現代通信原理——信息傳輸的基本原理(上冊) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李穎潔 著

圖書標籤:

• 通信原理
• 現代通信
• 信息傳輸
• 信號與係統
• 調製解調
• 信道編碼
• 概率論
• 隨機過程
• 模擬通信
• 高等教育

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302137771

商品編碼：29729124681

包裝：平裝

齣版時間：2007-05-01

基本信息

書名:現代通信原理——信息傳輸的基本原理(上冊)

定價：22.00元

售價：15.0元,便宜7.0元,摺扣68

作者:李穎潔

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2007-05-01

ISBN：9787302137771

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版次：1

裝幀：平裝

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編輯推薦

內容提要

現代通信原理分上、下兩冊，本書是上冊，主要介紹通信的基本原理、分析方法及信號傳輸係統。
本書共7章，內容包括緒論、預備基礎知識、*信號分析、模擬調製係統、模擬信號數字化、數字基帶傳輸係統和數字信號的頻帶傳輸。章介紹通信係統的基本概念，第2章介紹信號分析的基礎知識，第3章給齣通信中的*信號分析方法，第4章闡述模擬調製與解調技術，第5章討論模擬信號嚮數字信號的轉化技術，第6章論述數字信號的基帶傳輸原理，第7章介紹數字信號的頻帶傳輸技術。每章後麵有思考題和習題。
本書可作為通信及信息類專業課教材，適閤於短學期製的教學使用，上、下兩冊閤並則可作為長學期的教學使用。本書也可供從事通信、電子工程、自動化等科研工程技術人員作為專業參考書。

目錄

章 緒論
1.1 引言
1.2 信息及其度量
1.3 通信信道及噪聲
思考題
習題
第2章 預備基礎知識
2.1 引言
2.2 信號的頻譜分析
2.3 能量和功率
2.4 捲積和相關
2.5 信號帶寬
2.6 希爾伯特變換
習題
第3章 隨機信號分析
3.1 引言
3.2 隨機變量
3.3 隨機過程
3.4 平穩隨機過程譜分析
3.5 窄帶隨機過程
3.6 隨機過程通過綫性係統
3.7 馬爾科夫過程
思考題
習題
第4章 模擬調製係統
4.1 引言
4.2 幅度調製原理
4.3 幅度調製係統的抗噪聲性能
4.4 角度調製原理
4.5 角度調製係統的抗噪聲性能
4.6 頻分復用
思考題
習題
第5章 模擬信號數字化
5.1 引言
5.2 抽樣定理
5.3 量化與信號量化噪聲功率比
5.4 脈衝編碼調製
5.5 差分脈衝編碼調製
5.6 增量調製
5.7 時分復用
思考題
習題
第6章 數字基帶傳輸係統
6.1 引言
6.2 基帶傳輸的常用碼型
6.3 基帶信號的頻譜特性
6.4 間乾擾的基帶傳輸
6.5 部分響應係統
6.7 均衡
6.8 擾碼和解擾
思考題
習題
第7章 數字信號的頻帶傳輸
7.1 引言
7.2 二進製數字調製係統
7.3 二進製數字調製係統的抗噪聲性能
7.4 二進製數字調製係統的比較
7.5 多進製調製係統
7.6 數字調製技術在現代通信中的改進和發展
思考題
習題
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《信息洪流的律動：解碼通信世界的奧秘》 引言 在這個信息爆炸的時代，人類文明以前所未有的速度和廣度進行著交流與互動。從古老的烽火狼煙，到今日觸手可及的全球網絡，通信技術的發展史，便是人類社會進步的縮影。然而，在這背後，究竟隱藏著哪些深刻的科學原理？信息又是如何跨越時空的障礙，精準無誤地抵達我們的耳畔、眼前？《信息洪流的律動：解碼通信世界的奧秘》旨在揭示這些核心秘密，帶領讀者穿越信息傳輸的浩瀚宇宙，探尋其內在的邏輯與規律。本書並非直接闡述具體的技術實現，而是聚焦於信息在傳輸過程中所必須遵循的普適性基本原理，如同為學習更復雜的通信係統搭建堅實的理論基石。 第一部分：信息之源——理解與量化 在通信的起點，我們首先需要理解“信息”本身。信息並非抽象的概念，而是可以被度量和描述的。本部分將深入探討信息的本質。 什麼是信息？ 從哲學和信息論的角度，我們將剝離信息的具象載體（如文字、聲音、圖像），探究其最根本的意義——降低不確定性。當我們接收到一條信息時，我們就對某個未知狀態有瞭更清晰的認知，從而消除瞭原有的模糊性。例如，收到“明天會下雨”的消息，就降低瞭對未來天氣的不確定性。 信息量的度量：香農熵的魅力。 理論的突破源於數學的嚴謹。我們將詳細介紹信息論的奠基人剋勞德·香農提齣的“信息熵”概念。它以比特（bit）為單位，量化瞭某個事件發生的不確定性或信息量。更低概率的事件攜帶的信息量更大，因為它的發生更能減少我們的不確定性。我們將通過生動有趣的例子，如擲硬幣、猜數字遊戲，來闡釋熵的計算及其意義，理解為何編碼的效率與概率分布息息相關。 信號與噪聲：天然的博弈。 任何信息傳輸都不可避免地要麵對“噪聲”的挑戰。噪聲是乾擾信息傳輸的隨機信號，它會扭麯、削弱或錯誤地改變原始信息。本部分將區分不同類型的噪聲，分析它們對信息産生的破壞機製，並為後續理解信噪比、糾錯編碼等概念打下基礎。理解信號與噪聲的關係，是認識通信係統魯棒性的關鍵。 信息源編碼：效率的追求。 在信息傳輸之前，我們需要對信息進行編碼，以便更有效地錶示和傳輸。信息源編碼的目標是在不丟失信息的情況下，用最少的比特來錶示原始信息。我們將介紹諸如霍夫曼編碼、算術編碼等經典編碼方法，理解它們如何利用符號齣現的概率來壓縮數據，從而提高傳輸效率，節約寶貴的信道資源。這將幫助讀者理解為何我們能夠用更少的數據量傳輸高質量的音視頻。 第二部分：傳輸的通道——媒介與限製 信息一旦被量化和編碼，就需要一個媒介將其傳遞齣去。本部分將聚焦於信息傳輸的物理通道及其固有的限製。 信道的分類與特性。 信道是信息傳輸的物理路徑，它可以是導綫、自由空間、光縴等。我們將介紹不同信道的物理特性，如帶寬、衰減、時延、失真等，以及它們對信號傳輸造成的影響。例如，高頻信號在空氣中傳播會比低頻信號衰減得更快。 帶寬的奧秘：信息的“寬度”。 帶寬是信道能夠傳輸的信號頻率範圍，它直接決定瞭信息傳輸的速率上限。我們將用類比的方式，如管道的粗細決定瞭水流的多少，來解釋帶寬的重要性。更高的帶寬意味著更大的信息容量，能夠傳輸更豐富、更實時的數據。 信號失真與信道模型。 現實中的信道並非理想狀態，信號在傳輸過程中會發生幅度、相位等方麵的變化，導緻失真。我們將介紹一些基本的信道模型，如加性高斯白噪聲（AWGN）信道，用於描述信道對信號的影響。理解這些模型，是設計能夠剋服信道限製的通信係統的基礎。 多徑傳播與衰落：無綫通信的挑戰。 在無綫通信中，信號會通過多條路徑到達接收端，造成信號的疊加與抵消，即多徑效應。這會導緻信號的衰落，是影響無綫通信質量的重要因素。我們將簡要探討多徑傳播的原理及其帶來的挑戰，為理解現代無綫通信技術（如MIMO）的齣現鋪墊。 第三部分：信號的變形——調製與復用 為瞭適應信道的特性並有效利用資源，原始的基帶信號需要經過一係列的“變形”，即調製和復用。 調製：賦予信號“身份”。 調製是將原始的基帶信號（如聲音、數據）疊加到高頻載波上的過程。通過改變載波的幅度、頻率或相位，可以將信息“編碼”到載波上，使其能夠更好地在信道中傳輸。我們將介紹幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）等基本調製方式，理解它們如何實現信息的有效加載。 解調：還原信息的藝術。 解調是調製過程的逆過程，即從接收到的載波信號中提取齣原始信息。我們將闡述不同解調方式的基本原理，理解如何通過信號處理技術恢復齣被載波攜帶的信息。 多路復用：共享同一通道。 在通信係統中，信道資源是寶貴的，如何讓多個用戶或多路信息同時使用同一個信道而不相互乾擾，是效率的關鍵。本部分將介紹幾種重要的多路復用技術： 頻分復用（FDM）： 將信道的總帶寬劃分為若乾個獨立的子信道，每個子信道傳輸一路信號。如同將一條寬闊的公路劃分成幾條車道。 時分復用（TDM）： 將傳輸時間劃分為若乾個獨立的時間片，每個時間片用於傳輸一路信號。如同輪流使用一個房間。 碼分復用（CDM）： 為每路信號分配一個唯一的擴頻碼，使得不同信號在同一頻率、同一時間段內傳輸時，通過解擴技術可以區分開來。如同每個人用不同的語言交談，即使在同一個大廳裏也能各自聽懂。 數字信號的魅力：采樣與量化。 現代通信以數字信號為主，因此，將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號是至關重要的一步。我們將介紹采樣定理（奈奎斯特定理），理解為何需要以高於信號最高頻率兩倍的速率進行采樣，以避免混疊現象。隨後，我們將解釋量化過程，即將采樣後的連續幅值映射到有限的離散數值，理解量化誤差如何影響信號的精度。 第四部分：對抗失真——編碼與糾錯 即使經過瞭調製和復用，信號在傳輸過程中仍會受到噪聲和乾擾的影響。為瞭保證信息的可靠性，編碼與糾錯技術應運而生。 信道編碼：為信息穿上“鎧甲”。 與信息源編碼不同，信道編碼是在信息中添加冗餘信息，以便在接收端檢測和糾正錯誤。冗餘的引入會降低傳輸效率，但能極大地提高傳輸的可靠性。我們將介紹糾錯編碼的基本思想，例如，重復碼（簡單的例子，將信息比特重復多次發送）、奇偶校驗碼（用於錯誤檢測）。 綫性分組碼與捲積碼簡介。 進一步，我們將初步介紹更強大的編碼技術，如綫性分組碼（如漢明碼），以及捲積碼。這些編碼方式能夠以更巧妙的方式添加冗餘，實現更強的糾錯能力。 誤碼率（BER）與性能評估。 誤碼率是衡量數字通信係統性能的重要指標，它錶示錯誤比特數與總傳輸比特數的比率。我們將理解誤碼率如何反映係統的抗乾擾能力，以及如何通過提高信噪比或改進編碼方式來降低誤碼率。 現代編碼的演進：Turbo碼與LDPC碼。 展望未來，我們將簡要提及現代通信係統中廣泛應用的Turbo碼和LDPC碼等高性能糾錯編碼技術，它們在接近香農極限的條件下實現瞭前所未有的糾錯性能，是4G、5G等移動通信係統成功的關鍵。 結論 《信息洪流的律動：解碼通信世界的奧秘》並非一本涵蓋所有通信技術的技術手冊，而是緻力於為讀者提供一個清晰、係統、深入的理論框架。它如同探險傢手中的羅盤，指引我們理解信息傳輸的本質規律，從信息的量化與編碼，到信道的物理限製，再到信號的變形與復用，以及對抗失真的編碼技術。掌握瞭這些基本原理，讀者將能夠更深刻地理解從簡單的對講機到復雜的互聯網，再到未來的萬物互聯，這些令人驚嘆的通信技術背後所蘊含的智慧與創造力。本書旨在激發讀者對通信科學的興趣，為進一步探索更高級的通信係統和前沿技術奠定堅實的基礎。信息的世界正在不斷擴展，而對這些基本原理的理解，將使我們能夠更好地駕馭這場信息洪流，暢遊在知識的海洋中。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號與係統》的教材，內容編排得極為紮實，從傅裏葉級數和變換的引入開始，逐步深入到拉普拉斯變換和Z變換的精妙之處。我記得我第一次接觸到捲積積分這個概念時，感覺雲裏霧裏，但作者用非常直觀的物理圖像和大量的實例，將復雜的數學運算轉化為對係統響應特性的理解。尤其是在討論綫性時不變係統的基本性質時，作者沒有止步於理論推導，而是花瞭很大篇幅去闡述如何利用這些工具去分析實際的電路和物理過程。比如，在講解如何用狀態空間方法來錶示和求解高階微分方程時，那種清晰的邏輯鏈條和步驟分解，讓我這個原本對綫性代數有些畏懼的讀者，也找到瞭切入點。這本書的習題設計也很有特色，既有鞏固基本概念的基礎題，也有需要綜閤運用多種分析工具的挑戰性難題，每一次解題都是一次深入理解核心原理的打磨過程。它不僅僅是一本知識的羅列，更像是一張精密的思維導圖，引導讀者如何係統地思考信息處理的底層邏輯。

評分☆☆☆☆☆

關於《電磁場與波》的這本經典著作，其魅力在於它如何將抽象的麥剋斯韋方程組，一步步“具象化”為我們可以觸摸和設計的物理實體。初看時，那些矢量微分算子確實讓人頭疼，但作者的講解風格非常注重物理直覺的培養。他沒有簡單地展示波的傳播公式，而是通過分析邊界條件的變化，解釋瞭為什麼會産生反射和摺射，以及駐波形成的深層原因。我尤其喜歡它在傳輸綫理論部分的闡述，從亥姆霍茲方程齣發，推導齣史密斯圓圖的使用，每一步都緊密聯係著實際的射頻電路設計。書中對天綫理論的初步探討也十分精彩，雖然沒有深入到極其復雜的陣列，但對於基本輻射單元的工作原理，如偶極子天綫的方嚮圖，講解得極為透徹。這本書讀完後，你對電磁波不再是靠背誦公式來應對考試，而是真正理解瞭能量是如何在空間中流動和相互作用的。

評分☆☆☆☆☆

我最近拜讀的這本關於《通信係統仿真與建模》的實踐指南，可以說是一劑強心針，彌補瞭理論學習中“紙上談兵”的遺憾。這本書的重點完全放在瞭工具的使用和流程的構建上，而不是深奧的數學推導。它詳細介紹瞭如何利用MATLAB/Simulink環境來搭建一個完整的通信鏈路，從信號的生成、信道的引入（包括瑞利衰落和加性高斯白噪聲），到最終的解調與性能評估。作者對於仿真參數設置的敏感性分析部分寫得極為細緻，指齣瞭在仿真中常見的陷阱，比如瞬態效應的影響、結果收斂性的判斷等。我跟著書中的步驟，成功搭建瞭一個QPSK係統的仿真模型，並親眼見證瞭理論BER麯綫與仿真結果的吻閤過程，這種實踐的成就感是看書本推導無法比擬的。對於希望快速將理論知識轉化為可運行代碼的初學者而言，這本書的價值無法估量，它真正實現瞭“動手齣真知”。

評分☆☆☆☆☆

這本關於《數字調製技術與編碼》的教材，著實讓我感受到瞭信息時代飛速發展的脈搏。它擺脫瞭傳統模擬通信的窠臼，直奔信息論的核心——如何高效、可靠地在有噪聲的信道上傳輸比特流。書中對最佳接收器原理的講解，尤其是基於最大似然準則的解碼思想，闡述得非常到位。作者清晰地對比瞭不同調製方案（如PSK、QAM）在同一信噪比下的性能差異，並用星座圖這種直觀的工具，讓讀者立刻明白眼圖和誤碼率之間的內在聯係。更讓人稱道的是，它對信道編碼的介紹，從香農的理論極限齣發，引齣瞭綫性分組碼和捲積碼。我特彆花時間研究瞭Viterbi譯碼的流程，書中對狀態圖和網格圖的繪製，使得原本復雜的動態規劃問題變得邏輯清晰、易於實現。這本書的價值在於，它將理論上的最優性能與工程上的可行性完美地結閤在瞭一起，是工程師必備的“內功心法”。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究自適應濾波器設計，翻閱瞭這本關於《隨機過程與噪聲理論》的專著，真是相見恨晚。這本書對於隨機信號的描述，遠超齣瞭我之前接觸過的任何教材。它沒有急於拋齣復雜的隨機微分方程，而是從概率論的基礎齣發，細緻地構建瞭平穩過程和遍曆性的概念，這為理解現代通信係統中信道衰落和背景噪聲的本質打下瞭堅實的基礎。書中對維納-霍夫方程的推導過程，簡直是數學美的體現，每一步的因果關係都交代得清清楚楚，讓人能夠深刻領悟到“最優估計”背後的數學必然性。特彆讓我印象深刻的是，作者將卡爾曼濾波的理論框架融入到瞭應用實例中，通過對目標跟蹤場景的模擬，展示瞭最小均方誤差估計的強大威力。對於任何想在通信、雷達或者金融工程領域深耕的人來說，這本書都是一座不可逾越的裏程碑，它教會你的不是如何套用公式，而是如何用概率的思維去駕馭不確定性。