数字通信(第2版)(工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨文山，方致霞，尚勇著 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115253026

商品编码：29729394960

包装：平装

出版时间：2011-08-01

基本信息

书名：数字通信(第2版)(工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目)

定价：34.00元

作者：杨文山,方致霞,尚勇著

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2011-08-01

ISBN：9787115253026

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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《数字通信(第2版21世纪高职高专通信规划教材)》由杨文山主编，共有6章。主要内容：介绍数字通信系统的构成、主要性能指标和数字通信特点及有关概念：讨论抽样、量化、编码等有关语音信号数字化的理论和实现方法；介绍时分多路复用方法及通信系统的同步问题，并简要介绍通信系统中常用的信道复用技术；讨论数字复接技术和同步复用SDH技术；讨论数字信号传输理论，阐述基带传输特性、传输码型、信道误码以及再生中继过程；介绍数字通信实验，让学生动手做实验，观察、体验数字通信的过程，帮助学生理解数字信号形成、传输的理论。各章均设有思考题与练习题。本书编写的内容并非都是各专业必修的基础内容，各院校可以根据各专业的具体专业要求和课程设置选择学习。

内容提要

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《数字通信》由杨文山主编，全面地讨论与数字通信技术相关的模拟信号数字化和数字信号复用、复接以及传输的基本原理和概念。主要内容有语音信号数字化技术、时分多路复用技术、准同步数字体系(PDH)和同步数字休系(SDH)、数字信号传输。
本书重视理论联系实际，避免烦琐的数学推导，着重于应用，力求通俗易懂，除讲解理论课程内容外，书中还附有实验内容。
本书可作为高职高专院校通信类、电子信息类专业教学用书，也可作为通信工程技术人员的技术参考书。

目录

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章 数字通信概述
1.1 引言
1.2 数字通信的概念和含义
1.2.1 通信系统构成
1.2.2 信息与信号
1.2.3 模拟通信与数字通信
1.2.4 数字通信系统基本模型
1.2.5 典型的数字通信系统
1.3 数字通信系统的主要性能指标
1.3.1 有效性指标
1.3.2 可靠性指标
1.4 数字通信的特点和主要技术
1.4.1 数字通信的特点
1.4.2 数字通信的主要技术
1.5 数字通信发展趋势
小结
思考题与练习题
第2章 语音信号数字化技术
2.1 语音信号数字化方式
2.1.1 PCM通信系统
2.1.2 语音信号编码的分类
2.2 抽样
2.2.1 抽样定理
2.2.2 抽样、保持电路
2.2.3 分路、重建
2.3 量化
2.3.1 均匀量化及量化噪声计算
2.3.2 非均匀量化及其实现方法
2.4 编码和解码
2.4.1 码型
2.4.2 线性编码与解码
2.4.3 非线性编码与解码
2.4.4 单片集成PDM编解码器
2.5 差值脉冲编码调制
2.5.1 DPCM原理
2.5.2 自适应差分脉码调制
2.5.3 32kbit/sADPCM系统简介
2.5.4 语音压缩编码技术的概念
2.6 参量编码
2.6.1 线性预测编码的基本概念
2.6.2 线性预测合成分析编码
2.7 子带编码
2.7.1 子带编码工作原理
2.7.2 子带编码的编码速率
小结
思考题与练习题
第3章 时分多路复用技术
3.1 PCM30/32路基群帧结构
3.1.1 时分多路复用通信的概念
3.1.2 时分多路通信系统的构成
3.1.3 PCM30/32路基群帧结构
3.1.4 数码率计算
3.2 PCM30/32路的定时与同步系统
3.2.1 定时系统
3.2.2 同步系统
3.3 PCM30/32路系统构成
3.3.1 集中编码方式PCM30/32路系统
3.3.2 单路集成编解码PCM30/32路系统
3.3.3 PCM话路特性指标及其测试
3.4 信号复用方式和多址连接方式
3.4.1 频分多路复用
3.4.2 时分多路复用
3.4.3 波分多路复用
3.4.4 多址方式
小结
思考题与练习题
第4章 准同步数字体系(PDH)和同步数字体系(SDH)
4.1 复接的基本概念
4.1.1 PCM复用与数字复用
4.1.2 数字复接系统的构成
4.1.3 数字复接方式
4.2 同步复接与异步复接
4.2.1 同步复接技术
4.2.2 异步复接技术
4.2.3 异步复接二次群帧结构
4.2.4 二次群异步复接系统构成
4.2.5 复接抖动
4.3 PCM高次群
4.3.1 PCM三次群帧结构
4.3.2 PCM四次群帧结构
4.3.3 PCM五次群帧结构
4.3.4 PCM高次群接口码型
4.4 PCM零次群、PCM子群
4.4.1 PCM零次群
4.4.2 PCM子群
4.5 SDH概述
4.5.1 准同步数字体系的不足
4.5.2 同步数字体系的概念
4.5.3 同步数字传输网的特点
4.6 SDH的速率和帧结构
4.6.1 网络节点接口
4.6.2 同步数字体系的速率
4.6.3 SDH帧结构
4.6.4 开销的类型和功能
4.7 同步复用和映射方法
4.7.1 复用单元
4.7.2 我国的SDH复用路线
4.7.3 映射
4.7.4 定位
4.7.5 复用
4.8 SDH传送网结构
4.8.1 传送网的概念
4.8.2 SDH传送网分层模型
4.8.3 SDH传输网及网络单元
4.8.4 SDH的自愈网
4.8.5 网同步、SDH网同步结构和同步方式
小结
思考题与练习题
第5章 数字信号传输
5.1 数字信号基带传输的基本知识
5.1.1 基带传输系统的构成
5.1.2 数字基带信号的波形
5.1.3 数字基带信号的频谱特性
5.2 数字信号基带传输的线路码型
5.2.1 数字信号基带传输码型的要求
5.2.2 常用的传输码型
5.2.3 传输码型变换的误码增殖简介
5.3 数字基带信号传输特性与码间干扰
5.3.1 数字基带信号传输的基本特点
5.3.2 数字基带信号的传输过程
5.3.3 数字基带信号传输的基本准则(间干扰的条件)
5.4 数字基带信号的再生中继传输
5.4.1 基带传输信道
5.4.2 再生中继系统
5.4.3 再生中继器的构成
5.5 传输系统的性能分析
5.5.1 信道噪声及干扰
5.5.2 误码率和误码率的累积
5.5.3 误码信噪比
5.5.4 相位抖动
5.5.5 眼图
*5.6 数字信号的频带传输
5.6.1 数字调制的概念
5.6.2 数字幅度调制
5.6.3 数字频率调制
5.6.4 数字相位调制
5.6.5 数字信号的频带传输系统
小结
思考题与练习题
第6章 数字通信实验
6.1 脉冲幅度调制与解调实验
6.2 PCM编译码实验
6.3 PCM时分复用实验
6.4 帧同步实验
6.5 数字基带信号实验
6.6 SDH光传输设备硬件认识
6.7 SDH光电接口指标测试实验
6.8 光功率计灵敏度、动态范围的测试实验
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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数字通信（第二版） 内容简介 本书系统深入地阐述了数字通信系统的基本原理、关键技术和设计方法，是面向工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目的重要成果。全书共分十章，内容覆盖了数字通信的各个核心领域，旨在为读者提供扎实而全面的理论基础和实践指导。 第一章 引论 本章首先对数字通信的产生背景、发展历程以及其在现代社会中的重要地位和作用进行了宏观介绍。通过对模拟通信与数字通信的对比分析，突显了数字通信在抗干扰能力、传输质量、信息安全以及系统灵活性等方面的显著优势。接着，本章详细阐述了数字通信系统的基本组成框图，剖析了各个功能模块（如信源编码、信道编码、调制解调、信道等）的内在联系和相互影响。此外，还引入了数字通信系统性能评估的常用指标，如误码率、信噪比、传输速率等，为后续章节的学习奠定理论基础。最后，对未来数字通信技术的发展趋势，如宽带化、智能化、网络化等进行了展望。 第二章 数学基础 本章聚焦于数字通信系统分析和设计所必需的数学工具。重点讲解了概率论与随机过程的基础知识，包括随机变量、概率密度函数、期望、方差、相关函数、功率谱密度等概念，并阐述了它们在描述通信信号和噪声方面的应用。随后，详细介绍了傅里叶变换及其在信号分析中的重要作用，包括时域到频域的转换、卷积定理等。离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）在本章中也得到了深入讲解，为理解数字信号处理和频谱分析提供了理论支撑。此外，还简要介绍了线性系统理论、Z变换以及基本的矩阵运算，这些都将成为后续章节分析通信系统特性的重要工具。 第三章 信源编码 本章深入探讨了信源编码技术，其核心目标是在不显著降低信息保真度的前提下，尽可能地压缩信源产生的冗余信息，从而提高信息传输效率。本章首先介绍了香农信息论的基本原理，包括信息熵、互信息、信道容量等概念，为信源编码的理论极限提供了依据。接着，详细讲解了常用的信源编码方法，包括： 无损信源编码： 如霍夫曼编码（Huffman Coding）和算术编码（Arithmetic Coding），它们通过为不同出现概率的信源符号分配不同长度的码字，实现最优编码。本章会详细推导其编码算法，并分析其最优性。 有损信源编码： 如线性预测编码（LPC）、变换编码（如DCT、DWT）以及矢量量化（VQ）等。这些编码方法允许适度丢失信息，以获得更高的压缩率，在语音、图像和视频编码中应用广泛。本章会介绍这些方法的原理、算法流程以及在实际应用中的权衡。 第四章 数字调制与解调 本章是数字通信的核心内容之一，详细介绍了如何将数字基带信号转换为适合在实际通信信道上传输的带通信号，以及如何进行信号的恢复。 基本调制方式： 详细讲解了线性调相（LPSK、QPSK）、幅度调制（ASK、QAM）以及频率调制（FSK）等基本数字调制技术。对每种调制方式的信号星座图、功率谱特性、调制解调原理以及在不同信道条件下的性能进行了深入分析。 高阶调制： 介绍了16-QAM、64-QAM等高阶调制技术，分析了它们如何通过增加星座点来提高频谱效率，以及由此带来的对信噪比的要求。 非相干解调与相干解调： 详细阐述了不同调制方式对应的相干解调和非相干解调原理，并分析了它们在性能上的差异。 匹配滤波器： 介绍了匹配滤波器的概念和设计，以及它在降低误码率方面的作用。 最大似然检测： 讲解了最大似然检测原理，它是最优的符号检测准则。 第五章 信道编码 本章主要阐述信道编码技术，旨在通过在传输的数据中添加冗余信息，以提高通信系统的抗噪声能力，降低误码率。 线性分组码： 详细介绍了线性分组码的基本概念，包括生成矩阵、校验矩阵、码字空间等。重点讲解了循环码（Cyclic Codes）的构造和译码方法，如代数译码和硬判决/软判决译码。 卷积码： 深入讲解了卷积码的编码器结构（约束长度、生成多项式）和译码算法，特别是维特比译码算法（Viterbi Algorithm），并分析了其性能。 交织技术： 介绍了随机交织和块交织等交织技术，阐述了它们如何通过打乱码元顺序来改善突发错误的影响。 现代信道编码： 简要介绍了Turbo码和LDPC码等现代高性能信道编码技术，它们在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。 第六章 均衡技术 本章着重于解决通信信道对数字信号造成的失真问题，特别是码间串扰（ISI）的消除。 码间串扰的产生与影响： 详细分析了信道非理想特性（如频率选择性衰落、相位失真）如何导致码间串扰，并阐述了其对系统性能的严重影响。 线性均衡器： 介绍了横向滤波器（Transversal Filter）等线性均衡器，包括最小均方误差（MMSE）均衡器和零强制（ZF）均衡器，并分析了它们的原理和性能。 非线性均衡器： 讲解了决策反馈均衡器（DFE）的原理，以及它在消除剩余码间串扰方面的优势。 自适应均衡： 介绍了自适应均衡器的概念，以及梯度自适应算法（如LMS、RLS）在实时调整均衡器参数中的应用。 联合优化： 简要探讨了调制解调与均衡联合优化的思想。 第七章 多用户通信 本章将视角从单用户通信扩展到多用户环境，探讨了多个用户如何在共享的通信资源（如频谱、时域）上同时进行通信。 多址技术： 详细介绍了多种多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）等经典多址技术。对每种技术的原理、优缺点和适用场景进行了深入分析。 干扰和容量： 分析了多用户通信中存在的干扰问题（如同频干扰、邻频干扰）及其对系统容量的影响。 现代多址技术： 简要介绍了正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）等技术在多用户通信中的应用，它们极大地提升了频谱效率和系统性能。 随机接入： 讨论了在未知信道和用户到达率的情况下，如何实现用户接入的随机接入（ALOHA、CSMA/CD）方法。 第八章 认知无线电与软件定义无线电 本章介绍了数字通信领域的前沿技术——认知无线电（Cognitive Radio）和软件定义无线电（Software Defined Radio，SDR）。 认知无线电： 讲解了认知无线电的核心思想，即终端设备能够感知其所处的无线环境，并根据环境变化动态调整其传输参数（如频率、功率、调制方式），以提高频谱利用效率并避免干扰。本章会探讨频谱感知、频谱决策和频谱共享等关键技术。 软件定义无线电： 介绍了SDR的架构和基本原理，强调了通过软件配置来实现无线电功能的灵活性和可重构性。SDR使得通信协议和功能的升级更加便捷，为认知无线电的实现提供了技术基础。 SDR在认知无线电中的应用： 分析了SDR如何支持认知无线电的动态频谱感知、智能波形生成和自适应调制解调等功能。 未来发展： 展望了认知无线电和SDR在智能交通、物联网、智能电网等领域的应用前景。 第九章 通信系统仿真与性能分析 本章旨在介绍如何利用仿真工具来验证数字通信系统的理论模型，并对其性能进行量化分析。 仿真软件介绍： 简要介绍了一些常用的通信系统仿真软件，如MATLAB/Simulink，以及它们在通信系统设计中的应用。 仿真流程： 详细阐述了建立通信系统仿真模型的基本步骤，包括信号生成、信道建模、噪声添加、接收端处理、性能指标统计等。 性能仿真： 通过实例演示，讲解如何仿真和评估不同调制方式、信道编码、均衡器等技术在不同信道条件下的误码率（BER）、信噪比（SNR）等性能指标。 仿真结果的解读与验证： 强调了如何正确解读仿真结果，并与理论分析进行对比，以验证理论模型的有效性。 第十章 数字通信系统的发展趋势 本章对数字通信技术未来的发展方向进行梳理和展望。 5G及未来移动通信： 探讨了5G技术的核心特征，如超高速率、超低时延、海量连接，以及其在增强移动宽带（eMBB）、大规模机器类通信（mMTC）和超可靠低时延通信（uRLLC）等场景下的应用。并对6G通信的研究方向进行初步展望。 人工智能与通信的融合： 分析了人工智能（AI）在通信系统中的应用，包括智能信道估计、智能资源调度、智能干扰管理、网络优化等方面，AI有望带来通信系统的智能化和高效化。 物联网（IoT）通信： 探讨了物联网通信的需求和挑战，以及低功耗广域网（LPWAN）、NB-IoT等技术的发展。 下一代网络架构： 讨论了网络功能虚拟化（NFV）、软件定义网络（SDN）等技术对未来通信网络架构的变革。 信息安全与隐私保护： 强调了随着通信系统规模的扩大和应用场景的多样化，信息安全和隐私保护的重要性日益凸显，并介绍了相关的技术和策略。 本书结构清晰，逻辑严谨，理论与实际相结合，配以丰富的图示和案例，力求使读者在掌握数字通信基本原理的同时，也能了解最新的技术动态和发展趋势。通过本课程的学习，读者将能够深入理解现代通信系统的设计理念，并为从事通信工程相关的科研、设计和开发工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是直击我这个老工程师的心坎儿。那种沉稳的蓝色调，配上清晰的白色字体，一看就知道里面装的是真材实料，绝对不是那种花里胡哨的入门读物。我记得我拿到书的时候，随便翻了几页，就被它那种严谨的学术态度给吸引住了。特别是关于信道编码和调制的章节，作者没有停留在概念的简单罗列上，而是深入剖析了背后的数学原理和工程实现细节。我尤其欣赏它在阐述复杂算法时，那种层层递进的逻辑推导，让你感觉每一步都是水到渠成的必然结果，而不是硬塞给你的知识点。比如在讲解OFDM的IFFT/FFT实现时，它不仅给出了理论公式，还结合了一些实际的采样点和循环卷积的概念，这对于我们做底层硬件驱动或者系统仿真的人来说，简直是如获至宝。这本书的排版也非常考究，图表清晰，公式居中对齐，阅读体验极佳，不像有些教材，图表挤在一起，看着就头疼。读完一章，你感觉脑袋里是充实的，而不是被一堆模糊的概念轰炸过。它真的能帮你构建起一个扎实而全面的数字通信系统认知框架，让你在面对新的通信标准或者技术挑战时，心里有底气。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是那种非常“工程师”式的，干练、精确，不拖泥带水，但又充满了逻辑的严密性。它不是那种试图用幽默或者轻松的语气来“讨好”读者的教材。相反，它假设你已经具备了一定的数学基础，并准备好接受挑战。这种态度反而让我更加尊重它。比如在阐述各种调制方案的误码率性能时，它直接给出了带有瑞利衰落因子和高斯白噪声影响下的复杂积分表达式，然后通过巧妙的积分技巧（比如利用马尔代夫积分或者高斯误差函数）来求解，每一步推导都清晰可见，让你明白每一点性能损失的物理意义所在。我记得我在设计一个低信噪比下的调制解调系统时，就是参考了书中关于非标准调制星座设计的章节，从中获得了启发，成功优化了系统的接收性能。这本书的价值在于它教会你的不是“怎么做”，而是“为什么这么做”，这种底层逻辑的建立，才是真正困难且宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书最难能可贵的一点在于它对前沿技术和经典理论的平衡把握得恰到好处。在很多教材还在停留在二代移动通信的框架里打转时，这本书已经非常前瞻地引入了MIMO、信道估计等关键技术。我记得在讲到迭代接收机时，作者并没有用过于简化的模型来糊弄读者，而是详细对比了MMSE均衡器和最大似然检测的性能差异，并用直观的星座图变化来辅助说明。这种深度和广度的结合，让这本书的价值远超一般高校教材。我个人在使用过程中，发现它非常适合作为进阶学习的参考书。当你对某个概念有了初步了解后，再回过头来翻阅此书的对应章节，总能发现新的理解层次。它不是那种读完一遍就束之高阁的工具书，更像是一个可以不断返回去深入挖掘的知识宝库。特别是它在讨论功率谱密度和带宽效率时，那种将理论分析和实际约束紧密结合的方式，让我对频谱资源管理的理解上了一个台阶。这本书的作者显然是既懂理论前沿，又深谙工程实践的行家里手。

评分☆☆☆☆☆

从课程体系的角度来看，这本书的编排结构体现了极高的教学智慧。它没有将理论知识孤立地摆放，而是将“源信道编码”、“信道编码”、“调制”、“多址接入”等模块有机地串联起来，形成了一个完整的通信链路图景。这种结构化的呈现方式，极大地帮助我理清了整个通信系统的工作流程和各个环节之间的相互制约关系。举个例子，在讲到信道编码增益时，它会自然而然地引导你去思考，这种增益是以牺牲什么样的传输速率或带宽为代价的，从而更好地理解了香农定理的实际工程意义。书中还穿插了一些历史性的发展介绍，比如从FSK到QAM的演进，这些小小的历史注脚，让枯燥的公式学习变得有血有肉，让你明白技术进步的艰辛历程。这本书让你明白，数字通信是一个多目标优化的问题，你必须在可靠性、速率和复杂度之间找到一个最佳的平衡点，而不是盲目追求某一项指标的极致。

评分☆☆☆☆☆

我尤其赞赏这本书在处理实际工程问题时的那种务实态度。它不仅仅停留在理想高斯信道下的完美理论分析，而是非常认真地探讨了频率选择性衰落、多普勒频移等非理想信道对性能的影响。书中关于均衡器（Equalizer）的章节，我认为是这本书的亮点之一。它详细比较了判决反馈均衡（DFE）和线性均衡器的优缺点，并给出了它们在不同信道条件下（比如高码间串扰情况下）的实际表现曲线。这些内容在很多侧重于纯理论的教材中往往被一笔带过，但对于我们从事实际系统调试的人来说，这些细节决定了产品能否成功上市。我记得有一次我的系统在某个特定环境下出现误码率震荡，翻阅此书后，我立刻联想到了书中关于时钟同步和载波恢复模块对残余载波相位噪声敏感性的讨论，最终通过调整接收机前端的PLL参数解决了问题。这本书就是这样一本，能让你在遇到实际困难时，能迅速定位问题根源，并提供理论指导的“救急”良书。