本書介紹瞭現代通信的基礎理論及相關技術。全書共分8章,主要內容包括基礎預備知識、模擬信源數字化與時分復用、數字信號的基帶傳輸、數字調製傳輸、同步與數字復接(涉及PDH及SDH係列)、糾錯編碼及配套的實驗指導。參考學時為80學時。本書在內容選擇方麵注重體現職業教育的特色;在論述上強調物理概念,注意實用性與後續課程的銜接,力求係統地闡述現代通信係統的基本原理和新技術,即以數字通信為核心,突齣係統的基本分析方法、工作原理和信號流程圖,以使讀者建立數字通信的整體概念;提供配套的實驗內容以增強實踐操作和感性認識,通過驗證性實驗內容鞏固基本概念的掌握和加深理解。除第8章外,每章後均附有小結及習題與思考題。附錄包含各章部分習題的答案和通信原理自考模擬試捲及答案。
本書可作為高職高專院校通信、電子、信息工程類專業教材,也可供應用型本科院校及函授、成人自考等相關專業選用,還可供相關工程技術人員培訓、自學時參考。
第1章 緒論 1
1.1 通信技術的發展與信息社會 1
1.2 通信係統的組成和分類 2
1.2.1 通信係統的組成 2
1.2.2 通信係統的分類 3
1.2.3 數字通信係統及主要技術 6
1.2.4 數字通信的主要特點 8
1.3 數字通信係統的主要性能指標 10
1.3.1 有效性指標 10
1.3.2 可靠性指標 11
小結 12
習題與思考題 12
第2章 預備知識 13
2.1 信號處理和分析的基礎知識 13
2.1.1 信號的種類 14
2.1.2 模擬信號和數字信號 16
2.1.3 信號的錶達和分析方法 16
2.1.4 單位衝激信號 26
2.1.5 係統響應及分析 29
2.2 概率論的基礎知識 33
2.2.1 概率的概念 33
2.2.2 概率的一些基本定理 34
2.3 隨機信號的描述 36
2.3.1 概述 36
2.3.2 隨機變量概率密度函數和概率分布函數 39
2.3.3 正態分布 40
2.3.4 隨機信號的數字特徵 41
2.3.5 信號的相關函數的意義 45
2.4 消息、信號、信息及其度量 47
2.5 語音的功率密度分布和聽覺頻率特性 50
小結 51
習題與思考題 52
第3章 模擬信源數字化與時分復用 54
3.1 抽樣定理 54
3.1.1 引言 54
3.1.2 低通型信號理想抽樣定理 56
3.1.3 帶通型信號抽樣定理 58
3.2 模擬信號的量化 61
3.2.1 均勻量化和量化噪聲 61
3.2.2 非均勻量化 65
3.3 脈衝編碼調製 70
3.3.1 碼字碼型 70
3.3.2 碼位安排 71
3.3.3 逐次反饋型編碼器 73
3.3.4 PCM非綫性譯碼器 78
3.3.5 單片PCM編、譯碼器 79
3.4 自適應差值脈碼調製 81
3.4.1 差值脈碼調製的原理 81
3.4.2 自適應差值脈碼調製的基本思路 85
3.5 時分多路復用通信 89
3.5.1 時分多路復用概念 89
3.5.2 幀同步 90
3.5.3 幀結構 92
3.5.4 定時係統 95
3.6 數據壓縮技術簡介 98
小結 100
習題與思考題 100
第4章 數字信號的基帶傳輸 102
4.1 數字信號傳輸的基本理論 103
4.1.1 數字信號波形與頻譜 103
4.1.2 帶限傳輸對信號波形的影響 104
4.1.3 數字信號傳輸的基本準則 106
4.1.4 數字信號基帶傳輸係統 108
4.2 PCM信號的再生中繼傳輸 109
4.2.1 信道特性和噪聲 109
4.2.2 再生中繼 111
4.2.3 信號波形的均衡 112
4.2.4 時鍾提取 115
4.2.5 判決再生 116
4.3 中繼傳輸性能的分析 117
4.3.1 信道噪聲及乾擾 118
4.3.2 誤碼率及誤碼率的纍積 119
4.3.3 相位抖動 122
4.4 基帶傳輸的常用碼型 123
4.4.1 數字基帶信號的碼型設計原則 123
4.4.2 常用的幾種碼型 124
4.5 擾碼與解擾 127
4.5.1 m序列的産生 127
4.5.2 擾碼和解擾原理 131
4.6 眼圖 133
4.7 PCM中繼傳輸係統的測量 134
4.7.1 誤碼率的測量 134
4.7.2 誤碼率的指標 135
4.7.3 PCM中繼係統故障位置的測定 136
小結 137
習題與思考題 138
第5章 數字調製傳輸 139
第6章 同步與數字復接 172
第7章 糾錯編碼 205
第8章 數字通信實驗項目 229
附錄1 部分習題的答案 261
附錄2 高等教育自學考試捲模闆 265
附錄3 高等教育自學考試答案 273
參考文獻 280
“數字通信係統”對於通信和信息工程專業而言,是一門很重要的專業基礎課程,是後續專業課程的基石。上版教材問世以來,受到瞭諸多院校師生和廣大讀者的好評, 獲得瞭首屆中國電子類教材三等奬,且被作為北京2006—2014年自考地鐵通信係統(專科)考試指定教材。經過對上版教材的13年教學使用, 編者又積纍瞭一些在教學中收到較好效果的教學體驗,同時也積纍瞭一些新的認識,並且發現瞭上版教材中存在的一些不足之處,所以進行瞭本次修訂。修訂後的教材更加通俗易懂,內容更為全麵豐富,體係更加完備,便於教學與自學。本次修訂,編者是本著保留完善的、修改不閤適的、補充和完善不足的等原則來進行的。全書仍設計為8章內容,除瞭第8章全新變更為8個配套實驗項目外,其他章仍然沿用第一版的標題和框架,但是具體內容都做瞭精細化的修剪和完善。由衷地希望修訂版能獲得更多讀者和同行的認可。本次修訂過程中,中國民用航空飛行學院謝傢雨老師和榮健、趙明忠老師參與瞭部分章節的圖文處理工作,烽火科技集團有限公司武漢郵電科學院徐傑副院長對本次修訂提齣瞭寶貴的意見,並審閱瞭全書內容,在此錶示衷心的感謝。本書的修訂得到瞭作者所在單位的全力支持,西安電子科技大學齣版社也給予瞭熱情幫助和強有力的支持,尤其是雲立實編輯的體諒和包容,使得本次修訂曆時近3年之久終於完稿。由於編者水平有限,書中不足之處仍在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
編 者
2017年6月
從一位對數字通信技術有著探索欲望的讀者的角度來看,《數字通信係統(第二版)》(高職 強世錦)這本書,僅僅是憑其書名和作者的署名,就足以引起我的好奇和關注。我深知,要理解現代通信的奧秘,紮實的理論基礎是必不可少的。而“第二版”的字樣,則意味著這本書可能已經經過瞭市場的檢驗和作者的細緻打磨,內容上應該更為成熟和完善。我特彆期待這本書能夠為我揭示數字通信係統中那些至關重要的環節,比如信息的量化、編碼、調製、以及在復雜多變的信道中的傳輸和解調過程。我希望它能夠以一種循序漸進的方式,將這些相對抽象和復雜的概念,通過清晰的邏輯和生動的語言呈現齣來。對於一本高職定位的教材,我還會特彆留意它在工程實際應用方麵的側重,比如能否提供一些實際通信係統中可能遇到的問題分析,或者是一些基礎的係統設計思路。總而言之,我希望這本書能夠成為我學習數字通信道路上的一塊堅實基石,引領我深入瞭解這個既神秘又充滿活力的領域。
評分作為一名對數字通信領域有著濃厚興趣,但又常常在海量信息中迷失方嚮的讀者,我一直渴望找到一本能夠幫助我理清脈絡、係統梳理知識的書籍。《數字通信係統(第二版)》這本書,初次映入眼簾,就給我一種“權威”和“係統”的感覺。強世錦教授的名字,本身就承載著一定的學術聲譽。而“第二版”的標識,則暗示瞭內容的更新和優化,這對於學習者而言,意味著能接觸到更貼近當前技術發展的知識。我特彆關注這本書在基礎理論的闡述上能否做到詳盡易懂,尤其是像信息論、信道模型、編碼理論等核心部分。畢竟,數字通信的魅力很大程度上就體現在其對信息進行高效、可靠傳輸的智慧之中。我希望這本書不僅僅是理論的堆砌,更能在理解理論的基礎上,引齣相關的工程實踐,例如在不同信道條件下,如何選擇閤適的調製解調方案,或者在數據傳輸過程中,如何通過糾錯編碼來保證數據的完整性。如果這本書能夠提供一些具體的算例和圖錶分析,那將極大地幫助我加深理解,並為日後解決實際問題打下基礎。
評分作為一個在數字通信領域摸索瞭幾年,最近終於下定決心要係統地梳理知識體係的讀者,我一直都在尋找一本既能打好基礎,又能跟上技術發展步伐的教材。《數字通信係統(第二版)》(高職 強世錦)這本書,雖然我還沒有機會深入研讀,但僅從封麵和目錄的初步瀏覽,就讓我對其充滿期待。強世錦教授的名字在業內有著一定的知名度,這本身就為這本書增添瞭不少分量。更重要的是,第二版意味著它在第一版的基礎上進行瞭更新和完善,這對於我們這些希望接觸到最新知識的讀者來說,無疑是個好消息。高職版本定位,也暗示著它會更加注重實踐和應用,這對於培養實際動手能力的我來說,是非常吸引人的。我特彆關注這本書在信號處理、信道編碼、調製解調等核心概念的講解深度,以及是否能結閤當前主流的通信技術,比如5G、物聯網等進行闡述。如果這本書能夠做到理論與實踐並重,能夠提供清晰的圖示和案例分析,那就再好不過瞭。我相信,一本好的教材,不僅能讓我理解“是什麼”,更能讓我明白“為什麼”以及“怎麼做”,從而真正提升我的專業技能。
評分這本《數字通信係統(第二版)》給我最直觀的感受是,它似乎為那些想要從零開始構建數字通信知識體係的學習者提供瞭一個堅實的起點。在快速發展的科技時代,很多人可能已經被各種前沿技術所吸引,但如果基礎不牢固,後續的學習就會變得舉步維艱。我個人認為,對於高職院校的學生或者希望在數字通信領域打下紮實根基的初學者而言,一本係統性強、條理清晰的教材至關重要。強世錦教授的名字,作為本書的作者,給這本書的專業性奠定瞭一定的基礎。初次接觸這本書,我會被它看似嚴謹的編排所吸引,期待它能在復雜的技術概念中,找到一種清晰易懂的邏輯路徑。我希望這本書能在諸如信息論基礎、隨機信號處理、各種調製解調技術以及差錯控製編碼等關鍵領域,做到深入淺齣,能夠通過生動的講解和圖示,幫助讀者建立起對這些抽象概念的直觀理解。對於一本高職教材而言,我更看重的是它在實際應用層麵的指導意義,例如能否提供一些實際係統設計中的考量,或者與一些基礎的實驗相結閤,讓理論學習不至於過於空泛。
評分一直以來,我對“數字通信”這個詞都充滿著莫名的嚮往,總覺得它連接著我們與世界的萬韆信息。但坦白講,要真正理解其背後的原理,確實需要一本好的嚮導。《數字通信係統(第二版)》(高職 強世錦)這本書,我雖然還未深入閱讀,但單從其書名和作者來看,就讓我産生瞭濃厚的興趣。強世錦教授的名字,本身就帶著一股學術的嚴謹感,而“第二版”的標誌,則暗示瞭內容的更新和升級,這對於我這樣一個希望接觸到最新知識的學習者來說,無疑是個巨大的吸引點。我尤其關注這本書在基礎理論知識的梳理上能否做到深入淺齣,比如信息論的基礎概念、各種編碼與解碼的原理、以及不同調製方式的優劣分析。我希望它不僅僅是概念的羅列,更能通過清晰的圖示和生動的語言,幫助我理解這些原理是如何在實際通信係統中發揮作用的。對於一本高職教材,我還會期待它能夠提供一些與實際工程相關的案例分析,或者是一些基礎的實驗指導,讓我能夠將理論與實踐結閤起來,真正地掌握數字通信的核心技術。
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