數字通信原理(第二版) 李文海,毛京麗,石方文著 9787115164155 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李文海，毛京麗，石方文著 著

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 信號處理
• 信息論
• 調製解調
• 編碼
• 信道編碼
• 現代通信
• 李文海
• 高等教育

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115164155

商品編碼：29691606076

包裝：平裝

齣版時間：2007-11-01

基本信息

書名：數字通信原理(第二版)

定價：24.00元

作者：李文海,毛京麗,石方文著

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2007-11-01

ISBN：9787115164155

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

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編輯推薦

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內容提要

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本書較全麵地討論瞭與數字通信技術相關的模擬信號數字化及相應的數字信號傳輸的基本原理和概念。基本內容包括：由抽樣、量化、編碼等過程實現的PCM方式的基本原理，以及進一步壓縮編碼速率的I)PcM及AI)PcM的概念。為適應多媒體技術、現代移動通信技術、IP網絡電話技術、軟交換及下一代網絡技術的發展和需要，本書還介紹瞭圖像信號數字化和低速率的語聲編碼技術，如子帶編碼、綫性預測編碼(LPC)及矢量量化編碼等。
在數字信號傳輸方麵論述瞭數字信號傳輸的基本理論，多路復用傳輸以及PDH、sDH等相關的數字信號傳輸技術。
本書是高等院校教學用書，也可作為通信工程技術人員的技術參考書。

目錄

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章 概述
1.1　通信及通信係統構成
1.2　信息、信號及分類
1.3　模擬通信和數字通信
1.3.1　模擬通信係統
1.3.2　數字通信係統
1.3.3　數字信號的時分復用傳輸
1.4　數字通信特點及性能指標
1.4.1 數字通信的特點
1.4.2　數字通信係統的主要性能指標
1.5 電平和衰減的預備知識
小結
練習題
第2章　語音信號波形編碼
2.1　語音信號波形編碼
2.1.1 語音信號波形編碼的概念
2.1.2 語音信號編碼的分類
2.2　脈衝編碼調製——PCM
2.2.1 PCM的概念
2.2.2　抽樣
2.2.3 量化
2.2.4　編碼與解碼
2.2.5　單片集成PcM編解碼器
2.3　差值脈衝編碼調製——DPCM
2.3.1　DPCM原理及實現
2.3.2 自適應差值脈衝編碼調製——ADPCM
2.3.3 32kbit／s ADPCM係統
2.3.4　單片集成ADPCM編解碼器
小結
練習題
第3章　語音信號壓縮編碼
　3.1　語音信號壓縮編碼的概念
　3.2　IP電話係統技術簡介
3.2.1 IP電話的定義
3.2.2　IP電話網的結構
3.2.3　語音處理技術
3.3　子帶編碼SBC
3.3.1 子帶編碼的基本概念及工作原理
3.3.2 子帶編碼的比特分配及編碼速率
3.4　參量編碼
3.4.1　語音形成機理及語音信號分析
3.4.2　預測編碼的基本概念
3.4.3　參量編碼的綫性預測編碼(LPC)基本概念
3.4.4　矢量量化編碼
3.4.5 幾種標準的聲碼器
3.4.6　低比特率編碼器的MOS得分
3.4.7　語音波形編碼標準和參量編碼標準
小結
練習題
第4章　時分多路復用及PCM30／32路係統
4.1　時分多路復用通信
4.1.1 時分多路復用的概念
4.1.2　PCM時分多路通信係統的構成
4.1.3 時分多路復用係統中的位同步
4.1.4 時分多路復用係統中的幀同步
4.2　PCM30／32路係統
4.2.1 PCM30／32路係統幀結構
4.2.2　PCM30／32路定時係統
4.2.3　PCM30／32路幀同步係統
4.2.4　PCM30／32路係統的構成
小結
練習題
第5章　圖像信號數字化
　5.1　圖像信號的數字化
5.1.1 概述
5.1.2 電視信號基礎
5.1.3　視頻圖像數字化
5.1.4 圖像質量評價
5.1.5 常用圖像文件格式
　5.2　圖像壓縮編碼分類及基本編碼方法
5.2.1 圖像壓縮編碼的分類
5.2.2　數字圖像編碼的常用方法
　5.3　數字圖像壓縮編碼的主要國際標準
　 5.3.1　H.261建議
　 5.3.2 H.263建議
……
第6章　數字信號復接
第7章　數字信號的傳輸
附錄　《數字通信原理》教學大綱
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《通信原理基礎：信號、係統與信息傳輸》 引言 在信息爆炸的時代，高效、可靠的信息傳輸是社會運轉的基石。從遠古的烽火狼煙到如今的5G網絡，人類對信息傳輸方式的探索從未停止。通信技術的飛速發展，極大地改變瞭我們的生活、工作和學習方式。而這一切的背後，都離不開對通信原理的深刻理解。本書旨在為讀者係統地闡述通信係統的基本理論和關鍵技術，幫助讀者構建紮實的通信工程基礎，為進一步深入學習和研究相關領域打下堅實的基礎。 本書內容涵蓋瞭通信係統的各個關鍵環節，從最基本的信號概念齣發，逐步深入到復雜的調製解調、信道傳輸、噪聲乾擾以及多址接入等技術。我們力求以嚴謹的理論推導為骨架，以清晰的邏輯結構為脈絡，以生動形象的闡釋為血肉，讓抽象的通信原理變得易於理解和掌握。 第一篇：信號與係統——通信的基石 信息以信號的形式進行傳遞，而係統則是處理和傳輸信號的載體。本篇將帶領讀者走進信號與係統的世界，理解它們的基本概念、分類及其在通信中的作用。 第一章：信號的錶示與分析 信號是通信係統的基本組成部分，它們攜帶信息並以物理量的形式在媒介中傳播。本章將深入探討各種信號的錶示方法，包括連續信號與離散信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號等。我們將學習如何使用時域、頻域和復域來描述和分析信號的特性。 時域分析：這是我們最直觀的信號觀察方式。我們將學習如何繪製信號波形，理解信號的幅值、周期、瞬時值等基本參數。傅裏葉級數和傅裏葉變換將是我們分析周期信號和非周期信號頻譜的利器。通過頻譜，我們可以瞭解信號包含哪些頻率成分，以及各頻率成分的強度，這對於後續的濾波和信道選擇至關重要。 頻域分析：傅裏葉變換揭示瞭信號的頻率成分，而頻譜分析則讓我們得以窺探信號的“內在”結構。本章將詳細介紹傅裏葉變換的性質，以及如何利用它來理解信號的帶寬、功率譜密度等重要概念。例如，瞭解信號的帶寬有助於我們選擇閤適的傳輸媒介和調製方式，以避免信息失真。 能量與功率：區分能量信號和功率信號是信號分析的基礎。能量信號在有限的時間內存在且其能量是有限的，例如一個短暫的脈衝。功率信號則可以持續存在，其平均功率是有限的，例如連續的正弦波。理解這兩種信號的能量和功率概念，有助於我們理解信號的傳輸能力和係統負載。 第二章：綫性時不變係統 (LTI係統) 在通信係統中，信號往往需要經過一係列的處理和變換，而這些處理通常由係統完成。綫性時不變係統是通信係統中最重要的模型之一。 係統模型：我們將學習如何用數學模型來描述一個係統，理解係統的輸入、輸齣以及它們之間的關係。 綫性與時不變性：綫性是指係統的疊加性與比例性，即“齊次性”和“疊加性”。時不變性意味著係統的特性不隨時間而改變。這兩個性質使得 LTI 係統的分析變得簡單且通用。 衝激響應與捲積：衝激響應是 LTI 係統的“指紋”，它完全錶徵瞭係統的特性。通過輸入信號與係統衝激響應的捲積運算，我們可以得到係統的輸齣信號。捲積運算是 LTI 係統分析的核心，本章將詳細講解其數學含義和計算方法。 係統函數與頻率響應：在頻域中，LTI 係統可以用係統函數來描述，而係統函數在單位圓上的取值就構成瞭係統的頻率響應。頻率響應描述瞭係統對不同頻率信號的增益和相位影響，這對於理解信號在係統中的傳輸和失真至關重要。例如，濾波器就是一種具有特定頻率響應的 LTI 係統，用於選擇性地通過或抑製某些頻率的信號。 第二篇：數字通信基礎——編碼、調製與解調 現代通信係統大多是數字化的，即信息在傳輸前被轉換為數字信號。本篇將聚焦數字通信的核心技術，包括如何將模擬信號轉換為數字信號，以及如何對數字信號進行有效的編碼和調製，以便在信道中可靠傳輸。 第三章：抽樣與量化 將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號是數字通信的第一步，這個過程主要包括抽樣和量化。 抽樣定理：也稱為奈奎斯特定理，它是數字通信的基石。本章將詳細闡述抽樣定理，說明為瞭無失真地恢復原始模擬信號，抽樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍。我們將探討過抽樣和欠抽樣對信號恢復的影響。 量化：將連續的抽樣值映射到離散的數值集閤，這個過程稱為量化。我們將學習不同類型的量化器，如均勻量化和非均勻量化。非均勻量化（如 A律和 μ律）在語音通信中尤為重要，它可以更好地適應信號的動態範圍，提高信噪比。 量化誤差：量化過程不可避免地會引入量化誤差，這是數字通信中的一個基本噪聲源。我們將分析量化誤差的性質，並探討如何減小其影響，例如通過增加量化比特數。 編碼：抽樣和量化後的離散數值需要被編碼成二進製碼元，以便進行存儲和傳輸。本章將介紹幾種基本的編碼方式，如脈衝編碼調製 (PCM) 的基本原理。 第四章：基帶傳輸與信道編碼 在將數字信號傳輸到信道之前，我們還需要對其進行一些處理，以提高傳輸效率和可靠性。 基帶信號的形成：本章將介紹幾種基本的數字基帶信號波形，如單極性、雙極性歸零碼、不歸零碼等。我們將分析它們的頻譜特性，以及它們在實際應用中的優缺點，例如碼間串擾問題。 信道編碼：信道是不可靠的，傳輸過程中會受到噪聲和乾擾的影響，導緻碼元錯誤。信道編碼的目的就是增加碼元之間的冗餘，使得接收端能夠檢測甚至糾正這些錯誤。我們將學習兩種主要的信道編碼類型： 檢錯碼：如奇偶校驗碼、循環冗餘校驗碼 (CRC)，它們能夠檢測齣一定數量的錯誤，但無法糾正。 糾錯碼：如漢明碼、捲積碼、Turbo碼等，它們可以在一定程度上糾正傳輸錯誤，從而大大提高通信的可靠性。本章將重點介紹這些編碼的基本原理、編碼和譯碼過程，以及它們在不同通信係統中的應用。 第五章：帶通調製與解調 為瞭在物理信道（如無綫電波、光縴）中傳輸數字信號，我們需要將數字基帶信號調製到高頻載波上，這個過程稱為帶通調製。 調製的基本原理：我們將介紹三種基本的帶通調製方式： 幅度鍵控 (ASK)：通過改變載波的幅度來錶示數字信號。 頻率鍵控 (FSK)：通過改變載波的頻率來錶示數字信號。 相位鍵控 (PSK)：通過改變載波的相位來錶示數字信號。 常見調製方式：在此基礎上，我們將深入學習更高級的調製技術，如正交幅度調製 (QAM)，它結閤瞭幅度和相位的變化，能夠更有效地利用帶寬。 解調：接收端需要將接收到的調製信號恢復成原始的數字信號，這個過程稱為解調。我們將分析各種解調器的原理和性能。 調製與解調的性能分析：本章還將討論不同調製解調方式的功率效率、帶寬效率以及抗噪聲性能，幫助讀者理解在不同應用場景下如何選擇閤適的調製解調方案。 第三篇：信息傳輸與接收——信道、噪聲與係統性能 信號在傳輸過程中會受到各種不利因素的影響，例如信道衰減、噪聲乾擾等。本篇將深入探討這些影響因素，以及如何優化接收端的信號處理，以最大化通信係統的性能。 第六章：隨機過程與噪聲 噪聲是通信係統中的固有現象，它會影響信號的質量，導緻錯誤。理解噪聲的性質對於設計魯棒的通信係統至關重要。 隨機過程：噪聲的統計特性可以用隨機過程來描述。我們將學習隨機過程的基本概念，如均值、自相關函數、功率譜密度等。 高斯白噪聲：這是一種最常見的通信噪聲模型，具有平坦的功率譜密度，並且其幅度服從高斯分布。我們將詳細分析高斯白噪聲的特性，以及它對通信係統的影響。 其他噪聲源：除瞭高斯白噪聲，我們還將簡要介紹其他常見的噪聲源，如熱噪聲、散粒噪聲等，以及它們的産生機製。 第七章：信道模型與傳輸特性 通信信道是信號傳輸的媒介，不同的信道具有不同的傳輸特性，會對信號造成不同的影響。 理想信道與實際信道：我們將區分理想信道和實際信道，並重點分析實際信道中可能遇到的各種問題。 衰減：信號在信道中傳輸時會發生能量衰減，導緻接收信號幅度減小。 失真：信道的頻率響應不均勻會導緻信號失真，尤其是在傳輸寬帶信號時，可能齣現碼間串擾。 多徑傳播：在無綫通信中，信號可能沿著多條路徑到達接收端，這些路徑的時延和衰減不同，會導緻接收信號的失真和衰落。 信道容量：香農定理是信息論中的一個重要結論，它給齣瞭在有噪聲信道中能夠實現的最高可靠傳輸速率，即信道容量。本章將介紹香農定理的基本思想，以及它對通信係統設計的指導意義。 第八章：最優接收與信號檢測 在接收端，我們需要從帶有噪聲的信號中盡可能準確地檢測齣原始信息。 最大似然檢測：這是一種最優的信號檢測準則，它能夠以最小的概率錯誤地檢測齣發送的碼元。我們將學習最大似然檢測器的原理和實現。 匹配濾波器：在加性高斯白噪聲信道中，匹配濾波器能夠最大化輸齣信噪比，從而實現最優的信號檢測。本章將詳細介紹匹配濾波器的設計和工作原理。 誤碼率 (BER)：這是衡量數字通信係統性能的一個重要指標，錶示錯誤接收的碼元數與總傳輸碼元數之比。我們將學習如何計算不同調製解調方式在不同噪聲條件下的誤碼率。 第四篇：現代通信係統技術 隨著通信技術的不斷發展，新的技術和概念不斷湧現，以滿足日益增長的通信需求。本篇將介紹一些現代通信係統中重要的技術和方嚮。 第九章：多址技術 在實際通信係統中，往往需要允許多個用戶共享同一通信資源。多址技術就是解決這一問題的關鍵。 頻分多址 (FDMA)：將總的可用頻帶劃分為多個獨立的子信道，每個用戶占用一個或多個子信道。 時分多址 (TDMA)：將時間劃分為多個時隙，每個用戶在不同的時隙內發送和接收數據。 碼分多址 (CDMA)：為每個用戶分配一個獨特的擴頻碼，所有用戶在同一頻率和同一時間發送數據，通過解擴操作區分不同用戶。 正交頻分復用 (OFDM)：這是一種將高速數據流分割成多個低速子流，並在多個正交的子載波上傳輸的技術，廣泛應用於Wi-Fi、4G/5G等現代通信係統。本章將深入探討這些多址技術的原理、優缺點以及在不同通信場景下的應用。 第十章：無綫通信與移動通信 無綫通信和移動通信是當前通信技術發展最快的領域之一。 無綫傳播特性：我們將進一步探討無綫信道的特性，如衰落、乾擾、遮擋等，以及它們對無綫通信性能的影響。 蜂窩網絡結構：介紹移動通信係統的基本架構，包括基站、移動交換中心等。 移動通信標準：簡要迴顧蜂窩通信技術的演進，從1G到5G，重點介紹各代技術的核心特點和技術進步。 無綫局域網 (WLAN)：介紹Wi-Fi等無綫局域網的技術原理和應用。 第十一章：數據傳輸與網絡通信 本章將簡要介紹數據傳輸的組織方式以及網絡通信的基本概念。 分組交換與電路交換：對比兩種基本的網絡交換方式。 網絡協議：簡單介紹網絡協議在數據傳輸中的作用。 結語 本書的編寫旨在為讀者構建一個係統、完整的通信原理知識體係。我們相信，通過對本書內容的學習和理解，讀者將能夠更深入地認識現代通信係統的運作機製，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。通信技術仍在不斷發展，未來的通信係統將更加智能化、高效化和泛在化。希望本書能成為讀者探索這個精彩領域的起點，激發他們對通信技術更深層次的興趣和研究熱情。 附錄 常用數學公式迴顧 典型通信係統參數參考 （請注意：本書內容為示例，實際圖書內容以原著為準。此簡介旨在展示深度和廣度，而非照搬特定書籍的章節。）

評分☆☆☆☆☆

從排版和內容組織來看，這套書體現瞭一種非常嚴謹的學術態度，但又巧妙地避免瞭傳統教材的沉悶。章節之間的邏輯關聯性處理得非常流暢自然，每一個新概念的引入，都有明確的背景鋪墊和曆史脈絡交代，讓人感覺學習過程是一種循序漸進的探索之旅，而非被動接受灌輸。我尤其注意到作者在定義新符號或引入重要定理時，都會給齣一個非常明確的“前瞻性提示”，告訴讀者這個知識點在後續章節中將起到什麼承上啓下的作用。這種預設的閱讀路徑極大地減少瞭學習過程中的迷失感。而且，書中的圖錶製作精良，即便是復雜的眼圖或星座圖，也能清晰地展示齣不同信噪比下的特性變化，直觀性遠超很多老舊的教材。這種對細節的極緻關注，充分體現瞭編者對教育質量的最高追求，讀起來確實是一種享受。

評分☆☆☆☆☆

與我過去接觸過的幾本國外經典教材相比，這本書的優勢在於其獨特的文化背景和本土化的解讀視角。很多在西方教材中被視為“理所當然”的工程假設，在這裏得到瞭更細緻、更符閤我們現有設備環境的解釋。舉個例子，在處理時延和同步問題時，書中對一些特定的應用場景的討論，明顯考慮到瞭國內網絡部署的一些實際約束和常見問題，這使得我們在對照學習時，能夠更快地在腦海中構建齣清晰的“本土化模型”。此外，作者的語言風格在保持學術嚴謹性的同時，也多瞭一份親切感，仿佛作者深知初學者在麵對“傅裏葉變換”和“香農極限”時的那種無助感，並在關鍵節點給予瞭恰到好處的鼓勵和引導。這種細緻入微的人文關懷，讓學習過程中的挫敗感大大降低，也更加激發瞭繼續深入鑽研的動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實踐指導意義確實值得稱贊，它絕非那種隻停留在理論層麵空談的學術著作。我特彆欣賞其中穿插的案例分析和工程實例，它們像一座座燈塔，將枯燥的公式與現實世界中的通信場景緊密地聯係瞭起來。比如，在講解功率譜密度和帶寬效率平衡時，作者沒有僅僅給齣一個理論最優解，而是結閤瞭實際的通信標準中是如何權衡這些矛盾的，這種“知其所以然”的講解方法，讓我對工程設計中的妥協藝術有瞭更深層次的理解。我嘗試著根據書中的一些設計思路，在自己的仿真軟件裏搭建瞭一個簡單的係統模型，發現書中的預測與仿真結果高度吻閤，這極大地增強瞭我對書中內容的信任感。這種從理論到實踐的無縫銜接，使得這本書不僅是學習工具，更是解決實際問題的參考手冊。對於那些希望快速將所學知識投入到研發工作中的讀者來說，這種務實的態度無疑是最大的加分項。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度真的讓我大開眼界，尤其是在理解那些抽象的理論概念時，作者的講解方式簡直是化繁為簡的大師。我之前在學習一些高級調製解調技術時總是感到雲裏霧裏，那些復雜的數學公式看起來就像是天書一樣難以捉摸。但這本書裏，作者似乎能看穿讀者的思維障礙，每一步的推導都清晰得像有人在耳邊手把手教你。特彆是關於信道編碼那一章，它不僅僅羅列瞭各種編碼方案的性能參數，更深入剖析瞭它們背後的信息論基礎，讓我明白瞭為什麼某些算法在特定噪聲環境下錶現得如此優越。這遠超齣瞭我預期的教科書範疇，更像是一本精心打磨的行業內參。讀完這一部分，我感覺自己對整個數字通信係統的“骨架”有瞭前所未有的清晰認識，不再是零散知識點的堆砌，而是形成瞭一個完整的知識體係。對於任何想要真正掌握數字通信核心的工程師或學生來說，這種層層遞進的敘述方式是極其寶貴的。我甚至會時不時地翻迴去重溫一些關鍵的論證過程，每一次都有新的體會。

評分☆☆☆☆☆

這本書最令我感到驚喜的是，它沒有固步自封於經典理論，而是對前沿熱點領域也進行瞭適度的探討和展望。雖然它是一本基礎性的教材，但作者顯然對當前通信領域的發展趨勢有著敏銳的洞察力。在涉及MIMO係統和認知無綫電的章節裏，雖然篇幅相對基礎，但它精準地指齣瞭未來研究可能突破的方嚮和麵臨的核心挑戰。這對於我們這些希望在學術界深造或者緊跟行業步伐的年輕一代來說，提供瞭寶貴的“導航圖”。它不僅僅是教你如何做現有技術，更是啓發你去思考如何突破現有技術的局限。這種對未來視野的構建，使得這本書的價值得以跨越時間，保持長久的生命力。我甚至覺得，如果能在課程設計中加入更多的章節習題來對應這些前沿內容，那會更加完美，但目前的探討深度已經足夠令人印象深刻瞭。