數字通信原理實驗指導/普通高等教育“十二五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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弓雲峰，崔得龍，張濤 著

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
• 實驗指導
• 高等教育
• 教材
• 通信工程
• 信號處理
• 無綫通信
• 信息技術
• 電子工程

齣版社： 中國石化齣版社

ISBN：9787511421807

版次：1

商品編碼：11335999

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”規劃教材

開本：32開

齣版時間：2013-09-01

用紙：膠版紙

頁數：146

字數：121000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字通信原理實驗指導/普通高等教育“十二五”規劃教材》著重強化學生運用課程理論和技術解決實際問題的能力。《數字通信原理實驗指導/普通高等教育“十二五”規劃教材》按照“信號與係統篇”、“數字信號處理篇”和“數字通信原理篇”三個層次展開，共包括十六個實驗。每個實驗包括實驗目的、實驗原理及方法、實驗內容及步驟、思考題和實驗報告要求等內容。
　　《數字通信原理實驗指導/普通高等教育“十二五”規劃教材》層次分明，淺顯易懂，適閤高等院校通信工程、電子信息技術等專業學生作為相關課程實驗參考書。

內頁插圖

目錄

信號與係統篇
實驗一 連續時間信號的MATLAB錶示與計算
實驗二 連續時間係統的時域分析
實驗三 周期信號的頻譜分析
實驗四 非周期信號的傅立葉變換分析
實驗五 信號與係統復頻域分析
實驗六 抽樣定理

數字信號處理篇
實驗七 離散時間信號的MATLAB錶示與計算
實驗八 離散時問係統的時域分析
實驗九 FFT算法與離散時間信號的頻域分析
實驗十 離散係統的變換域分析
實驗十一 無限衝激響應數字濾波器的設計
實驗十二 有限衝激響應數字濾波器設計

數字通信原理篇
實驗十三 AMl、HDB3編譯碼實驗
實驗十四 PCM編、解碼單路、多路實驗
實驗十五 DPSK調製、解調實驗
實驗十六 循環碼編、譯碼實驗
附錄 MATLAB主要命令函數錶

前言/序言

《通信原理實踐：從理論到應用的跨越》 內容簡介 這是一本旨在為通信工程、電子信息工程及相關專業學生提供紮實通信原理實踐基礎的實驗指導書籍。本書緊密圍繞現代通信係統核心技術，以理論與實踐相結閤為指導思想，通過一係列精心設計的實驗項目，幫助讀者深入理解並掌握通信原理的關鍵概念與實際應用。全書涵蓋瞭從基礎信號處理到復雜現代通信係統的多個重要環節，力求讓讀者在動手實踐中構建起完整的通信知識體係。 第一章：信號與係統基礎 本章將引導讀者從最基礎的信號與係統概念入手，為後續更復雜的通信係統實驗打下堅實基礎。 實驗一：周期信號的傅裏葉級數分析 實驗目的： 掌握周期信號的傅裏葉級數展開原理，理解信號的頻譜特性。學習使用MATLAB/Python等工具對周期信號進行傅裏葉級數分解，觀察不同諧波分量對信號形狀的影響。 實驗內容： 生成不同類型的周期信號，如方波、三角波、鋸齒波。 計算並繪製這些信號的傅裏葉級數係數。 通過疊加低次諧波，觀察信號逼近原信號的過程。 分析信號基頻和各次諧波的幅度和相位對信號形狀的貢獻。 探討傅裏葉級數在信號濾波、數據壓縮等方麵的初步應用。 預習要求： 復習傅裏葉級數的基本概念、公式及其物理意義。瞭解信號的頻域錶示。 實驗二：非周期信號的傅裏葉變換 實驗目的： 理解傅裏葉變換的原理，掌握分析非周期信號頻域特性的方法。學習利用數值計算工具實現傅裏葉變換，並對結果進行解釋。 實驗內容： 生成典型的非周期信號，如衝激信號、矩形脈衝、指數衰減信號。 使用離散傅裏葉變換（DFT）或快速傅裏葉變換（FFT）算法計算信號的頻譜。 繪製信號的時域波形和幅度譜、相位譜。 分析信號的帶寬、主瓣寬度、旁瓣等重要頻譜參數。 通過截斷信號或改變信號參數，觀察其頻譜的變化規律。 預習要求： 熟悉傅裏葉變換的定義、性質及其與傅裏葉級數的關係。瞭解DFT和FFT算法的基本原理。 實驗三：綫性時不變係統的時域與頻域響應 實驗目的： 深入理解綫性時不變（LTI）係統的定義及其基本特性。掌握分析LTI係統時域響應（捲積）和頻域響應（頻率響應）的方法。 實驗內容： 定義不同的LTI係統，例如RC濾波器、RL濾波器、延遲係統。 通過捲積運算計算係統對特定輸入信號的時域輸齣。 計算係統的頻率響應函數（H(jω)）。 分析頻率響應對信號幅度和相位的改變作用，繪製幅度頻率響應和相位頻率響應麯綫。 比較不同濾波器（如低通、高通、帶通）對信號的濾波效果。 理解係統頻率響應與信號頻譜的相互作用。 預習要求： 復習捲積定理、係統函數、頻率響應的定義和計算方法。 第二章：模擬調製與解調 本章將聚焦模擬通信中最常見的調製與解調技術，讓讀者親手實現並分析其性能。 實驗四：調幅（AM）信號的産生與解調 實驗目的： 掌握調幅信號的産生原理，理解不同調幅方式（DSB-SC, AM）的特點。學習並實現包絡檢波和同步解調方法。 實驗內容： 使用乘法器電路或軟件仿真實現DSB-SC（雙邊帶抑製載波）信號的産生。 疊加載波，生成標準AM信號。 設計並實現包絡檢波器，對AM信號進行解調，分析其優缺點。 設計並實現同步解調器（相乾解調），分析其性能優勢。 分析調幅信號的頻譜，理解帶寬占用。 模擬噪聲對AM信號解調的影響。 預習要求： 瞭解調幅信號的數學錶達式，掌握DSB-SC、AM信號的産生原理。復習包絡檢波和同步解調的電路原理。 實驗五：調頻（FM）信號的産生與解調 實驗目的： 理解調頻信號的産生原理，掌握調頻信號的特點。學習並實現調頻信號的解調方法。 實驗內容： 使用壓控振蕩器（VCO）或軟件仿真實現調頻信號的産生。 研究調頻信號的瞬時頻率與基帶信號的關係。 設計並實現鑒頻器（如斜率檢測器、鎖相環鑒頻器）。 分析調頻信號的頻譜特性，理解其帶寬與調製指數的關係。 對比調頻和調幅在抗噪聲性能上的差異。 預習要求： 熟悉調頻信號的數學描述，理解瞬時頻率的概念。瞭解不同鑒頻器的基本工作原理。 實驗六：調相（PM）信號的産生與解調 實驗目的： 學習調相信號的産生原理，並理解其與調頻信號的聯係與區彆。 實驗內容： 通過積分器和壓控振蕩器（VCO）實現調相信號的産生。 分析調相信號的幅度、相位與基帶信號的關係。 通過對調相信號進行微分，將其轉換為調頻信號，然後使用調頻解調器進行解調。 研究調相信號的頻譜特點。 預習要求： 掌握調相信號的數學錶達式，理解調相與調頻的相互轉換。 第三章：數字基帶傳輸 本章將深入探討數字信號在信道中的傳輸，包括信號的編碼、成型和判決。 實驗七：信道編碼與譯碼 實驗目的： 理解信道編碼的基本概念和作用，學習幾種典型的信道編碼（如漢明碼、捲積碼）的編碼和譯碼原理。 實驗內容： 實現漢明碼的編碼和譯碼過程，學習錯誤檢測與糾正的基本方法。 實現簡單的捲積碼的編碼和譯碼（如Viterbi算法的簡化應用）。 模擬加性高斯白噪聲（AWGN）信道，並計算不同編碼方案在有噪聲信道下的誤碼率（BER）性能。 分析編碼增益的意義。 預習要求： 復習糾錯碼的基本原理，瞭解漢明距離、校驗矩陣等概念。瞭解捲積碼的生成多項式和狀態圖。 實驗八：基帶脈衝整形 實驗目的： 理解脈衝整形在數字基帶傳輸中的重要性，掌握滾降濾波器（Raised Cosine Filter）的設計與應用。 實驗內容： 生成隨機的二進製碼流。 使用不同滾降係數的滾降濾波器對發送信號進行整形。 觀察整形後的信號波形，分析其時域特性，如碼間串擾（ISI）的産生。 繪製濾波器的頻率響應，分析其特性。 在接收端設置匹配濾波器，並分析係統的誤碼率性能。 預習要求： 瞭解碼間串擾的危害，熟悉滾降濾波器的定義和特性。 實驗九：數字信號的均衡 實驗目的： 理解由於信道失真（如頻率選擇性衰落）引起的碼間串擾（ISI），學習使用均衡器（如綫性均衡器、決策反饋均衡器）來補償ISI。 實驗內容： 模擬具有典型失真的信道模型（如多徑衰落信道）。 在沒有均衡器的情況下，觀察和測量係統的誤碼率性能。 設計並實現簡單的綫性均衡器，並分析其對ISI的補償效果。 （可選）實現決策反饋均衡器（DFE），並與其性能進行對比。 分析均衡器參數對係統性能的影響。 預習要求： 深入理解碼間串擾的産生原因，瞭解均衡器的基本原理。 第四章：數字帶通傳輸 本章將講解數字信號如何調製到高頻載波上傳輸，即數字帶通傳輸。 實驗十：ASK、FSK、PSK調製與解調 實驗目的： 掌握幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）等基本數字調製方式的原理。學習並實現這些調製解調過程。 實驗內容： ASK： 實現ASK信號的産生（開關控製載波幅度）和包絡檢波解調。 FSK： 實現FSK信號的産生（不同頻率的振蕩器）和匹配濾波器或鎖相環解調。 PSK： 實現BPSK（二進製相移鍵控）信號的産生（通過乘法器改變載波相位）和相乾解調。 QPSK： （可選）實現QPSK（四相相移鍵控）信號的産生和相乾解調。 分析不同調製方式的頻譜效率和抗噪聲性能。 預習要求： 熟悉ASK、FSK、PSK的數學模型，瞭解其基本調製和解調框圖。 實驗十一：QAM（Quadrature Amplitude Modulation）調製與解調 實驗目的： 理解正交幅度調製（QAM）的原理，掌握其提高頻譜效率的優勢。學習並實現M-QAM（如16-QAM）的調製與解調。 實驗內容： 將數字信號映射到星座點，理解星座圖的意義。 實現QAM調製器，根據映射關係生成QAM信號。 實現QAM解調器，包括匹配濾波器和信號判決。 分析QAM信號的頻譜特性，計算其頻譜效率。 在AWGN信道下，測試不同階數QAM的誤碼率性能。 預習要求： 瞭解星座圖的概念，熟悉QAM的調製原理。 實驗十二：OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）係統仿真 實驗目的： 理解OFDM的核心思想，即利用大量正交子載波來傳輸數據，從而對抗頻率選擇性衰落。學習OFDM係統的基本結構。 實驗內容： 理解IFFT/FFT在OFDM調製解調中的作用。 實現OFDM係統的發送端，包括串並轉換、QAM調製、IFFT、加循環前綴。 模擬OFDM係統在多徑信道下的傳輸。 實現OFDM係統的接收端，包括移除循環前綴、FFT、QAM解調、並串轉換。 分析OFDM係統在對抗頻率選擇性衰落方麵的優勢，並與單載波係統進行性能對比（通過誤碼率）。 預習要求： 瞭解OFDM技術的基本原理，熟悉IFFT/FFT的應用。 第五章：通信係統仿真與性能分析 本章將綜閤運用前幾章的知識，對通信係統進行仿真，並從不同角度進行性能評估。 實驗十三：通信係統誤碼率（BER）性能仿真 實驗目的： 學習使用仿真工具（如MATLAB/Python）構建完整的通信係統模型，並進行端到端的性能評估。 實驗內容： 選擇一個典型的通信係統鏈路（例如，ASK基帶傳輸，或BPSK帶通傳輸）。 搭建仿真平颱，包含信源、編碼、調製、信道（如AWGN）、解調、解碼、判決等模塊。 改變信噪比（SNR）或信道參數，測量並繪製係統的誤碼率（BER）麯綫。 將仿真結果與理論計算結果進行對比，分析誤差來源。 （可選）加入不同類型的乾擾或非綫性失真，觀察其對BER性能的影響。 預習要求： 熟悉仿真軟件的基本操作，瞭解BER的計算方法。 實驗十四：係統參數對性能的影響分析 實驗目的： 通過改變係統參數，深入理解各個參數對通信係統整體性能（如數據率、可靠性、帶寬效率）的影響。 實驗內容： 選擇一個具體的通信場景（如一個BPSK係統）。 係統性地改變關鍵參數，例如： 信號幅度或功率。 濾波器滾降係數。 采樣率。 信道噪聲水平。 調製階數（如果適用）。 觀察並記錄參數變化對誤碼率、星座圖（如果適用）和係統吞吐量的影響。 通過實驗結果，總結齣優化係統性能的指導原則。 預習要求： 能夠識彆通信係統中關鍵的性能指標和可調參數。 附錄 附錄A：常用通信數學函數及工具介紹 （如MATLAB/Python中信號處理和通信工具箱的常用函數） 附錄B：硬件實驗注意事項與安全指南 （如果涉及硬件搭建） 附錄C：實驗報告撰寫規範 本書的每一個實驗都設計瞭明確的實驗目的、詳細的實驗步驟、預習要求和討論問題，旨在引導讀者主動探索、深入思考，並最終將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。通過本實驗指導，我們期望培養齣一批具有紮實通信原理功底和卓越實踐動手能力的未來通信工程師。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我當初抱著試一試的心態入手瞭這本書，畢竟“十二五”規劃教材這個標簽讓我對內容質量有所期待，但沒想到它能如此詳實且富有啓發性。這本書的編排邏輯非常清晰，從最基礎的數字信號錶示，到復雜的調製解調技術，再到係統性能的評估，層層遞進，循序漸進。即使是我之前覺得特彆難以理解的M-PSK和M-QAM調製方式，在這本書的實驗指導下，也變得豁然開朗。教材提供的實驗框架非常靈活，允許我們根據自己的理解和興趣進行參數的調整和功能的擴展，而不是僅僅局限於書本上的固定模式。 我特彆欣賞的是，教材並沒有將理論與實踐割裂開來，而是巧妙地將它們融閤在一起。每一次實驗都緊密聯係著相關的理論知識點，並且在實驗結束後，都會引導讀者對實驗結果進行分析和討論，從而加深對理論的理解。教材中給齣的示例代碼也十分規範且易於理解，為我們快速搭建實驗環境提供瞭極大的便利。我曾經嘗試用自己的方法去實現某個算法，但總覺得哪裏不對，後來對照瞭教材中的代碼，纔發現自己忽略瞭某些關鍵的細節。這本書就像一位經驗豐富的導師，在你迷茫時指點迷津，在你進步時給予鼓勵。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字通信原理實驗指導》簡直是數字通信領域的“煉金石”，能把那些枯燥的理論變成觸手可及的實際操作。作為一個已經學習過一些數字通信理論知識的學生，我常常感到理論與實踐之間存在一道難以逾越的鴻溝。很多時候，書本上的公式和圖錶在腦海中構建起一個完美的模型，但當我嘗試去用代碼模擬或者實際搭建電路時，卻發現現實遠比理論復雜得多。這本書的齣現，正好填補瞭這一空白。它不僅僅是提供瞭實驗步驟，更重要的是，它教會瞭如何去“想”和“做”。 書中的實驗設計非常貼閤實際應用，涵蓋瞭數字通信中的許多關鍵環節，例如信噪比對誤碼率的影響、不同編碼方式的性能對比、濾波器在信號傳輸中的作用等等。每一個實驗都不僅僅是為瞭完成一個任務，而是為瞭讓讀者真正理解背後的原理。教材在介紹實驗時，會詳細解釋每一步的必要性，並提供相關的背景知識，這對於我們理解實驗的“為什麼”至關重要。我印象最深的是關於脈衝成型的實驗，通過調整不同的脈衝成型濾波器，我直觀地看到瞭信號在不同形狀下的頻譜變化，以及這對 ISI（碼間串擾）的影響，這比單純看公式來理解要深刻得多。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字通信原理實驗指導》真是讓人眼前一亮，完全顛覆瞭我對實驗教材的刻闆印象。作為一名對數字通信充滿好奇但又深知其復雜性的學生，我一直希望能找到一本既能清晰講解理論，又能指導動手實踐的優秀教材。這本教材恰好滿足瞭我的需求，甚至超齣瞭我的預期。它不是那種枯燥乏味、公式堆砌的理論書，也不是那種簡單粗暴、缺乏解釋的指導手冊。相反，它以一種非常友好的方式，將抽象的數字通信概念具象化，並通過一係列精心設計的實驗，讓讀者在親手操作中理解那些曾經晦澀難懂的原理。 每一個實驗都圍繞著一個核心的數字通信主題展開，比如信號的采樣與量化、編碼與解碼、調製與解調等等。實驗的步驟非常詳細，清晰地列齣瞭所需的硬件設備、軟件工具以及操作流程。更難得的是，教材還為每個實驗都提供瞭詳細的理論背景介紹，幫助我們理解實驗的目的和意義，而不是盲目地照搬指令。在實驗過程中，教材還會適時地給齣一些提示和注意事項，引導我們思考實驗現象背後的原因，並鼓勵我們進行更深入的探索。我尤其喜歡其中關於信道編碼的實驗，通過實際編碼和解碼的過程，我纔真正體會到糾錯碼的強大威力，對數據傳輸的可靠性有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

我個人認為，這本《數字通信原理實驗指導》在普通高等教育的教材中，絕對屬於一股清流。它的內容設計不僅緊扣“十二五”規劃教材的定位，更在實際教學和學生學習需求上做到瞭高度契閤。這本書的語言風格比較樸實，但又不失嚴謹，使得復雜的理論知識能夠以一種易於接受的方式呈現齣來。我特彆喜歡的是，教材中融入瞭大量的圖示和錶格，這極大地幫助瞭我理解那些抽象的信號波形和係統框圖。 書中的實驗指導部分，其細緻程度令人稱贊。它不是簡單地羅列操作指令，而是會解釋每個操作的意義，以及可能齣現的預期結果。例如，在進行數字調製解調實驗時，教材會詳細說明如何設置載波頻率、幅度、相位等參數，並預示在不同參數設置下可能齣現的信號失真情況。此外，書中還提供瞭很多值得思考的“進階”問題，鼓勵讀者在完成基礎實驗後，進行更深入的探索和創新。我曾經嘗試按照教材的思路，對某個通信係統進行優化，這個過程讓我受益匪淺，也更加體會到瞭數字通信的魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書在我學習數字通信過程中扮演瞭非常重要的角色，它不僅僅是一本“工具書”，更像是一本“啓濛書”。作為一本“十二五”規劃教材，它在內容的深度和廣度上都有很好的體現，但最讓我印象深刻的是它在引導學生獨立思考和解決問題方麵的作用。教材中的實驗設計，並非一成不變，而是提供瞭足夠的靈活性，讓我們可以根據自己的理解進行調整和創新。 我尤其贊賞教材在理論與實踐之間的平衡。它沒有簡單地把理論知識搬到實驗颱上，而是通過精心設計的實驗，將抽象的理論概念變得具體可感。比如，在學習誤碼率（BER）的概念時，教材通過模擬不同信噪比下的傳輸過程，讓我們直觀地看到信噪比對傳輸錯誤率的影響。這種“眼見為實”的學習方式，比死記硬背公式要有效得多。而且，教材還會引導我們分析實驗數據，思考數據背後的物理含義，這對於培養我們的工程思維非常有幫助。這本書讓我深刻體會到，數字通信不僅僅是數學公式的堆砌，更是一門與實際應用緊密結閤的工程學科。