原始的数字信号往往需要经过编码才能有效地进行传输。本章将聚焦于“编码”这一核心概念，它如同为信息量身定制的包装，旨在提高传输效率、增强抗干扰能力、实现纠错功能。 我们将首先介绍信源编码。其目标是去除信息中的冗余，使表示相同信息的比特数最少。您将深入了解霍夫曼编码的原理，理解它如何根据符号出现的概率来构建最优的前缀码。同时，我们还将探讨算术编码，了解其如何以更高的编码效率表示信息。 接着，我们将进入信道编码的世界。信道是有损的，传输过程中难免会引入噪声和错误。信道编码的作用是主动地在信息中添加冗余，以便接收端能够检测甚至纠正这些错误。我们将解析线性分组码（如汉明码）的基本思想，理解它如何通过添加校验位来构建纠错能力。循环冗余校验（CRC）码作为一种高效的错误检测码，也将得到详细介绍。此外，更强大的卷积码和Turbo码的编码思想也将被初步触及，让您领略现代纠错编码的魅力。 第四章：调制的智慧：信号的载波 将编码后的数字信息“装载”到物理载波上，使其能够在特定的传输介质中传播，这就是调制的任务。本章将深入剖析调制的原理，理解它如何通过改变载波信号的参数（如幅度、频率、相位）来携带信息。 我们将从最基础的调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）开始，理解它们各自的优缺点以及适用场景。随后，我们将进入更先进的数字调制技术，如幅相键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）。您将理解，通过组合幅度和相位的变化，QAM能够在一个信号状态中承载更多的比特信息，从而显著提高频谱利用率。 本章还将探讨多载波调制技术，如正交频分复用（OFDM）。OFDM的思想是将高速数据流分割成多个低速子流，分别在多个正交的子载波上并行传输。您将理解OFDM为何在应对频率选择性衰落和减缓符号间干扰方面具有独特的优势，这使其成为现代无线通信（如Wi-Fi、4G/5G）的关键技术。 第五章：解调的艺术：从信号中提取信息 接收端需要将携带信息的载波信号“卸载”，并恢复出原始的数字信息，这个过程就是解调。本章将与调制章节相呼应，详细阐述各种解调技术的原理。 我们将讨论相干解调和非相干解调的区别，以及它们在不同调制方式下的实现。对于数字调制，我们将深入理解最佳接收器的概念，它旨在最大化接收到正确信息的概率。最大似然检测和最大后验概率（MAP）检测等基本原理将得到清晰的阐述。 此外，本章还将重点介绍均衡器的作用。在传输过程中，由于信道的影响，信号会发生失真，产生符号间干扰（ISI）。均衡器通过补偿信道的非线性效应，消除或减弱ISI，从而提高接收端的性能。我们将探讨线性均衡器和非线性均衡器（如MLSE）的基本思想。 第六章：噪声与干扰：信号的敌人 在信息传递的战场上，噪声和干扰始终是挥之不去的敌人。本章将深入剖析这些影响信号质量的因素，并探讨如何应对它们。 我们将区分热噪声、散粒噪声等内部噪声，以及外界电磁干扰等外部干扰。您将理解不同类型的噪声在信号和频谱上的表现，以及它们对信息比特错误率（BER）的影响。 本书将介绍信噪比（SNR）和信号质量指数（如Eb/N0）等关键性能指标，理解它们如何量化信号的质量。我们还将探讨一些基本的抗噪声策略，例如滤波技术（低通、带通滤波器）如何削弱特定频段的噪声，以及如何通过增加信号的功率来提高信噪比。更重要的是，我们将回顾信道编码的作用，再次强调它在对抗噪声和干扰方面的关键作用。 第七章：多址与复用：共享通信资源 在实际通信系统中，往往需要允许多个用户共享有限的通信资源。本章将为您介绍多址技术和复用技术。 时间、频率和编码是实现资源共享的三个主要维度。我们将深入探讨时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）和码分多址（CDMA）的原理。您将理解，TDMA如何将时间划分为独立的时隙分配给不同用户，FDMA如何将频带划分为独立的信道，以及CDMA如何利用不同的扩频码实现用户之间的区分。 此外，我们还将介绍频分复用（FDM）和时分复用（TDM）的概念，它们是将多个独立信号合并传输的技术，常用于基带信号的传输。本书还将初步触及更高级的复用技术，如空分多址（SDMA），它利用空间维度来区分用户，是现代大规模MIMO（多输入多输出）系统的基础。 第八章：信息论的深邃：容量与效率的边界 在对信息传递的各个环节有了深入的理解后，本章将回归信息论的本质，探讨通信系统的理论极限。我们将重温香农信道容量定理，理解它如何定义一个给定噪声信道能够可靠传输信息的最大速率。 您将了解到，信道容量是一个理论上的概念，但它为我们设计高效的通信系统提供了重要的指导。我们将讨论如何通过提高信噪比、扩展带宽来逼近信道容量。同时，我们将分析现代通信系统在设计中所做的权衡，例如在速度、可靠性和复杂度之间的取舍。 本书将引导您思考，在有限的资源下，如何最大化信息的传递效率，如何设计出既高效又可靠的通信方案。这将是一个从具体技术走向更高层次理论升华的旅程。 《信号的低语：信息传递的艺术与科学》并非一本枯燥的技术手册，而是一次引人入胜的智力探险。它将用清晰的语言、生动的比喻，为您揭示信息如何在宇宙间穿梭。无论您是通信专业的学生、对技术充满好奇的爱好者，还是希望理解我们这个互联世界运作机制的读者，本书都将为您打开一扇通往信息传递奥秘的大门。准备好倾听信号的低语，理解信息传递的艺术与科学了吗？

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让人眼前一亮！拿到手上，沉甸甸的质感就足够让人安心，封面设计也相当有品味，不是那种花里胡哨的风格，而是透露着一种严谨和专业。翻开第一页，我就被作者流畅而又不失严谨的文笔所吸引。虽然我不是这个领域的专家，但作者似乎有种魔力，能够将那些看似复杂晦涩的理论，用一种清晰易懂的方式娓娓道来。比如，在介绍一些基础概念的时候，作者会引用一些生动的例子，或者用类比的方式来解释，这对于我这样初学者来说，简直是福音。我特别喜欢书中对一些历史发展脉络的梳理，能感受到作者并非仅仅是知识的搬运工，而是对整个学科的发展有着深刻的理解和洞察。而且，书中的插图和图表也设计得恰到好处，不会过多也不至于太少，总是能精准地描绘出作者想要表达的重点，使得抽象的原理变得更加具象化。我能够想象，如果我能坚持把这本书读完，一定会在这个领域收获良多，甚至能够对一些前沿技术产生更深层次的理解。这本书就像一位循循善诱的老师，耐心引导着我一步步走进知识的殿堂，那种被知识的海洋所包围的感觉，真是太美妙了。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的冲击，远超我最初的预期。我一直以为，关于“通信”的知识，充其量也就是关于手机信号、WiFi这些日常所能接触到的，但这本书彻底颠覆了我的认知。它就像一把钥匙，为我打开了一扇通往信息世界深处的大门。作者的分析角度非常独特，不是简单地罗列技术参数，而是从更宏观的视角去探讨通信的本质，以及它在现代社会中扮演的关键角色。我尤其对书中关于信息传输效率、信号编码解码的论述印象深刻，那种严谨的逻辑推理和数学推导，虽然有时需要仔细琢磨，但一旦理解了，就会觉得豁然开朗，仿佛看到了隐藏在日常通信背后的强大原理。这本书不是那种死板的教科书，它充满了作者对这个领域的思考和见解，读起来有一种与智者对话的感觉。我甚至在读到某些段落时，会停下来反复回味，思考这些原理在现实生活中的具体应用，以及它们是如何影响我们每天的生活的。总而言之，这是一本能够启发思考、拓展视野的优秀作品，让我对“通信”这个概念有了全新的认识，不再局限于表面的功能，而是深入到了其核心的奥秘之中。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的排版和装帧是我见过最用心的几本之一。纸张的触感非常舒适，印刷清晰，无论是文字还是图示，都没有出现模糊不清的情况。封面设计简洁大方，有一种低调的奢华感，摆在书架上绝对是一道亮丽的风景线。拿到手里的时候，就能感受到作者和出版社对这本书的认真态度。翻开来，内容更是让我惊艳。作者的叙述方式非常接地气，即使是一些非常专业的技术概念，也能用通俗易懂的语言解释清楚，让我这个对理论知识不太擅长的人也能看得津津有味。我特别喜欢书中对一些抽象概念的形象化比喻，让那些复杂的公式和模型瞬间变得鲜活起来。而且，书中的案例分析也非常到位，能够将理论知识与实际应用紧密结合，让读者不仅知其然，更能知其所以然。我之前对通信技术一直知之甚少，甚至觉得它离我很遥远，但读了这本书之后，我发现原来通信原理就在我们身边，并且深刻地影响着我们生活的方方面面。这本书就像一位博学的向导，带领我穿越迷雾，看到了信息传递的奇妙世界，让我对现代科技的发展有了更直观、更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，最初拿到这本书时，我带着一丝好奇和一丝怀疑。我对“通信原理”这个领域其实了解不多，担心这本书会过于艰深，让我望而却步。然而，当我真正开始阅读时，我的担忧很快就被惊喜所取代。作者的写作风格非常独特，既有学术的严谨性，又不失人文的关怀。他并没有一上来就抛出一堆复杂的公式和定理，而是先从一个引人入胜的故事或者一个生活中的场景切入，然后层层深入，将复杂的通信原理巧妙地融入其中。这种叙事方式让我感觉不是在学习一门枯燥的技术，而是在探索一个充满魅力的世界。我尤其欣赏书中对一些关键概念的阐释，作者总能找到最恰当的比喻和类比，让那些抽象的物理现象和数学模型变得生动形象，易于理解。我甚至会时不时地停下来，思考这些原理在现实世界中的体现，比如手机信号的传播、网络数据的传输等等。这本书让我明白，通信原理并非高高在上、遥不可及，而是与我们的日常生活息息相关。它不仅让我增长了知识，更激发了我对科技的兴趣和对未知世界的探索欲。

评分☆☆☆☆☆

这本书的逻辑结构设计得非常巧妙，就像一个精心构建的迷宫，引导着读者一步步深入探索。开篇就奠定了坚实的基础，然后循序渐进地引入更复杂的主题，确保了读者不会在学习过程中感到迷失。我特别赞赏作者在阐述每一个概念时，都会提供详尽的解释和丰富的例证，这极大地降低了理解的门槛。例如，在解释某个数据传输的算法时，作者会先从最简单的场景入手，然后逐步增加复杂度，直到完全掌握。这种“由简入繁”的学习路径，对于我这样希望系统性学习的人来说，简直是完美的设计。而且，书中的图表和插图也极具匠心，它们不仅仅是简单的示意图，而是能够精准地传达复杂的概念，使得抽象的理论变得可视化，大大增强了学习的效率和趣味性。读这本书的过程，就像是在经历一场智力的冒险，每一次突破性的理解都带来巨大的成就感。我深信，这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一部能够激发学习热情、培养独立思考能力的优秀作品。它让我看到了技术背后的逻辑之美，也让我对未来的通信技术发展充满了期待。