本书介绍了现代通信的基础理论及相关技术。全书共分8章,主要内容包括基础预备知识、模拟信源数字化与时分复用、数字信号的基带传输、数字调制传输、同步与数字复接(涉及PDH及SDH系列)、纠错编码及配套的实验指导。参考学时为80学时。本书在内容选择方面注重体现职业教育的特色;在论述上强调物理概念,注意实用性与后续课程的衔接,力求系统地阐述现代通信系统的基本原理和新技术,即以数字通信为核心,突出系统的基本分析方法、工作原理和信号流程图,以使读者建立数字通信的整体概念;提供配套的实验内容以增强实践操作和感性认识,通过验证性实验内容巩固基本概念的掌握和加深理解。除第8章外,每章后均附有小结及习题与思考题。附录包含各章部分习题的答案和通信原理自考模拟试卷及答案。
本书可作为高职高专院校通信、电子、信息工程类专业教材,也可供应用型本科院校及函授、成人自考等相关专业选用,还可供相关工程技术人员培训、自学时参考。
第1章 绪论 1
1.1 通信技术的发展与信息社会 1
1.2 通信系统的组成和分类 2
1.2.1 通信系统的组成 2
1.2.2 通信系统的分类 3
1.2.3 数字通信系统及主要技术 6
1.2.4 数字通信的主要特点 8
1.3 数字通信系统的主要性能指标 10
1.3.1 有效性指标 10
1.3.2 可靠性指标 11
小结 12
习题与思考题 12
第2章 预备知识 13
2.1 信号处理和分析的基础知识 13
2.1.1 信号的种类 14
2.1.2 模拟信号和数字信号 16
2.1.3 信号的表达和分析方法 16
2.1.4 单位冲激信号 26
2.1.5 系统响应及分析 29
2.2 概率论的基础知识 33
2.2.1 概率的概念 33
2.2.2 概率的一些基本定理 34
2.3 随机信号的描述 36
2.3.1 概述 36
2.3.2 随机变量概率密度函数和概率分布函数 39
2.3.3 正态分布 40
2.3.4 随机信号的数字特征 41
2.3.5 信号的相关函数的意义 45
2.4 消息、信号、信息及其度量 47
2.5 语音的功率密度分布和听觉频率特性 50
小结 51
习题与思考题 52
第3章 模拟信源数字化与时分复用 54
3.1 抽样定理 54
3.1.1 引言 54
3.1.2 低通型信号理想抽样定理 56
3.1.3 带通型信号抽样定理 58
3.2 模拟信号的量化 61
3.2.1 均匀量化和量化噪声 61
3.2.2 非均匀量化 65
3.3 脉冲编码调制 70
3.3.1 码字码型 70
3.3.2 码位安排 71
3.3.3 逐次反馈型编码器 73
3.3.4 PCM非线性译码器 78
3.3.5 单片PCM编、译码器 79
3.4 自适应差值脉码调制 81
3.4.1 差值脉码调制的原理 81
3.4.2 自适应差值脉码调制的基本思路 85
3.5 时分多路复用通信 89
3.5.1 时分多路复用概念 89
3.5.2 帧同步 90
3.5.3 帧结构 92
3.5.4 定时系统 95
3.6 数据压缩技术简介 98
小结 100
习题与思考题 100
第4章 数字信号的基带传输 102
4.1 数字信号传输的基本理论 103
4.1.1 数字信号波形与频谱 103
4.1.2 带限传输对信号波形的影响 104
4.1.3 数字信号传输的基本准则 106
4.1.4 数字信号基带传输系统 108
4.2 PCM信号的再生中继传输 109
4.2.1 信道特性和噪声 109
4.2.2 再生中继 111
4.2.3 信号波形的均衡 112
4.2.4 时钟提取 115
4.2.5 判决再生 116
4.3 中继传输性能的分析 117
4.3.1 信道噪声及干扰 118
4.3.2 误码率及误码率的累积 119
4.3.3 相位抖动 122
4.4 基带传输的常用码型 123
4.4.1 数字基带信号的码型设计原则 123
4.4.2 常用的几种码型 124
4.5 扰码与解扰 127
4.5.1 m序列的产生 127
4.5.2 扰码和解扰原理 131
4.6 眼图 133
4.7 PCM中继传输系统的测量 134
4.7.1 误码率的测量 134
4.7.2 误码率的指标 135
4.7.3 PCM中继系统故障位置的测定 136
小结 137
习题与思考题 138
第5章 数字调制传输 139
第6章 同步与数字复接 172
第7章 纠错编码 205
第8章 数字通信实验项目 229
附录1 部分习题的答案 261
附录2 高等教育自学考试卷模板 265
附录3 高等教育自学考试答案 273
参考文献 280
“数字通信系统”对于通信和信息工程专业而言,是一门很重要的专业基础课程,是后续专业课程的基石。上版教材问世以来,受到了诸多院校师生和广大读者的好评, 获得了首届中国电子类教材三等奖,且被作为北京2006—2014年自考地铁通信系统(专科)考试指定教材。经过对上版教材的13年教学使用, 编者又积累了一些在教学中收到较好效果的教学体验,同时也积累了一些新的认识,并且发现了上版教材中存在的一些不足之处,所以进行了本次修订。修订后的教材更加通俗易懂,内容更为全面丰富,体系更加完备,便于教学与自学。本次修订,编者是本着保留完善的、修改不合适的、补充和完善不足的等原则来进行的。全书仍设计为8章内容,除了第8章全新变更为8个配套实验项目外,其他章仍然沿用第一版的标题和框架,但是具体内容都做了精细化的修剪和完善。由衷地希望修订版能获得更多读者和同行的认可。本次修订过程中,中国民用航空飞行学院谢家雨老师和荣健、赵明忠老师参与了部分章节的图文处理工作,烽火科技集团有限公司武汉邮电科学院徐杰副院长对本次修订提出了宝贵的意见,并审阅了全书内容,在此表示衷心的感谢。本书的修订得到了作者所在单位的全力支持,西安电子科技大学出版社也给予了热情帮助和强有力的支持,尤其是云立实编辑的体谅和包容,使得本次修订历时近3年之久终于完稿。由于编者水平有限,书中不足之处仍在所难免,恳请广大读者批评指正。
编 者
2017年6月
从一位对数字通信技术有着探索欲望的读者的角度来看,《数字通信系统(第二版)》(高职 强世锦)这本书,仅仅是凭其书名和作者的署名,就足以引起我的好奇和关注。我深知,要理解现代通信的奥秘,扎实的理论基础是必不可少的。而“第二版”的字样,则意味着这本书可能已经经过了市场的检验和作者的细致打磨,内容上应该更为成熟和完善。我特别期待这本书能够为我揭示数字通信系统中那些至关重要的环节,比如信息的量化、编码、调制、以及在复杂多变的信道中的传输和解调过程。我希望它能够以一种循序渐进的方式,将这些相对抽象和复杂的概念,通过清晰的逻辑和生动的语言呈现出来。对于一本高职定位的教材,我还会特别留意它在工程实际应用方面的侧重,比如能否提供一些实际通信系统中可能遇到的问题分析,或者是一些基础的系统设计思路。总而言之,我希望这本书能够成为我学习数字通信道路上的一块坚实基石,引领我深入了解这个既神秘又充满活力的领域。
评分作为一个在数字通信领域摸索了几年,最近终于下定决心要系统地梳理知识体系的读者,我一直都在寻找一本既能打好基础,又能跟上技术发展步伐的教材。《数字通信系统(第二版)》(高职 强世锦)这本书,虽然我还没有机会深入研读,但仅从封面和目录的初步浏览,就让我对其充满期待。强世锦教授的名字在业内有着一定的知名度,这本身就为这本书增添了不少分量。更重要的是,第二版意味着它在第一版的基础上进行了更新和完善,这对于我们这些希望接触到最新知识的读者来说,无疑是个好消息。高职版本定位,也暗示着它会更加注重实践和应用,这对于培养实际动手能力的我来说,是非常吸引人的。我特别关注这本书在信号处理、信道编码、调制解调等核心概念的讲解深度,以及是否能结合当前主流的通信技术,比如5G、物联网等进行阐述。如果这本书能够做到理论与实践并重,能够提供清晰的图示和案例分析,那就再好不过了。我相信,一本好的教材,不仅能让我理解“是什么”,更能让我明白“为什么”以及“怎么做”,从而真正提升我的专业技能。
评分作为一名对数字通信领域有着濃厚兴趣,但又常常在海量信息中迷失方向的读者,我一直渴望找到一本能够帮助我理清脉络、系统梳理知识的书籍。《数字通信系统(第二版)》这本书,初次映入眼帘,就给我一种“权威”和“系统”的感觉。强世锦教授的名字,本身就承载着一定的学术声誉。而“第二版”的标识,则暗示了内容的更新和优化,这对于学习者而言,意味着能接触到更贴近当前技术发展的知识。我特别关注这本书在基础理论的阐述上能否做到详尽易懂,尤其是像信息论、信道模型、编码理论等核心部分。毕竟,数字通信的魅力很大程度上就体现在其对信息进行高效、可靠传输的智慧之中。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌,更能在理解理论的基础上,引出相关的工程实践,例如在不同信道条件下,如何选择合适的调制解调方案,或者在数据传输过程中,如何通过纠错编码来保证数据的完整性。如果这本书能够提供一些具体的算例和图表分析,那将极大地帮助我加深理解,并为日后解决实际问题打下基础。
评分一直以来,我对“数字通信”这个词都充满着莫名的向往,总觉得它连接着我们与世界的万千信息。但坦白讲,要真正理解其背后的原理,确实需要一本好的向导。《数字通信系统(第二版)》(高职 强世锦)这本书,我虽然还未深入阅读,但单从其书名和作者来看,就让我产生了浓厚的兴趣。强世锦教授的名字,本身就带着一股学术的严谨感,而“第二版”的标志,则暗示了内容的更新和升级,这对于我这样一个希望接触到最新知识的学习者来说,无疑是个巨大的吸引点。我尤其关注这本书在基础理论知识的梳理上能否做到深入浅出,比如信息论的基础概念、各种编码与解码的原理、以及不同调制方式的优劣分析。我希望它不仅仅是概念的罗列,更能通过清晰的图示和生动的语言,帮助我理解这些原理是如何在实际通信系统中发挥作用的。对于一本高职教材,我还会期待它能够提供一些与实际工程相关的案例分析,或者是一些基础的实验指导,让我能够将理论与实践结合起来,真正地掌握数字通信的核心技术。
评分这本《数字通信系统(第二版)》给我最直观的感受是,它似乎为那些想要从零开始构建数字通信知识体系的学习者提供了一个坚实的起点。在快速发展的科技时代,很多人可能已经被各种前沿技术所吸引,但如果基础不牢固,后续的学习就会变得举步维艰。我个人认为,对于高职院校的学生或者希望在数字通信领域打下扎实根基的初学者而言,一本系统性强、条理清晰的教材至关重要。强世锦教授的名字,作为本书的作者,给这本书的专业性奠定了一定的基础。初次接触这本书,我会被它看似严谨的编排所吸引,期待它能在复杂的技术概念中,找到一种清晰易懂的逻辑路径。我希望这本书能在诸如信息论基础、随机信号处理、各种调制解调技术以及差错控制编码等关键领域,做到深入浅出,能够通过生动的讲解和图示,帮助读者建立起对这些抽象概念的直观理解。对于一本高职教材而言,我更看重的是它在实际应用层面的指导意义,例如能否提供一些实际系统设计中的考量,或者与一些基础的实验相结合,让理论学习不至于过于空泛。
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