通信原理(第2版) 9787115259950 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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沈保锁 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115259950

商品编码：29623960713

包装：平装

出版时间：2011-09-01

基本信息

书名:通信原理(第2版)

定价：28.00元

售价：20.4元,便宜7.6元,折扣72

作者:沈保锁

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2011-09-01

ISBN：9787115259950

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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　　本书以各种基本通信系统为主线，共分为9章。章从系统出发，给出了通信系统的通用模型；第2章把通信原理中涉及的数学定义、公式和理论集中到一起，不追求数学上烦琐的推导；第3章到第8章，每章都以通信系统的通用模型的框图为线索，介绍了模拟通信系统、模拟信号的数字传输系统、数字信号的基带传输系统、数字信号的频带传输系统、通信系统中的同步、通信系统中的差错控制编码技术的基本原理、基本概念和相关技术。此次再版，在原版理论知识的基础上，又加入了一些实用的典型通信系统，使抽象的内容具有真实性和实用性。第9章为新增章节，介绍了通信仿真软件SystemView的使用和仿真操作实验，通过仿真软件的相关实验，起到对理论的验证作用。本书可作为高职高专通信、电子、信息工程类专业的教材，也可供应用型本科、电大、函大、成人自考等相关专业选用，还可供相关工程技术人员参考。

内容提要

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　　本书是针对高等职业教育的特点，结合高职学生的特点和多年来高职教育的实践经验编写而成的。全书共分为9章，章绪论；第2章信号分析与信道；第3章模拟通信系统；第4章模拟信号的数字传输系统；第5章数字信号的基带传输系统；第6章数字信号的频带传输系统；第7章通信系统中的同步；第8章通信系统中的差错控制编码技术；第9章利用SystemView对通信系统进行仿真。在编写上力求通俗易懂、简化数学推导过程，适当增加例题和习题练习，适当淡化理论公式推导，强调应用。使学生通过学习本课程，掌握通信原理在编码、传输、调制及信道等方面的基本理论和分析方法，为学好通信及相关专业课程打好理论基础。
　　本书的特点是系统性强，内容编排连贯，突出基本概念、基本原理，减少不必要的数学推导和计算，各章均有小结及习题。
　　本书可以作为通信、电子信息、电子工程、自动化、计算机等专业高职高专、函授和成人教育的教材，也可供有关专业技术人员参考。

目录

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章　绪论　1 1.1　通信的概念　1 1.2　通信系统模型　1 1.2.1　通信系统模型　1 1.2.2　模拟通信系统模型　2 1.2.3　数字通信系统模型　2 1.3　通信系统的分类及通信方式　3 1.3.1　通信系统的分类　3 1.3.2　通信方式　5 1.4　通信系统的主要性能指标　6 1.4.1　模拟通信系统的性能指标　6 1.4.2　数字通信系统的性能指标　6 1.5　通信的发展历史及趋势　7 1.5.1　通信系统的发展历史　7 1.5.2　通信系统的发展趋势　8 习题　9第2章　信号分析与信道　10 2.1　信号分析　10 2.1.1　消息与信号　10 2.1.2　信号分析　11 2.1.3　周期信号的傅里叶级数　12 2.1.4　非周期信号的频谱　14 2.1.5　波形的互相关与自相关　17 2.1.6　信号分析　19 2.2　信息及其度量　22 2.3　信道与噪声　23 2.3.1　信道定义及其数学模型　23 2.3.2　信道噪声　25 2.3.3　信道容量　26 2.4　通信系统中的带宽　27 习题　28第3章　模拟通信系统　30 3.1　调制的概念　30 3.2　幅度调制系统　30 3.2.1　标准调幅（AM）　30 3.2.2　抑制载波双边带调幅（DSB）　32 3.2.3　单边带调制（SSB）　33 3.2.4　残留边带调幅（VSB）　35 3.2.5　调幅系统的解调　35 3.3　频率调制系统　37 3.3.1　角度调制的基本概念　37 3.3.2　窄带调频（NBFM）　39 3.3.3　宽带调频（WBFM）　40 3.3.4　调频信号的产生与解调　43 3.4　模拟调制系统的抗噪声性能　44 3.4.1　各种调幅系统相干解调的抗噪声性能　45 3.4.2　调频系统的抗噪声性能　47 3.4.3　调频系统的专用芯片　50 3.5　频分多路复用（FDM）　51 3.6　典型模拟通信系统　53 3.6.1　无线电发信机和收信机　53 3.6.2　多路无线广播信号的频分多路复用　54 习题　55第4章　模拟信号的数字传输系统　57 4.1　概述　57 4.2　脉冲编码调制（PCM）　58 4.2.1　PCM通信系统　58 4.2.2　抽样　59 4.2.3　量化　61 4.2.4　编码与解码　65 4.2.5　PCM系统的噪声性能　69 4.2.6　PCM编解码器芯片　69 4.3　时分复用（TDM）　70 4.3.1　时分复用原理　71 4.3.2　时分复用所需的信道带宽　72 4.4　增量调制（ΔM）　72 4.4.1　增量调制的基本原理　72 4.4.2　量化噪声和过载噪声　74 4.4.3　增量调制系统的抗噪声性能　75 4.4.4　PCM和ΔM的性能比较　76 4.5　其他脉冲数字调制系统　77 4.5.1　总和增量调制（Δ-∑M）　77 4.5.2　数字压扩自适应增量调制　78 4.5.3　差分脉冲编码调制（DPCM）　79 4.6　典型模拟信号的数字传输系统　80 4.6.1　脉冲编码调制（PCM）技术在电话通信系统中的应用　80 4.6.2　自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）在话音信号编码中的应用　82 习题　83第5章　数字信号的基带传输系统　85 5.1　概述　85 5.2　数字基带信号的常用码型　85 5.3　数字基带信号的频谱分析　89 5.4　数字基带传输系统　91 5.4.1　数字基带信号传输系统模型　91 5.4.2　基带传输中的码间串扰与间串扰的基带传输　92 5.5　数字基带传输系统的抗噪声性能　97 5.6　眼图与均衡　99 5.6.1　基带传输系统测量工具——眼图　99 5.6.2　时域均衡技术　100 5.7　典型数字基带传输系统　102 5.7.1　基带数字系统在电力系统中的应用　102 5.7.2　基带传输系统在电话传输系统中的应用　103 习题　104第6章　数字信号的频带传输系统　106 6.1　数字调制技术概述　106 6.2　二进制数字调制原理　107 6.2.1　二进制幅移键控（2ASK）调制与解调　107 6.2.2　二进制频移键控（2FSK）调制与解调　108 6.2.3　二进制相移键控（2PSK）调制与解调　110 6.2.4　二进制数字调制信号的频谱特性　113 6.2.5　二进制数字调制系统的抗噪声性能　115 6.2.6　二进制数字调制系统的性能比较　115 6.3　多进制数字调制系统　116 6.3.1　多进制幅移键控（MASK）调制原理　116 6.3.2　多进制频移键控（MFSK）调制原理　117 6.3.3　多进制相移键控（MPSK）调制原理　118 6.3.4　多进制数字调制系统的抗噪声性能　122 6.4　现代数字调制技术　122 6.4.1　正交幅度调制（QAM）　122 6.4.2　偏移四相相移键控OQPSK（Offset Quadri-Phase Shift Keying）　124 6.4.3　p/4-QPSK　125 6.4.4　小频移键控（MSK）　125 6.4.5　其他恒包络调制　128 6.4.6　扩展频谱通信　131 6.5　典型数字频带传输系统　133 6.5.1　数字频带传输技术在数字电视传输系统中的应用　133 6.5.2　数字频带传输系统在GSM移动通信系统中的应用　135 习题　136第7章　通信系统中的同步　138 7.1　同步的概念　138 7.2　载波同步　139 7.2.1　插入导频法　139 7.2.2　非线性变换——滤波法　140 7.2.3　同相正交法（科斯塔斯环）　141 7.3　位同步　142 7.3.1　插入导频法　142 7.3.2　自同步法　143 7.4　帧同步　146 7.4.1　对帧同步系统的要求　146 7.4.2　起止式同步法　147 7.4.3　集中插入同步法　147 7.4.4　分散插入同步法　151 7.5　网同步　153 7.6　同步技术应用举例　155 习题　156第8章　通信系统中的差错控制编码技术　158 8.1　纠错编码原理和方法　158 8.1.1　差错控制系统　158 8.1.2　差错控制编码的基本概念　159 8.2　常用的简单编码　160 8.2.1　奇偶监督码　160 8.2.2　二维奇偶监督码　161 8.2.3　恒比码　161 8.2.4　正反码　162 8.3　线性分组码　162 8.3.1　监督矩阵H和生成矩阵G　163 8.3.2　错误图样E和校正子S　165 8.3.3　汉明码　166 8.4　循环码　167 8.4.1　循环码的概念　167 8.4.2　码多项式及按模运算　167 8.4.3　码的生成多项式和生成矩阵　169 8.4.4　循环码的编码　170 8.4.5　循环码的解码　172 8.5　卷积码　174 8.5.1　卷积码的编码原理　175 8.5.2　卷积码的图解表示　176 8.5.3　卷积码的生成矩阵和监督矩阵　177 8.5.4　卷积码译码　181 8.6　交织编码　185 8.6.1　分组交织编码　185 8.6.2　卷积交织编码　186 8.7　差错控制编码技术在通信系统中的应用举例　188 8.7.1　ISBN国际统一图书编号中的差错控制编码技术　188 8.7.2　GSM移动通信系统中的差错控制编码技术　188 习题　191第9章　利用System View对通信系统进行仿真　194 9.1　System View仿真软件简介　194 9.1.1　System View特点　194 9.1.2　System View系统视窗　196 9.2　System View仿真软件使用　197 9.2.1　系统窗下各种库的设置及选择操作　197 9.2.2　系统定时操作　203 9.2.3　分析窗操作　204 9.2.4　利用System View进行通信系统仿真的基本步骤　206 9.3　利用System View仿真软件对通信系统进行仿真　206 9.3.1　模拟通信系统仿真分析　206 9.3.2　二进制数字调制系统仿真分析　209 习题　211参考文献　212

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号的奇妙之旅：解码信息时代》 在这个信息爆炸的时代，我们每天都在接收和发送着海量的数据，从手机里的即时消息，到远隔千里之外的视频通话，再到高分辨率的影音娱乐，这一切的背后都离不开一个核心的科学——通信原理。它如同现代社会的血管，将我们的思想、情感和知识运输到世界的每一个角落。 想象一下，当我们按下手机上的发送键，一个简单的“你好”是如何在瞬间跨越千山万水，准确无误地出现在朋友的屏幕上的？这是一个充满智慧与创新的过程，它涉及到信号的生成、编码、调制、传输、解调、解码等一系列复杂的环节。本书《信号的奇妙之旅：解码信息时代》将带您踏上一场探索信号奥秘的精彩旅程，深入理解现代通信系统的底层逻辑，揭示信息传递的奥秘。 第一章：信号的本质——波动的语言 在旅程的开端，我们将首先认识通信的基石——信号。信号，顾名思义，就是传递信息的载体。它并非神秘莫测，而是以各种物理量的变化来表现。最常见也最基础的信号形式是波。我们可以将声音想象成空气的振动，光看作电磁波的波动，而我们手机中的无线电信号，同样是电磁波的不同表现形式。 本章将详细介绍各种信号的类型，包括模拟信号和数字信号。模拟信号如同流畅的河流，其变化是连续的；而数字信号则像离散的台阶，只有特定的数值。我们将探讨它们各自的特点、优势与局限。例如，模拟信号可以精确地反映原始信息，但容易受到噪声干扰；数字信号则在抗干扰能力和信息处理方面表现出色，是现代通信的主流。 接着，我们会深入了解信号的数学描述。傅里叶变换，这一强大的数学工具，将向我们揭示如何将复杂的信号分解成简单的正弦波的叠加。理解了信号的频谱特性，我们就能更好地分析信号的带宽、频率分量等关键信息，为后续的调制和传输打下坚实的基础。我们将学习如何从时域（信号随时间变化）和频域（信号包含的频率成分）两个角度来理解信号，如同从不同角度观察一座山，从而获得更全面的认识。 第二章：信息编码——化繁为简的智慧 原始的信号往往包含了大量冗余信息，而且不适合直接传输。信息编码的出现，就如同给信息穿上一件精炼的外衣，使其更高效、更可靠。本章将聚焦于信息编码的艺术。 我们将从信源编码开始。信源编码的目标是去除信号中的冗余，用最少的比特数来表示原始信息，从而提高传输效率。我们会学习香农信息论的基本概念，理解信息熵是如何衡量一个信息源的不确定性的。在此基础上，我们将介绍霍夫曼编码、算术编码等经典的高效编码方法，了解它们是如何通过为出现概率高的符号分配较短的码字，为低概率符号分配较长的码字来实现压缩的。 随后，我们将探讨信道编码。在信号传输过程中，噪声和干扰是不可避免的，它们会导致信息丢失或错误。信道编码的任务是在信息中加入冗余，使得接收端能够检测甚至纠正这些错误。我们会接触到校验码、循环冗余校验（CRC）、汉明码等基础的纠错编码技术。理解这些编码的原理，能让我们明白为什么即使在信号微弱的情况下，我们依然能收到相对清晰的语音或数据。 第三章：信号调制——信号的“穿针引线” 调制是通信系统中的一个关键环节，它将需要传输的数字信息“嫁接”到高频的载波信号上，使其能够通过无线电或光纤等信道进行高效传输。本章将详细阐述各种调制技术。 我们将从基本的调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）开始，理解如何改变载波的幅度、频率或相位来携带信息。这些模拟调制技术是早期无线通信的基础。 随着数字通信的发展，数字调制技术应运而生。我们将深入学习数字调幅（ASK）、数字调频（FSK）和数字调相（PSK）等技术，了解它们如何将数字信号（0和1）映射到载波的不同状态上。在此基础上，我们会探讨更高级的调制技术，如正交振幅调制（QAM），它能够在一个符号中同时携带多个比特信息，极大地提高了频谱利用率。 本章还将探讨调制与解调的匹配性。理解为什么在接收端需要一个与之匹配的解调器，才能准确地恢复出原始的数字信息。我们将学习匹配滤波器的原理，以及它在最佳接收中的作用。 第四章：信道传输——信息穿越的旅程 信道是信息传输的物理媒介，它可能是空气、电缆、光纤，甚至是水。不同的信道具有不同的特性，也会对信号产生不同的影响。本章将带您穿越各种信道，了解信息传输的挑战与应对。 我们将分析不同传输介质的特性。例如，无线信道会受到衰减、多径效应、衰落等影响，而光纤信道则可能存在色散和非线性效应。我们将探讨这些信道特性如何影响信号的质量，以及可能导致的信息失真。 针对这些信道的影响，我们将学习各种传输技术。在无线通信领域，我们会了解天线的工作原理，以及如何通过分集技术、均衡技术等来对抗多径效应和衰落。在有线通信领域，我们将探讨不同类型电缆的传输特性，以及如何通过信号放大和再生来克服传输损耗。 此外，我们还将触及到多路复用技术，这是在同一信道上同时传输多路信号的关键。我们将学习频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）等技术，理解它们是如何让有限的信道资源承载更多的信息，这是现代通信网络高效运行的基石。 第五章：噪声与干扰——通信路上的“拦路虎” 在信号的传输过程中，噪声和干扰是无法避免的。它们如同信息传输道路上的“拦路虎”，会降低信号的质量，甚至导致信息错误。本章将深入剖析噪声的来源及其对通信系统的影响，并介绍相应的对抗策略。 我们将从热噪声、散弹噪声等基本噪声类型开始，了解它们产生的物理机制。接着，我们会讨论外界干扰，如电磁干扰（EMI）和人为干扰，以及它们对通信信号造成的恶劣影响。 理解了噪声的特性，我们就能更好地设计能够抵抗噪声的系统。我们将学习信号处理中的重要概念，如滤波器的作用，如何通过滤波器去除信号中的高频或低频噪声。我们还会探讨如何通过提高信号的信噪比（SNR）来提升通信的可靠性。 更重要的是，信道编码技术将在对抗噪声方面发挥关键作用。本章将回顾并加深对纠错码的理解，解释它们是如何通过在信号中添加冗余位来让接收端侦测和修正由噪声引起的错误。 第六章：数字通信系统——现代通信的脊梁 在前面的章节中，我们分别探讨了信号、编码、调制和信道。本章将把这些知识融会贯通，构建起现代数字通信系统的整体框架。 我们将详细解析数字通信系统的组成部分，包括发送端、信道和接收端。我们会一步步梳理信息从产生到被正确接收的完整流程，从信号的采样、量化、编码，到调制、传输，再到解调、译码、信号恢复。 本章还将介绍现代数字通信系统中一些重要的技术和标准，如脉冲编码调制（PCM）、移动通信系统（如4G、5G）的基本原理，以及数据传输网络（如以太网）的架构。我们将理解不同通信系统在设计上的权衡和取舍，例如在速度、可靠性、成本和频谱效率之间的平衡。 第七章：通信的未来——连接无限可能 通信技术的发展从未停止。在本书的最后一章，我们将放眼未来，展望通信技术的最新发展趋势和可能带来的巨大变革。 我们将探讨诸如无线通信的下一代技术（如6G），它将带来更高的速度、更低的延迟，以及更广泛的应用场景。我们还将关注物联网（IoT）的通信需求，以及如何为海量设备提供高效、可靠的连接。 此外，我们还将探讨诸如人工智能（AI）在通信领域的应用，如何利用AI来优化网络性能、提升信道估计的精度、实现更智能的信号处理。卫星通信、量子通信等前沿技术也将是本章探讨的重点，它们将为人类社会的连接带来新的维度和无限可能。 结语 《信号的奇妙之旅：解码信息时代》旨在以清晰易懂的语言，循序渐进的方式，带领读者领略通信原理的魅力。本书不仅会介绍通信的基本概念和核心技术，更会注重揭示它们在实际应用中的价值和意义。通过本书的学习，您将能够更好地理解我们所处的信息时代的运作机制，体会到科技进步带来的巨大力量。无论是对通信专业感兴趣的学生，还是希望深入了解现代科技原理的读者，本书都将是您开启这段精彩旅程的理想伙伴。让我们一起出发，解码信号的语言，探索信息传递的无限可能！

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量简直是教科书级别的典范。我常常因为一些教材字体太小、图表模糊不清而感到头疼，但这本书完全没有这个问题。清晰的宋体和黑体交替使用，公式部分的数学符号排布得工整美观，没有任何印刷错误。尤其是那些复杂的系统框图和星座图，线条锐利，色彩区分得当，即便是打印出来进行批注，效果也非常好。这种对细节的极致追求，让整个阅读过程变成了一种享受。我甚至发现，作者在引入新的数学工具时，都会贴心地回顾一下相关的预备知识，虽然只是几笔带过，但对于那些知识点有所遗忘的读者来说，无疑提供了及时的帮助。这种体贴入微的设计，让我感觉作者不是在“教”我知识，而是在“陪伴”我成长。在知识爆炸的时代，能找到一本如此用心打磨的教材，实属不易，它让枯燥的理论学习变得赏心悦目，极大地提升了学习的沉浸感。

评分☆☆☆☆☆

我个人非常看重教材的“前沿性”和“视野广度”，这本书在这方面做得非常出色。它在介绍完经典理论之后，并没有止步于此，而是很自然地将讨论延伸到了现代通信系统面临的挑战，比如面对日益复杂的电磁环境和更高的速率需求，未来的发展方向在哪里。书中对MIMO（多输入多输出）技术的概述部分，虽然篇幅不算特别长，但其对空间复用和分集增益的阐述，简洁而有力，为我后续深入学习相关专业课打下了坚实的基础。我能感受到作者试图将我们这些学习者，从一个单纯的“公式使用者”培养成一个具备系统思维和创新能力的“设计者”。书中对一些新兴技术的讨论，虽然没有深入到代码实现层面，但那种前瞻性的洞察力，非常鼓舞人。对于那些渴望了解行业未来趋势、不满足于仅停留在基础知识层面的进取型学生来说，这本书的价值在于它提供了一个高屋建瓴的视角。

评分☆☆☆☆☆

与其他同类教材相比，我发现这本书在“理论与实践的平衡点”上拿捏得非常精准。很多教材要么是过于偏重数学的严谨性，导致读者在实际工程中无从下手；要么就是过于偏重工程实现，使得理论基础模糊不清。这本书却像一座完美的桥梁，完美地连接了两岸。它在讲解完香农极限这样的理论基石后，会紧接着分析在实际有限带宽和有限功率限制下，我们能达到的实际性能与理论极限之间的差距，并探讨工程上如何通过编码和调制手段去逼近这个极限。这种“理想”与“现实”的对比，对于培养工程师的批判性思维至关重要。我记得有一次在做一个项目仿真时遇到了性能瓶颈，翻阅这本书时，作者在讨论某个具体调制方案的误码率性能时的一句点评，立刻点醒了我，让我找到了优化的方向。这本书的实用价值，绝对是超乎想象的，它不仅仅是一本学习资料，更是一本解决实际工程问题的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种沉稳又不失现代感的封面配色，一下子就抓住了我的注意力。拿到手里掂了掂，分量十足，感觉内容肯定非常充实。我尤其欣赏作者在章节安排上的匠心独运，从最基础的信号表示和变换，到复杂的调制解调技术，再到信道编码和多址接入，逻辑脉络清晰得像一张精密的路线图。即便是初次接触这门学科的读者，也能顺着书中的引导，循序渐进地建立起完整的知识体系。书中穿插的那些经典的案例分析，比如某个实际通信系统中的关键环节是如何设计的，看得人津津有味。不像有些教材那样干巴巴地堆砌公式，这本书的例题和习题都紧密结合实际应用，让人能深刻体会到理论是如何指导工程实践的。读完一个章节，我总有一种豁然开朗的感觉，仿佛那些抽象的数学模型突然间就变得鲜活起来，可以触摸到了。对于想要打下坚实基础，未来从事通信研发工作的人来说，这本书绝对是一块绝佳的敲门砖，它的价值远超出了封面上的标价。

评分☆☆☆☆☆

我用了差不多一个月的时间，仔仔细细地“啃”完了这本书的后半部分，尤其是关于数字基带传输和同步技术的那几章，简直是爱不释手。作者对这些核心概念的阐述，简直可以用“庖丁解牛”来形容，深入浅出，丝丝入扣。举个例子，书中对维特比译码的讲解，不仅给出了数学推导，还配上了非常直观的状态图和实例说明，即便是我这个对概率论有些头疼的工科生，也能很快掌握其核心思想。更让我赞叹的是，作者似乎预料到了读者在学习过程中可能遇到的所有“卡点”，并在关键地方设置了“提示”或者“拓展阅读”，这体现了作者深厚的教学经验。我对比了我们课堂上用的另一本参考书，那本书很多地方需要反复阅读好几遍才能勉强理解，而这本书，通常只需要一次细致的阅读，就能建立起稳固的认知。这种高效的学习体验，极大地提升了我学习的积极性。对于那些希望深入理解现代通信系统底层原理的工程师们，这本书无疑是一部不可多得的案头常备宝典，值得反复翻阅，每次都会有新的领悟。