具体描述
| 图书基本信息 |
| 图书名称 | 通信系统原理 |
| 作者 | 郭宇春,张星等 |
| 定价 | 58.00元 |
| 出版社 | 科学出版社有限责任公司 |
| ISBN | 9787030335289 |
| 出版日期 | 2017-12-01 |
| 字数 | |
| 页码 | 304 |
| 版次 | 31 |
| 装帧 | 平装 |
| 开本 | 128开 |
| 商品重量 | 0.481Kg |
| 内容简介 |
| 本书系统讲述通信系统的基本原理。内容包括模拟通信和数字通信，侧重数字通信原理，具体包括绪论，信号与噪音，模拟通信系统，模拟信号数字传输，数字信号基带传输，数字信号频带传输，数字信号*接收，信道编码，同步系统等。除必要的数学推导外，注重讲述物理概念，各章均设有习题和思考题，书后并附有部分习题答案。全书内容丰富，突出侧重物理观念和系统分析方法的特色,可读性强. |
《信息时代的高速公路：通信系统的原理与实践》 本书旨在深入剖析现代通信系统的底层逻辑与运行机制，为读者构建一个关于信息传输如何实现、如何优化、以及如何应对挑战的全面认知框架。我们聚焦于通信系统中的核心概念、关键技术和实际应用，以严谨的科学态度和清晰的逻辑脉络，带领读者穿越信息洪流，理解那些支撑起我们数字生活的隐形网络。 第一章：通信系统的基石——信息的本质与编码 信息是什么？在通信系统中，信息并非抽象的哲学概念，而是以比特（bit）为基本单位的离散或连续的量。本章将从信息论的视角出发，探讨信息的度量，如熵（Entropy）的概念，理解信息量与概率之间的关系。我们将深入讲解信息编码的必要性与多种编码方式，包括： 信源编码（Source Coding）： 如何去除信息中的冗余，实现数据压缩，提高传输效率。我们将详细介绍香农（Shannon）的无损编码定理，以及霍夫曼编码（Huffman Coding）和算术编码（Arithmetic Coding）等经典算法的原理与优缺点。 信道编码（Channel Coding）： 如何在信息传输过程中引入冗余，以对抗信道噪声和干扰，提高传输的可靠性。我们将探讨线性分组码（Linear Block Codes），如循环码（Cyclic Codes）和BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes），以及卷积码（Convolutional Codes）。此外，更先进的LDPC码（Low-Density Parity-Check Codes）和Turbo码（Turbo Codes）的原理也将得到初步介绍，它们在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。 差错控制（Error Control）： 讲解纠错码（Error Correcting Codes）的工作机制，包括海明距离（Hamming Distance）的概念，以及前向纠错（Forward Error Correction, FEC）和混合自动重发请求（Hybrid Automatic Repeat reQuest, HARQ）等差错检测与纠正策略。 第二章：信道的物理特性与模型 信号在物理介质上传播时，不可避免地会受到各种因素的影响。本章将系统分析各种通信信道的特性，并建立相应的数学模型，以便于我们量化和预测信号的失真。 信道分类： 介绍不同类型的信道，如导引信道（Guided Channels，如电缆、光纤）和自由空间信道（Free-Space Channels，如无线电波）。 信号传播损耗： 分析信号在传输过程中能量的衰减，包括自由空间路径损耗（Path Loss）、阴影效应（Shadowing）和衰落（Fading）。 噪声（Noise）： 详细阐述通信系统中存在的各种噪声源，如热噪声（Thermal Noise）、散粒噪声（Shot Noise）以及外部干扰（Interference）。我们将讨论信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）的概念及其对通信性能的影响。 失真（Distortion）： 分析多径效应（Multipath Effects）导致的频率选择性衰落（Frequency Selective Fading）和时间选择性衰落（Time Selective Fading），以及非线性失真。 信道模型： 介绍常用的信道模型，如加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise, AWGN）信道模型，以及更复杂的衰落信道模型。 第三章：信号的调制与解调 调制是将数字或模拟信息源信号转换为适合在通信信道上传输的载波信号的过程。解调则是逆过程，从接收到的载波信号中恢复原始信息。本章将深入探讨各种调制解调技术。 模拟调制： 幅度调制（Amplitude Modulation, AM）： 包括常规AM、双边带（DSB）、单边带（SSB）和残留边带（VSB），分析其频谱特性和优缺点。 频率调制（Frequency Modulation, FM）： 讲解FM的原理、带宽估计（卡森法则）以及其抗噪声能力。 相位调制（Phase Modulation, PM）： 分析PM与FM的关系，以及其在某些特定应用中的优势。 数字调制： 幅度键控（Amplitude Shift Keying, ASK）： 介绍其基本原理、不同阶数的ASK（如2ASK、4ASK）以及性能。 频率键控（Frequency Shift Keying, FSK）： 分析FSK的调制与解调方式，以及其在低速数据传输中的应用。 相位键控（Phase Shift Keying, PSK）： 重点介绍BPSK、QPSK、8PSK等，以及其在星座图（Constellation Diagram）上的表示。 正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）： 结合ASK和PSK的优势，介绍QAM（如16QAM, 64QAM, 256QAM）及其在高数据速率传输中的广泛应用。 M进制调制： 讨论通用M进制调制方案的符号速率、比特速率与带宽的关系。 解调技术： 介绍相干解调（Coherent Demodulation）和非相干解调（Non-coherent Demodulation）的基本原理，以及匹配滤波器（Matched Filter）在最佳接收中的作用。 第四章：多路复用与多址技术 在有限的通信资源下，如何高效地同时传输多个用户的信号是通信系统设计中的一个核心挑战。本章将深入讲解实现这一目标的关键技术。 时分多路复用（Time Division Multiplexing, TDM）： 介绍同步TDM（Synchronous TDM）和异步TDM（Asynchronous TDM，即统计时分复用，STDM），分析其在帧结构、时隙分配和效率方面的考量。 频分多路复用（Frequency Division Multiplexing, FDM）： 阐述FDM的基本原理，以及如何通过保护间隔（Guard Bands）防止不同信道间的干扰。 码分多址（Code Division Multiple Access, CDMA）： 重点介绍CDMA的核心思想，即利用伪随机码（Pseudo-Random Noise, PN Codes）区分不同用户的信号。我们将探讨扩频（Spread Spectrum）技术，以及直接序列CDMA（DS-CDMA）和跳频CDMA（FH-CDMA）的原理。 正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）： 讲解OFDM如何将高速数据流分割成多个低速子载波上传输，利用IFFT/FFT实现高效调制解调，以及其在LTE、Wi-Fi等现代无线通信系统中的关键作用。 空分多址（Space Division Multiple Access, SDMA）： 介绍如何利用天线阵列实现空间隔离，提高频谱利用效率。 第五章：通信系统的链路设计与性能分析 一个完整的通信系统，需要对各个环节进行精心的设计与优化，以达到预期的性能目标。本章将聚焦于链路预算（Link Budget）和性能评估。 发射功率与接收灵敏度： 分析发射功率、天线增益、传播损耗、接收天线增益等因素如何影响接收信号的强度。 噪声系数（Noise Figure）与系统噪声温度（System Noise Temperature）： 评估接收机前端的噪声性能。 比特错误率（Bit Error Rate, BER）与符号错误率（Symbol Error Rate, SER）： 定义和计算通信系统中衡量传输质量的关键指标，并分析其与信噪比的关系。 香农极限（Shannon Limit）： 介绍香农容量（Shannon Capacity）的概念，理解理论上的最大信息传输速率。 误码性能曲线（BER Performance Curves）： 绘制不同调制方式、不同信道模型下的BER随SNR变化的曲线，用于对比和选择最优方案。 链路预算计算： 演示如何进行详细的链路预算计算，以确保通信链路的可靠性。 第六章：现代通信系统的关键技术与发展趋势 在掌握了通信系统的基本原理后，本章将引导读者了解当前和未来通信技术的前沿发展。 移动通信系统： 回顾从1G到5G的发展历程，重点介绍4G LTE和5G NR的关键技术，如OFDM、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）、波束成形（Beamforming）、网络切片（Network Slicing）等。 卫星通信： 介绍地球同步轨道（GEO）、中地球轨道（MEO）和低地球轨道（LEO）卫星的特点，以及其在覆盖范围和延迟方面的权衡。 光纤通信： 探讨光纤传输的优势，如高带宽、低损耗，以及其在现代互联网骨干网中的核心地位。 物联网（IoT）通信： 介绍LoRa、NB-IoT等低功耗广域网（LPWAN）技术，以及其在传感器网络和智能设备连接中的应用。 下一代通信（6G）展望： 简要介绍6G可能涉及的 terahertz 通信、人工智能赋能的通信、全息通信等前沿概念。 结论： 《信息时代的高速公路：通信系统的原理与实践》并非一本枯燥的技术手册，而是一扇通往数字世界核心奥秘的窗口。通过对信息的编码、信道的特性、信号的转换、资源的共享以及链路的设计等关键环节的深入探索，本书致力于为读者提供一个清晰、系统且具有前瞻性的通信系统知识体系。无论您是通信工程领域的初学者，还是希望深化理解的从业者，抑或是对信息传输机制充满好奇的科技爱好者，本书都将是您探索通信世界、理解现代信息社会运转逻辑的理想伴侣。
