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喬延華 著

圖書標籤:

• 通信原理
• 現代通信
• 信號與係統
• 信息論
• 無綫通信
• 數字通信
• 模擬通信
• 通信工程
• 電磁場與電磁波
• 信道編碼

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560643229

版次：1

商品編碼：12151058

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　本書係統地闡述瞭現代通信的基本原理、基本技術，並結閤實際應用及MATLAB仿真實例更進一步地闡釋瞭通信的相關技術。
　　全書共9章：緒論、信號分析基礎和信道、模擬調製傳輸係統、信源編碼、數字基帶傳輸係統、數字調製傳輸係統、同步原理、信道編碼、現代數字調製技術。每章均有習題。
　　本書可作為應用型本科學校通信、電子等相關專業的本科生教材，也可作為高等職業技術學校學生教材，還可作為通信工程技術人員的參考用書。

目錄

第1章 緒論 1
1.1 通信概述 1
1.1.1 通信的實際應用 1
1.1.2 通信的定義 2
1.2 通信係統的組成 2
1.2.1 通信係統的一般組成 2
1.2.2 模擬通信係統的組成 3
1.2.3 數字通信係統的組成 4
1.2.4 數字通信係統的優、缺點 5
1.3 通信係統的分類與通信方式 5
1.3.1 通信係統的分類 5
1.3.2 通信方式 6
1.4 信息及其度量 6
1.5 通信係統的主要性能指標 8
1.5.1 一般通信係統的性能指標 8
1.5.2 模擬通信係統的性能指標 8
1.5.3 數字通信係統的性能指標 9
1.6 MATLAB在通信仿真中的應用 10
1.6.1 MATLAB軟件的使用方法 11
1.6.2 Simulink在通信仿真中的應用 12
本章小結 17
習題 18
第2章 信號分析基礎和信道 19
2.1 實際應用中的傳輸介質 19
2.2 信號分析基礎 20
2.2.1 信號的分類 20
2.2.2 功率譜密度、能量譜密度和相關概念 22
2.3 信道 23
2.3.1 信道的定義 24
2.3.2 信道的分類 24
2.3.3 信道的模型 24
2.3.4 恒參信道 26
2.3.5 變參信道 27
2.4 信道中的噪聲 29
2.5 信道容量 31
2.6 本章MATLAB仿真實例 32
本章小結 36
習題 37
第3章 模擬調製傳輸係統 38
3.1 模擬調製傳輸係統的實際應用 38
3.1.1 調幅廣播 38
3.1.2 調頻廣播 39
3.1.3 地麵廣播電視 40
3.1.4 載波電話係統 41
3.2 調製的基本概念 42
3.2.1 調製的概念 42
3.2.2 調製的分類 42
3.3 幅度調製係統及其抗噪聲性能 42
3.3.1 幅度調製 42
3.3.2 調幅係統的解調 47
3.3.3 調幅係統的抗噪聲性能 50
3.4 角度調製係統及其抗噪聲性能 55
3.4.1 角度調製的概念 55
3.4.2 窄帶調頻 57
3.4.3 寬帶調頻 57
3.4.4 調頻信號的産生 59
3.4.5 調頻信號的解調 60
3.4.6 調頻係統的抗噪聲性能 61
3.4.7 調頻係統的加重技術 64
3.5 頻分復用技術 66
3.6 本章MATLAB仿真實例 67
本章小結 72
習題 73
第4章 信源編碼 75
4.1 信源編碼的實際應用 75
4.2 抽樣 77
4.2.1 抽樣定理 77

前言/序言

　　“現代通信原理”一直都是高等學校電子、通信與信息類各專業的一門重要的學科基礎課，該課程既要為後續專業技術課程提供必要的通信係統的基礎知識和理論依據，又要為提高學生的專業素質和畢業後的繼續學習、更新知識打好基礎，所以其一直是電子信息類專業非常重要的核心課程。很多高校都把“現代通信原理”課程設為考研的專業課，也足以證明該課程的核心基礎地位。
　　目前，有很多經典的現代通信原理教材被廣大高校所選用，但這些教材內容上的復雜性和枯燥性決定瞭它們並不太適用於應用型本科院校的學生。為瞭適應應用型本科的培養目標，幫助學生深入理解概念，提高學生分析問題、解決問題的能力，多位應用型本科院校的資深教師通過一年多時間的反復商討，編撰瞭此書。
　　本書係統全麵地介紹瞭通信係統中的基本概念、工作原理、主要技術及分析方法，並引入實際應用和仿真實例，能提高學生學習的興趣，幫助學生加深對通信理論的理解和分析。本書與同類書相比，具有如下特色：
　　（1）本書以培養應用型人纔為目的，以“實用、夠用”為度，以講清概念、強化應用為教學重點，內容體係更趨閤理，力求科學性、先進性、係統性和實用性的統一。
　　（2）本書語言通俗易懂，由淺入深，簡明透徹，概念清晰，重點突齣，盡量簡化或省略復雜的數學推導。
　　（3）本書內容既包括經典內容，又力求充分反映國內外通信技術的最新發展。
　　（4）在每一章的開始章節引入瞭本章理論所對應實際中的應用，提高學生學習本章內容的興趣。
　　（5）在每一章結尾補充瞭相關章節的MATLAB編程及仿真實例，可以幫助學生加深對通信理論的理解和分析，並可藉助書本所學知識用仿真的手段解決通信係統中齣現的實際問題。
　　（6）本書每一章都配有適量的例題、習題，加強學生對理論的理解。
　　本書由喬延華、杜青擔任主編，由劉正光、趙琳擔任主審。苗艷華編寫瞭第1章，李建娜編寫瞭第2章，郝張紅編寫瞭第3章，喬延華編寫瞭第4、5、7章，杜青編寫瞭第6、8章，瀋振惠編寫瞭第9章。
　　本書可作為通信工程、電子信息工程、計算機等電子信息類專業“通信原理”、“現代通信理論”、“數字通信”等課程的教材，也可作為相關工程技術人員的參考書。另外，本書配有《現代通信原理習題解析》（西安電子科技大學齣版社，2017）一書，可幫助讀者自學。
　　在本書的編寫過程中，得到瞭學校各位領導的大力支持，劉正光教授、戴鼕冰副院長、趙琳老師更為本書提齣瞭很多寶貴的意見，在此錶示衷心的感謝；此外，還要感謝天津理工大學中環信息學院賀艷老師的大力支持；本書的編寫也參考瞭一些國內外優秀教材，在此對原作者錶示誠摯的謝意。
　　由於編者水平有限，書中難免有不足之處，希望讀者批評指正。
　　編者
　　2016年9月

《信號的低語：信息傳遞的藝術與科學》 在一個信息爆炸的時代，我們無時無刻不在接收和發送著海量的數據。從手機裏彈齣的即時消息，到衛星傳輸迴的遙感圖像，再到全球互聯的網絡，這一切都離不開一個核心的支撐——信息傳遞。然而，在這看似理所當然的便捷背後，隱藏著一套精妙絕倫的科學體係，一套將無形信號轉化為有意義內容的藝術。 《信號的低語：信息傳遞的藝術與科學》將帶您踏上一段深入探索信息傳遞奧秘的旅程。本書並非側重於具體的通信技術標準或硬件設計，而是聚焦於信息傳遞背後最基本、最普適的原理和概念。我們將剝開層層技術外衣，直抵信息流動的本質，理解聲音、圖像、文字等一切形式的信息是如何被編碼、傳輸、接收並最終被解讀的。 第一章：信息的度量與錶達 信息是什麼？在物理世界裏，它是一種能夠消除不確定性的東西。本書將從信息論的奠基者剋勞德·香農的視角齣發，為您剖析“比特”這一信息的基本單位。您將瞭解到，任何信息，無論其載體是什麼，都可以被量化，並被賦予一個精確的度量。我們將探討信息的熵，理解它如何反映一個信息源的不確定性，以及為什麼高熵意味著更豐富的信息。 此外，本章還將深入討論信息的錶示方法。從最基礎的二進製編碼，到更復雜的字符編碼（如ASCII、Unicode），再到針對特定數據類型（如音頻、圖像）的錶示方式，您將理解不同編碼方案的設計原理及其對信息存儲和傳輸效率的影響。我們將分析編碼的冗餘度，並初步瞭解如何利用冗餘來提高信息傳輸的可靠性。 第二章：信號的本質與變換 信息本身是抽象的，要實現傳遞，必須將其轉化為物理世界的信號。本章將為您揭示信號的多重麵貌。我們將從時域和頻域兩個角度來理解信號。時域信號描述瞭信號隨時間的變化，而頻域信號則揭示瞭信號包含的各種頻率成分。傅裏葉變換將成為我們探索信號頻域特性的強大工具，您將理解為什麼頻域分析對於理解信號的性質至關重要。 信號的産生和變換是信息傳遞的基礎。我們將探討各種信號的類型，包括連續信號和離散信號，模擬信號和數字信號。您將瞭解到，從連續的模擬世界到離散的數字世界，采樣和量化這兩個關鍵步驟是如何將信息轉化為機器可處理的數字信號的。這一過程的精度直接影響到信息的保真度，本書將詳細分析采樣定理（奈奎斯特-香農采樣定理）的原理及其重要性，以及量化誤差的來源和控製方法。 第三章：編碼的藝術：將信息打包 原始的數字信號往往需要經過編碼纔能有效地進行傳輸。本章將聚焦於“編碼”這一核心概念，它如同為信息量身定製的包裝，旨在提高傳輸效率、增強抗乾擾能力、實現糾錯功能。 我們將首先介紹信源編碼。其目標是去除信息中的冗餘，使錶示相同信息的比特數最少。您將深入瞭解霍夫曼編碼的原理，理解它如何根據符號齣現的概率來構建最優的前綴碼。同時，我們還將探討算術編碼，瞭解其如何以更高的編碼效率錶示信息。 接著，我們將進入信道編碼的世界。信道是有損的，傳輸過程中難免會引入噪聲和錯誤。信道編碼的作用是主動地在信息中添加冗餘，以便接收端能夠檢測甚至糾正這些錯誤。我們將解析綫性分組碼（如漢明碼）的基本思想，理解它如何通過添加校驗位來構建糾錯能力。循環冗餘校驗（CRC）碼作為一種高效的錯誤檢測碼，也將得到詳細介紹。此外，更強大的捲積碼和Turbo碼的編碼思想也將被初步觸及，讓您領略現代糾錯編碼的魅力。 第四章：調製的智慧：信號的載波 將編碼後的數字信息“裝載”到物理載波上，使其能夠在特定的傳輸介質中傳播，這就是調製的任務。本章將深入剖析調製的原理，理解它如何通過改變載波信號的參數（如幅度、頻率、相位）來攜帶信息。 我們將從最基礎的調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM）開始，理解它們各自的優缺點以及適用場景。隨後，我們將進入更先進的數字調製技術，如幅相鍵控（PSK）和正交幅度調製（QAM）。您將理解，通過組閤幅度和相位的變化，QAM能夠在一個信號狀態中承載更多的比特信息，從而顯著提高頻譜利用率。 本章還將探討多載波調製技術，如正交頻分復用（OFDM）。OFDM的思想是將高速數據流分割成多個低速子流，分彆在多個正交的子載波上並行傳輸。您將理解OFDM為何在應對頻率選擇性衰落和減緩符號間乾擾方麵具有獨特的優勢，這使其成為現代無綫通信（如Wi-Fi、4G/5G）的關鍵技術。 第五章：解調的藝術：從信號中提取信息 接收端需要將攜帶信息的載波信號“卸載”，並恢復齣原始的數字信息，這個過程就是解調。本章將與調製章節相呼應，詳細闡述各種解調技術的原理。 我們將討論相乾解調和非相乾解調的區彆，以及它們在不同調製方式下的實現。對於數字調製，我們將深入理解最佳接收器的概念，它旨在最大化接收到正確信息的概率。最大似然檢測和最大後驗概率（MAP）檢測等基本原理將得到清晰的闡述。 此外，本章還將重點介紹均衡器的作用。在傳輸過程中，由於信道的影響，信號會發生失真，産生符號間乾擾（ISI）。均衡器通過補償信道的非綫性效應，消除或減弱ISI，從而提高接收端的性能。我們將探討綫性均衡器和非綫性均衡器（如MLSE）的基本思想。 第六章：噪聲與乾擾：信號的敵人 在信息傳遞的戰場上，噪聲和乾擾始終是揮之不去的敵人。本章將深入剖析這些影響信號質量的因素，並探討如何應對它們。 我們將區分熱噪聲、散粒噪聲等內部噪聲，以及外界電磁乾擾等外部乾擾。您將理解不同類型的噪聲在信號和頻譜上的錶現，以及它們對信息比特錯誤率（BER）的影響。 本書將介紹信噪比（SNR）和信號質量指數（如Eb/N0）等關鍵性能指標，理解它們如何量化信號的質量。我們還將探討一些基本的抗噪聲策略，例如濾波技術（低通、帶通濾波器）如何削弱特定頻段的噪聲，以及如何通過增加信號的功率來提高信噪比。更重要的是，我們將迴顧信道編碼的作用，再次強調它在對抗噪聲和乾擾方麵的關鍵作用。 第七章：多址與復用：共享通信資源 在實際通信係統中，往往需要允許多個用戶共享有限的通信資源。本章將為您介紹多址技術和復用技術。 時間、頻率和編碼是實現資源共享的三個主要維度。我們將深入探討時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）和碼分多址（CDMA）的原理。您將理解，TDMA如何將時間劃分為獨立的時隙分配給不同用戶，FDMA如何將頻帶劃分為獨立的信道，以及CDMA如何利用不同的擴頻碼實現用戶之間的區分。 此外，我們還將介紹頻分復用（FDM）和時分復用（TDM）的概念，它們是將多個獨立信號閤並傳輸的技術，常用於基帶信號的傳輸。本書還將初步觸及更高級的復用技術，如空分多址（SDMA），它利用空間維度來區分用戶，是現代大規模MIMO（多輸入多輸齣）係統的基礎。 第八章：信息論的深邃：容量與效率的邊界 在對信息傳遞的各個環節有瞭深入的理解後，本章將迴歸信息論的本質，探討通信係統的理論極限。我們將重溫香農信道容量定理，理解它如何定義一個給定噪聲信道能夠可靠傳輸信息的最大速率。 您將瞭解到，信道容量是一個理論上的概念，但它為我們設計高效的通信係統提供瞭重要的指導。我們將討論如何通過提高信噪比、擴展帶寬來逼近信道容量。同時，我們將分析現代通信係統在設計中所做的權衡，例如在速度、可靠性和復雜度之間的取捨。 本書將引導您思考，在有限的資源下，如何最大化信息的傳遞效率，如何設計齣既高效又可靠的通信方案。這將是一個從具體技術走嚮更高層次理論升華的旅程。 《信號的低語：信息傳遞的藝術與科學》並非一本枯燥的技術手冊，而是一次引人入勝的智力探險。它將用清晰的語言、生動的比喻，為您揭示信息如何在宇宙間穿梭。無論您是通信專業的學生、對技術充滿好奇的愛好者，還是希望理解我們這個互聯世界運作機製的讀者，本書都將為您打開一扇通往信息傳遞奧秘的大門。準備好傾聽信號的低語，理解信息傳遞的藝術與科學瞭嗎？

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的排版和裝幀是我見過最用心的幾本之一。紙張的觸感非常舒適，印刷清晰，無論是文字還是圖示，都沒有齣現模糊不清的情況。封麵設計簡潔大方，有一種低調的奢華感，擺在書架上絕對是一道亮麗的風景綫。拿到手裏的時候，就能感受到作者和齣版社對這本書的認真態度。翻開來，內容更是讓我驚艷。作者的敘述方式非常接地氣，即使是一些非常專業的技術概念，也能用通俗易懂的語言解釋清楚，讓我這個對理論知識不太擅長的人也能看得津津有味。我特彆喜歡書中對一些抽象概念的形象化比喻，讓那些復雜的公式和模型瞬間變得鮮活起來。而且，書中的案例分析也非常到位，能夠將理論知識與實際應用緊密結閤，讓讀者不僅知其然，更能知其所以然。我之前對通信技術一直知之甚少，甚至覺得它離我很遙遠，但讀瞭這本書之後，我發現原來通信原理就在我們身邊，並且深刻地影響著我們生活的方方麵麵。這本書就像一位博學的嚮導，帶領我穿越迷霧，看到瞭信息傳遞的奇妙世界，讓我對現代科技的發展有瞭更直觀、更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的衝擊，遠超我最初的預期。我一直以為，關於“通信”的知識，充其量也就是關於手機信號、WiFi這些日常所能接觸到的，但這本書徹底顛覆瞭我的認知。它就像一把鑰匙，為我打開瞭一扇通往信息世界深處的大門。作者的分析角度非常獨特，不是簡單地羅列技術參數，而是從更宏觀的視角去探討通信的本質，以及它在現代社會中扮演的關鍵角色。我尤其對書中關於信息傳輸效率、信號編碼解碼的論述印象深刻，那種嚴謹的邏輯推理和數學推導，雖然有時需要仔細琢磨，但一旦理解瞭，就會覺得豁然開朗，仿佛看到瞭隱藏在日常通信背後的強大原理。這本書不是那種死闆的教科書，它充滿瞭作者對這個領域的思考和見解，讀起來有一種與智者對話的感覺。我甚至在讀到某些段落時，會停下來反復迴味，思考這些原理在現實生活中的具體應用，以及它們是如何影響我們每天的生活的。總而言之，這是一本能夠啓發思考、拓展視野的優秀作品，讓我對“通信”這個概念有瞭全新的認識，不再局限於錶麵的功能，而是深入到瞭其核心的奧秘之中。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，最初拿到這本書時，我帶著一絲好奇和一絲懷疑。我對“通信原理”這個領域其實瞭解不多，擔心這本書會過於艱深，讓我望而卻步。然而，當我真正開始閱讀時，我的擔憂很快就被驚喜所取代。作者的寫作風格非常獨特，既有學術的嚴謹性，又不失人文的關懷。他並沒有一上來就拋齣一堆復雜的公式和定理，而是先從一個引人入勝的故事或者一個生活中的場景切入，然後層層深入，將復雜的通信原理巧妙地融入其中。這種敘事方式讓我感覺不是在學習一門枯燥的技術，而是在探索一個充滿魅力的世界。我尤其欣賞書中對一些關鍵概念的闡釋，作者總能找到最恰當的比喻和類比，讓那些抽象的物理現象和數學模型變得生動形象，易於理解。我甚至會時不時地停下來，思考這些原理在現實世界中的體現，比如手機信號的傳播、網絡數據的傳輸等等。這本書讓我明白，通信原理並非高高在上、遙不可及，而是與我們的日常生活息息相關。它不僅讓我增長瞭知識，更激發瞭我對科技的興趣和對未知世界的探索欲。

評分☆☆☆☆☆

這本書的邏輯結構設計得非常巧妙，就像一個精心構建的迷宮，引導著讀者一步步深入探索。開篇就奠定瞭堅實的基礎，然後循序漸進地引入更復雜的主題，確保瞭讀者不會在學習過程中感到迷失。我特彆贊賞作者在闡述每一個概念時，都會提供詳盡的解釋和豐富的例證，這極大地降低瞭理解的門檻。例如，在解釋某個數據傳輸的算法時，作者會先從最簡單的場景入手，然後逐步增加復雜度，直到完全掌握。這種“由簡入繁”的學習路徑，對於我這樣希望係統性學習的人來說，簡直是完美的設計。而且，書中的圖錶和插圖也極具匠心，它們不僅僅是簡單的示意圖，而是能夠精準地傳達復雜的概念，使得抽象的理論變得可視化，大大增強瞭學習的效率和趣味性。讀這本書的過程，就像是在經曆一場智力的冒險，每一次突破性的理解都帶來巨大的成就感。我深信，這本書不僅僅是一本技術書籍，更是一部能夠激發學習熱情、培養獨立思考能力的優秀作品。它讓我看到瞭技術背後的邏輯之美，也讓我對未來的通信技術發展充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓人眼前一亮！拿到手上，沉甸甸的質感就足夠讓人安心，封麵設計也相當有品味，不是那種花裏鬍哨的風格，而是透露著一種嚴謹和專業。翻開第一頁，我就被作者流暢而又不失嚴謹的文筆所吸引。雖然我不是這個領域的專傢，但作者似乎有種魔力，能夠將那些看似復雜晦澀的理論，用一種清晰易懂的方式娓娓道來。比如，在介紹一些基礎概念的時候，作者會引用一些生動的例子，或者用類比的方式來解釋，這對於我這樣初學者來說，簡直是福音。我特彆喜歡書中對一些曆史發展脈絡的梳理，能感受到作者並非僅僅是知識的搬運工，而是對整個學科的發展有著深刻的理解和洞察。而且，書中的插圖和圖錶也設計得恰到好處，不會過多也不至於太少，總是能精準地描繪齣作者想要錶達的重點，使得抽象的原理變得更加具象化。我能夠想象，如果我能堅持把這本書讀完，一定會在這個領域收獲良多，甚至能夠對一些前沿技術産生更深層次的理解。這本書就像一位循循善誘的老師，耐心引導著我一步步走進知識的殿堂，那種被知識的海洋所包圍的感覺，真是太美妙瞭。