通信原理 9787030196866 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张辉，曹丽娜著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030196866

商品编码：29657682207

包装：平装

出版时间：2007-09-01

基本信息

书名:通信原理

：38.00元

售价：25.8元,便宜12.2元,折扣67

作者:张辉,曹丽娜著

出版社：科学出版社

出版日期：2007-09-01

ISBN：9787030196866

字数：591000

页码：475

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

本书系统、深入地介绍了现代通信系统的基本慨念、基本原理和基本分析方法。本书的编写遵循通信的理论体系，突出基础性和实用性，反映通信的新技术和发展动态。全书共分12章，内容包括通信系统的基本慨念、随机过程、信道和信道容量、模拟调制技术、数字基带传输、数字调制技术、信源编码、均衡技术、部分响应技术、同步技术、扩频技术、复用和数宁复接技术、佳接收系统、差错控制编码和典型通信系统介绍。每章列举了一定数量的例题，并附有大量的思考题和习题。
本书可作为高等院校通信工程、电子信息、计算机通信等专业3本科生和低年级研究生的教材，也可作为通信工程技术人员的参考书。

目录

作者介绍

文摘

序言

《电子通信系统：基础、原理与应用》 内容梗概 《电子通信系统：基础、原理与应用》是一本深入浅出、系统性强的通信工程领域专业教材。本书旨在为读者构建一个扎实的通信系统理论基础，并在此基础上展现其在现代社会中的广泛应用。全书共分为二十章，围绕着信息论、信号处理、调制解调、信道编码、多址技术、无线通信、光通信以及未来通信发展趋势等核心主题展开论述。 第一部分：通信系统基础理论 第一章：通信系统的基本概念与模型 本章首先引入通信的定义及其在人类社会中的重要性，阐述了通信系统的基本组成部分，包括信源、信宿、信道、发送器和接收器。通过建立一个通用的通信系统框图，详细解释了各个模块的功能和相互关系。随后，重点介绍了信息、信号与噪声的概念，区分了模拟信号和数字信号的特性，并引入了信息熵的概念，为后续的信息论学习奠定基础。本章还简要回顾了通信技术的发展历程，从早期的电报、电话到现代的数字通信，使读者对通信技术的演进而有宏观的认识。 第二章：信号的分析与表示 信号是通信系统的载体，因此对信号的深入理解至关重要。本章详细介绍了信号的分类，如周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号、确定性信号与随机信号。核心内容集中在信号的时域和频域表示方法。时域分析通过波形、幅值、相位等描述信号在时间上的变化，而频域分析则通过傅里叶级数和傅里叶变换将信号分解为不同频率的正弦波分量，展现信号的频谱特性。本书重点讲解了傅里叶变换及其性质，以及拉普拉斯变换在分析瞬态响应中的应用。此外，还介绍了信号的卷积定理，它在分析线性系统对信号的作用时具有关键作用。 第三章：信息论基础 信息论是通信系统设计和性能分析的理论基石。本章从信息度量的角度出发，详细介绍了信息熵的概念，阐述了它如何量化信息的不确定性。接着，引出了联合熵、条件熵以及互信息的概念，并推导了它们之间的关系。熵率和信道容量是本章的另一重要内容，信道容量定义了特定信道能够无差错传输信息的最大速率，为通信系统的设计提供了理论极限。本书通过清晰的数学推导和直观的例子，使读者深刻理解信息量的计算和信道容量的含义。 第四章：随机过程及其在通信中的应用 在实际通信系统中，噪声的存在使得信号的分析不能仅仅依靠确定性信号。本章引入了随机过程的概念，并重点介绍了平稳随机过程、马尔可夫过程等。功率谱密度是描述随机过程频域特性的重要工具，本章详细阐述了其计算方法和物理意义。高斯白噪声作为一种典型的随机过程，在通信系统中具有广泛的应用，本章深入分析了其统计特性及其对通信系统的影响。此外，还介绍了窄带随机过程的概念，这对理解幅度调制和相位调制尤为重要。 第二部分：通信系统的核心技术 第五章：模拟信号的调制与解调 模拟调制是将低频基带信号搬移到高频载波上进行传输的技术，目的是提高天线效率和克服信道限制。本章详细介绍了调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等主要的模拟调制方式。对于每种调制方式，都详细推导了其数学表达式，分析了其频谱特性、带宽需求和抗干扰性能。随后，重点介绍了各种调制方式的解调方法，如包络检波、相干解调和非相干解调。本书通过对比分析，帮助读者理解不同模拟调制方式的优缺点及其适用场景。 第六章：数字信号的调制与解调 随着数字技术的发展，数字通信已成为主流。本章深入探讨了数字基带传输和数字带通传输。基带传输包括了不归零码、归零码、曼彻斯特编码等，以及其在信号眼图上的表现。带通传输则介绍了多种数字调制技术，如二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）、幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）以及更高级的M进制相移键控（MPSK）和M进制正交幅度调制（MQAM）。本书详细分析了这些调制方式的功率谱密度、误码率性能，并介绍了相干解调和非相干解调的原理。 第七章：基带信号的传输与码间串扰 在数字基带传输中，为了实现可靠的信号恢复，需要精心设计发送滤波器的特性。本章介绍了奈奎斯特准则，它给出了无码间串扰（ISI）传输的条件，并解释了如何通过升余弦滤波器来满足这一准则。升余弦滤波器是实现无码间串扰传输的关键，本书详细介绍了其数学模型和工程设计。此外，本章还讨论了非理想信道对信号传输的影响，以及均衡技术在消除码间串扰中的作用。 第八章：信道编码 信道编码是提高通信系统可靠性的重要手段，它通过在信息中添加冗余位来检测和纠正错误。本章首先介绍了纠错编码的基本原理，包括分组码和卷积码。分组码方面，详细讲解了线性分组码，如汉明码，以及它们在海明距离和最小距离方面的性能指标。循环码和BCH码作为更强大的纠错码，也得到了深入的阐述。卷积码方面，介绍了其编码器结构、卷积编码的性能度量，以及维特比译码算法，这是现代通信系统中广泛使用的译码算法。 第九章：源编码与数据压缩 源编码（又称信源编码）旨在去除信息中的冗余，以减少传输或存储的数据量，提高传输效率。本章介绍了多种数据压缩技术，包括无损压缩和有损压缩。无损压缩方面，重点讲解了霍夫曼编码和算术编码，它们利用符号出现的概率来分配不同的码字长度。有损压缩方面，简单介绍了量化技术及其在语音和图像压缩中的应用。本书强调了源编码与信道编码的配合使用，以达到整体通信系统的最优性能。 第十章：多址技术 多址技术允许多个用户共享同一通信信道，是实现通信资源高效利用的关键。本章详细介绍了四种主要的复用技术：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。对于每种技术，都深入分析了其工作原理、优缺点以及在实际通信系统中的应用，例如FDMA在早期的无线电话和有线电视中，TDMA在GSM系统中，CDMA在3G通信中，以及SDMA在WLAN和4G/5G系统中。 第三部分：现代通信系统与应用 第十一章：无线通信系统 无线通信是现代通信的核心组成部分，本章深入探讨了其关键技术。首先介绍了蜂窝移动通信的基本原理，包括小区划分、频率复用和切换。接着，详细阐述了多径传播、衰落和干扰等无线信道特性，以及应对这些挑战的技术，如分集技术、自适应均衡和功率控制。本书还介绍了多种先进的无线通信技术，如OFDM（正交频分复用）和MIMO（多输入多输出），它们在Wi-Fi、4G和5G等现代无线系统中发挥着至关重要的作用。 第十二章：光通信系统 光通信以光波作为载体，具有传输带宽大、损耗低等优点，是长距离通信和高速数据传输的首选。本章介绍了光通信系统的基本组成，包括光源（激光器、LED）、光纤（单模光纤、多模光纤）、光探测器（PIN二极管、APD）和光调制技术。重点讲解了光纤中的光传播原理，如全内反射。随后，分析了光通信系统中的主要性能指标，如色散、非线性效应和信噪比。本书还介绍了光网络的架构和复用技术，如WDM（波分复用）。 第十三章：卫星通信 卫星通信利用地球轨道上的通信卫星作为中继站，实现大范围的通信覆盖。本章介绍了通信卫星的轨道类型（地球同步轨道、中圆轨道、低地球轨道），以及不同轨道对通信系统的影响。详细讲解了卫星通信系统的组成，包括地面站、卫星转发器以及上行链路和下行链路的通信原理。此外，还探讨了卫星通信的优势和局限性，以及其在广播、导航和军事通信等领域的应用。 第十四章：移动通信技术 本章聚焦于移动通信技术的发展和演进。从第一代模拟移动通信（1G）开始，介绍了其基本特点和局限性，然后过渡到第二代数字移动通信（2G），如GSM和CDMA，强调了其在语音通信上的突破。接着，深入讲解了第三代移动通信（3G）技术，如WCDMA和CDMA2000，及其在数据传输速率上的显著提升。最后，详细介绍了第四代移动通信（4G）技术，如LTE，及其在高速率、低时延方面的优势，并为即将到来的第五代移动通信（5G）技术做了初步的展望。 第十五章：互联网与分组交换 互联网是现代通信网络的重要组成部分，本章深入探讨了其底层原理。重点介绍了分组交换的概念，与电路交换的对比，以及数据报和虚电路的概念。详细阐述了TCP/IP协议栈的层次结构，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，并重点讲解了IP协议、TCP协议和UDP协议的功能和工作机制。此外，还介绍了路由选择、拥塞控制以及网络安全的基本概念。 第十六章：多媒体通信 随着互联网的普及，对多媒体通信的需求日益增长。本章介绍了视频和音频信号的编码标准，如H.264/AVC、HEVC（视频）和MP3、AAC（音频），以及它们在压缩效率和质量方面的权衡。详细讲解了实时通信协议（RTP）和实时传输控制协议（RTCP）在实现流媒体传输中的作用。此外，还探讨了IP电话、视频会议以及IPTV等应用。 第十七章：通信网络安全 随着通信系统日益复杂和互联，网络安全变得至关重要。本章介绍了通信安全的基本概念，包括保密性、完整性、可用性和认证性。详细讲解了密码学在通信安全中的应用，包括对称加密（如AES）、非对称加密（如RSA）以及数字签名。此外，还讨论了网络攻击的类型（如DoS攻击、中间人攻击）以及相应的防护措施，如防火墙、入侵检测系统和VPN。 第四部分：通信系统设计与前沿 第十八章：通信系统的性能评估与优化 本章关注通信系统的设计与优化。介绍了多种性能指标，如信噪比（SNR）、误码率（BER）、吞吐量和延迟。详细讲解了如何根据具体应用场景选择合适的调制解调方式、信道编码方案和多址技术。此外，还探讨了仿真技术在通信系统设计和性能分析中的重要性，以及系统级仿真工具的应用。 第十九章：未来通信技术展望 展望未来，通信技术将继续向更高带宽、更低时延、更广连接和更智能化的方向发展。本章介绍了下一代通信技术，如6G通信的潜在关键技术，包括太赫兹通信、人工智能在通信中的应用、天地一体化网络以及全息通信等。此外，还探讨了量子通信的可能性及其对信息安全和通信能力的影响。 第二十章：通信工程实践导论 作为本书的最后一章，本章旨在为读者提供通信工程实践的初步指导。介绍了通信系统的典型设计流程，从需求分析、系统设计、原型开发到测试验证。强调了实际工程中遇到的挑战，如功耗、成本和互操作性。鼓励读者将理论知识应用于解决实际问题，并关注通信行业的发展动态。 《电子通信系统：基础、原理与应用》力求通过理论与实践相结合的方式，帮助读者全面掌握通信系统的核心知识，为未来在通信领域的设计、研发和创新打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

对于一本侧重于系统和算法的书来说，代码实现和仿真验证是检验其有效性的重要标准。我很欣慰地发现，这本书在这方面做得相当到位。虽然它主要是一本理论书籍，但作者非常体贴地在附录和在线资源中提供了大量基于主流编程环境（如Python或MATLAB）的仿真代码示例。这些代码不仅仅是教材内容的简单复现，更是针对书中复杂算法的优化实现。比如，在讲解信道编码的迭代译码过程时，书中不仅有清晰的流程图，还附带了可以运行的Turbo码或LDPC码的C++骨架代码，这使得读者可以立即动手验证理论的性能边界。这种理论与实践的紧密结合，对于我这种更偏向工程应用的读者来说，简直是“雪中送炭”。它让我能够亲眼看到理论模型在实际运行中是如何表现的，哪些参数对性能影响最大，哪些步骤是计算瓶颈，这种直观的反馈是纯理论阅读无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧实在让人眼前一亮，完全摆脱了传统理工科教材那种严肃刻板的风格。我拿到手的时候，首先注意到的是纸张的质感，虽然是面向专业的教材，但印刷质量极高，图片和图表的清晰度非常出色，即便是那些复杂的波形图和系统框图，细节也丝毫没有模糊。更重要的是，它在内容组织上展现出一种现代感。作者似乎深谙当代读者的阅读习惯，常常在关键概念旁边设置“思考题”或者“扩展阅读”，引导读者进行更深层次的探索，而不是被动接受信息。例如，在介绍随机信号处理时，它并没有仅仅停留在高斯过程和维纳滤波的介绍，而是穿插了大量关于现代通信系统中噪声抑制和信息恢复的实际案例分析，这极大地激发了我继续深入研究的兴趣。我甚至发现，书中的某些章节引用了近几年的新兴技术作为案例背景，这让这本书立刻显得“鲜活”起来，避免了老教材那种与时代脱节的尴尬。对于需要备考或者希望快速掌握核心技术的读者来说，这种高效且视觉友好的设计无疑是巨大的加分项。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于它对“前沿展望”的处理方式。很多教材在讲完经典内容后，就戛然而止，留给读者一个知识断层。但这本书的最后几章，非常有远见地探讨了未来通信技术中可能遇到的挑战和正在探索的方向。它没有停留在教科书式的稳定知识上，而是适当地引入了一些关于大规模MIMO、太赫兹通信或者量子信息处理等热点领域的初步概念介绍。虽然这些内容不如核心理论部分深入，但它们提供了一个宏大的背景，让我能够将所学的经典原理（如信道编码、调制解调）放置在一个更广阔的技术演进图景中去理解。这种“立足经典，放眼未来”的结构安排，极大地提升了阅读的层次感，让这本书不仅是一本“教科书”，更像是一份为你指明未来学习方向的“路线图”。它激发了我持续学习的动力，促使我去关注领域内的最新进展，而不是满足于现有的知识储备。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《信号处理基础》，一开始还真有点担心，毕竟这类的教材常常给人一种枯燥乏味、公式堆砌的印象。但不得不说，作者在内容的编排上颇具匠心。它不像某些著作那样，上来就直接抛出复杂的傅里叶变换和Z变换，而是非常巧妙地从最直观的信号与系统概念入手，通过大量的工程实例来“润物细无声”地引导读者进入理论核心。比如，书中对于卷积运算的解释，没有停留在抽象的数学定义上，而是结合了实际的滤波器设计过程，让我立刻明白了为什么这个运算如此重要。我特别喜欢它对时域和频域相互关系的阐述，那种由浅入深、层层递进的逻辑感，让我在阅读过程中几乎没有遇到“卡壳”的地方。即便是初次接触现代信号处理的读者，也能凭借清晰的图示和详实的推导过程，逐步建立起完整的知识框架。这本书的价值在于，它成功地架起了理论与实践之间的桥梁，读完后，你会感觉自己不仅仅是“学会”了公式，更是“理解”了信号处理的本质所在。那种豁然开朗的感觉，是很多纯理论书籍无法给予的。

评分☆☆☆☆☆

我过去尝试过几本关于信息论和编码理论的教材，但常常因为数学工具的预备知识要求过高而半途而废。然而，这本《理论信息学导论》彻底改变了我的看法。它的叙事方式非常“人性化”。作者似乎非常清楚，对于大多数跨学科的学习者来说，如何将复杂的数学概念转化为直观的理解至关重要。这本书的精妙之处在于，它对香农熵和互信息这些核心概念的阐释，不是直接从概率论的定义出发，而是从信息存储和传输效率的实际限制角度切入，仿佛在与读者进行一场关于信息极限的哲学探讨。例如，在阐述信道容量时，它用了很多生动的比喻和类比，甚至没有使用复杂的积分形式，而是巧妙地通过离散信道的例子来搭建认知的阶梯。这种“先知其意，后求其形”的教学思路，极大地降低了初学者的心理门槛。读完后，我感觉自己对信息论的理解不再是零散的公式记忆，而是一套完整的、逻辑严密的思维体系。