高等学校电子信息类专业十二五规划教材：数字通信原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李白萍 编

图书标签:

• 数字通信
• 通信原理
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• 教材
• 十二五规划
• 信号处理
• 调制解调
• 信道编码
• 信息论

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560628462

版次：1

商品编码：11147615

包装：平装

丛书名： 高等学校电子信息类专业"十二五"规划教材

开本：16开

出版时间：2012-08-01

用纸：胶版纸

页数：343

编辑推荐

　　与其他同类教材相比，《高等学校电子信息类专业十二五规划教材：数字通信原理》的主要特点如下：（1）每章小节概括性地总结了本章的主要研究思路，便于读者在自学时抓住重点；（2）增加了基础实验和仿真实验，这对加深基本概念的理解和提高读者综合运用所学知识的能力是非常有益的，尤其有助于培养卓越工程师。本书用于大学本科教学时，基本教学时数为64学时；用于专科或其他相关专业教学时，参考教学时数为48学时。

内容简介

　　《高等学校电子信息类专业十二五规划教材：数字通信原理》系统、全面地阐述了数字通信的 基本原理，在内容安排上以数字通信系统一般组成 方框图为基础，首先介绍通信系统不可缺少的组成部分，然后按照信号在通 信系统中的传输 顺序讲述相关原理。全书共分10章，内容包括：绪论（通信系统的基本组成）、信道和噪声、信源编码理论、复用理论和复接技术、基带传输理论、频带传输及调制原理、数字信号的最 佳接收理论、同 步原理、信道编码理论和通信原理实验等。本书既可作为高等学校通信工程及相关专业的本、专科教 材，也可供通信工程技术人员 参考。

目录

第1章 绪论
1.1 通信的基本概念
1.2 通信系统的基本组成
1.3 数字通信系统的主要性能指标
1.4 数字通信技术及发展
1.5 本章小结
思考题
习题
第2章 信道和噪声
2.1 信道的基本概念
2.2 调制信道及其对信号传输的影响
2.3 信道中的噪声
2.4 随机信号和噪声分析
2.5 信道容量
2.6 本章小结
思考题
习题
第3章 信源编码理论
3.1 信源编码的基本原理
3.2 脉冲编码调制
3.3 自适应差分脉冲编码调制
3.4 增量调制
3.5 语音压缩编码简介
3.6 本章小结
思考题
习题
第4章 复用理论和复接技术
4.1 时分复用原理
4.2 PCM30／32路系统
4.3 数字复接技术
4.4 本章小结
思考题
习题
第5章 基带传输理论
5.1 数字信号的基带传输
5.2 数字基带信号传输的基本准则（奈奎斯特第一准则）
5.3 数字信号基带传输的差错率
5.4 眼图
5.5 改善数字基带传输系统性能的措施
5.6 本章小结
思考题
习题
第6章 频带传输及调制原理
6.1 概述
6.2 模拟调制原理
6.3 二进制数字调制原理
6.4 二进制数字调制系统的抗噪声性能分析
6.5 多进制数字调制系统
6.6 改进型数字调制技术
6.7 本章小结
思考题
习题
第7章 数字信号的最佳接收理论
7.1 数字信号接收的统计表述
7.2 最小差错概率接收
7.3 最大输出信噪比接收
7.4 最佳接收机性能分析
7.5 基带传输系统最佳化
7.6 本章小结
思考题
习题
第8章 同步原理
8.1 同步的基本概念
8.2 载波同步
8.3 位同步
8.4 群同步
8.5 网同步
8.6 本章小结
思考题
习题
第9章 信道编码理论
9.1 概述
9.2 线性分组码
9.3 循环码
9.4 卷积码
9.5 其他信道编码技术
9.6 本章小结
思考题
习题
第10章 通信原理实验
10.1 基础实验
10.2 仿真实验
10.3 本章小结
附录
附录A 习题参考答案
附录B 英文缩写词对照表
参考文献

前言/序言

数字通信：从理论基石到前沿探索 数字通信，作为现代信息社会赖以运转的基石，其发展轨迹深刻地影响着我们生活的方方面面，从即时通讯的便捷，到高清视频的流畅，再到物联网的万物互联，无不闪烁着数字通信的智慧之光。本书旨在深入剖析数字通信系统的基本原理、核心技术及其发展脉络，为读者构建一个系统、严谨且富有洞察力的认知框架。我们不局限于某一特定教材的框架，而是力求涵盖数字通信领域最普遍、最核心、最具代表性的知识点，引导读者理解其精髓，并触及前沿研究的方向。 第一章：数字通信系统的概述与发展历程 本章将首先为读者勾勒出数字通信系统的宏观图景。我们将从信息传输的本质出发，探讨模拟通信与数字通信的根本区别，以及为何数字通信能在现代社会占据主导地位。这包括数字通信在抗干扰能力、传输速率、信息处理灵活性以及与计算机技术的融合性等方面所展现出的巨大优势。 接着，我们将回顾数字通信波澜壮阔的发展历程。从早期简单的二进制编码和调制解调技术，到如今复杂的多载波传输、大规模MIMO和人工智能辅助的通信系统，我们将梳理出关键的里程碑事件和技术突破。这部分内容将帮助读者理解数字通信技术是如何一步步演进、克服挑战并最终实现今日的辉煌成就。我们将提及早期香农的信息论奠基，PCM（脉冲编码调制）的出现，以及后来的信道编码、差错控制编码等里程碑式的进展。通过对历史的回顾，读者将能更深刻地体会到数字通信理论的演进与实践应用的相互促进关系。 第二章：信息源编码与数据压缩 数字通信的起点在于信息的表示和编码。本章将深入探讨信息源编码的原理及其在数字通信中的重要作用。我们将介绍离散信源模型，并重点讲解两种经典的无损压缩编码方法： 霍夫曼编码（Huffman Coding）： 详细阐述霍夫曼编码的设计思想，包括如何根据信源符号出现的概率构建最优的前缀码。我们将通过具体的实例来演示编码和解码过程，帮助读者理解其核心算法。 算术编码（Arithmetic Coding）： 介绍算术编码相较于霍夫曼编码的优势，即能够实现更高的压缩比，尤其是在信源符号概率分布非常不均匀的情况下。我们将解析算术编码如何将整个消息映射到一个概率区间内的唯一数值，并详细说明其编码和解码的数学原理。 除了无损压缩，本章还将触及熵编码这一更通用的概念，将其与前述两种编码方式联系起来，解释它们如何共同服务于减少信息冗余的目标。同时，我们也会简单介绍有损压缩的基本思想，例如在图像和音频压缩中常用到的离散余弦变换（DCT）或快速傅里叶变换（FFT）等，为读者建立一个更完整的压缩编码概念。 第三章：信道编码与差错控制 信息在传输过程中不可避免地会受到噪声的干扰，导致误码的产生。信道编码技术是数字通信系统中用于提高传输可靠性的关键手段。本章将系统介绍各类信道编码的原理和应用： 线性分组码（Linear Block Codes）： Hamming码： 详细介绍Hamming码的校验矩阵和生成矩阵的构造方法，以及如何利用其进行错误检测和纠正。我们将深入理解其校验位的计算原理以及汉明权重在纠错中的作用。 BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes）： 介绍这些强大的纠错码在更复杂的纠错能力上的优势，尤其是在应对突发错误方面。我们将解析它们在有限域（Galois Field）上的运算原理，以及其在CD、DVD、卫星通信和移动通信等领域的广泛应用。 卷积码（Convolutional Codes）： 编码器结构和生成多项式： 讲解卷积码的移位寄存器结构，以及生成多项式如何决定编码器的输出。 维特比译码算法（Viterbi Decoding Algorithm）： 这是卷积码最经典的译码算法，我们将对其进行详细的阐述，包括状态转移、度量计算和路径回溯等关键步骤，帮助读者理解其如何通过最大似然准则找到最优的解码序列。 Turbo码（Turbo Codes）和LDPC码（Low-Density Parity-Check Codes）： 作为现代高性能信道编码的代表，我们将介绍这些迭代译码码的先进思想，它们能够逼近香农极限，在3G、4G、5G等通信系统中发挥着至关重要的作用。我们将简要阐述其迭代译码的机制和性能优势。 第四章：数字调制与解调 数字调制是将数字基带信号转换为适合在信道中传输的带通信号的过程。本章将详细介绍各种主要的数字调制技术： 幅移键控（ASK - Amplitude Shift Keying）： 讲解ASK的基本原理，包括单边带ASK和双边带ASK，以及其优缺点。 频移键控（FSK - Frequency Shift Keying）： 介绍FSK如何通过改变载波频率来表示数字信号，并分析其变种，如二进制FSK（BFSK）和多进制FSK（MFSK）。 相移键控（PSK - Phase Shift Keying）： 二进制相移键控（BPSK - Binary Phase Shift Keying）： 讲解BPSK是最简单的PSK形式，通过改变载波的相位来表示0和1。 正交相移键控（QPSK - Quadrature Phase Shift Keying）： 介绍QPSK如何利用两路独立的信号，分别调制同一载波的同相分量和正交分量，实现更高的传输效率。 MPSK（M-ary Phase Shift Keying）： 扩展到M进制PSK，分析其在提高数据速率方面的能力和对信噪比的要求。 正交幅度调制（QAM - Quadrature Amplitude Modulation）： QAM的基本原理： QAM结合了ASK和PSK的优点，通过同时改变载波的幅度和相位来表示更多的信息。 M个符号的QAM： 详细介绍16-QAM、64-QAM、256-QAM等高阶QAM调制方式，理解它们如何在高数据速率和抗干扰能力之间取得平衡。 在调制之后，本章还将深入探讨数字解调的原理，包括相干解调和非相干解调。我们将分析不同调制方式对应的最优解调器，并讨论同步技术在解调过程中的重要性。 第五章：多路访问技术 在实际通信系统中，多个用户通常需要共享同一个通信信道。多路访问技术就是为了解决这一问题而设计的。本章将重点介绍几种关键的多路访问技术： 频分多址（FDMA - Frequency Division Multiple Access）： 讲解如何将信道划分为多个独立的频段，供不同的用户使用。 时分多址（TDMA - Time Division Multiple Access）： 介绍如何将信道的时间划分为若干个时隙，供不同的用户轮流使用。我们将探讨固定分配TDMA和动态分配TDMA（如E-TDMA）的差异。 码分多址（CDMA - Code Division Multiple Access）： 扩频通信原理： 阐述CDMA的核心思想，即利用扩频码将信号扩展到更宽的频带，从而实现用户间的抗干扰和保密性。 伪随机序列（PN Sequence）： 介绍PN序列的特性及其在CDMA中的作用。 直接序列CDMA（DS-CDMA）和跳频CDMA（FH-CDMA）： 分析这两种主要的CDMA技术。 正交频分复用（OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing）： OFDM的基本原理： 介绍OFDM如何将高速率数据流分割成多个低速率子数据流，并通过多个正交的子载波进行并行传输。 循环前缀（CP - Cyclic Prefix）： 解释CP在OFDM中的作用，如何消除符号间干扰（ISI）和保护子载波间的正交性。 OFDM的优势与应用： 分析OFDM在应对多径衰落、实现高速率传输方面的优越性，以及其在Wi-Fi、4G/5G移动通信中的广泛应用。 第六章：无线信道模型与传播特性 无线通信环境是数字通信系统设计和性能评估的关键因素。本章将深入探讨无线信道的特性及其对信号传输的影响： 衰落（Fading）： 瑞利衰落（Rayleigh Fading）和莱斯衰落（Rician Fading）： 详细介绍这两种典型的衰落模型，理解其形成原因，并分析它们对信号幅度、相位和时延的影响。 快衰落与慢衰落： 区分不同时间尺度上的衰落现象。 多径效应（Multipath Effect）： 解释信号经过多个路径到达接收端所产生的干涉，以及它导致的信号失真和符号间干扰（ISI）。 多普勒效应（Doppler Effect）： 分析移动终端与基站之间的相对运动对接收信号频率的影响，以及其在评估信道变化速度上的重要性。 无线信道建模： 介绍常用的无线信道模型，如平坦衰落信道、频率选择性衰落信道等，并讨论如何利用这些模型来仿真和分析通信系统的性能。 第七章：数字通信系统的性能指标与分析 为了评估数字通信系统的性能，本章将系统介绍关键的性能指标： 误码率（BER - Bit Error Rate）： 定义误码率，并分析其与信噪比（SNR - Signal-to-Noise Ratio）、调制方式、信道编码等因素的关系。我们将推导不同调制方式在加性高斯白噪声（AWGN）信道下的理论误码率性能。 信噪比（SNR）与信道容量： 深入理解信噪比在衡量信号质量中的作用，并引入香农-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem），探讨理想信道容量的理论上限。 带宽效率（Bandwidth Efficiency）： 定义带宽效率，并分析如何通过高阶调制、高效编码等方式来提高单位带宽内传输的数据速率。 时延（Latency）与抖动（Jitter）： 讨论这些指标在实时通信系统中的重要性，以及如何优化系统设计来降低时延和抖动。 第八章：现代数字通信系统中的关键技术与前沿 在掌握了数字通信的基本原理之后，本章将带领读者展望现代数字通信系统中的一些关键技术和前沿研究方向： 多输入多输出（MIMO - Multiple-Input Multiple-Output）技术： 空间复用（Spatial Multiplexing）： 讲解MIMO如何通过在发送端和接收端使用多个天线，在同一频率和时域内并行传输多路独立数据流，显著提高传输容量。 分集（Diversity）： 介绍MIMO中的空间分集技术，如何通过多个天线接收同一信号的不同副本，来对抗衰落，提高信号的鲁棒性。 波束赋形（Beamforming）： 阐述如何通过调整天线阵列的相位和幅度，将信号能量聚焦到特定方向，提高信号的传输效率和抗干扰能力。 软件定义无线电（SDR - Software Defined Radio）： 介绍SDR的概念，即通过软件来重构无线通信系统的功能，实现灵活性和可重构性。 认知无线电（CR - Cognitive Radio）： 探讨CR如何实现对无线环境的智能感知和动态频谱管理，以提高频谱利用效率。 人工智能在通信中的应用： 展望AI和机器学习在信号处理、信道估计、资源调度、网络优化等方面的应用潜力，以及它们如何推动下一代通信系统的发展。 5G及未来通信技术： 简要介绍5G的核心技术，如网络切片、边缘计算、超密集组网（UDN）等，并展望6G及更远期的发展方向，例如太赫兹通信、可见光通信等。 通过以上八个章节的学习，读者将能够建立起一套扎实的数字通信理论基础，理解现代数字通信系统的构成、工作原理、关键技术以及未来的发展趋势。本书强调理论与实践的结合，旨在培养读者分析问题、解决问题的能力，为他们在电子信息领域的进一步学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《数字通信原理》，我的内心是充满期待的。作为一名电子信息类专业的学生，我对数字通信的迷恋由来已久，但深知其背后复杂的理论体系。这本书的封面设计简洁大气，十二五规划教材的标识也让人感到一丝庄重与权威。翻阅目录，首先映入眼帘的是那些我熟悉又略感陌生的术语：信源编码、信道编码、调制解调、均衡……每一个章节都像是一扇通往未知世界的大门，吸引着我去探索。我尤其关注关于误码率分析和信道容量的部分，这些是衡量数字通信系统性能的关键指标，我想知道书中是如何深入浅出地讲解这些概念的。此外，书中是否会涉及一些实际的应用案例，比如移动通信、卫星通信等，这些都是我迫切想要了解的，因为理论最终要服务于实践。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更能让我感受到数字通信的魅力，理解其在现代社会中的重要地位。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我对《数字通信原理》这本书的期望，更多的是一种解决实际问题的能力。作为一名即将进入工程实践的学生，我希望这本书能够提供扎实的理论基础，但更重要的是，能够帮助我理解如何将这些理论应用于解决实际的通信工程问题。比如，在设计一个通信系统时，我们应该如何权衡各种参数，如何选择最合适的编码和调制方案，如何应对实际信道中的各种干扰。我特别希望书中能包含一些经典的通信系统设计案例，并详细分析其中的设计思路和技术选择。如果书中能对一些常见的通信设备和技术，如基带传输、带通传输、多址技术等进行深入剖析，那就更能满足我的需求了。我期待这本书能够让我不仅“知其然”，更能“知其所以然”，从而具备解决实际通信工程挑战的能力。

评分☆☆☆☆☆

阅读《数字通信原理》这本书，对我来说，是一次系统性的知识构建之旅。之前在一些碎片化的学习中，我对数字通信的理解显得零散而肤浅。我希望通过这本书，能够建立起一套完整、严谨的理论框架。我特别期待书中关于“信息论”和“随机过程”在数字通信中的应用讲解，我知道这是理解信息传输极限和系统性能的基础。同时，我也希望书中能够对“多径效应”、“衰落”等典型的通信信道衰落特性进行深入的分析，并介绍相应的补偿和对抗技术，例如均衡技术。此外，如果书中能涉及一些现代数字通信技术的发展趋势，如OFDM、MIMO等，并对其基本原理进行介绍，那就更能让我感受到数字通信的时代脉搏，为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这次拿到这本《数字通信原理》，我怀着一种既好奇又有些忐忑的心情。我之前接触过一些关于通信的零散知识，但总感觉不成体系，缺乏深入的理解。这本教材的篇幅看起来相当可观，厚厚的几百页，预示着内容会非常丰富。我最感兴趣的是书中关于“香农定理”的论述，我知道这是数字通信的基石，但对其理解一直停留在浅层。我希望能在这本书中找到更清晰、更具启发性的解释，理解信道容量的真正含义，以及它如何限制了信息传输的速率。另外，书中关于不同调制方式的对比和分析也引起了我的注意，比如ASK、FSK、PSK、QAM等，我想知道它们各自的优缺点，以及在实际应用中是如何选择的。如果书中还能提供一些 MATLAB 或 Python 的仿真代码，那就更完美了，这样我就可以通过实践来加深对理论的理解。

评分☆☆☆☆☆

捧着这本《数字通信原理》，我脑海中闪过许多与数字通信相关的画面：手机信号的无处不在，互联网数据的飞速传输，甚至是我家中智能设备的互联互通。这些神奇的背后，都离不开数字通信技术的支撑。我希望这本书能够为我揭示这背后的奥秘。我对书中关于“编码与解码”的部分格外好奇，这不仅仅是信息的传递，更是一种智慧的对抗，如何在噪声干扰下，尽可能准确地还原原始信息。特别是纠错码的部分，我想了解它如何实现“自动纠错”的神奇功能，这对于提高通信系统的可靠性至关重要。同时，我也关注书中对“同步技术”的讲解，这似乎是保证信息连续、准确传输的关键环节，我希望能够理解其中的原理和实现方法。这本书的出现，对我而言，更像是一个向导，指引我深入数字通信的海洋。