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樊昌信 著

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• 通信技术
• 电磁场与电磁波

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121175961

商品编码：29379656064

包装：平装

出版时间：2012-12-01

基本信息

书名：通信原理教程(第3版)(双色)

定价：49.00元

作者：樊昌信

出版社：电子工业出版社

出版日期：2012-12-01

ISBN：9787121175961

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书为普通高等教育'十一五＇*规划教材.本书在简要介绍模拟通信原理的基础上，以数字通信原理为重点，讲述通信系统的组成、性能指标、工作原理、性能分析和设计方法。对于近年来新出现的通信体制和技术给予了充分的重视。本书适用于普通高等学校工科电子类专业，作为本科3、4年级和研究生1年级的教科书或参考书，也可供从事通信专业工作的工程技术人员作为参考.

目录

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篇
章概论
1.1通信的发展
1.2消息、信息和信号
1.3数字通信
1.3.1基本概念
1.3.2数字通信的优点
1.3.3数字通信系统模型
1.3.4数字通信系统的主要性能指标
1.4信道
1.4.1无线信道
1.4.2有线信道
1.4.3信道模型
1.4.4信道特性对信号传输的影响
1.5信道中的噪声
1.6小结
思考题
习题
第2章信号
2.1信号的类型
2.1.1确知信号和信号
2.1.2能量信号和功率信号
2.2确知信号的性质
2.2.1频域性质
2.2.2时域性质
2.3信号的性质
2.3.1变量的概率分布
2.3.2变量的概率密度
2.4常见变量举例
2.5变量的数字特征
2.5.1数学期望
2.5.2方差
2.5.3矩
2.6过程
2.6.1过程的基本概念
2.6.2平稳过程
2.6.3各态历经性
2.6.4平稳过程的自相关函数和功率谱密度
2.7高斯过程
2.8窄带过程
2.8.1窄带过程的基本概念
2.8.2窄带过程的性质
2.9正弦波加窄带高斯过程
2.10信号通过线性系统
2.10.1线性系统的基本概念
2.10.2确知信号通过线性系统
2.10.3信号通过线性系统
2.11小结
思考题
习题
第3章模拟调制系统
3.1概述
3.2线性调制
3.2.1振幅调制(AM)
3.2.2双边带(DSB)调制
3.2.3单边带(SSB)调制
3.2.4残留边带(VSB)调制
3.3非线性调制
3.3.1基本原理
3.3.2已调信号的频谱和带宽
3.3.3角度调制信号的接收
3.4小结
思考题
习题
第4章模拟信号的数字化
4.1引言
4.2模拟信号的抽样
4.2.1低通模拟信号的抽样
4.2.2带通模拟信号的抽样
4.2.3模拟脉冲调制
4.3抽样信号的量化
4.3.1量化原理
4.3.2均匀量化
4.3.3非均匀量化
4.4脉冲编码调制
4.4.1脉冲编码调制（PCM）的基本原理
4.4.2自然二进制码和折叠二进制码
4.4.3PCM系统的量化噪声
4.5差分脉冲编码调制
4.5.1差分脉冲编码调制(DPCM)的原理
4.5.2DPCM系统的量化噪声和信号量噪比
4.6增量调制
4.6.1增量调制原理
4.6.2增量调制系统中的量化噪声
4.7小结
思考题
习题
第5章基带数字信号的表示和传输
5.1概述
5.2字符的编码方法
5.3基带数字信号的波形
5.4基带数字信号的传输码型
5.5基带数字信号的频率特性
5.5.1计算vc(t)的功率谱密度
5.5.2计算uc(t)的功率谱密度
5.5.3计算s(t)的功率谱密度
5.5.4功率谱密度计算举例
5.6基带数字信号传输与码间串扰
5.6.1基带数字信号传输系统模型
5.6.2码间串扰及奈奎斯特准则
5.6.3部分响应系统
5.7眼图
5.8时域均衡器
5.8.1概述
5.8.2横向滤波器基本原理
5.8.3横向滤波器的实现
5.9小结
思考题
习题
第6章基本的数字调制系统
6.1概述
6.2二进制振幅键控(2ASK)
6.2.1基本原理
6.2.2功率谱密度
6.2.3误码率
6.3二进制频移键控(2FSK)
6.3.1基本原理
6.3.2功率谱密度
6.3.3小频率间隔
6.3.4误码率
6.4二进制相移键控(2PSK)
6.4.1基本原理
6.4.2功率谱密度
6.4.3误码率
6.5二进制差分相移键控(2DPSK)
6.5.1基本原理
6.5.2功率谱密度
6.5.3误码率
6.6二进制数字键控传输系统性能比较
6.7多进制数字键控
6.7.1多进制振幅键控(MASK)
6.7.2多进制频移键控(MFSK)
6.7.3多进制相移键控(MPSK)
6.7.4多进制差分相移键控(MDPSK)
6.7.5振幅/相位联合键控(APK)
6.7.6多进制数字键控实用系统举例
6.8小结
思考题
习题
第7章同步
7.1概述
7.2载波同步方法
7.2.1插入导频法
7.2.2直接提取法
7.2.3载波同步性能
7.3位同步
7.3.1外同步法
7.3.2自同步法
7.3.3位同步误差对误码率的影响
7.4群同步
7.4.1概述
7.4.2集中插入法
7.4.3分散插入法
7.4.4群同步性能
7.5网同步
7.5.1概述
7.5.2开环法
7.5.3闭环法
7.6小结
思考题
习题
第二篇
第8章数字信号佳接收原理
8.1数字信号的统计表述
8.2数字信号的佳接收准则
8.3确知数字信号的佳接收机
8.4确知数字信号佳接收机的误码率
8.5随相数字信号的佳接收
8.6起伏数字信号的佳接收
8.7实际接收机和佳接收机的性能比较
8.8数字信号的匹配滤波接收原理
8.8.1数字信号的匹配滤波接收法
8.8.2数字信号的相关接收法
8.9佳基带传输系统
8.10小结
思考题
习题
第9章多路复用和多址技术
9.1概述
9.2频分复用(FDM)
9.3时分复用(TDM)
9.3.1准同步数字体系(PDH)
9.3.2复接与码速调整
9.3.3同步数字体系(SDH)
9.4码分复用(CDM)
9.4.1基本原理
9.4.2正交码
9.4.3伪码
9.5多址技术
9.5.1频分多址
9.5.2时分多址
9.5.3局域网中的多址技术
9.6小结
思考题
习题
0章信道编码和差错控制
10.1概述
10.2纠错编码的基本原理
10.3纠错编码系统的性能
10.4奇偶监督码
10.4.1一维奇偶监督码
10.4.2二维奇偶监督码
10.5线性分组码
10.6循环码
10.6.1循环码的概念
10.6.2循环码的运算
10.6.3循环码的编码方法
10.6.4循环码的解码方法
10.6.5截短循环码
10.6.6BCH码
10.6.7RS码
10.7卷积码
10.7.1卷积码的编码
10.7.2卷积码的解码
10.8Turbo码和LDPC码
10.9小结
思考题
习题
1章先进的数字带通调制和解调
11.1概述
11.2偏置正交相移键控及π/4相移正交相移键控
11.3小频移键控及高斯小频移键控
11.3.1MSK信号的基本原理
11.3.2MSK信号的相位连续性
11.3.3MSK信号的正交表示法
11.3.4MSK信号的产生和解调
11.3.5MSK信号的功率谱密度
11.3.6MSK信号的误码率性能
11.3.7高斯小频移键控
11.4正交频分复用
11.4.1概述
11.4.2OFDM的基本原理
11.4.3OFDM的实现
11.5网格编码调制
11.5.1网格编码调制的基本概念
11.5.2TCM信号的产生
11.5.3TCM信号的解调
11.6扩展频谱技术
11.6.1概述
11.6.2直接序列扩谱
11.6.3跳频扩谱
11.6.4扩谱码的同步
11.6.5分离多径技术
11.7小结
思考题
习题
2章信源压缩编码
12.1矢量量化
12.2语音压缩编码
12.2.1语音参量编码
12.2.2混合编码
12.3图像压缩编码
12.3.1静止图像压缩编码
12.3.2动态图像压缩编码
12.4数字数据压缩编码
12.4.1基本原理
12.4.2霍夫曼码
12.5白色加性高斯噪声信道的容量
12.6小结
思考题
习题
3章通信安全
13.1概述
13.2单密钥加密通信系统
13.3分组密码和流密码
13.4用信息论研究密码的方法
13.4.1完善安全性
13.4.2解距离
13.4.3数据压缩在密码编码中的作用
13.4.4扩散与混淆
13.5数据加密标准
13.6公共密钥密码编码方法
13.7RSA算法
13.8小结
思考题
习题
附录A巴塞伐尔(Parseval)定理
附录B误差函数值表
附录C七位美国标准信息交换码（ASCII）
附录DCCITT 5号码
附录E我国标准7位编码字符集
附录F贝塞尔函数值表
附录G伽罗华域GF(2m)
附录H三角函数公式
英文缩略词英汉对照表
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《电磁波的奥秘与现代通信技术》 一、 探寻无形之链：电磁波的起源与传播 自古以来，人类便对超越时空的沟通方式充满了渴望。从烽火狼烟到信鸽传书，再到电报和电话的诞生，技术的每一次飞跃都极大地缩短了人与人之间的距离。而支撑起这一切通信革命的基石，便是那无形无影却又无处不在的电磁波。本书将带领读者踏上一段探索电磁波奥秘的旅程，从其基本原理出发，揭示其如何被发现、被理解，并最终成为现代通信技术的支柱。 我们将从法拉第的电磁感应定律和麦克斯韦的电磁场理论说起。理解电磁波的本质，离不开对这些奠基性理论的深入剖析。电场和磁场的相互激发，如何以波动的形式在空间中传播，其速度为何与光速一致，这些都将是本书重点阐释的内容。我们将借助直观的图示和生动的比喻，帮助读者构建起对电场、磁场以及它们如何交织成电磁波的清晰认知。 电磁波的传播并非一成不变，它会受到介质、频率以及传播环境的诸多影响。本书将深入探讨不同频率的电磁波在空气、水、土壤乃至真空中的传播特性。从低频的长波到高频的微波、射波，它们各自的传播距离、穿透能力以及衰减方式都有显著差异。我们会分析电磁波在传播过程中可能遇到的反射、折射、衍射和散射现象，理解这些现象如何影响信号的传输质量，并为后续的通信系统设计提供理论依据。 例如，长波能够绕过障碍物传播较远距离，因此在早期无线电通信中扮演了重要角色。而微波则具有方向性强、带宽大等优点，是现代卫星通信、雷达和点对点通信的关键。同时，大气层对电磁波的吸收和衰减，以及地表反射等因素，都构成了通信系统设计时必须考虑的现实挑战。本书将通过具体的例子，展示这些传播效应在实际通信场景中的体现，让读者体会到理论与实践之间的紧密联系。 二、 编码的智慧：信息在电磁波上的载体 电磁波本身只是一种能量的传递方式，要承载信息，就必须对其进行“编码”——将需要传递的信息转化为电磁波的某种特性变化。这一过程，便是调制的核心。本书将深入讲解各种信息调制技术，揭示信息如何巧妙地“寄宿”在电磁波之上，并安全、高效地抵达接收端。 我们将从最基础的模拟调制技术开始，如调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。理解幅度和频率、相位如何随信息信号的变化而变化，是掌握现代通信技术的基础。我们会分析这几种调制方式的原理、特点以及各自的优缺点。例如，AM调制简单易实现，但容易受到噪声干扰；FM调制抗干扰能力强，但所需的带宽较大。 随后，我们将步入更为复杂的数字调制领域。数字通信是现代信息社会的核心，其优势在于抗干扰能力强、信息传输准确率高。本书将详细介绍键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等基本数字调制技术，以及它们如何通过改变载波的幅度、频率或相位来表示二进制码元。 更进一步，我们将探讨更高级的调制方式，如正交幅度调制（QAM）。QAM通过同时改变载波的幅度和相位，能够在一个载波上承载更多的数据比特，极大地提高了频谱利用率。我们会解释QAM的星座图，分析其码元决策过程，并展示其在Wi-Fi、4G、5G等现代通信系统中的广泛应用。 除了调制，信息的编码和解码在通信过程中同样至关重要。为了在传输过程中抵抗噪声和干扰，提高数据的可靠性，我们需要对原始信息进行编码，使其具备一定的纠错能力。本书将介绍纠错编码的基本原理，如海明码、卷积码和Turbo码等。我们会解释这些编码方式如何通过增加冗余信息来检测和纠正传输错误，确保接收到的信息尽可能准确无误。 三、 信号的塑形：滤波与解调的艺术 调制将信息“装载”到电磁波上，但发送出去的信号往往会包含各种杂质，并且需要被准确地“卸载”信息。这就需要一系列精密的信号处理技术，包括滤波和解调。本书将详细阐述这些过程，揭示信号如何在接收端被“还原”，重现其原始信息。 滤波是信号处理中的关键环节。在信号从天线接收到，经过放大后，我们还需要将其中的有用信号与不需要的噪声和干扰区分开来。本书将介绍不同类型的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器，并解释它们在通信系统中的作用。我们会分析滤波器的工作原理，例如，带通滤波器如何允许特定频率范围内的信号通过，而抑制其他频率的信号，从而有效地滤除噪声。 解调则是调制过程的逆向操作，其核心是将载波上承载的信息提取出来。本书将详细介绍各种解调器的工作原理，包括相干解调、非相干解调等。例如，对于调幅信号，我们将介绍包络检波器；对于调频信号，我们将介绍鉴频器；对于数字调制信号，我们将介绍相干解调器如何利用本地产生的参考信号来恢复原始的数字序列。 在数字通信系统中，信号的恢复过程更为复杂。我们将探讨信号的定时恢复和数据判决。在接收端，我们需要准确地确定每个码元的开始和结束位置，以便正确地判决码元的值。本书将介绍诸如载波同步和定时同步等关键技术。 此外，本书还将触及一些更为深入的信号处理概念，如均衡技术。在复杂信道环境下，信号可能会发生失真，导致码元之间的干扰（ISI）。均衡器通过对接收到的信号进行补偿，来抵消这种失真，提高通信系统的性能。 四、 系统的构建：从元件到整体的通信网络 单个的调制解调器和滤波器只是通信系统中的基本单元。将这些单元有机地组合起来，才能构建出能够实现远距离、大容量信息传输的通信系统。本书将带领读者从微观的元器件走向宏观的通信系统设计，理解不同通信系统的架构和工作原理。 我们将介绍最基础的通信系统模型，包括信源、信道、收信机等基本组成部分，并分析它们在整个通信流程中的作用。 随后，我们将深入探讨各种不同类型的通信系统。从传统的有线通信，如电话网络和电缆电视网络，到现代的无线通信，如蜂窝移动通信（2G、3G、4G、5G）、卫星通信、无线局域网（Wi-Fi）和蓝牙。我们将分析每种系统的特点、优势和适用场景。例如，蜂窝移动通信系统如何通过基站和手机的配合，实现大范围的移动通信；卫星通信系统如何利用地球同步卫星实现全球范围内的通信覆盖；Wi-Fi系统又如何为局域网络提供无线接入。 我们还会探讨多址技术，这是实现多人同时使用同一通信资源的“秘诀”。本书将详细介绍时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）等技术，解释它们如何分配有限的通信资源，允许多个用户共享同一信道。 此外，对于现代通信系统而言，数据传输速率和频谱效率是两个至关重要的指标。本书将探讨如何通过先进的编码、调制和多址技术来不断提高这些指标，以满足日益增长的信息需求。 五、 前沿展望：通信技术的未来图景 随着科技的飞速发展，通信技术也在不断演进。本书的最后一部分将带领读者展望通信技术的未来发展趋势，思考未来的通信将带给我们怎样的改变。 我们将探讨诸如物联网（IoT）通信、人工智能在通信系统中的应用、以及下一代移动通信技术（如6G）的可能方向。物联网将连接海量的设备，对通信网络的低功耗、广覆盖和海量连接能力提出更高的要求。人工智能有望在信道估计、信号检测、网络优化等方面发挥重要作用，使通信系统更加智能化和高效。 未来的通信将不仅仅是简单的信息传递，它将与我们的生活、工作、娱乐等方方面面深度融合，构建起一个更加互联互通、智能化的世界。本书希望通过对通信原理的系统阐述，为读者打下坚实的理论基础，使其能够更好地理解当前通信技术的发展，并对未来的通信变革充满期待。

评分☆☆☆☆☆

我不得不提一下这本书对概率论和随机过程在通信领域应用的阐述方式。很多学生（包括我以前）在学完概率论的课程后，总觉得那些知识点很抽象，跟实际工程脱节。然而，这本书非常巧妙地将随机过程的概念无缝植入到信道建模和接收机设计中。它没有把概率论当作一个独立的章节来突击讲解，而是伴随着对高斯白噪声、瑞利衰落信道等实际物理现象的描述，自然而然地引入所需的数学工具。这种“用时方知需”的教学设计，使得学习者能立刻体会到这些数学工具的实用价值，而不是为了学而学。这种基于应用驱动的理论讲解，极大地提升了我的学习动力，让我真正理解了信息论和通信系统理论是如何紧密结合在一起，共同构建起现代通信技术的宏伟蓝图的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计，简直是工业级的美学典范。现在很多教材为了追求内容上的丰富，往往牺牲了阅读体验，信息堆砌得非常混乱，图表也常常是黑白模糊，看不清细节。但这本书，即便我拿到的可能不是原版，但它的双色印刷带来的清晰度和层次感，极大地减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳。那些复杂的信道模型图、眼图、频谱图，通过不同的颜色高亮显示关键区域或参数，使得原本需要反复揣摩才能理解的关系，一眼就能明了。这种对细节的关注，体现了作者和出版社对读者学习体验的尊重。可以说，在需要对比和区分多个概念或信号波形时，这种视觉上的辅助作用是无可替代的，它让枯燥的理论学习过程，变成了一种享受，这对于保持学习的连贯性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计和配套资源是我认为它价值倍增的关键因素。理论学习如果缺乏实践的检验，很容易变成空中楼阁。这本书的每一章末尾都有分层级的练习题，从基础概念的巩固，到复杂的系统性能分析计算，覆盖面非常广。更重要的是，它提供的不仅仅是答案，很多题目后面还附带有详尽的解题步骤和思路剖析，这对于自学者来说简直是救星。我利用书中的部分公式，配合一些开源工具进行了小规模的仿真验证，发现书本上推导出的结论和实际运行的结果高度吻合，这极大地增强了我对理论模型的信任感。这种理论与实践的闭环反馈机制，是任何纯理论书籍难以提供的，它让学习过程不再是单向的灌输，而是一个主动探索和验证的动态过程。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在职工程师，我阅读这本书的初衷是想系统地回顾和查漏补缺我过去工作中接触到的那些碎片化的知识点。坦白说，市面上很多教材要么过于学术化，充满了晦涩的数学证明，让人读起来效率低下；要么就是过于工程化，只停留在应用层面，缺乏对底层原理的深入剖析。这本书的平衡性做得非常出色。它的理论深度足够支撑起对现代通信系统，比如OFDM、MIMO这些前沿技术的理解，但同时它在讲解过程中，又巧妙地穿插了对实际工程实现中可能遇到的非理想因素的讨论。我尤其欣赏它对噪声和干扰对系统性能影响的分析部分，那种严谨的数学建模和仿真结果的对照，让我能更清晰地认识到理论性能与实际部署之间的差距，这对于优化现有系统设计非常有指导意义。这不仅仅是一本教科书，更像是一本高质量的技术参考手册，随时可以翻阅并找到清晰的解答。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我这种初学者量身定做的，那种感觉就像是终于找到了一个能用人话把复杂概念讲清楚的向导。我记得我一开始接触信号与系统的时候，各种傅里叶变换、拉普拉斯变换简直是让我头大，感觉自己像是在看天书。但是这本教材的叙述方式非常注重循序渐进，它不会上来就抛出一大堆公式把你淹没，而是会先用非常直观的例子来铺垫，让你对通信系统有一个宏观的认识，然后再深入到具体的数学推导中去。尤其让我印象深刻的是它对调制解调原理的讲解，作者似乎非常理解读者在学习过程中的困惑点，总能在关键的地方给出非常及时的类比和解释。比如在谈到数字调制时，它对星座图的描绘和解析，清晰到我闭上眼睛都能在脑海里构建出那个二维空间中的点阵分布。可以说，这本书为我打下了一个极其坚实的基础，让原本望而生畏的通信理论变得触手可及，极大地激发了我继续深入研究的兴趣和信心。