现代通信原理——信息传输的基本原理(上册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李颖洁 著

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• 信号与系统
• 调制解调
• 信道编码
• 概率论
• 随机过程
• 模拟通信
• 高等教育

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302137771

商品编码：29729124681

包装：平装

出版时间：2007-05-01

基本信息

书名:现代通信原理——信息传输的基本原理(上册)

定价：22.00元

售价：15.0元,便宜7.0元,折扣68

作者:李颖洁

出版社：清华大学出版社

出版日期：2007-05-01

ISBN：9787302137771

字数：

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版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.540kg

编辑推荐

内容提要

现代通信原理分上、下两册，本书是上册，主要介绍通信的基本原理、分析方法及信号传输系统。
本书共7章，内容包括绪论、预备基础知识、*信号分析、模拟调制系统、模拟信号数字化、数字基带传输系统和数字信号的频带传输。章介绍通信系统的基本概念，第2章介绍信号分析的基础知识，第3章给出通信中的*信号分析方法，第4章阐述模拟调制与解调技术，第5章讨论模拟信号向数字信号的转化技术，第6章论述数字信号的基带传输原理，第7章介绍数字信号的频带传输技术。每章后面有思考题和习题。
本书可作为通信及信息类专业课教材，适合于短学期制的教学使用，上、下两册合并则可作为长学期的教学使用。本书也可供从事通信、电子工程、自动化等科研工程技术人员作为专业参考书。

目录

章 绪论
1.1 引言
1.2 信息及其度量
1.3 通信信道及噪声
思考题
习题
第2章 预备基础知识
2.1 引言
2.2 信号的频谱分析
2.3 能量和功率
2.4 卷积和相关
2.5 信号带宽
2.6 希尔伯特变换
习题
第3章 随机信号分析
3.1 引言
3.2 随机变量
3.3 随机过程
3.4 平稳随机过程谱分析
3.5 窄带随机过程
3.6 随机过程通过线性系统
3.7 马尔科夫过程
思考题
习题
第4章 模拟调制系统
4.1 引言
4.2 幅度调制原理
4.3 幅度调制系统的抗噪声性能
4.4 角度调制原理
4.5 角度调制系统的抗噪声性能
4.6 频分复用
思考题
习题
第5章 模拟信号数字化
5.1 引言
5.2 抽样定理
5.3 量化与信号量化噪声功率比
5.4 脉冲编码调制
5.5 差分脉冲编码调制
5.6 增量调制
5.7 时分复用
思考题
习题
第6章 数字基带传输系统
6.1 引言
6.2 基带传输的常用码型
6.3 基带信号的频谱特性
6.4 间干扰的基带传输
6.5 部分响应系统
6.7 均衡
6.8 扰码和解扰
思考题
习题
第7章 数字信号的频带传输
7.1 引言
7.2 二进制数字调制系统
7.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能
7.4 二进制数字调制系统的比较
7.5 多进制调制系统
7.6 数字调制技术在现代通信中的改进和发展
思考题
习题
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《信息洪流的律动：解码通信世界的奥秘》 引言 在这个信息爆炸的时代，人类文明以前所未有的速度和广度进行着交流与互动。从古老的烽火狼烟，到今日触手可及的全球网络，通信技术的发展史，便是人类社会进步的缩影。然而，在这背后，究竟隐藏着哪些深刻的科学原理？信息又是如何跨越时空的障碍，精准无误地抵达我们的耳畔、眼前？《信息洪流的律动：解码通信世界的奥秘》旨在揭示这些核心秘密，带领读者穿越信息传输的浩瀚宇宙，探寻其内在的逻辑与规律。本书并非直接阐述具体的技术实现，而是聚焦于信息在传输过程中所必须遵循的普适性基本原理，如同为学习更复杂的通信系统搭建坚实的理论基石。 第一部分：信息之源——理解与量化 在通信的起点，我们首先需要理解“信息”本身。信息并非抽象的概念，而是可以被度量和描述的。本部分将深入探讨信息的本质。 什么是信息？ 从哲学和信息论的角度，我们将剥离信息的具象载体（如文字、声音、图像），探究其最根本的意义——降低不确定性。当我们接收到一条信息时，我们就对某个未知状态有了更清晰的认知，从而消除了原有的模糊性。例如，收到“明天会下雨”的消息，就降低了对未来天气的不确定性。 信息量的度量：香农熵的魅力。 理论的突破源于数学的严谨。我们将详细介绍信息论的奠基人克劳德·香农提出的“信息熵”概念。它以比特（bit）为单位，量化了某个事件发生的不确定性或信息量。更低概率的事件携带的信息量更大，因为它的发生更能减少我们的不确定性。我们将通过生动有趣的例子，如掷硬币、猜数字游戏，来阐释熵的计算及其意义，理解为何编码的效率与概率分布息息相关。 信号与噪声：天然的博弈。 任何信息传输都不可避免地要面对“噪声”的挑战。噪声是干扰信息传输的随机信号，它会扭曲、削弱或错误地改变原始信息。本部分将区分不同类型的噪声，分析它们对信息产生的破坏机制，并为后续理解信噪比、纠错编码等概念打下基础。理解信号与噪声的关系，是认识通信系统鲁棒性的关键。 信息源编码：效率的追求。 在信息传输之前，我们需要对信息进行编码，以便更有效地表示和传输。信息源编码的目标是在不丢失信息的情况下，用最少的比特来表示原始信息。我们将介绍诸如霍夫曼编码、算术编码等经典编码方法，理解它们如何利用符号出现的概率来压缩数据，从而提高传输效率，节约宝贵的信道资源。这将帮助读者理解为何我们能够用更少的数据量传输高质量的音视频。 第二部分：传输的通道——媒介与限制 信息一旦被量化和编码，就需要一个媒介将其传递出去。本部分将聚焦于信息传输的物理通道及其固有的限制。 信道的分类与特性。 信道是信息传输的物理路径，它可以是导线、自由空间、光纤等。我们将介绍不同信道的物理特性，如带宽、衰减、时延、失真等，以及它们对信号传输造成的影响。例如，高频信号在空气中传播会比低频信号衰减得更快。 带宽的奥秘：信息的“宽度”。 带宽是信道能够传输的信号频率范围，它直接决定了信息传输的速率上限。我们将用类比的方式，如管道的粗细决定了水流的多少，来解释带宽的重要性。更高的带宽意味着更大的信息容量，能够传输更丰富、更实时的数据。 信号失真与信道模型。 现实中的信道并非理想状态，信号在传输过程中会发生幅度、相位等方面的变化，导致失真。我们将介绍一些基本的信道模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道，用于描述信道对信号的影响。理解这些模型，是设计能够克服信道限制的通信系统的基础。 多径传播与衰落：无线通信的挑战。 在无线通信中，信号会通过多条路径到达接收端，造成信号的叠加与抵消，即多径效应。这会导致信号的衰落，是影响无线通信质量的重要因素。我们将简要探讨多径传播的原理及其带来的挑战，为理解现代无线通信技术（如MIMO）的出现铺垫。 第三部分：信号的变形——调制与复用 为了适应信道的特性并有效利用资源，原始的基带信号需要经过一系列的“变形”，即调制和复用。 调制：赋予信号“身份”。 调制是将原始的基带信号（如声音、数据）叠加到高频载波上的过程。通过改变载波的幅度、频率或相位，可以将信息“编码”到载波上，使其能够更好地在信道中传输。我们将介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等基本调制方式，理解它们如何实现信息的有效加载。 解调：还原信息的艺术。 解调是调制过程的逆过程，即从接收到的载波信号中提取出原始信息。我们将阐述不同解调方式的基本原理，理解如何通过信号处理技术恢复出被载波携带的信息。 多路复用：共享同一通道。 在通信系统中，信道资源是宝贵的，如何让多个用户或多路信息同时使用同一个信道而不相互干扰，是效率的关键。本部分将介绍几种重要的多路复用技术： 频分复用（FDM）： 将信道的总带宽划分为若干个独立的子信道，每个子信道传输一路信号。如同将一条宽阔的公路划分成几条车道。 时分复用（TDM）： 将传输时间划分为若干个独立的时间片，每个时间片用于传输一路信号。如同轮流使用一个房间。 码分复用（CDM）： 为每路信号分配一个唯一的扩频码，使得不同信号在同一频率、同一时间段内传输时，通过解扩技术可以区分开来。如同每个人用不同的语言交谈，即使在同一个大厅里也能各自听懂。 数字信号的魅力：采样与量化。 现代通信以数字信号为主，因此，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号是至关重要的一步。我们将介绍采样定理（奈奎斯特定理），理解为何需要以高于信号最高频率两倍的速率进行采样，以避免混叠现象。随后，我们将解释量化过程，即将采样后的连续幅值映射到有限的离散数值，理解量化误差如何影响信号的精度。 第四部分：对抗失真——编码与纠错 即使经过了调制和复用，信号在传输过程中仍会受到噪声和干扰的影响。为了保证信息的可靠性，编码与纠错技术应运而生。 信道编码：为信息穿上“铠甲”。 与信息源编码不同，信道编码是在信息中添加冗余信息，以便在接收端检测和纠正错误。冗余的引入会降低传输效率，但能极大地提高传输的可靠性。我们将介绍纠错编码的基本思想，例如，重复码（简单的例子，将信息比特重复多次发送）、奇偶校验码（用于错误检测）。 线性分组码与卷积码简介。 进一步，我们将初步介绍更强大的编码技术，如线性分组码（如汉明码），以及卷积码。这些编码方式能够以更巧妙的方式添加冗余，实现更强的纠错能力。 误码率（BER）与性能评估。 误码率是衡量数字通信系统性能的重要指标，它表示错误比特数与总传输比特数的比率。我们将理解误码率如何反映系统的抗干扰能力，以及如何通过提高信噪比或改进编码方式来降低误码率。 现代编码的演进：Turbo码与LDPC码。 展望未来，我们将简要提及现代通信系统中广泛应用的Turbo码和LDPC码等高性能纠错编码技术，它们在接近香农极限的条件下实现了前所未有的纠错性能，是4G、5G等移动通信系统成功的关键。 结论 《信息洪流的律动：解码通信世界的奥秘》并非一本涵盖所有通信技术的技术手册，而是致力于为读者提供一个清晰、系统、深入的理论框架。它如同探险家手中的罗盘，指引我们理解信息传输的本质规律，从信息的量化与编码，到信道的物理限制，再到信号的变形与复用，以及对抗失真的编码技术。掌握了这些基本原理，读者将能够更深刻地理解从简单的对讲机到复杂的互联网，再到未来的万物互联，这些令人惊叹的通信技术背后所蕴含的智慧与创造力。本书旨在激发读者对通信科学的兴趣，为进一步探索更高级的通信系统和前沿技术奠定坚实的基础。信息的世界正在不断扩展，而对这些基本原理的理解，将使我们能够更好地驾驭这场信息洪流，畅游在知识的海洋中。

评分☆☆☆☆☆

我最近拜读的这本关于《通信系统仿真与建模》的实践指南，可以说是一剂强心针，弥补了理论学习中“纸上谈兵”的遗憾。这本书的重点完全放在了工具的使用和流程的构建上，而不是深奥的数学推导。它详细介绍了如何利用MATLAB/Simulink环境来搭建一个完整的通信链路，从信号的生成、信道的引入（包括瑞利衰落和加性高斯白噪声），到最终的解调与性能评估。作者对于仿真参数设置的敏感性分析部分写得极为细致，指出了在仿真中常见的陷阱，比如瞬态效应的影响、结果收敛性的判断等。我跟着书中的步骤，成功搭建了一个QPSK系统的仿真模型，并亲眼见证了理论BER曲线与仿真结果的吻合过程，这种实践的成就感是看书本推导无法比拟的。对于希望快速将理论知识转化为可运行代码的初学者而言，这本书的价值无法估量，它真正实现了“动手出真知”。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统》的教材，内容编排得极为扎实，从傅里叶级数和变换的引入开始，逐步深入到拉普拉斯变换和Z变换的精妙之处。我记得我第一次接触到卷积积分这个概念时，感觉云里雾里，但作者用非常直观的物理图像和大量的实例，将复杂的数学运算转化为对系统响应特性的理解。尤其是在讨论线性时不变系统的基本性质时，作者没有止步于理论推导，而是花了很大篇幅去阐述如何利用这些工具去分析实际的电路和物理过程。比如，在讲解如何用状态空间方法来表示和求解高阶微分方程时，那种清晰的逻辑链条和步骤分解，让我这个原本对线性代数有些畏惧的读者，也找到了切入点。这本书的习题设计也很有特色，既有巩固基本概念的基础题，也有需要综合运用多种分析工具的挑战性难题，每一次解题都是一次深入理解核心原理的打磨过程。它不仅仅是一本知识的罗列，更像是一张精密的思维导图，引导读者如何系统地思考信息处理的底层逻辑。

评分☆☆☆☆☆

这本关于《数字调制技术与编码》的教材，着实让我感受到了信息时代飞速发展的脉搏。它摆脱了传统模拟通信的窠臼，直奔信息论的核心——如何高效、可靠地在有噪声的信道上传输比特流。书中对最佳接收器原理的讲解，尤其是基于最大似然准则的解码思想，阐述得非常到位。作者清晰地对比了不同调制方案（如PSK、QAM）在同一信噪比下的性能差异，并用星座图这种直观的工具，让读者立刻明白眼图和误码率之间的内在联系。更让人称道的是，它对信道编码的介绍，从香农的理论极限出发，引出了线性分组码和卷积码。我特别花时间研究了Viterbi译码的流程，书中对状态图和网格图的绘制，使得原本复杂的动态规划问题变得逻辑清晰、易于实现。这本书的价值在于，它将理论上的最优性能与工程上的可行性完美地结合在了一起，是工程师必备的“内功心法”。

评分☆☆☆☆☆

关于《电磁场与波》的这本经典著作，其魅力在于它如何将抽象的麦克斯韦方程组，一步步“具象化”为我们可以触摸和设计的物理实体。初看时，那些矢量微分算子确实让人头疼，但作者的讲解风格非常注重物理直觉的培养。他没有简单地展示波的传播公式，而是通过分析边界条件的变化，解释了为什么会产生反射和折射，以及驻波形成的深层原因。我尤其喜欢它在传输线理论部分的阐述，从亥姆霍兹方程出发，推导出史密斯圆图的使用，每一步都紧密联系着实际的射频电路设计。书中对天线理论的初步探讨也十分精彩，虽然没有深入到极其复杂的阵列，但对于基本辐射单元的工作原理，如偶极子天线的方向图，讲解得极为透彻。这本书读完后，你对电磁波不再是靠背诵公式来应对考试，而是真正理解了能量是如何在空间中流动和相互作用的。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究自适应滤波器设计，翻阅了这本关于《随机过程与噪声理论》的专著，真是相见恨晚。这本书对于随机信号的描述，远超出了我之前接触过的任何教材。它没有急于抛出复杂的随机微分方程，而是从概率论的基础出发，细致地构建了平稳过程和遍历性的概念，这为理解现代通信系统中信道衰落和背景噪声的本质打下了坚实的基础。书中对维纳-霍夫方程的推导过程，简直是数学美的体现，每一步的因果关系都交代得清清楚楚，让人能够深刻领悟到“最优估计”背后的数学必然性。特别让我印象深刻的是，作者将卡尔曼滤波的理论框架融入到了应用实例中，通过对目标跟踪场景的模拟，展示了最小均方误差估计的强大威力。对于任何想在通信、雷达或者金融工程领域深耕的人来说，这本书都是一座不可逾越的里程碑，它教会你的不是如何套用公式，而是如何用概率的思维去驾驭不确定性。