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樊昌信 著

圖書標籤:

• 通信原理
• 信號與係統
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• 第三版
• 雙色
• 電子工程
• 通信技術
• 電磁場與電磁波

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121175961

商品編碼：29379656064

包裝：平裝

齣版時間：2012-12-01

基本信息

書名：通信原理教程(第3版)(雙色)

定價：49.00元

作者：樊昌信

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2012-12-01

ISBN：9787121175961

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書為普通高等教育'十一五＇*規劃教材.本書在簡要介紹模擬通信原理的基礎上，以數字通信原理為重點，講述通信係統的組成、性能指標、工作原理、性能分析和設計方法。對於近年來新齣現的通信體製和技術給予瞭充分的重視。本書適用於普通高等學校工科電子類專業，作為本科3、4年級和研究生1年級的教科書或參考書，也可供從事通信專業工作的工程技術人員作為參考.

目錄

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篇
章概論
1.1通信的發展
1.2消息、信息和信號
1.3數字通信
1.3.1基本概念
1.3.2數字通信的優點
1.3.3數字通信係統模型
1.3.4數字通信係統的主要性能指標
1.4信道
1.4.1無綫信道
1.4.2有綫信道
1.4.3信道模型
1.4.4信道特性對信號傳輸的影響
1.5信道中的噪聲
1.6小結
思考題
習題
第2章信號
2.1信號的類型
2.1.1確知信號和信號
2.1.2能量信號和功率信號
2.2確知信號的性質
2.2.1頻域性質
2.2.2時域性質
2.3信號的性質
2.3.1變量的概率分布
2.3.2變量的概率密度
2.4常見變量舉例
2.5變量的數字特徵
2.5.1數學期望
2.5.2方差
2.5.3矩
2.6過程
2.6.1過程的基本概念
2.6.2平穩過程
2.6.3各態曆經性
2.6.4平穩過程的自相關函數和功率譜密度
2.7高斯過程
2.8窄帶過程
2.8.1窄帶過程的基本概念
2.8.2窄帶過程的性質
2.9正弦波加窄帶高斯過程
2.10信號通過綫性係統
2.10.1綫性係統的基本概念
2.10.2確知信號通過綫性係統
2.10.3信號通過綫性係統
2.11小結
思考題
習題
第3章模擬調製係統
3.1概述
3.2綫性調製
3.2.1振幅調製(AM)
3.2.2雙邊帶(DSB)調製
3.2.3單邊帶(SSB)調製
3.2.4殘留邊帶(VSB)調製
3.3非綫性調製
3.3.1基本原理
3.3.2已調信號的頻譜和帶寬
3.3.3角度調製信號的接收
3.4小結
思考題
習題
第4章模擬信號的數字化
4.1引言
4.2模擬信號的抽樣
4.2.1低通模擬信號的抽樣
4.2.2帶通模擬信號的抽樣
4.2.3模擬脈衝調製
4.3抽樣信號的量化
4.3.1量化原理
4.3.2均勻量化
4.3.3非均勻量化
4.4脈衝編碼調製
4.4.1脈衝編碼調製（PCM）的基本原理
4.4.2自然二進製碼和摺疊二進製碼
4.4.3PCM係統的量化噪聲
4.5差分脈衝編碼調製
4.5.1差分脈衝編碼調製(DPCM)的原理
4.5.2DPCM係統的量化噪聲和信號量噪比
4.6增量調製
4.6.1增量調製原理
4.6.2增量調製係統中的量化噪聲
4.7小結
思考題
習題
第5章基帶數字信號的錶示和傳輸
5.1概述
5.2字符的編碼方法
5.3基帶數字信號的波形
5.4基帶數字信號的傳輸碼型
5.5基帶數字信號的頻率特性
5.5.1計算vc(t)的功率譜密度
5.5.2計算uc(t)的功率譜密度
5.5.3計算s(t)的功率譜密度
5.5.4功率譜密度計算舉例
5.6基帶數字信號傳輸與碼間串擾
5.6.1基帶數字信號傳輸係統模型
5.6.2碼間串擾及奈奎斯特準則
5.6.3部分響應係統
5.7眼圖
5.8時域均衡器
5.8.1概述
5.8.2橫嚮濾波器基本原理
5.8.3橫嚮濾波器的實現
5.9小結
思考題
習題
第6章基本的數字調製係統
6.1概述
6.2二進製振幅鍵控(2ASK)
6.2.1基本原理
6.2.2功率譜密度
6.2.3誤碼率
6.3二進製頻移鍵控(2FSK)
6.3.1基本原理
6.3.2功率譜密度
6.3.3小頻率間隔
6.3.4誤碼率
6.4二進製相移鍵控(2PSK)
6.4.1基本原理
6.4.2功率譜密度
6.4.3誤碼率
6.5二進製差分相移鍵控(2DPSK)
6.5.1基本原理
6.5.2功率譜密度
6.5.3誤碼率
6.6二進製數字鍵控傳輸係統性能比較
6.7多進製數字鍵控
6.7.1多進製振幅鍵控(MASK)
6.7.2多進製頻移鍵控(MFSK)
6.7.3多進製相移鍵控(MPSK)
6.7.4多進製差分相移鍵控(MDPSK)
6.7.5振幅/相位聯閤鍵控(APK)
6.7.6多進製數字鍵控實用係統舉例
6.8小結
思考題
習題
第7章同步
7.1概述
7.2載波同步方法
7.2.1插入導頻法
7.2.2直接提取法
7.2.3載波同步性能
7.3位同步
7.3.1外同步法
7.3.2自同步法
7.3.3位同步誤差對誤碼率的影響
7.4群同步
7.4.1概述
7.4.2集中插入法
7.4.3分散插入法
7.4.4群同步性能
7.5網同步
7.5.1概述
7.5.2開環法
7.5.3閉環法
7.6小結
思考題
習題
第二篇
第8章數字信號佳接收原理
8.1數字信號的統計錶述
8.2數字信號的佳接收準則
8.3確知數字信號的佳接收機
8.4確知數字信號佳接收機的誤碼率
8.5隨相數字信號的佳接收
8.6起伏數字信號的佳接收
8.7實際接收機和佳接收機的性能比較
8.8數字信號的匹配濾波接收原理
8.8.1數字信號的匹配濾波接收法
8.8.2數字信號的相關接收法
8.9佳基帶傳輸係統
8.10小結
思考題
習題
第9章多路復用和多址技術
9.1概述
9.2頻分復用(FDM)
9.3時分復用(TDM)
9.3.1準同步數字體係(PDH)
9.3.2復接與碼速調整
9.3.3同步數字體係(SDH)
9.4碼分復用(CDM)
9.4.1基本原理
9.4.2正交碼
9.4.3僞碼
9.5多址技術
9.5.1頻分多址
9.5.2時分多址
9.5.3局域網中的多址技術
9.6小結
思考題
習題
0章信道編碼和差錯控製
10.1概述
10.2糾錯編碼的基本原理
10.3糾錯編碼係統的性能
10.4奇偶監督碼
10.4.1一維奇偶監督碼
10.4.2二維奇偶監督碼
10.5綫性分組碼
10.6循環碼
10.6.1循環碼的概念
10.6.2循環碼的運算
10.6.3循環碼的編碼方法
10.6.4循環碼的解碼方法
10.6.5截短循環碼
10.6.6BCH碼
10.6.7RS碼
10.7捲積碼
10.7.1捲積碼的編碼
10.7.2捲積碼的解碼
10.8Turbo碼和LDPC碼
10.9小結
思考題
習題
1章先進的數字帶通調製和解調
11.1概述
11.2偏置正交相移鍵控及π/4相移正交相移鍵控
11.3小頻移鍵控及高斯小頻移鍵控
11.3.1MSK信號的基本原理
11.3.2MSK信號的相位連續性
11.3.3MSK信號的正交錶示法
11.3.4MSK信號的産生和解調
11.3.5MSK信號的功率譜密度
11.3.6MSK信號的誤碼率性能
11.3.7高斯小頻移鍵控
11.4正交頻分復用
11.4.1概述
11.4.2OFDM的基本原理
11.4.3OFDM的實現
11.5網格編碼調製
11.5.1網格編碼調製的基本概念
11.5.2TCM信號的産生
11.5.3TCM信號的解調
11.6擴展頻譜技術
11.6.1概述
11.6.2直接序列擴譜
11.6.3跳頻擴譜
11.6.4擴譜碼的同步
11.6.5分離多徑技術
11.7小結
思考題
習題
2章信源壓縮編碼
12.1矢量量化
12.2語音壓縮編碼
12.2.1語音參量編碼
12.2.2混閤編碼
12.3圖像壓縮編碼
12.3.1靜止圖像壓縮編碼
12.3.2動態圖像壓縮編碼
12.4數字數據壓縮編碼
12.4.1基本原理
12.4.2霍夫曼碼
12.5白色加性高斯噪聲信道的容量
12.6小結
思考題
習題
3章通信安全
13.1概述
13.2單密鑰加密通信係統
13.3分組密碼和流密碼
13.4用信息論研究密碼的方法
13.4.1完善安全性
13.4.2解距離
13.4.3數據壓縮在密碼編碼中的作用
13.4.4擴散與混淆
13.5數據加密標準
13.6公共密鑰密碼編碼方法
13.7RSA算法
13.8小結
思考題
習題
附錄A巴塞伐爾(Parseval)定理
附錄B誤差函數值錶
附錄C七位美國標準信息交換碼（ASCII）
附錄DCCITT 5號碼
附錄E我國標準7位編碼字符集
附錄F貝塞爾函數值錶
附錄G伽羅華域GF(2m)
附錄H三角函數公式
英文縮略詞英漢對照錶
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《電磁波的奧秘與現代通信技術》 一、 探尋無形之鏈：電磁波的起源與傳播 自古以來，人類便對超越時空的溝通方式充滿瞭渴望。從烽火狼煙到信鴿傳書，再到電報和電話的誕生，技術的每一次飛躍都極大地縮短瞭人與人之間的距離。而支撐起這一切通信革命的基石，便是那無形無影卻又無處不在的電磁波。本書將帶領讀者踏上一段探索電磁波奧秘的旅程，從其基本原理齣發，揭示其如何被發現、被理解，並最終成為現代通信技術的支柱。 我們將從法拉第的電磁感應定律和麥剋斯韋的電磁場理論說起。理解電磁波的本質，離不開對這些奠基性理論的深入剖析。電場和磁場的相互激發，如何以波動的形式在空間中傳播，其速度為何與光速一緻，這些都將是本書重點闡釋的內容。我們將藉助直觀的圖示和生動的比喻，幫助讀者構建起對電場、磁場以及它們如何交織成電磁波的清晰認知。 電磁波的傳播並非一成不變，它會受到介質、頻率以及傳播環境的諸多影響。本書將深入探討不同頻率的電磁波在空氣、水、土壤乃至真空中的傳播特性。從低頻的長波到高頻的微波、射波，它們各自的傳播距離、穿透能力以及衰減方式都有顯著差異。我們會分析電磁波在傳播過程中可能遇到的反射、摺射、衍射和散射現象，理解這些現象如何影響信號的傳輸質量，並為後續的通信係統設計提供理論依據。 例如，長波能夠繞過障礙物傳播較遠距離，因此在早期無綫電通信中扮演瞭重要角色。而微波則具有方嚮性強、帶寬大等優點，是現代衛星通信、雷達和點對點通信的關鍵。同時，大氣層對電磁波的吸收和衰減，以及地錶反射等因素，都構成瞭通信係統設計時必須考慮的現實挑戰。本書將通過具體的例子，展示這些傳播效應在實際通信場景中的體現，讓讀者體會到理論與實踐之間的緊密聯係。 二、 編碼的智慧：信息在電磁波上的載體 電磁波本身隻是一種能量的傳遞方式，要承載信息，就必須對其進行“編碼”——將需要傳遞的信息轉化為電磁波的某種特性變化。這一過程，便是調製的核心。本書將深入講解各種信息調製技術，揭示信息如何巧妙地“寄宿”在電磁波之上，並安全、高效地抵達接收端。 我們將從最基礎的模擬調製技術開始，如調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM）。理解幅度和頻率、相位如何隨信息信號的變化而變化，是掌握現代通信技術的基礎。我們會分析這幾種調製方式的原理、特點以及各自的優缺點。例如，AM調製簡單易實現，但容易受到噪聲乾擾；FM調製抗乾擾能力強，但所需的帶寬較大。 隨後，我們將步入更為復雜的數字調製領域。數字通信是現代信息社會的核心，其優勢在於抗乾擾能力強、信息傳輸準確率高。本書將詳細介紹鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）等基本數字調製技術，以及它們如何通過改變載波的幅度、頻率或相位來錶示二進製碼元。 更進一步，我們將探討更高級的調製方式，如正交幅度調製（QAM）。QAM通過同時改變載波的幅度和相位，能夠在一個載波上承載更多的數據比特，極大地提高瞭頻譜利用率。我們會解釋QAM的星座圖，分析其碼元決策過程，並展示其在Wi-Fi、4G、5G等現代通信係統中的廣泛應用。 除瞭調製，信息的編碼和解碼在通信過程中同樣至關重要。為瞭在傳輸過程中抵抗噪聲和乾擾，提高數據的可靠性，我們需要對原始信息進行編碼，使其具備一定的糾錯能力。本書將介紹糾錯編碼的基本原理，如海明碼、捲積碼和Turbo碼等。我們會解釋這些編碼方式如何通過增加冗餘信息來檢測和糾正傳輸錯誤，確保接收到的信息盡可能準確無誤。 三、 信號的塑形：濾波與解調的藝術 調製將信息“裝載”到電磁波上，但發送齣去的信號往往會包含各種雜質，並且需要被準確地“卸載”信息。這就需要一係列精密的信號處理技術，包括濾波和解調。本書將詳細闡述這些過程，揭示信號如何在接收端被“還原”，重現其原始信息。 濾波是信號處理中的關鍵環節。在信號從天綫接收到，經過放大後，我們還需要將其中的有用信號與不需要的噪聲和乾擾區分開來。本書將介紹不同類型的濾波器，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器，並解釋它們在通信係統中的作用。我們會分析濾波器的工作原理，例如，帶通濾波器如何允許特定頻率範圍內的信號通過，而抑製其他頻率的信號，從而有效地濾除噪聲。 解調則是調製過程的逆嚮操作，其核心是將載波上承載的信息提取齣來。本書將詳細介紹各種解調器的工作原理，包括相乾解調、非相乾解調等。例如，對於調幅信號，我們將介紹包絡檢波器；對於調頻信號，我們將介紹鑒頻器；對於數字調製信號，我們將介紹相乾解調器如何利用本地産生的參考信號來恢復原始的數字序列。 在數字通信係統中，信號的恢復過程更為復雜。我們將探討信號的定時恢復和數據判決。在接收端，我們需要準確地確定每個碼元的開始和結束位置，以便正確地判決碼元的值。本書將介紹諸如載波同步和定時同步等關鍵技術。 此外，本書還將觸及一些更為深入的信號處理概念，如均衡技術。在復雜信道環境下，信號可能會發生失真，導緻碼元之間的乾擾（ISI）。均衡器通過對接收到的信號進行補償，來抵消這種失真，提高通信係統的性能。 四、 係統的構建：從元件到整體的通信網絡 單個的調製解調器和濾波器隻是通信係統中的基本單元。將這些單元有機地組閤起來，纔能構建齣能夠實現遠距離、大容量信息傳輸的通信係統。本書將帶領讀者從微觀的元器件走嚮宏觀的通信係統設計，理解不同通信係統的架構和工作原理。 我們將介紹最基礎的通信係統模型，包括信源、信道、收信機等基本組成部分，並分析它們在整個通信流程中的作用。 隨後，我們將深入探討各種不同類型的通信係統。從傳統的有綫通信，如電話網絡和電纜電視網絡，到現代的無綫通信，如蜂窩移動通信（2G、3G、4G、5G）、衛星通信、無綫局域網（Wi-Fi）和藍牙。我們將分析每種係統的特點、優勢和適用場景。例如，蜂窩移動通信係統如何通過基站和手機的配閤，實現大範圍的移動通信；衛星通信係統如何利用地球同步衛星實現全球範圍內的通信覆蓋；Wi-Fi係統又如何為局域網絡提供無綫接入。 我們還會探討多址技術，這是實現多人同時使用同一通信資源的“秘訣”。本書將詳細介紹時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）和正交頻分多址（OFDMA）等技術，解釋它們如何分配有限的通信資源，允許多個用戶共享同一信道。 此外，對於現代通信係統而言，數據傳輸速率和頻譜效率是兩個至關重要的指標。本書將探討如何通過先進的編碼、調製和多址技術來不斷提高這些指標，以滿足日益增長的信息需求。 五、 前沿展望：通信技術的未來圖景 隨著科技的飛速發展，通信技術也在不斷演進。本書的最後一部分將帶領讀者展望通信技術的未來發展趨勢，思考未來的通信將帶給我們怎樣的改變。 我們將探討諸如物聯網（IoT）通信、人工智能在通信係統中的應用、以及下一代移動通信技術（如6G）的可能方嚮。物聯網將連接海量的設備，對通信網絡的低功耗、廣覆蓋和海量連接能力提齣更高的要求。人工智能有望在信道估計、信號檢測、網絡優化等方麵發揮重要作用，使通信係統更加智能化和高效。 未來的通信將不僅僅是簡單的信息傳遞，它將與我們的生活、工作、娛樂等方方麵麵深度融閤，構建起一個更加互聯互通、智能化的世界。本書希望通過對通信原理的係統闡述，為讀者打下堅實的理論基礎，使其能夠更好地理解當前通信技術的發展，並對未來的通信變革充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題設計和配套資源是我認為它價值倍增的關鍵因素。理論學習如果缺乏實踐的檢驗，很容易變成空中樓閣。這本書的每一章末尾都有分層級的練習題，從基礎概念的鞏固，到復雜的係統性能分析計算，覆蓋麵非常廣。更重要的是，它提供的不僅僅是答案，很多題目後麵還附帶有詳盡的解題步驟和思路剖析，這對於自學者來說簡直是救星。我利用書中的部分公式，配閤一些開源工具進行瞭小規模的仿真驗證，發現書本上推導齣的結論和實際運行的結果高度吻閤，這極大地增強瞭我對理論模型的信任感。這種理論與實踐的閉環反饋機製，是任何純理論書籍難以提供的，它讓學習過程不再是單嚮的灌輸，而是一個主動探索和驗證的動態過程。

評分☆☆☆☆☆

我不得不提一下這本書對概率論和隨機過程在通信領域應用的闡述方式。很多學生（包括我以前）在學完概率論的課程後，總覺得那些知識點很抽象，跟實際工程脫節。然而，這本書非常巧妙地將隨機過程的概念無縫植入到信道建模和接收機設計中。它沒有把概率論當作一個獨立的章節來突擊講解，而是伴隨著對高斯白噪聲、瑞利衰落信道等實際物理現象的描述，自然而然地引入所需的數學工具。這種“用時方知需”的教學設計，使得學習者能立刻體會到這些數學工具的實用價值，而不是為瞭學而學。這種基於應用驅動的理論講解，極大地提升瞭我的學習動力，讓我真正理解瞭信息論和通信係統理論是如何緊密結閤在一起，共同構建起現代通信技術的宏偉藍圖的。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我這種初學者量身定做的，那種感覺就像是終於找到瞭一個能用人話把復雜概念講清楚的嚮導。我記得我一開始接觸信號與係統的時候，各種傅裏葉變換、拉普拉斯變換簡直是讓我頭大，感覺自己像是在看天書。但是這本教材的敘述方式非常注重循序漸進，它不會上來就拋齣一大堆公式把你淹沒，而是會先用非常直觀的例子來鋪墊，讓你對通信係統有一個宏觀的認識，然後再深入到具體的數學推導中去。尤其讓我印象深刻的是它對調製解調原理的講解，作者似乎非常理解讀者在學習過程中的睏惑點，總能在關鍵的地方給齣非常及時的類比和解釋。比如在談到數字調製時，它對星座圖的描繪和解析，清晰到我閉上眼睛都能在腦海裏構建齣那個二維空間中的點陣分布。可以說，這本書為我打下瞭一個極其堅實的基礎，讓原本望而生畏的通信理論變得觸手可及，極大地激發瞭我繼續深入研究的興趣和信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示設計，簡直是工業級的美學典範。現在很多教材為瞭追求內容上的豐富，往往犧牲瞭閱讀體驗，信息堆砌得非常混亂，圖錶也常常是黑白模糊，看不清細節。但這本書，即便我拿到的可能不是原版，但它的雙色印刷帶來的清晰度和層次感，極大地減輕瞭長時間閱讀帶來的視覺疲勞。那些復雜的信道模型圖、眼圖、頻譜圖，通過不同的顔色高亮顯示關鍵區域或參數，使得原本需要反復揣摩纔能理解的關係，一眼就能明瞭。這種對細節的關注，體現瞭作者和齣版社對讀者學習體驗的尊重。可以說，在需要對比和區分多個概念或信號波形時，這種視覺上的輔助作用是無可替代的，它讓枯燥的理論學習過程，變成瞭一種享受，這對於保持學習的連貫性至關重要。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在職工程師，我閱讀這本書的初衷是想係統地迴顧和查漏補缺我過去工作中接觸到的那些碎片化的知識點。坦白說，市麵上很多教材要麼過於學術化，充滿瞭晦澀的數學證明，讓人讀起來效率低下；要麼就是過於工程化，隻停留在應用層麵，缺乏對底層原理的深入剖析。這本書的平衡性做得非常齣色。它的理論深度足夠支撐起對現代通信係統，比如OFDM、MIMO這些前沿技術的理解，但同時它在講解過程中，又巧妙地穿插瞭對實際工程實現中可能遇到的非理想因素的討論。我尤其欣賞它對噪聲和乾擾對係統性能影響的分析部分，那種嚴謹的數學建模和仿真結果的對照，讓我能更清晰地認識到理論性能與實際部署之間的差距，這對於優化現有係統設計非常有指導意義。這不僅僅是一本教科書，更像是一本高質量的技術參考手冊，隨時可以翻閱並找到清晰的解答。