數字通信原理與技術（第四版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王興亮 著

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 信號處理
• 調製解調
• 信道編碼
• 擴頻通信
• 無綫通信
• 信息論
• 通信係統
• 第四版

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560641072

版次：4

商品編碼：12302658

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2018-01-01

用紙：膠版紙

內容簡介

本書全麵、係統地介紹瞭現代數字通信原理和通信技術。全書共10章, 內容包括緒論、模擬信號的調製與解調、模擬信號的數字傳輸、多路復用與數字復接、準同步與同步數字傳輸體係、數字信號的基帶傳輸、數字信號的頻帶傳輸、同步原理、差錯控製編碼、僞隨機序列及應用。

　　本書兼顧信息技術本科教育和高職高專教育的特點, 係統性強，內容編排連貫; 注重基本概念、基本原理的闡述, 對係統基本性能的物理意義解釋明確; 強調通信新技術在實際通信係統中的應用; 注意知識的歸納、總結, 並附有適量的思考與練習題。參考學時為60~80學時。

　　本書語言簡練、通俗易懂、敘述深入淺齣、層次分明、適用麵寬, 可作為信息類本科各專業和高職高專通信工程、計算機通信、信息技術和其他相近專業的教材, 也可供相關的科技人員閱讀和參考。

《數字通信原理與技術（第四版）》 第一章：引言 本章將為讀者奠定堅實的數字通信基礎。我們將首先探討通信係統的基本組成部分，包括信源、信宿、信道以及相關的編碼、解碼、調製和解調過程。隨後，我們將深入分析數字通信係統的性能指標，如信噪比、誤碼率、信息傳輸速率等，並介紹衡量和評價通信係統優劣的關鍵標準。此外，本章還會概述數字通信技術的發展曆程，從早期的模擬通信到如今蓬勃發展的數字通信，揭示其演進的關鍵技術節點和裏程碑。最後，我們將展望數字通信技術在未來社會中的應用前景，涵蓋無綫通信、衛星通信、光縴通信等多個領域，激發讀者對本學科的濃厚興趣。 第二章：信源編碼 信源編碼是數字通信中的核心環節，旨在去除信息中的冗餘，實現數據的有效壓縮。本章將詳細介紹各種信源編碼技術。首先，我們將從信息論的基礎齣發，講解熵的概念，它是衡量信息不確定性的重要指標，也是信源編碼效率的理論極限。接著，我們將學習離散無記憶信源的編碼方法，包括定長編碼、霍夫曼編碼以及算術編碼。我們將通過具體的實例分析這些編碼方法的原理、優缺點及適用場景，讓讀者深刻理解其編碼效率的提升原理。 對於更復雜的信源，例如連續信源，本章將引入量化技術。我們將探討均勻量化和非均勻量化的區彆，以及它們的性能錶現。脈衝編碼調製（PCM）作為一種經典的量化和編碼方案，我們將對其進行詳盡的剖析，包括其采樣、量化和編碼過程，並分析其在音頻和視頻信號處理中的應用。 此外，本章還將介紹兩種重要的預測編碼技術：差分脈衝編碼調製（DPCM）和自適應差分脈衝編碼調製（ADPCM）。DPCM通過預測下一個樣本值並隻編碼預測誤差來達到壓縮的目的。ADPCM則進一步引入瞭自適應機製，能夠根據信號的統計特性動態調整預測器，從而獲得更高的編碼效率。讀者將學習到這些預測編碼技術的設計思想和實現細節。 最後，本章將觸及更為先進的信源編碼方法，如變換編碼。我們將簡要介紹離散餘弦變換（DCT）等變換方法，並說明它們如何通過將信號轉換到另一個域來更容易地進行壓縮。讀者將瞭解到，這些技術是JPEG圖像壓縮和MPEG視頻壓縮等現代多媒體編碼標準的基礎。 第三章：信道編碼 信道編碼是數字通信係統中另一項至關重要的技術，其主要目的是在信息傳輸過程中抵抗噪聲乾擾，提高傳輸的可靠性。本章將深入探討各類信道編碼的原理與應用。 我們將從綫性分組碼開始，這是一種結構簡單、易於實現的編碼方式。本章將詳細講解綫性分組碼的代數結構，包括生成矩陣、校驗矩陣、監督字的概念。讀者將學習如何構造、譯碼（如硬判決譯碼和軟判決譯碼）以及分析綫性分組碼的性能。在此基礎上，我們將介紹兩種經典的綫性分組碼：循環碼和BCH碼。循環碼因其在移位寄存器上的易於實現而廣受歡迎，我們將講解其生成多項式、伴隨式以及常用於糾錯的代數方法。BCH碼則以其強大的糾錯能力而著稱，本章將重點闡述其構造原理和譯碼算法，如Euclid算法和BCH算法，使其能夠糾正多個比特錯誤。 對於更復雜的糾錯需求，我們將引入捲積碼。本章將詳細介紹捲積碼的生成函數、捲積狀態機模型，以及如何使用Viterbi算法進行高效譯碼。Viterbi算法作為一種最大似然序列估計算法，能夠在存在噪聲的信道中找到最有可能傳輸的原始碼字序列。我們將通過圖示和實例來解釋Viterbi算法的搜索過程和迴溯機製。 此外，本章還將介紹一些性能更為優越的現代信道編碼技術，如Turbo碼和LDPC碼。Turbo碼通過並行級聯兩個捲積碼，並結閤迭代譯碼思想，在接近香農極限的性能上取得瞭突破。LDPC碼作為一種稀疏校驗矩陣碼，同樣展現齣卓越的糾錯能力，並在5G等現代通信係統中得到瞭廣泛應用。本章將簡要介紹這些先進編碼的基本思想和優勢，為讀者理解當前通信技術打下基礎。 第四章：基帶傳輸 基帶傳輸是在不改變信號頻譜特性的情況下，將數字基帶信號直接傳輸的通信方式。本章將係統闡述基帶傳輸的設計原理、關鍵技術及性能評估。 首先，我們將深入理解數字信號的波形設計，重點分析瞭脈衝成形濾波器（Pulse Shaping Filter）的作用。讀者將學習到滾降濾波器（Raised Cosine Filter）等常用濾波器的設計原理，以及它們如何有效地抑製碼間串擾（Inter-Symbol Interference, ISI）。我們將通過分析濾波器的頻率響應和時域特性，來揭示其抑製ISI的機製。 接著，我們將探討基帶傳輸的同步問題。同步是準確接收數字信號的前提，本章將詳細介紹載波同步和碼元同步技術。我們將講解各種同步方法的原理，例如早期檢測法、科斯塔斯環（Costas Loop）等載波同步方法，以及早前/中期/後期采樣法、Gardner算法等碼元同步方法。讀者將理解同步誤差對係統性能的影響，以及如何通過各種技術來減小同步誤差。 本章還將深入研究數字信號在有綫傳輸環境下的特性。我們將分析傳輸綫的阻抗匹配、反射以及衰減等問題，並介紹如何通過均衡技術來補償信道失真。判決反饋均衡器（DFE）和綫性均衡器（LE）將作為重點講解對象，讀者將學習到它們的結構和工作原理。 最後，我們將評估基帶傳輸係統的性能。我們將從誤碼率（Bit Error Rate, BER）的角度齣發，分析不同碼型（如單極性不歸零碼、歸零碼、雙極性不歸零碼、曼徹斯特碼等）在存在噪聲時的誤碼性能。讀者將通過計算和分析，理解碼型選擇對係統性能的影響。 第五章：帶通傳輸 帶通傳輸是將數字基帶信號通過載波調製後，在某個較高的頻率範圍內進行傳輸的通信方式。本章將全麵深入地講解帶通傳輸的理論、技術及其在現代通信係統中的應用。 我們將從數字調製技術入手，詳細介紹調幅（ASK）、調頻（FSK）和調相（PSK）等基本調製方式。本章將深入剖析這些調製方式的原理，包括其星座圖（Constellation Diagram）的幾何意義，以及它們如何映射數字比特到連續的載波信號。我們將重點分析其在不同信噪比下的誤碼性能，並討論它們的優缺點及適用場景。 在此基礎上，我們將探討組閤調製技術，如正交幅度調製（QAM）。QAM通過同時調製載波的幅度和相位，能夠在一瞬間傳輸更多的比特，從而顯著提高頻譜利用率。本章將詳細介紹不同階數的QAM（如16-QAM, 64-QAM, 256-QAM等）的星座圖設計、調製和解調過程，並分析其性能錶現。 為瞭進一步提高頻譜利用率和抗衰落能力，本章將引入高級調製技術。我們將討論正交頻分復用（OFDM）技術，OFDM將高速數據流分成多個低速的並行數據流，並將其調製到不同的子載波上進行傳輸。讀者將理解OFDM的原理，包括IFFT/FFT的應用、循環前綴（Cyclic Prefix）的作用，以及OFDM在多徑衰落信道中的優勢。 此外，本章還將涉及相乾解調和非相乾解調的概念。相乾解調需要已知的載波相位信息，其性能通常優於非相乾解調。我們將講解兩種解調方式的原理和實現，以及它們對載波同步精度的要求。 最後，本章將討論數字信號在實際通信係統中的帶通傳輸特性。我們將分析射頻前端的設計，包括混頻器、濾波器等關鍵器件的作用，以及它們對信號質量的影響。讀者將瞭解如何在實際係統中實現高效、可靠的帶通傳輸。 第六章：數字通信係統的性能分析 本章將緻力於深入理解和量化數字通信係統的整體性能。我們將從多個角度對係統性能進行評估和分析，為係統設計和優化提供理論依據。 首先，我們將重點關注誤碼率（BER）這一核心性能指標。我們將詳細推導各種調製方式在加性高斯白噪聲（AWGN）信道下的誤碼率公式，並分析信噪比（SNR）對誤碼率的影響。讀者將學習如何通過理論計算來預測和評估係統的傳輸質量。 其次，本章將引入信息傳輸速率這一關鍵指標，並探討其與帶寬、信噪比之間的關係。香農-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem）將作為本章的重點之一，我們將深入剖析其含義，理解信道容量的理論極限，以及如何通過編碼和調製技術來逼近這一極限。 為瞭更全麵地評估係統性能，我們將引入信息熵和信道容量等信息論概念。讀者將理解這些概念的物理意義，以及它們在評估通信係統效率方麵的作用。 本章還將深入探討多徑衰落信道對數字通信係統的影響。我們將分析多徑效應引起的信號衰落、延遲擴展等問題，並介紹如何通過采用調製解調技術、信道編碼以及分集技術來對抗衰落，提高係統的魯棒性。 此外，我們將探討其他重要的性能指標，如數據吞吐量（Throughput）、時延（Latency）和抖動（Jitter）。讀者將理解這些指標在不同應用場景下的重要性，以及它們如何影響用戶體驗。 最後，本章將介紹數字通信係統中進行性能仿真的方法和工具。讀者將瞭解如何通過仿真來驗證理論分析的結果，並對係統設計進行迭代優化。 第七章：現代數字通信技術 本章將聚焦於當前數字通信領域的前沿技術和發展趨勢，為讀者展現數字通信技術的最新進展和未來方嚮。 我們將首先深入探討無綫通信技術。在蜂窩通信領域，我們將迴顧從1G到5G的發展曆程，重點介紹4G（LTE）和5G的關鍵技術，如OFDM、MIMO（多輸入多輸齣）、波束成形（Beamforming）以及網絡切片（Network Slicing）等。讀者將理解這些技術如何顯著提升瞭無綫通信的速率、容量和可靠性。 接著，我們將介紹衛星通信。本章將講解衛星通信的軌道類型（如低地球軌道、中地球軌道、地球同步軌道），以及不同軌道衛星在通信係統中的作用。我們將探討衛星通信在廣域覆蓋、應急通信等方麵的優勢，並介紹其麵臨的技術挑戰，如延遲和信道衰落。 光縴通信作為現代高速數據傳輸的主乾，本章將對其進行詳盡介紹。我們將講解光縴的傳輸原理、不同類型光縴（如單模光縴、多模光縴）的特性，以及光通信中的關鍵技術，如光信號的調製、解調、光放大器（EDFA）和光器件（如激光器、光探測器）等。讀者將瞭解光縴通信為何能夠實現極高的傳輸帶寬和極低的損耗。 此外，本章還將觸及新興的數字通信技術。我們將簡要介紹物聯網（IoT）通信，包括其特點、應用場景以及常用的通信協議（如LoRa, NB-IoT）。我們還將展望6G通信的潛在技術方嚮，如太赫茲通信、可見光通信以及人工智能在通信係統中的應用。 最後，本章將討論數字通信技術在各個領域的交叉應用，例如智能交通、智慧醫療、工業自動化等，以展示數字通信作為信息社會基石的重要性，並激發讀者對未來通信技術創新的思考。

評分☆☆☆☆☆

這本書《數字通信原理與技術（第四版）》給我的感覺就像是數字通信領域的一本百科全書，但又不是那種堆砌概念的死闆教科書。它的語言組織非常有條理，就像一個經驗豐富的老師在娓娓道來。我尤其喜歡它在講解“均衡”這個概念的時候，它不僅僅是列齣公式，而是通過分析信道失真對信號的影響，引齣各種均衡器（如迫零均衡、MMSE均衡）的設計思路，並且對比瞭它們的性能。這一點讓我覺得非常實用，因為它直接解決瞭我們在實際通信中會遇到的各種信號畸變問題。另外，書裏對“功率譜密度”和“比特能量比”等關鍵性能指標的講解非常透徹，並結閤各種調製方式給齣瞭計算和分析的方法。這對於我們評估通信係統的性能至關重要。總的來說，這本書的每一個章節都充滿瞭知識的寶藏，讓我受益匪淺，也讓我對數字通信有瞭更全麵、更深入的認識。

評分☆☆☆☆☆

我一直對無綫通信的奧秘充滿好奇，而《數字通信原理與技術（第四版）》恰好滿足瞭我的求知欲。這本書的敘述風格非常嚴謹，但又不會讓人覺得枯燥乏味。它在介紹各種數字調製技術時，比如ASK、FSK、PSK、QAM，不僅詳細講解瞭它們的原理，還分析瞭它們在不同信道條件下的性能錶現，以及各自的優缺點。我尤其喜歡它對MIMO（多輸入多輸齣）技術的講解，這部分內容非常前沿，也體現瞭第四版與時俱進的特點。書裏對MIMO係統的工作原理，如空間分集和空間復用，都有非常細緻的描述，並且配以生動的圖示，讓我一下子就明白瞭這項技術的精妙之處。另外，關於多址接入技術，如FDMA、TDMA、CDMA和OFDMA，這本書也都進行瞭深入的剖析，讓我對現代移動通信係統有瞭更深刻的理解。整本書的邏輯清晰，層層遞進，能夠帶領讀者一步步構建起對整個數字通信係統的認知框架。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我拿到《數字通信原理與技術（第四版）》之前，對數字通信的認知還停留在比較零散的階段，零星地瞭解一些概念，但缺乏係統性的認識。這本書的結構設計得非常巧妙，從最基礎的模擬信號數字化的過程開始，循序漸進地引入瞭各種關鍵技術。我尤其欣賞它對信息論基礎知識的鋪墊，這為理解後續的信源編碼和信道編碼打下瞭堅實的基礎。書裏對信源編碼的講解，比如熵的概念，以及不同編碼方式（如霍夫曼編碼、算術編碼）的原理和性能對比，都講得非常清晰。最讓我驚喜的是，它還深入探討瞭各種信道模型（如AWGN信道、衰落信道）對通信係統的影響，並給齣瞭相應的糾錯編碼策略。這一點對於理解通信係統的魯棒性至關重要。此外，書中的例題和習題也非常有代錶性，能夠有效地鞏固所學知識，並且有一些題目還涉及到實際的設計問題，這大大提升瞭我的解題能力和工程思維。我真的覺得，這本書不僅適閤初學者，對於有一定基礎的讀者來說，也能提供更深入、更係統的視角。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字通信原理與技術（第四版）》確實是一本讓我大開眼界的好書。我剛開始接觸數字通信的時候，感覺像是在迷霧中摸索，很多概念都像天書一樣晦澀難懂。但這本書的齣現，簡直是給我指明瞭方嚮。它從最基礎的信號采樣、量化開始，一步步深入到信道編碼、調製解調等等核心技術，而且講解得非常透徹。我特彆喜歡它在闡述理論的同時，還穿插瞭大量的實際工程案例，比如在講解信道編碼時，它詳細分析瞭捲積碼和Turbo碼在實際應用中的優缺點，以及如何根據不同的應用場景進行選擇。這一點對於我這種希望將理論知識轉化為實踐能力的人來說，簡直是太寶貴瞭。書中的圖示也非常精美，很多復雜的數學公式都能通過直觀的圖形變得容易理解。即使是那些我之前覺得特彆難啃的章節，在這本書的引導下，我也能慢慢領會其精髓。它不是那種隻講理論、不接地氣的教科書，而是真正能幫助讀者理解數字通信係統是如何構建和工作的。總而言之，這是一本非常紮實、非常實用的教材，值得反復研讀。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在通信行業摸爬滾打多年的工程師，我一直對《數字通信原理與技術》這本書有著特彆的感情。第四版的齣版，更是讓我欣喜若狂。它在保持原有嚴謹學術風格的基礎上，對許多章節進行瞭更新和拓展，使其更貼閤當前通信技術的發展潮流。我特彆關注書中關於現代編碼技術的部分，比如LDPC碼和Polar碼的介紹，這兩項技術在5G通信中扮演著至關重要的角色。這本書對它們的編碼和解碼算法都進行瞭詳細的闡述，並分析瞭它們在糾錯性能和實現復雜度上的權衡。此外，關於通信係統中的同步問題，比如載波同步和位同步，書中也給齣瞭非常詳細的講解和各種方法的對比分析，這對於實際係統設計來說，是非常實用的內容。書中的公式推導清晰，邏輯嚴密，讓我能深入理解各項技術的背後原理，從而在實際工作中能夠做齣更明智的技術決策。