9787563528691 通信原理北京邮电大学出版社有限公司李辉 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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李辉著

图书标签:

通信原理
信号与系统
信息论
调制解调
信道编码
数字通信
模拟通信
北京邮电大学
李辉
高等教育

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店铺：聚雅图书专营店

出版社：北京邮电大学出版社有限公司

ISBN：9787563528691

商品编码：29434684787

包装：平装

出版时间：2012-02-01

具体描述

基本信息

书名：通信原理

定价：35.00元

作者：李辉

出版社：北京邮电大学出版社有限公司

出版日期：2012-02-01

ISBN：9787563528691

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

内容提要

　　《21世纪高职高专规划教材：通信原理》以现代通信系统模型为主线，以数字通信原理与技术为重点，系统地阐述了通信系统的基本组成、基本原理和基本实现方法。
　　全书共9章，内容包括通信系统概述、信号分析、信道与噪声、模拟调制、模拟信号的数字传输、数字基带传输、数字调制、差错控制编码、同步原理等。
　　《21世纪高职高专规划教材：通信原理》可作为高职高专通信、电子信息类或相近专业的教材，也可作为相关科技人员的参考用书。

作者介绍

文摘

序言

《信号与系统》引言在现代科技飞速发展的今天，信息无处不在，从我们手中的智能手机到全球范围内的通信网络，再到各种复杂的工业控制系统，都离不开对信号和系统的深刻理解。而《信号与系统》这门课程，正是揭示信息传递奥秘的基石。它系统地介绍了信号的表示、变换、分析方法，以及各种系统（包括线性时不变系统、连续时间系统和离散时间系统）的特性、建模和响应。本书旨在为读者提供一个坚实的基础，帮助理解和掌握通信、控制、电子工程、计算机科学等领域中的核心概念。第一部分：信号的表示与初步分析第一章：信号概述本章首先界定“信号”的概念，将信号视为携带信息的物理量或数学表达式。我们将从物理现象出发，引入不同类型的信号，如语音信号、图像信号、生物电信号等，并探讨它们在时域和频域中的基本特征。信号的分类：按时间特性：连续时间信号（如模拟电压、温度）与离散时间信号（如数字采样值）。我们将深入探讨两者之间的关系，特别是采样定理如何连接连续世界与离散世界。按幅度特性：连续幅度信号（模拟信号）与离散幅度信号（数字信号）。按周期性：周期信号、非周期信号。周期信号的重复性在分析中至关重要，而非周期信号则需要更广泛的数学工具。按能量/功率：能量信号（有限能量）与功率信号（有限平均功率）。这种划分对于理解信号的整体特性和分析方法的选择具有指导意义。基本信号：指数信号：作为许多信号的基石，指数信号 $e^{at}$ 及其复指数形式 $e^{jomega t}$ 在分析中扮演着核心角色。我们将研究其在实数和复数域中的行为。正弦信号： $Acos(omega t + phi)$ 是自然界中最常见的周期信号之一，在通信、振动等领域应用广泛。单位阶跃信号（ $u(t)$ 或 $u[n]$ ）：表示信号的开启或关闭，是理解系统响应的重要起点。单位冲激信号（ $ delta(t) $ 或 $ delta[n] $ ）：作为一种理想化的信号，它在系统分析中具有不可替代的作用，特别是在卷积积分/和的计算中。我们将详细介绍其“筛选”性质。矩形信号、三角信号等：这些信号在实际中也有应用，同时也是理解更复杂信号的良好起点。信号运算：尺度变换（时间伸缩、时间反转）：例如， $f(at)$ 和 $f(-t)$ 的几何意义和数学表达式。移位（时间平移）： $f(t-t_0)$ 的意义。幅度缩放。信号的相加、相乘。第二章：系统概述与线性时不变系统本章将引入“系统”的概念，将其定义为一个将输入信号转换为输出信号的变换器。我们将重点关注一类非常重要且具有广泛应用价值的系统——线性时不变（LTI）系统。系统的分类：按因果性：因果系统（输出仅依赖于当前及过去的输入）与非因果系统（输出依赖于未来的输入）。在实际系统中，因果性是普遍存在的。按稳定性：BIBO（有界输入，有界输出）稳定性是工程上最为关注的稳定性概念。按记忆性：记忆系统（输出依赖于过去的输入值）与无记忆系统（输出仅依赖于当前输入）。按是否是线性的：线性系统与非线性系统。按是否是时不变的：时不变系统与时变系统。线性系统：叠加原理：如果系统对信号 $x_1(t)$ 的响应是 $y_1(t)$ ，对信号 $x_2(t)$ 的响应是 $y_2(t)$ ，那么对信号 $a x_1(t) + b x_2(t)$ 的响应就是 $a y_1(t) + b y_2(t)$ 。我们将通过数学推导和实例来阐述这一原理。齐次性（比例性）： $L{ax(t)} = a L{x(t)}$ 加性： $L{x_1(t) + x_2(t)} = L{x_1(t)} + L{x_2(t)}$ 时不变系统：如果输入信号 $x(t)$ 产生输出 $y(t)$ ，那么将输入信号延迟 $t_0$ 时间，即 $x(t-t_0)$ ，产生的输出也将是原输出的延迟，即 $y(t-t_0)$ 。 LTI系统的基本性质：零输入响应与零状态响应：一个LTI系统的总响应可以分解为由初始状态引起的零输入响应和由输入信号引起的零状态响应。系统函数/冲激响应：LTI系统的核心描述工具。我们将引入冲激响应 $h(t)$ （连续时间）或 $h[n]$ （离散时间），它定义了系统对单位冲激信号的响应。了解冲激响应，就如同了解了系统的“指纹”，可以通过它推断系统对任意输入的响应。第二部分：时域分析与系统响应第三章：连续时间LTI系统的时域分析本章将深入探讨如何利用LTI系统的冲激响应来分析系统对任意输入信号的响应。卷积积分：连续时间LTI系统的输出 $y(t)$ 可以通过输入信号 $x(t)$ 与系统冲激响应 $h(t)$ 的卷积积分得到： $y(t) = x(t) h(t) = int_{-infty}^{infty} x( au) h(t- au) d au$ 我们将详细推导卷积积分的意义，并解释其在时域中表示的“滑动”、“相乘”、“积分”过程。通过多种示例，包括不同形状的输入信号和冲激响应，演示卷积积分的计算方法，例如信号为阶跃函数、冲激函数，以及冲激响应为指数函数、冲激函数的情况。卷积的性质：交换律、结合律、分配律。这些性质在简化系统组合和分析中非常有用。零输入响应与零状态响应：如何通过初始条件计算零输入响应。如何通过卷积计算零状态响应。零输入响应和零状态响应的叠加构成了系统的全响应。微分方程与差分方程描述的LTI系统：许多LTI系统可以用常系数线性微分方程（连续时间）或差分方程（离散时间）来描述。我们将学习如何从微分方程/差分方程出发，求解系统的冲激响应。如何利用拉普拉斯变换/Z变换将微分方程/差分方程转化为代数方程，从而简化求解过程。第四章：离散时间LTI系统的时域分析与连续时间系统类似，本章研究离散时间LTI系统的时域分析方法。卷积和：离散时间LTI系统的输出 $y[n]$ 可以通过输入信号 $x[n]$ 与系统冲激响应 $h[n]$ 的卷积和得到： $y[n] = x[n] h[n] = sum_{k=-infty}^{infty} x[k] h[n-k]$ 我们将详细解释卷积和的计算步骤，以及其在时域上的几何意义。通过示例演示卷积和的计算，包括信号为单位阶跃序列、单位冲激序列，以及冲激响应为指数序列、单位冲激序列的情况。卷积和的性质：交换律、结合律、分配律。零输入响应与零状态响应：如何通过初始条件计算离散时间LTI系统的零输入响应。如何通过卷积和计算离散时间LTI系统的零状态响应。零输入响应和零状态响应的叠加构成离散时间LTI系统的全响应。差分方程描述的LTI系统：重点讲解如何从差分方程出发，求解离散时间LTI系统的冲激响应。与连续时间系统类似，Z变换是求解差分方程的强大工具。第三部分：频域分析与系统特性第五章：傅里叶级数与傅里叶变换本章是频域分析的核心，它将引入将信号分解为不同频率正弦分量的数学工具。傅里叶级数：指数形式傅里叶级数：对于周期信号 $x(t)$ ，可以表示为： $x(t) = sum_{k=-infty}^{infty} c_k e^{jkomega_0 t}$ 其中 $c_k = frac{1}{T} int_0^T x(t) e^{-jkomega_0 t} dt$ 是傅里叶系数， $T$ 是周期， $omega_0 = frac{2pi}{T}$ 是基频。三角形式傅里叶级数：将指数形式展开，得到正弦和余弦项。傅里叶级数的收敛性：狄利克雷条件。周期信号的频谱：傅里叶级数的系数 $c_k$ 反映了信号在离散频率上的成分，形成离散的谱线。傅里叶变换：将周期信号的傅里叶级数推广到非周期信号，通过令周期 $T o infty$ ，基频 $omega_0 o 0$，得到傅里叶变换： $X(jomega) = mathcal{F}{x(t)} = int_{-infty}^{infty} x(t) e^{-jomega t} dt$ 傅里叶逆变换： $x(t) = mathcal{F}^{-1}{X(jomega)} = frac{1}{2pi} int_{-infty}^{infty} X(jomega) e^{jomega t} domega$ 傅里叶变换的意义： $X(jomega)$ 表示信号 $x(t)$ 在频率 $omega$ 上的复幅度（幅度和相位），它揭示了信号的频谱特性。傅里叶变换的性质：线性： $mathcal{F}{ax_1(t) + bx_2(t)} = aX_1(jomega) + bX_2(jomega)$ 时移： $mathcal{F}{x(t-t_0)} = e^{-jomega t_0} X(jomega)$ 频移： $mathcal{F}{e^{jomega_0 t} x(t)} = X(j(omega - omega_0))$ 尺度变换： $mathcal{F}{x(at)} = frac{1}{|a|} X(jfrac{omega}{a})$ 时域微分： $mathcal{F}{frac{dx(t)}{dt}} = jomega X(jomega)$ 频域微分： $mathcal{F}{t x(t)} = j frac{d}{domega} X(jomega)$ 卷积定理： $mathcal{F}{x_1(t) x_2(t)} = X_1(jomega) X_2(jomega)$ （这是频域分析的关键，将时域的卷积运算转化为频域的乘积运算）。帕斯瓦尔定理：信号的能量在时域和频域是相等的。典型信号的傅里叶变换：例如，单位冲激信号、单位阶跃信号、矩形信号、指数信号、正弦信号的傅里叶变换。离散时间傅里叶变换 (DTFT)：对于离散时间非周期信号 $x[n]$ ，其傅里叶变换为： $X(e^{jomega}) = sum_{n=-infty}^{infty} x[n] e^{-jomega n}$ DTFT的性质：与连续时间傅里叶变换类似，但周期性有所不同。离散时间周期信号的傅里叶级数：其傅里叶变换是离散的冲激串。第六章：LTI系统的频域分析本章将利用傅里叶变换来分析LTI系统的频率响应特性。系统函数/频率响应：对于LTI系统，其输出信号 $Y(jomega)$ 是输入信号 $X(jomega)$ 与系统冲激响应 $h(t)$ 的傅里叶变换 $H(jomega)$ 的乘积： $Y(jomega) = X(jomega) H(jomega)$ $H(jomega) = mathcal{F}{h(t)}$ 称为系统的频率响应，它描述了系统对不同频率分量的增益和相位变化。幅度响应： $|H(jomega)|$ 表示系统对不同频率信号的放大或衰减作用。相位响应： $angle H(jomega)$ 表示系统对不同频率信号引入的相位延迟。 LTI系统的滤波特性：低通滤波器：允许低频信号通过，衰减高频信号。高通滤波器：允许高频信号通过，衰减低频信号。带通滤波器：允许特定频率范围内的信号通过。带阻滤波器：衰减特定频率范围内的信号。我们将通过分析系统的频率响应 $|H(jomega)|$ 来理解其滤波特性。离散时间LTI系统的频率响应： $Y(e^{jomega}) = X(e^{jomega}) H(e^{jomega})$ $H(e^{jomega})$ 称为离散时间系统的频率响应。第四部分：傅里叶变换的离散化与Z变换第七章：拉普拉斯变换拉普拉斯变换是傅里叶变换在复数域上的推广，它能够处理更广泛的信号，特别是那些傅里叶变换不存在或收敛性不好的信号，并能更好地分析不稳定系统。单边拉普拉斯变换： $X(s) = mathcal{L}{x(t)u(t)} = int_0^infty x(t) e^{-st} dt$，其中 $s = sigma + jomega$ 是复频率。收敛域 (ROC)：拉普拉斯变换存在的 $s$ 的取值范围。收敛域对于唯一确定一个信号从其拉普拉斯变换反变换至关重要。拉普拉斯变换的性质：线性、时移、频移、尺度变换、微分、积分等。 LTI系统的系统函数：在拉普拉斯域中，LTI系统的系统函数 $H(s)$ 可以通过微分方程直接得到，它是有理函数（多项式之比）。 $Y(s) = X(s) H(s)$ 零极点分析：系统函数的零点和极点决定了系统的稳定性和特性。稳定性的判断：系统的所有极点必须位于复平面的左半平面（实部小于零），此时收敛域包含虚轴。第八章：Z变换 Z变换是离散时间信号分析的拉普拉斯变换的等价形式，它能够处理离散时间信号，并分析离散时间LTI系统。单边Z变换： $X(z) = mathcal{Z}{x[n]u[n]} = sum_{n=0}^infty x[n] z^{-n}$ 双边Z变换： $X(z) = sum_{n=-infty}^infty x[n] z^{-n}$ 收敛域 (ROC)： Z变换存在的 $z$ 的取值范围，通常是一个圆环。 Z变换的性质：线性、时移、频移、尺度变换、微分（乘 $n$ ）、卷积等。离散时间LTI系统的系统函数：在Z域中，离散时间LTI系统的系统函数 $H(z)$ 可以通过差分方程直接得到，它也是有理函数。 $Y(z) = X(z) H(z)$ 零极点分析：系统函数的零点和极点决定了离散时间LTI系统的稳定性。稳定性的判断：所有极点必须位于单位圆内。第五部分：高级概念与应用第九章：傅里叶变换的离散化与采样本章深入探讨了连续信号离散化（采样）过程中产生的频谱特性，以及如何避免混叠。采样定理：一个带限信号 $x(t)$ （带宽小于 $B$ Hz），以高于 $2B$ Hz 的采样率进行采样，则原始信号可以从其采样值中完全恢复。 $f_s > 2B$ 。混叠现象：当采样率低于奈奎斯特速率时，高频分量会“折叠”到低频区域，导致原始信号失真。抗混叠滤波器：在采样前使用低通滤波器去除高频分量，以满足采样定理的要求。离散傅里叶变换 (DFT)：对连续时间信号进行采样后，其傅里叶变换的无限积分变为有限和。 DFT的定义：对于一个长度为 $N$ 的有限长序列 $x[n]$ ( $0 le n le N-1$ )，其DFT为： $X[k] = sum_{n=0}^{N-1} x[n] e^{-j frac{2pi}{N} kn}$ ， $0 le k le N-1$ DFT的意义：将信号的频谱离散化，便于计算机处理。逆离散傅里叶变换 (IDFT)： $x[n] = frac{1}{N} sum_{k=0}^{N-1} X[k] e^{j frac{2pi}{N} kn}$ DFT的性质：线性、周期性、循环移位、卷积等。快速傅里叶变换 (FFT)：DFT的高效计算算法，极大地加速了频谱分析。第十章：系统的稳定性、因果性与状态空间表示本章将对LTI系统的基本性质进行更深入的探讨，并引入更通用的系统描述方法。稳定性： BIBO稳定性：对有限输入产生有限输出。 Lyapunov稳定性（更一般，适用于非线性系统）：在零输入零状态下，系统轨迹收敛到平衡点。 LTI系统的稳定性条件：连续时间：所有极点在左半平面。离散时间：所有极点在单位圆内。因果性：输出仅依赖于当前及过去的输入。 LTI系统的因果性条件：连续时间：冲激响应 $h(t) = 0$ for $t<0$ 。离散时间：冲激响应 $h[n] = 0$ for $n<0$ 。状态空间表示：一种更通用的系统描述方法，适用于线性和非线性、时变和时不变系统。将系统描述为一组一阶微分方程（连续时间）或差分方程（离散时间），以及一个输出方程。状态向量：描述系统在某一时刻内部状态的最小一组变量。线性系统状态空间表示：连续时间： $dot{mathbf{x}}(t) = mathbf{A}mathbf{x}(t) + mathbf{B}mathbf{x}(t)$ ， $mathbf{y}(t) = mathbf{C}mathbf{x}(t) + mathbf{D}mathbf{x}(t)$ 离散时间： $mathbf{x}[n+1] = mathbf{A}mathbf{x}[n] + mathbf{B}mathbf{x}[n]$ ， $mathbf{y}[n] = mathbf{C}mathbf{x}[n] + mathbf{D}mathbf{x}[n]$ 状态空间表示在现代控制理论、信号处理和系统辨识等领域有广泛应用。结论《信号与系统》是一门贯穿多个工程技术领域的 foundational 课程。通过对信号的表示、系统特性的分析，以及时域、频域和复域（拉普拉斯域、Z域）的数学工具的掌握，读者将能够深入理解信息是如何产生、传输、处理和变换的。本书不仅为进一步学习通信、控制、电子、计算机等高级课程奠定坚实基础，更能培养解决实际工程问题的分析能力和系统思维。掌握本书内容，意味着掌握了现代信息社会的核心技术语言。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

关于信道编码理论的阐述部分，我感受到了作者在知识体系构建上的高超功力。很多教材在介绍BCH码或者卷积码时，往往是把编码和解码的过程割裂开来讲解，初学者很难建立起一个完整的逻辑闭环。但在这里，作者似乎是以“信息纠错的本质需求”为锚点，首先描绘了信息在传输中可能遭受的各种损伤场景（比如突发性错误和随机错误），然后再根据不同的损伤特性，引出对应的编码技术。更令人称道的是，他对译码复杂度的讨论极其到位。他没有停留在“这个码的性能好”这种笼统的赞美上，而是深入分析了维特比译码和代数译码在实际硬件实现中可能遇到的资源瓶颈，并对比了不同场景下的取舍。这种对工程约束的全面考量，使得我对霍夫曼编码和香农极限之间的关系有了更深刻的认识，不再仅仅停留在“理论上可行”的层面，而是开始思考“工程上如何落地”的问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书，拿到手里的时候，那种沉甸甸的质感，就让人觉得非同一般。翻开扉页，那清爽的排版和精良的印刷质量，立刻就能看出出版方的用心。我一直觉得，教材的物理形态也是学习体验的一部分，而这本在视觉上就给人一种专业、严谨的感觉。尤其是那些复杂的公式推导，在纸面上展现得层次分明，不像有些电子版或印刷质量差的教材，看着就容易眼花缭乱，影响理解的连贯性。我记得我之前学的另一本关于信号处理的经典教材，虽然内容深奥，但图表的质量实在不敢恭维，很多细节都需要对着光源才能看清，严重拖慢了我的学习进度。相比之下，这本在图文处理上的细致入微，确实是加分项，让人愿意花更多时间沉浸其中，去慢慢啃那些硬骨头。对于一门需要大量视觉辅助理解的学科来说，这种对细节的关注，简直是太重要了。它让我感觉自己手里的不是一堆知识点的堆砌，而是一件精心制作的工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源，尤其是网上可以下载的那些仿真代码和习题解析，简直是救星般的存在。我记得我为了一道关于多址接入容量分析的习题卡了三天，按照书上的步骤自己敲代码，结果总是收敛不到预期值。后来在配套的资源包里找到了对应的MATLAB脚本，运行之后，发现原来是我在处理噪声模型时的一个小小的边界条件假设出了问题。这种即时的反馈机制，是自学过程中最稀缺的资源。很多教材只管讲知识，却不提供实战演练的工具，导致学生只能停留在纸面思考。但这本书似乎深知现代通信工程学习的本质在于“做”和“验证”。我甚至发现，有些例题的解法，比书本正文里提供的解析方法更优化，这表明作者和编者团队在后续的修订中，确实融入了最新的工程实践经验。这比单纯死扣书本上的固定例题要有效得多，因为它教会了我如何动态地解决问题，而不是机械地套用模板。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间，试图去理解其中关于混沌系统在通信中的应用那一部分章节，虽然这部分内容远超入门级别，但作者的叙述方式，却有着一种奇特的魔力。他不是那种只会照本宣科，把教科书上的定义直接搬过来的作者。相反，他仿佛是一位经验丰富的工程师，在跟你面对面交流，用一种非常生活化的比喻来解释那些抽象的概念。比如，他讲到某些非线性调制方案时，没有直接陷入复杂的数学泥潭，而是先从一个日常生活中遇到的“反馈回路”现象讲起，引导我们去思考系统的不稳定性如何转化为一种有用的信息承载方式。这种循序渐进，由浅入深的处理手法，极大地降低了初学者的畏难情绪。我对比了我的高年级师兄推荐的那本国外引进的教材，那本更偏向于理论的严密性，很多地方一上来就是傅里叶变换的矩阵形式，看得人头皮发麻。而这本，明显更照顾到国内读者的认知习惯，铺垫得更充分，让人在掌握核心概念之后，再去面对那些深奥的数学模型时，心里就有底气多了，感觉自己是真正“理解”了，而不是单纯“背诵”了公式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，非常像是在跟一位耐心且知识渊博的导师进行一对一的辅导。最让我印象深刻的是，在涉及到同步技术和频率估计这样容易产生混淆的概念时，作者特意加入了一个“常见误区辨析”的模块。他清晰地指出了初学者容易将载波同步和帧同步混淆，或者将定时同步的误差对后续处理的影响理解偏差。这种主动预判读者困难并提前设防的做法，极大地提升了阅读的流畅性和效率。不像我以前看的那本专注于射频电路的专业书籍，它假定读者已经完全掌握了概率论的基础，上来就是各种随机过程的假设，让人感觉自己像是在攀登一座陡峭的冰壁，每进一步都需要极大的意志力。而这本通信原理，则更像是在崎岖的山路上修建了一条有缓坡、有观景台的步道，虽然路途依旧遥远，但每一步都走得扎实而愉快，让人充满了继续探索后面的风景的动力。