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[美] 杰弗里S.比利斯 著，裴昌幸 译

图书标签:

• 电子通信
• 通信系统
• 现代通信
• 信号处理
• 调制解调
• 无线通信
• 信息论
• 数字通信
• 通信原理
• 移动通信

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111552093

版次：1

商品编码：12025609

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国外电子与电气工程技术丛书

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：489

内容简介

本书用系统的方法对无线通信、有线通信、模拟通信技术和数字通信技术做了全面的阐述，并涵盖了正弦波、电抗和共振等电子技术相关知识。对新一代无线系统的实现技术（包括3G和4G）进行了详细介绍，其中有限脉冲响应滤波器和数字信号处理、复指数和解析信号、DSP调制/解调、扩频技术等是其他通信技术教材没有的内容。本书可作为高等工科院校电子信息工程、通信工程专业的本科生教材。

目录

出版者的话
译者序
前言
第1章通信基本概念
1.1概述
1.2通信工作中的分贝概念
1.3信息与带宽
1.4噪声
1.5噪声的指标和计算
1.6故障排除
总结
习题与思考题
第2章振幅调制
2.1振幅调制概述
2.2双边带振幅调制
2.3载波抑制和单边带振幅调制
总结
习题与思考题
第3章角度调制
3.1角度调制概述
3.2时域频率调制
3.3频域FM
3.4相位调制
3.5噪声抑制
总结
习题与思考题
第4章通信电路
4.1放大器
4.2振荡器
4.3频选电路
4.4混频和乘法电路
4.5锁相环和频率合成
总结
习题与思考题
第5章发射机
5.1AM发射系统
5.2AM发射机测量
5.3单边带发射机
5.4FM发射机
5.5立体声FM
总结
习题与思考题
第6章接收机
6.1接收机指标
6.2调谐射频接收机
6.3超外差接收机
6.4直接变频接收机
6.5解调和检波
6.6立体声解调
6.7接收机噪声、灵敏度和动态范围的关系
6.8自动增益控制和噪声控制
总结
习题与思考题
第7章数字通信技术
7.1数字通信简介
7.2脉冲调制与复用
7.3采样率与奈奎斯特频率
7.4脉冲编码调制
7.5编码原理
7.6误码检测与纠正
7.7数字信号处理
总结
习题与思考题
第8章数字调制与解调
8.1数字调制技术
8.2调制信号的带宽
8.3M进制调制技术
8.4频谱效率、噪声性能与滤波
8.5复指数信号与解析信号
8.6宽带调制
总结
习题与思考题
第9章电话网234
9.1概述234
9.2基本电话操作234
9.3数字有线网络239
9.4T载波系统和复用245
9.5分组交换网络251
9.6SS7253
9.7故障诊断256
总结258
习题与思考题259
第10章无线通信系统260
10.1无线计算机网络260
10.2蜂窝电话语音系统269
10.3移动和蜂窝数据网283
10.4无线安全286
10.5双工集群无线电系统289
10.6软件无线电292
总结294
习题与思考题295
第11章计算机通信和互联网297
11.1字母数字码297
11.2计算机通信300
11.3局域网306
11.4LAN的搭建310
11.5LAN互联311
11.6互联网312
11.7IP电话313
11.8接入到网络314
11.9故障诊断317
总结319
习题与思考题320
第12章传输线322
12.1概述322
12.2传输线的类型322
12.3传输线的电气特性325
12.4直流电压传播329
12.5匹配传输线331
12.6谐振传输线333
12.7驻波比339
12.8史密斯圆图343
12.9传输线应用350
12.10阻抗匹配和网络分析353
总结355
习题与思考题356
第13章波的传播359
13.1电与电磁波的转换359
13.2电磁波359
13.3非自由空间中的波361
13.4地面波和空间波传播363
13.5天波传播364
13.6卫星通信368
13.7品质因数和卫星链路预算分析375
总结379
习题与思考题379
第14章天线381
14.1基本天线理论381
14.2半波偶极子天线382
14.3辐射电阻388
14.4天线馈线390
14.5单极天线392
14.6天线阵列394
14.7专用天线396
14.8微波天线399
14.9微波系统链路预算和路径损耗计算403
总结407
习题与思考题408
第15章波导和雷达411
15.1传输系统比较411
15.2波导的类型412
15.3波导传播的物理图解414
15.4其他类型的波导415
15.5波导的其他考虑因素417
15.6终端和衰减418
15.7定向耦合器420
15.8波导能量耦合和谐振腔420
15.9雷达422
15.10微集成电路波导425
15.11故障诊断427
总结428
习题与思考题429
第16章光纤431
16.1概述431
16.2光的特性432
16.3光纤简介435
16.4光纤的衰减和色散438
16.5光组件441
16.6光纤连接446
16.7系统设计和操作注意事项448
16.8综合布线和施工451
16.9光网络452
16.10安全455
16.11故障诊断456
总结458
习题和思考题458
附录AFCC通用无线电话操作员证书要求460
缩略语462
词汇表477

前言/序言

电子通信领域作为该行业业务领域最大和原创应用最多的领域，正在发生根本性转变。在大规模集成方面,由于计算机的革命和进步,传统上由分立元件所构建的模拟电路功能模块,现在基本上被执行数字信号处理操作的集成电路取代。在系统发生全面变化的情况下,促使人们必须采取一种新的方法来研究，进而出现了许多与传统的强调分立电路不同的新课题。本书的主要目的是通过介绍功能模块如何协同工作完成其预定任务，促进对通信系统的深入了解。
尽管转向以数字方式实现系统,但其基本概念、约束条件和已有的通信技术在20世纪确定的主题仍保持不变。本书全面介绍各种形式通信技术,并特别强调似乎孤立的概念中突出相互关系的主题因素。 为此, 特别在前几章安排了框架描述，给出拓展基础概念和重要主题的总体概念框架。例如，所有通信系统可以借助极为重要的特性描述，如:带宽、功率谱密度以及对系统工作产生影响的因素（例如噪声）。当从特征和约束的双重视角观察系统时，读者可以着手建立最初看起来毫无联系的概念之间的关系。结论是，即使是最先进的、高度集成的系统也是由子系统经过完善思路实现的，只有熟悉模拟背景知识才能有好的思路。出于这一原因，前几章基本上对调制技术和模拟电路进行讨论，即使从模拟到数字领域的转换也加快了进度。对模拟电路中基本概念的深入理解，为在数字领域的工作搭建了理解概念的平台。有了这样的基础，从模拟到数字概念的过渡要比初次接触数字电路相对容易。
特色与读者本书适合作为电子通信、无线通信、通信维护或电信专业的教材。数学分析一直维持在代数和三角的水平，但是足以增强对关键的基本概念的理解。傅里叶级数和复指数表示的内容参见第1章和第8章。
有几章中的许多插图以及章后的习题改编自杰夫端·比斯利和加里·米勒的《现代电子通信》。那些现在在其第9版中出现的经典内容，已经成为该领域的标准。正因为如此，它为这本书的系统级方法提供了良好的基础。目前，整个通信系统均为单个集成电路，而不是由多级的许多集成电路和分立元件所组成。过去的五年，广泛采用数字信号处理（DSP）和软件无线电已成为趋势。相对于同类的教科书或《现代电子通信》以前的版本，本书在数字信号处理和软件无线电这两个主题方面覆盖面更为广泛。最近五年，许多技术都更接近于实验室的新颖产品，而不是主流消费产品。总之，本文采取自上而下的观点，而不是一种侧重于由分立元件电路构建出发的“自下而上”的理念。
本书涉及的主题包括：调制、通信电路、发射机、接收机、数字通信技术、数字调制与解调、电话网、无线通信系统（短程和广域无线通信）、传输线、波的传播、天线、波导和雷达，以及光纤系统。本书旨在为读者提供一个完整的知识结构，特别是在基础章节，让读者可以把许多事实和概念统一成一个整体。通过把不成文的概念明确地联系在一起，希望能帮助读者从概念层面拓展认识和加深理解，而不是要求他们依靠大量看似无关的事实死记硬背。
其他主要特点如下。
回顾了某些基本电子学概念。由于课时的限制或差异，可能会导致学生修完基本电子学及电路课程后很长一段时间才学习通信课程。考虑到这些实际情况，本书已经扩大了最初讲授的“电子基础和设备”（或者“电路”）教程中一些概念的覆盖面，包括正弦波、电抗和谐振的性质以及放大类型，供教师选讲。
包含的主题和章末的习题与思考题都是专门针对准备美国联邦通信委员会（FCC）的通用无线电话操作员证书（GROL）考试的内容。在通信行业FCC GROL含金量很高；许多公司用它筛选应聘者，在某些行业（特别是航空电子设备行业）必须具有GROL。
扩大了数字通信和DSP的覆盖范围。本书涵盖最新一代无线系统应用技术的原理，包括第三代和第四代（3G和4G）无线数据网。另外，在后续章节已大幅扩充和增加的内容有：数字调制、DSP、有限冲击响应滤波器、扩频实现方式、正交频分复用和多输入多输出（MIMO）组态。
讨论了其他通信教科书中尚未发现的主题。在其他教科书中要么简单介绍或根本没有出现的内容，在此做了讲解或大幅扩充：SINAD（接收机灵敏度）测试，静噪系统设计，DSP调制/解调、扩频技术，无线网络（包括802.11n、蓝牙和ZigBee），增强型数字蜂窝语音网（GSM和CDMA），2W集群无线系统，软件无线电和认知无线电，腔体滤波器/双工器/合路器，阻抗匹配和网络分析（包括S参数），麦克斯韦方程以及链路预算和路径损耗计算。
介绍了频率分析的概念和复指数。增加了一节讨论基于DSP实现的数字调制解调器（现在已成为主流实现技术）背后的某些数学概念。
每门课程都有其核心概念、约束和挑战。电子通信也不例外, 本书化繁为简，其中涵盖了大量科研成果和技术。
补充材料与本书配套的实验教材（ISBN:013301066X）。
测试题库（计算机测试题库）：这个电子学测试题库可以用于开发定制的测验、测试和考试。
在线PowerPoint演示文稿。
在线教师资源手册。
为了在线访问补充材料，教师需要申请讲师访问代码。

现代电子通信：系统方法 引言 在信息爆炸的时代，通信技术已成为连接世界、驱动社会进步的核心力量。从广播电视的兴起，到互联网的普及，再到如今万物互联的智能时代，电子通信系统不断演进，以更快的速度、更大的容量、更高的可靠性满足着人类日益增长的信息需求。然而，理解这些复杂而庞大的系统，绝非易事。它们涉及电磁学、信号处理、网络理论、计算机科学等多个学科的深度融合，其内在的逻辑、设计原理以及发展趋势，需要一个系统性的视角来把握。 《现代电子通信：系统方法》正是应运而生，旨在为读者提供一个全面、深入且结构清晰的学习框架，帮助理解现代电子通信系统的全貌。本书不同于仅仅罗列通信技术细节的教材，而是着力于从“系统”的角度出发，揭示不同通信模块之间的相互作用、整体架构的演进逻辑，以及驱动这些系统发展的根本性问题和解决方案。它不是一本关于某个具体通信协议的手册，也不是一本关于特定硬件组件的介绍，而是一套理解整个通信技术生态的“思维导图”和“底层逻辑”。 本书独特之处 本书的核心价值在于其“系统方法”。这意味着我们将通信系统视为一个有机整体，而不是孤立的技术集合。我们将深入剖析通信系统的构成要素，如信息源、编码器、调制器、信道、解调器、解码器和用户终端，并详细阐述它们在整个信息传输链条中的作用。更重要的是，本书将强调这些模块之间的协同工作，以及它们如何共同优化系统的性能、效率和鲁棒性。 例如，在讨论信道时，我们不会仅仅停留于噪声和衰减的数学模型，而是会深入探讨不同信道特性如何影响信号传输，以及如何通过信道编码、均衡等技术来对抗这些不利因素。同样，在介绍调制技术时，我们也不会仅仅列举AM、FM、PSK、QAM等，而是会分析不同调制方式的优缺点，以及它们在特定应用场景下的适用性。这种系统性的分析，将帮助读者建立起一种“举一反三”的学习能力，能够触类旁通，理解新的技术和系统。 核心内容概览 本书内容涵盖现代电子通信系统的各个关键方面，并以系统性为指导进行组织。 第一部分：通信系统基础与理论支撑 信息论基石：深入浅出地介绍信息论的核心概念，如信息熵、信道容量、编码定理等。理解这些概念是理解通信系统设计极限和优化方向的关键。我们将解释香农提出的通信三大定理，并阐述其在通信系统设计中的指导意义。 信号与系统分析：回顾和拓展信号与系统的基本理论，包括傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换等。这些数学工具是分析和设计通信系统信号处理模块的必备武器。我们将强调时域、频域分析的互补性，以及它们在理解调制、滤波等过程中的重要性。 随机过程与噪声理论：深入探讨随机过程的统计特性，以及噪声在通信系统中的表现形式和影响。理解高斯白噪声、瑞利衰落等典型噪声模型，以及如何量化和分析它们的影响，是设计鲁棒通信系统的基础。 第二部分：核心通信系统模块详解 信源编码（数据压缩）：介绍无损和有损数据压缩技术，如霍夫曼编码、算术编码、JPEG、MPEG等。理解信源编码的原理，有助于理解如何高效地表示和传输信息，从而降低通信带宽需求。我们将探讨不同编码技术的压缩率与失真之间的权衡。 信道编码（纠错码）：详细讲解线性分组码、卷积码、Turbo码、LDPC码等现代纠错码技术。本书将着重分析这些码的编码和解码原理，以及它们在提高通信可靠性方面的重要作用。我们将深入理解纠错码的“编码增益”概念，并分析其在不同信道条件下的性能表现。 调制与解调：系统性地介绍各种模拟和数字调制技术，包括AM、FM、ASK、FSK、PSK、QAM等。我们将分析它们的频谱特性、抗噪声能力以及实现复杂度。本书将深入探讨相干解调和非相干解调的原理，以及在实际应用中如何选择合适的调制方式。 多路复用技术：深入分析时分复用（TDM）、频分复用（FDM）、码分复用（CDM）和空分复用（SDM）等技术。理解这些技术如何有效地共享通信信道，是现代通信系统高容量的关键。我们将探讨不同复用技术的优缺点，以及它们在现代通信网络中的应用。 均衡技术：讲解线性均衡、非线性均衡（如MLSE）等技术，以及它们在克服符号间干扰（ISI）中的作用。本书将深入分析ISI的成因，以及均衡器如何通过补偿信道失真来提高数据传输的准确性。 第三部分：现代通信系统架构与应用 数字信号处理（DSP）在通信中的应用：强调DSP在滤波、采样、量化、编码、解码等通信环节中的核心作用。本书将介绍DSP的基本算法和硬件实现，以及其在软件定义无线电（SDR）等前沿技术中的地位。 无线通信系统：深入探讨蜂窝通信（2G、3G、4G、5G）、Wi-Fi、蓝牙等无线通信系统的架构和关键技术。我们将分析无线信道的特性、多址技术、功耗管理等问题，并探讨5G及其未来演进方向。 光通信系统：介绍光纤通信的原理、光器件、调制格式和网络架构。本书将重点分析光纤通信的优势，以及其在长距离、大容量传输中的核心地位。 通信网络基础：讲解通信网络拓扑、路由、交换、拥塞控制等基本概念。我们将触及TCP/IP协议栈的层级结构，并分析网络协议的设计原则。 移动通信技术：从系统层面分析移动通信网络的发展历程、关键技术（如切换、寻呼、漫游）以及未来的发展趋势。 第四部分：前沿通信技术与展望 软件定义无线电（SDR）：介绍SDR的概念、优势以及其在通信系统设计和实现中的灵活性。本书将探讨SDR如何通过软件实现传统硬件难以实现的复杂功能。 认知无线电（CR）：探讨CR如何通过智能感知和动态频谱接入来提高频谱利用率。我们将分析CR的关键技术，如频谱感知、频谱分配和频谱共享。 物联网（IoT）通信：分析IoT通信的特点和挑战，以及低功耗广域网（LPWAN）等技术的发展。我们将探讨IoT在智能家居、智能交通、工业自动化等领域的应用前景。 人工智能（AI）在通信中的应用：探讨AI技术如何用于优化信道估计、信号检测、网络管理、安全防护等通信系统环节。 学习方法与本书特色 本书强调“系统性”的学习方法。我们鼓励读者在学习过程中，将各个模块的知识点联系起来，理解它们之间的相互依赖和配合关系。例如，在学习信道编码时，要思考其如何与调制技术协同工作，以在噪声环境中保证数据传输的可靠性；在学习多路复用技术时，要思考其如何与信道编码结合，实现高效的频谱利用。 本书摒弃了枯燥的数学推导，而是侧重于概念的清晰阐述和原理的直观理解。通过丰富的图示、案例分析和实际应用场景的介绍，帮助读者建立起对通信系统运作机制的直观认识。同时，本书也提供了必要的数学工具的背景介绍，以支持读者对更深层次原理的探索。 目标读者 本书适合以下读者群体： 电子工程、通信工程、计算机科学等相关专业的学生：为他们提供一个系统、全面、深入的学习平台，帮助他们打下坚实的通信理论基础，并了解现代通信系统的发展现状。 通信行业的从业人员：无论您是硬件工程师、软件工程师、系统集成工程师还是产品经理，本书都能帮助您拓展视野，理解公司产品在整个通信生态中的定位，并能更好地把握行业发展趋势。 对通信技术感兴趣的爱好者：如果您对连接世界的奥秘充满好奇，渴望了解信息是如何在瞬息之间传递，本书将为您打开一扇通往现代电子通信世界的大门。 结语 现代电子通信系统是人类智慧的结晶，是信息时代高速发展的基石。理解这些系统，不仅仅是掌握一门技术，更是理解信息如何流动，理解世界如何连接。 《现代电子通信：系统方法》将引导您穿越纷繁的技术细节，洞察其背后的系统逻辑和设计哲学。通过掌握本书所阐述的系统方法，您将能够更深刻地理解现有通信技术，更敏锐地洞察未来发展趋势，并为建设更智能、更互联的未来贡献力量。 让我们一起踏上这段探索现代电子通信系统奥秘的旅程，开启您对这个连接世界的科技之道的全新认知。

评分☆☆☆☆☆

《现代电子通信：系统方法》这个书名，让我觉得它是一本能够帮助我构建完整知识体系的著作。我一直对电子通信的方方面面都充满好奇，但总感觉自己学习的知识点比较零散，缺乏一个整体的框架。这本书的“系统方法”让我看到了希望，它应该能够把复杂的通信原理梳理得井井有条。我期待书中能够详细介绍通信系统的各个组成部分，比如信号的产生、编码、调制、传输、解调、解码等，并且深入讲解它们之间的相互联系和协同作用。我特别想了解，为什么我们需要进行信号编码和调制？不同的编码和调制方式是如何影响通信效率和可靠性的？在信号传输过程中，会遇到哪些挑战，比如噪声和衰减，又有哪些技术可以克服这些挑战？我甚至希望书中能够介绍一些通信系统的性能评估指标，比如吞吐量、延迟、误码率等，以及如何通过优化系统设计来提升这些性能。总之，这本书听起来就是一本能够帮助我从宏观到微观，全面理解现代电子通信的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《现代电子通信：系统方法》这个书名时，我的脑海里立刻浮现出无数关于信息传递的疑问。我一直对信息如何在茫茫人中的空间中穿梭，并且保持其完整性和准确性感到着迷。这本书的题目，特别是“系统方法”这个词，让我觉得它不仅仅是介绍通信技术，更是一种处理和分析通信问题的思路。我猜想，它可能会从一个宏观的层面，解释通信系统的基本构成，比如信源、信道、噪声、接收机等等，然后深入探讨它们之间的相互作用。我特别希望书中能解答一些关于信号如何被编码、调制，以及这些过程的数学原理。例如，为什么我们需要调制信号？不同的调制方式有什么优缺点？如何保证数据在传输过程中不丢失或出错？此外，“现代”这个词也让我期待书中能覆盖当前最流行的通信技术，比如Wi-Fi、蓝牙，甚至是对未来通信技术的一些展望。我对学习如何将理论知识应用于实际的通信系统设计和优化充满兴趣，这本书似乎正是满足我这种需求的绝佳选择。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就非常吸引人，"现代电子通信：系统方法"。我一直对信息如何跨越空间传递充满好奇，而电子通信无疑是现代社会运行的基石。想象一下，我们每天使用的手机、互联网、电视信号，这些背后都隐藏着多么精妙的设计和复杂的系统。这本书的题目暗示了它不会仅仅停留在单个元器件或者理论的讲解，而是会从一个宏观的、系统性的角度来剖析整个通信领域。这对我来说非常有吸引力，因为我更希望理解的是整体的运作逻辑，而不是碎片化的知识点。我猜想，这本书可能会从通信系统的架构入手，比如讲解信号的产生、调制、传输、解调和接收等各个环节，并且会强调这些环节之间是如何协同工作的。而且，"系统方法"这个词组，也让我联想到它可能会运用一些模型和工具来分析和优化通信系统，比如可能涉及到信息论、信号处理、网络理论等交叉学科的知识。我对其中可能涉及到的未来通信技术，比如5G、6G，以及它们将如何改变我们的生活，也充满了期待。这本书的出现，无疑是为我打开了一扇深入了解现代社会脉搏的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目《现代电子通信：系统方法》一下子就击中了我学习的痛点。我一直觉得电子通信是一个非常庞大且相互联系的领域，如果仅仅是零散地学习一些技术点，很难形成一个清晰的认知。而“系统方法”这个词，恰恰说明了它会采用一种整体的视角来讲解。我希望这本书能帮助我理解，从信号的源头到最终的接收，整个过程是如何被设计和组织的。比如说，不同的通信方式（如无线、有线）是如何适应不同的场景需求的？数据在传输过程中经历了哪些转化，这些转化背后的原理是什么？噪声如何影响通信的可靠性，有哪些技术手段可以降低噪声的影响？我特别期待书中能介绍一些通信系统的性能指标，比如带宽、信噪比、误码率等，以及这些指标是如何相互制约和优化的。如果能涉及一些通信系统的建模和仿真技术，那就更好了，那将有助于我更直观地理解复杂的通信原理。这本书的出现，让我看到了一个系统性学习电子通信的希望。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《现代电子通信：系统方法》这本书，我的第一感觉是它可能是一本相当有深度的技术专著。书名里的“现代”二字，预示着它会涵盖当前最前沿的通信技术和理论，而不是陈旧过时的内容。而“系统方法”则让我觉得这本书的讲解方式会非常有条理，会把复杂的通信过程分解成各个相互关联的子系统，然后逐一深入剖析。这对于我这种希望构建完整知识体系的读者来说，简直是福音。我尤其对书中可能会涉及到的各种通信协议、编码技术以及信号传输的物理原理感到好奇。比如说，数据是如何被编码成适合传输的信号，又如何在接收端被准确无误地还原回来？噪声和干扰是如何影响通信质量的，又有什么方法可以加以克服？这些都是我一直想弄明白的问题。而且，作为一个热衷于技术应用的人，我也期待书中能够给出一些实际的工程案例或者解决方案，让我能够将书中的理论知识与实际工作联系起来。我坚信，通过学习这本书，我能够对电子通信系统有一个更全面、更深入的理解，从而在工作中有更出色的表现。