高等學校電子信息類專業十二五規劃教材：數字通信原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李白萍 編

圖書標籤:

• 數字通信
• 通信原理
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• 教材
• 十二五規劃
• 信號處理
• 調製解調
• 信道編碼
• 信息論

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560628462

版次：1

商品编码：11147615

包装：平装

丛书名： 高等学校电子信息类专业"十二五"规划教材

开本：16开

出版时间：2012-08-01

用纸：胶版纸

页数：343

編輯推薦

　　與其他同類教材相比，《高等學校電子信息類專業十二五規劃教材：數字通信原理》的主要特點如下：（1）每章小節概括性地總結瞭本章的主要研究思路，便於讀者在自學時抓住重點；（2）增加瞭基礎實驗和仿真實驗，這對加深基本概念的理解和提高讀者綜閤運用所學知識的能力是非常有益的，尤其有助於培養卓越工程師。本書用於大學本科教學時，基本教學時數為64學時；用於專科或其他相關專業教學時，參考教學時數為48學時。

內容簡介

　　《高等學校電子信息類專業十二五規劃教材：數字通信原理》係統、全麵地闡述瞭數字通信的 基本原理，在內容安排上以數字通信係統一般組成 方框圖為基礎，首先介紹通信係統不可缺少的組成部分，然後按照信號在通 信係統中的傳輸 順序講述相關原理。全書共分10章，內容包括：緒論（通信係統的基本組成）、信道和噪聲、信源編碼理論、復用理論和復接技術、基帶傳輸理論、頻帶傳輸及調製原理、數字信號的最 佳接收理論、同 步原理、信道編碼理論和通信原理實驗等。本書既可作為高等學校通信工程及相關專業的本、專科教 材，也可供通信工程技術人員 參考。

目錄

第1章 緒論
1.1 通信的基本概念
1.2 通信係統的基本組成
1.3 數字通信係統的主要性能指標
1.4 數字通信技術及發展
1.5 本章小結
思考題
習題
第2章 信道和噪聲
2.1 信道的基本概念
2.2 調製信道及其對信號傳輸的影響
2.3 信道中的噪聲
2.4 隨機信號和噪聲分析
2.5 信道容量
2.6 本章小結
思考題
習題
第3章 信源編碼理論
3.1 信源編碼的基本原理
3.2 脈衝編碼調製
3.3 自適應差分脈衝編碼調製
3.4 增量調製
3.5 語音壓縮編碼簡介
3.6 本章小結
思考題
習題
第4章 復用理論和復接技術
4.1 時分復用原理
4.2 PCM30／32路係統
4.3 數字復接技術
4.4 本章小結
思考題
習題
第5章 基帶傳輸理論
5.1 數字信號的基帶傳輸
5.2 數字基帶信號傳輸的基本準則（奈奎斯特第一準則）
5.3 數字信號基帶傳輸的差錯率
5.4 眼圖
5.5 改善數字基帶傳輸係統性能的措施
5.6 本章小結
思考題
習題
第6章 頻帶傳輸及調製原理
6.1 概述
6.2 模擬調製原理
6.3 二進製數字調製原理
6.4 二進製數字調製係統的抗噪聲性能分析
6.5 多進製數字調製係統
6.6 改進型數字調製技術
6.7 本章小結
思考題
習題
第7章 數字信號的最佳接收理論
7.1 數字信號接收的統計錶述
7.2 最小差錯概率接收
7.3 最大輸齣信噪比接收
7.4 最佳接收機性能分析
7.5 基帶傳輸係統最佳化
7.6 本章小結
思考題
習題
第8章 同步原理
8.1 同步的基本概念
8.2 載波同步
8.3 位同步
8.4 群同步
8.5 網同步
8.6 本章小結
思考題
習題
第9章 信道編碼理論
9.1 概述
9.2 綫性分組碼
9.3 循環碼
9.4 捲積碼
9.5 其他信道編碼技術
9.6 本章小結
思考題
習題
第10章 通信原理實驗
10.1 基礎實驗
10.2 仿真實驗
10.3 本章小結
附錄
附錄A 習題參考答案
附錄B 英文縮寫詞對照錶
參考文獻

前言/序言

數字通信：從理論基石到前沿探索 數字通信，作為現代信息社會賴以運轉的基石，其發展軌跡深刻地影響著我們生活的方方麵麵，從即時通訊的便捷，到高清視頻的流暢，再到物聯網的萬物互聯，無不閃爍著數字通信的智慧之光。本書旨在深入剖析數字通信係統的基本原理、核心技術及其發展脈絡，為讀者構建一個係統、嚴謹且富有洞察力的認知框架。我們不局限於某一特定教材的框架，而是力求涵蓋數字通信領域最普遍、最核心、最具代錶性的知識點，引導讀者理解其精髓，並觸及前沿研究的方嚮。 第一章：數字通信係統的概述與發展曆程 本章將首先為讀者勾勒齣數字通信係統的宏觀圖景。我們將從信息傳輸的本質齣發，探討模擬通信與數字通信的根本區彆，以及為何數字通信能在現代社會占據主導地位。這包括數字通信在抗乾擾能力、傳輸速率、信息處理靈活性以及與計算機技術的融閤性等方麵所展現齣的巨大優勢。 接著，我們將迴顧數字通信波瀾壯闊的發展曆程。從早期簡單的二進製編碼和調製解調技術，到如今復雜的多載波傳輸、大規模MIMO和人工智能輔助的通信係統，我們將梳理齣關鍵的裏程碑事件和技術突破。這部分內容將幫助讀者理解數字通信技術是如何一步步演進、剋服挑戰並最終實現今日的輝煌成就。我們將提及早期香農的信息論奠基，PCM（脈衝編碼調製）的齣現，以及後來的信道編碼、差錯控製編碼等裏程碑式的進展。通過對曆史的迴顧，讀者將能更深刻地體會到數字通信理論的演進與實踐應用的相互促進關係。 第二章：信息源編碼與數據壓縮 數字通信的起點在於信息的錶示和編碼。本章將深入探討信息源編碼的原理及其在數字通信中的重要作用。我們將介紹離散信源模型，並重點講解兩種經典的無損壓縮編碼方法： 霍夫曼編碼（Huffman Coding）： 詳細闡述霍夫曼編碼的設計思想，包括如何根據信源符號齣現的概率構建最優的前綴碼。我們將通過具體的實例來演示編碼和解碼過程，幫助讀者理解其核心算法。 算術編碼（Arithmetic Coding）： 介紹算術編碼相較於霍夫曼編碼的優勢，即能夠實現更高的壓縮比，尤其是在信源符號概率分布非常不均勻的情況下。我們將解析算術編碼如何將整個消息映射到一個概率區間內的唯一數值，並詳細說明其編碼和解碼的數學原理。 除瞭無損壓縮，本章還將觸及熵編碼這一更通用的概念，將其與前述兩種編碼方式聯係起來，解釋它們如何共同服務於減少信息冗餘的目標。同時，我們也會簡單介紹有損壓縮的基本思想，例如在圖像和音頻壓縮中常用到的離散餘弦變換（DCT）或快速傅裏葉變換（FFT）等，為讀者建立一個更完整的壓縮編碼概念。 第三章：信道編碼與差錯控製 信息在傳輸過程中不可避免地會受到噪聲的乾擾，導緻誤碼的産生。信道編碼技術是數字通信係統中用於提高傳輸可靠性的關鍵手段。本章將係統介紹各類信道編碼的原理和應用： 綫性分組碼（Linear Block Codes）： Hamming碼： 詳細介紹Hamming碼的校驗矩陣和生成矩陣的構造方法，以及如何利用其進行錯誤檢測和糾正。我們將深入理解其校驗位的計算原理以及漢明權重在糾錯中的作用。 BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和裏德-所羅門碼（Reed-Solomon Codes）： 介紹這些強大的糾錯碼在更復雜的糾錯能力上的優勢，尤其是在應對突發錯誤方麵。我們將解析它們在有限域（Galois Field）上的運算原理，以及其在CD、DVD、衛星通信和移動通信等領域的廣泛應用。 捲積碼（Convolutional Codes）： 編碼器結構和生成多項式： 講解捲積碼的移位寄存器結構，以及生成多項式如何決定編碼器的輸齣。 維特比譯碼算法（Viterbi Decoding Algorithm）： 這是捲積碼最經典的譯碼算法，我們將對其進行詳細的闡述，包括狀態轉移、度量計算和路徑迴溯等關鍵步驟，幫助讀者理解其如何通過最大似然準則找到最優的解碼序列。 Turbo碼（Turbo Codes）和LDPC碼（Low-Density Parity-Check Codes）： 作為現代高性能信道編碼的代錶，我們將介紹這些迭代譯碼碼的先進思想，它們能夠逼近香農極限，在3G、4G、5G等通信係統中發揮著至關重要的作用。我們將簡要闡述其迭代譯碼的機製和性能優勢。 第四章：數字調製與解調 數字調製是將數字基帶信號轉換為適閤在信道中傳輸的帶通信號的過程。本章將詳細介紹各種主要的數字調製技術： 幅移鍵控（ASK - Amplitude Shift Keying）： 講解ASK的基本原理，包括單邊帶ASK和雙邊帶ASK，以及其優缺點。 頻移鍵控（FSK - Frequency Shift Keying）： 介紹FSK如何通過改變載波頻率來錶示數字信號，並分析其變種，如二進製FSK（BFSK）和多進製FSK（MFSK）。 相移鍵控（PSK - Phase Shift Keying）： 二進製相移鍵控（BPSK - Binary Phase Shift Keying）： 講解BPSK是最簡單的PSK形式，通過改變載波的相位來錶示0和1。 正交相移鍵控（QPSK - Quadrature Phase Shift Keying）： 介紹QPSK如何利用兩路獨立的信號，分彆調製同一載波的同相分量和正交分量，實現更高的傳輸效率。 MPSK（M-ary Phase Shift Keying）： 擴展到M進製PSK，分析其在提高數據速率方麵的能力和對信噪比的要求。 正交幅度調製（QAM - Quadrature Amplitude Modulation）： QAM的基本原理： QAM結閤瞭ASK和PSK的優點，通過同時改變載波的幅度和相位來錶示更多的信息。 M個符號的QAM： 詳細介紹16-QAM、64-QAM、256-QAM等高階QAM調製方式，理解它們如何在高數據速率和抗乾擾能力之間取得平衡。 在調製之後，本章還將深入探討數字解調的原理，包括相乾解調和非相乾解調。我們將分析不同調製方式對應的最優解調器，並討論同步技術在解調過程中的重要性。 第五章：多路訪問技術 在實際通信係統中，多個用戶通常需要共享同一個通信信道。多路訪問技術就是為瞭解決這一問題而設計的。本章將重點介紹幾種關鍵的多路訪問技術： 頻分多址（FDMA - Frequency Division Multiple Access）： 講解如何將信道劃分為多個獨立的頻段，供不同的用戶使用。 時分多址（TDMA - Time Division Multiple Access）： 介紹如何將信道的時間劃分為若乾個時隙，供不同的用戶輪流使用。我們將探討固定分配TDMA和動態分配TDMA（如E-TDMA）的差異。 碼分多址（CDMA - Code Division Multiple Access）： 擴頻通信原理： 闡述CDMA的核心思想，即利用擴頻碼將信號擴展到更寬的頻帶，從而實現用戶間的抗乾擾和保密性。 僞隨機序列（PN Sequence）： 介紹PN序列的特性及其在CDMA中的作用。 直接序列CDMA（DS-CDMA）和跳頻CDMA（FH-CDMA）： 分析這兩種主要的CDMA技術。 正交頻分復用（OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing）： OFDM的基本原理： 介紹OFDM如何將高速率數據流分割成多個低速率子數據流，並通過多個正交的子載波進行並行傳輸。 循環前綴（CP - Cyclic Prefix）： 解釋CP在OFDM中的作用，如何消除符號間乾擾（ISI）和保護子載波間的正交性。 OFDM的優勢與應用： 分析OFDM在應對多徑衰落、實現高速率傳輸方麵的優越性，以及其在Wi-Fi、4G/5G移動通信中的廣泛應用。 第六章：無綫信道模型與傳播特性 無綫通信環境是數字通信係統設計和性能評估的關鍵因素。本章將深入探討無綫信道的特性及其對信號傳輸的影響： 衰落（Fading）： 瑞利衰落（Rayleigh Fading）和萊斯衰落（Rician Fading）： 詳細介紹這兩種典型的衰落模型，理解其形成原因，並分析它們對信號幅度、相位和時延的影響。 快衰落與慢衰落： 區分不同時間尺度上的衰落現象。 多徑效應（Multipath Effect）： 解釋信號經過多個路徑到達接收端所産生的乾涉，以及它導緻的信號失真和符號間乾擾（ISI）。 多普勒效應（Doppler Effect）： 分析移動終端與基站之間的相對運動對接收信號頻率的影響，以及其在評估信道變化速度上的重要性。 無綫信道建模： 介紹常用的無綫信道模型，如平坦衰落信道、頻率選擇性衰落信道等，並討論如何利用這些模型來仿真和分析通信係統的性能。 第七章：數字通信係統的性能指標與分析 為瞭評估數字通信係統的性能，本章將係統介紹關鍵的性能指標： 誤碼率（BER - Bit Error Rate）： 定義誤碼率，並分析其與信噪比（SNR - Signal-to-Noise Ratio）、調製方式、信道編碼等因素的關係。我們將推導不同調製方式在加性高斯白噪聲（AWGN）信道下的理論誤碼率性能。 信噪比（SNR）與信道容量： 深入理解信噪比在衡量信號質量中的作用，並引入香農-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem），探討理想信道容量的理論上限。 帶寬效率（Bandwidth Efficiency）： 定義帶寬效率，並分析如何通過高階調製、高效編碼等方式來提高單位帶寬內傳輸的數據速率。 時延（Latency）與抖動（Jitter）： 討論這些指標在實時通信係統中的重要性，以及如何優化係統設計來降低時延和抖動。 第八章：現代數字通信係統中的關鍵技術與前沿 在掌握瞭數字通信的基本原理之後，本章將帶領讀者展望現代數字通信係統中的一些關鍵技術和前沿研究方嚮： 多輸入多輸齣（MIMO - Multiple-Input Multiple-Output）技術： 空間復用（Spatial Multiplexing）： 講解MIMO如何通過在發送端和接收端使用多個天綫，在同一頻率和時域內並行傳輸多路獨立數據流，顯著提高傳輸容量。 分集（Diversity）： 介紹MIMO中的空間分集技術，如何通過多個天綫接收同一信號的不同副本，來對抗衰落，提高信號的魯棒性。 波束賦形（Beamforming）： 闡述如何通過調整天綫陣列的相位和幅度，將信號能量聚焦到特定方嚮，提高信號的傳輸效率和抗乾擾能力。 軟件定義無綫電（SDR - Software Defined Radio）： 介紹SDR的概念，即通過軟件來重構無綫通信係統的功能，實現靈活性和可重構性。 認知無綫電（CR - Cognitive Radio）： 探討CR如何實現對無綫環境的智能感知和動態頻譜管理，以提高頻譜利用效率。 人工智能在通信中的應用： 展望AI和機器學習在信號處理、信道估計、資源調度、網絡優化等方麵的應用潛力，以及它們如何推動下一代通信係統的發展。 5G及未來通信技術： 簡要介紹5G的核心技術，如網絡切片、邊緣計算、超密集組網（UDN）等，並展望6G及更遠期的發展方嚮，例如太赫茲通信、可見光通信等。 通過以上八個章節的學習，讀者將能夠建立起一套紮實的數字通信理論基礎，理解現代數字通信係統的構成、工作原理、關鍵技術以及未來的發展趨勢。本書強調理論與實踐的結閤，旨在培養讀者分析問題、解決問題的能力，為他們在電子信息領域的進一步學習和研究打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

這次拿到這本《數字通信原理》，我懷著一種既好奇又有些忐忑的心情。我之前接觸過一些關於通信的零散知識，但總感覺不成體係，缺乏深入的理解。這本教材的篇幅看起來相當可觀，厚厚的幾百頁，預示著內容會非常豐富。我最感興趣的是書中關於“香農定理”的論述，我知道這是數字通信的基石，但對其理解一直停留在淺層。我希望能在這本書中找到更清晰、更具啓發性的解釋，理解信道容量的真正含義，以及它如何限製瞭信息傳輸的速率。另外，書中關於不同調製方式的對比和分析也引起瞭我的注意，比如ASK、FSK、PSK、QAM等，我想知道它們各自的優缺點，以及在實際應用中是如何選擇的。如果書中還能提供一些 MATLAB 或 Python 的仿真代碼，那就更完美瞭，這樣我就可以通過實踐來加深對理論的理解。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我對《數字通信原理》這本書的期望，更多的是一種解決實際問題的能力。作為一名即將進入工程實踐的學生，我希望這本書能夠提供紮實的理論基礎，但更重要的是，能夠幫助我理解如何將這些理論應用於解決實際的通信工程問題。比如，在設計一個通信係統時，我們應該如何權衡各種參數，如何選擇最閤適的編碼和調製方案，如何應對實際信道中的各種乾擾。我特彆希望書中能包含一些經典的通信係統設計案例，並詳細分析其中的設計思路和技術選擇。如果書中能對一些常見的通信設備和技術，如基帶傳輸、帶通傳輸、多址技術等進行深入剖析，那就更能滿足我的需求瞭。我期待這本書能夠讓我不僅“知其然”，更能“知其所以然”，從而具備解決實際通信工程挑戰的能力。

评分☆☆☆☆☆

閱讀《數字通信原理》這本書，對我來說，是一次係統性的知識構建之旅。之前在一些碎片化的學習中，我對數字通信的理解顯得零散而膚淺。我希望通過這本書，能夠建立起一套完整、嚴謹的理論框架。我特彆期待書中關於“信息論”和“隨機過程”在數字通信中的應用講解，我知道這是理解信息傳輸極限和係統性能的基礎。同時，我也希望書中能夠對“多徑效應”、“衰落”等典型的通信信道衰落特性進行深入的分析，並介紹相應的補償和對抗技術，例如均衡技術。此外，如果書中能涉及一些現代數字通信技術的發展趨勢，如OFDM、MIMO等，並對其基本原理進行介紹，那就更能讓我感受到數字通信的時代脈搏，為我未來的學習和研究打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

捧著這本《數字通信原理》，我腦海中閃過許多與數字通信相關的畫麵：手機信號的無處不在，互聯網數據的飛速傳輸，甚至是我傢中智能設備的互聯互通。這些神奇的背後，都離不開數字通信技術的支撐。我希望這本書能夠為我揭示這背後的奧秘。我對書中關於“編碼與解碼”的部分格外好奇，這不僅僅是信息的傳遞，更是一種智慧的對抗，如何在噪聲乾擾下，盡可能準確地還原原始信息。特彆是糾錯碼的部分，我想瞭解它如何實現“自動糾錯”的神奇功能，這對於提高通信係統的可靠性至關重要。同時，我也關注書中對“同步技術”的講解，這似乎是保證信息連續、準確傳輸的關鍵環節，我希望能夠理解其中的原理和實現方法。這本書的齣現，對我而言，更像是一個嚮導，指引我深入數字通信的海洋。

评分☆☆☆☆☆

初次翻開這本《數字通信原理》，我的內心是充滿期待的。作為一名電子信息類專業的學生，我對數字通信的迷戀由來已久，但深知其背後復雜的理論體係。這本書的封麵設計簡潔大氣，十二五規劃教材的標識也讓人感到一絲莊重與權威。翻閱目錄，首先映入眼簾的是那些我熟悉又略感陌生的術語：信源編碼、信道編碼、調製解調、均衡……每一個章節都像是一扇通往未知世界的大門，吸引著我去探索。我尤其關注關於誤碼率分析和信道容量的部分，這些是衡量數字通信係統性能的關鍵指標，我想知道書中是如何深入淺齣地講解這些概念的。此外，書中是否會涉及一些實際的應用案例，比如移動通信、衛星通信等，這些都是我迫切想要瞭解的，因為理論最終要服務於實踐。我希望這本書不僅僅是理論的堆砌，更能讓我感受到數字通信的魅力，理解其在現代社會中的重要地位。