数字通信原理(第2版)

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冯穗力 等 著
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  • 通信原理
  • 数字通信
  • 信号处理
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  • 信道编码
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  • 无线通信
  • 通信系统
  • 高等教育
  • 工程技术
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121288708
版次:1
商品编码:12028092
包装:平装
开本:16开
出版时间:2016-08-01
用纸:胶版纸
页数:552
字数:1092000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书适合作为信息与通信工程等专业本科生的教材和研究生的参考书,也可供通信领域的科研和工程技术人员参考。

详细叙述了学生在大学阶段需要掌握的数字通信基本原理。重点讨论了数字通信原理的基本概念和各功能模块的实现原理。采用图示方法解释了通信过程中的信号处理方法。增强了有关信源编码和信道编码等方面的内容。强化了对MSK和GMSK等调制解调技术的讨论,增加了对正交频分复用技术的分析。吸收了国外教材中有利于学生加深理解数字通信原理与应用的内容。

内容简介

本书介绍数字通信的基本理论与技术,主要内容包括数字通信的信号分析基础、信源和信道编码、信息论基础、信号的基带传输、调制解调技术、信道特性、差错控制编码、同步技术、扩频通信和信道复用与多址技术等。本书的特点是,注重理论分析和推导的严谨性,强调物理概念。本书提供配套的电子课件和习题解答,需要电子课件的教师请登录华信教育资源网www.hxedu.com.cn免费注册后下载。本书适合作为信息与通信工程等专业本科生的教材和研究生的参考书,也可供通信领域的科研和工程技术人员参考。

作者简介

冯穗力, 华南理工大学教授,博士生导师, 长期从事数字通信原理的教学与科研工作, 在数字编码与扩频通信领域有较深的造诣, 发表论文多篇, 完成多项多项, 出版专著和教材3部.

目录

第1章 绪论 1
1.1 近代与现代通信技术的发展历史和现状 1
1.2 数字通信系统的基本组成 3
1.3 数字通信的特点 3
1.4 数字通信系统的基本性能指标及其度量参数 6
1.5 本书的内容安排 7
习题 8
主要参考文献 8
第2章 信号分析基础 9
2.1 引言 9
2.2 确定信号分析方法回顾 9
2.3 信号的矢量表示 13
2.4 希尔伯特变换及应用 15
2.5 随机信号的基本概念和特点 21
2.6 随机过程的主要统计特性 23
2.7 随机变量函数的分布及数字特征 25
2.8 平稳随机信号 26
2.9 信号功率谱密度 28
2.10 通信系统中几种常用的随机过程 30
2.11 平稳随机过程与时不变线性系统 36
2.12 循环平稳随机过程 39
2.13 匹配滤波器 43
2.14 信号的带宽 47
2.15 常用的几种特殊函数 50
2.16 本章小结 51
习题 51
主要参考文献 53
第3章 模拟信号的数字编码 54
3.1 引言 54
3.2 低通和带通信号抽样定理 54
3.2.1 低通信号理想抽样 54
3.2.2 低通信号自然抽样 55
3.2.3 混叠现象与低通抽样定理 56
3.2.4 带通抽样定理 58
3.3 模拟信号的量化 61
3.3.1 标量量化 61
3.3.2 矢量量化 63
3.3.3 均匀量化 64
3.3.4 非均匀量化 67
3.3.5 对数量化 72
3.4 脉冲编码调制 77
3.4.1 常用的PCM编码方式 77
3.4.2 A律与?律PCM编码 78
3.4.3 对数PCM与线性PCM间的变换 81
3.5 差分脉冲编码调制(DPCM) 83
3.5.1 预测编码的基本概念 84
3.5.2 信号预测的基本方法 85
3.5.3 自适应差分脉冲编码调制 89
3.6 增量调制( 调制) 91
3.6.1 简单增量调制 92
3.6.2 增量总和调制――?-Σ调制 95
3.6.3 数字压扩自适应增量调制 97
3.7 不同编码方式的误码性能分析 99
3.7.1 增量调制编码的误码性能分析 99
3.7.2 线性PCM编码的误码性能分析 101
3.7.3 两种编码的抗误码性能比较 102
3.8 本章小结 103
习题 103
主要参考文献 104
第4章 信息论基础 105
4.1 引言 105
4.2 信息的度量 105
4.2.1 离散信源信息的度量 106
4.2.2 离散信源的平均信息量――信源的熵 107
4.2.3 熵的最大化 107
4.2.4 离散信源的联合熵与条件熵 111
4.3 离散信道及容量 112
4.3.1 信道的模型 112
4.3.2 互信息量 113
4.3.3 熵函数与平均互信息量之间的关系 114
4.3.4 离散信道的容量 116
4.3.5 离散无记忆对称信道及特性 119
4.4 连续信源、信道及容量 121
4.4.1 连续信源的相对熵 121
4.4.2 连续信源的相对条件熵和互信息量 123
4.4.3 连续信源的相对熵的最大化 125
4.4.4 加性高斯噪声干扰信道的容量 127
4.4.5 信道容量和信道带宽的归一化分析 131
4.5 信源编码的基本概念与方法 133
4.5.1 离散无记忆信源 133
4.5.2 离散无记忆信源的等长编码 135
4.5.3 离散无记忆信源的不等长编码 143
4.5.4 霍夫曼编码 149
4.6 信道编码的基本概念与方法 154
4.6.1 离散无记忆信道的转移矩阵与后验概率矩阵 154
4.6.2 最大后验概率译码准则 156
4.6.3 最大似然译码准则 157
4.6.4 费诺不等式 158
4.6.5 信道编码定理 160
4.7 率失真理论 166
4.7.1 平均失真度 166
4.7.2 率失真函数 167
4.8 本章小结 176
习题 176
主要参考文献 179
第5章 数字基带传输系统 180
5.1 引言 180
5.2 基带传输系统基本模型 180
5.3 基带信号的波形设计与编码 181
5.3.1 基带信号的波形设计原则 181
5.3.2 基带信号的基本波形 182
5.3.3 常用的基带信号传输码型 183
5.4 基带信号的功率谱 186
5.4.1 二进制纯随机序列基带信号的功率谱 186
5.4.2 二进制平稳序列基带信号的功率谱 190
5.5 码间串扰与波形传输无失真的条件 192
5.5.1 基带信道的传输特性与码间串扰 192
5.5.2 奈奎斯特第一准则 193
5.5.3 奈奎斯特第二准则 200
5.5.4 奈奎斯特第三准则 202
5.6 部分响应基带传输系统 203
5.6.1 部分响应系统的信号波形特性 203
5.6.2 预编码和相关编码 207
5.7 基带信号的检测与最佳接收 210
5.7.1 加性高斯白噪声干扰下的信号检测 210
5.7.2 基带信号的最佳接收 215
5.7.3 基带传输系统特性的眼图观测方法 219
5.8 本章小结 220
习题 220
主要参考文献 223
第6章 数字载波调制传输系统 224
6.1 引言 224
6.2 数字载波调制与解调的基本原理 225
6.2.1 数字载波调制的基本原理 225
6.2.2 数字载波调制信号的功率谱分析 227
6.2.3 数字载波调制信号解调的基本原理 229
6.3 二进制数字载波调制传输系统 232
6.3.1 2ASK调制解调系统 232
6.3.2 2PSK调制解调系统 242
6.3.3 2DPSK调制解调系统 247
6.3.4 2FSK调制解调系统 252
6.3.5 二进制调制解调系统的性能比较 258
6.4 多进制数字载波调制传输系统 259
6.4.1 信号统计判决的基本原理 261
6.4.2 MASK调制解调系统 265
6.4.3 MPSK调制解调系统 268
6.4.4 MQAM调制解调系统 272
6.4.5 MFSK调制解调系统 276
6.5 恒包络连续相位调制 280
6.5.1 MSK调制解调系统 280
6.5.2 GMSK调制解调系统 289
6.6 正交频分复用载波调制传输系统 298
6.6.1 并行传输的基本概念 298
6.6.2 OFDM的基本原理 299
6.6.3 OFDM信号的时间保护间隔与循环前缀 302
6.6.4 OFDM信号的功率谱及OFDM信号的特点 303
6.7 本章小结 305
习题 306
主要参考文献 308
第7章 传输信道 309
7.1 引言 309
7.2 信道的定义和分类 309
7.2.1 信道的定义 309
7.2.2 恒参信道 310
7.2.3 随参信道 311
7.3 信道的损耗与衰落特性 312
7.3.1 自由空间传输损耗模型 313
7.3.2 传输路径损耗模型 313
7.3.3 传输信道阴影衰落模型 314
7.3.4 路径损耗与阴影衰落综合模型 315
7.4 信道的统计多径模型 316
7.4.1 多普勒频移与多径接收信号 316
7.4.2 窄带衰落模型 318
7.4.3 宽带衰落模型* 322
7.5 信道的容量分析 329
7.5.1 平坦衰落信道的容量 329
7.5.2 频率选择性衰落信道容量 332
7.6 信道估计与均衡 334
7.6.1 信道估计与均衡的基本概念 334
7.6.2 最大似然序列估计法* 338
7.6.3 数字时域均衡的基本原理 339
7.6.4 数字时域均衡的常用方法 341
7.6.5 自适应均衡器 345
7.7 本章小结 347
习题 347
主要参考文献 349
第8章 差错控制编码 350
8.1 引言 350
8.2 差错控制编码的主要类型和方式 350
8.2.1 差错控制编码的主要类型 350
8.2.2 差错控制的方式 350
8.3 简单的差错控制方法 351
8.3.1 奇偶校验码 351
8.3.2 重复码 352
8.3.3 水平奇偶校验码 353
8.4 线性分组码的代数基础* 354
8.5 线性分组码的基本性质 362
8.5.1 码距的概念 363
8.5.2 码距与检错、纠错能力的关系 364
8.5.3 线性分组码的生成矩阵与监督矩阵 366
8.5.4 线性分组码的最小码距与最小码重的关系 371
8.5.5 线性分组码的标准阵、陪集首和陪集 373
8.5.6 汉明码 375
8.5.7 线性分组码纠错能力分析 379
8.6 循环码 381
8.6.1 循环码的基本概念和定理 381
8.6.2 系统码结构的循环码 386
8.6.3 循环冗余校验码 393
8.6.4 汉明循环码 394
8.6.5 BCH码* 396
8.7 卷积码 406
8.7.1 卷积码编码器的构造和表示方法 406
8.7.2 卷积码的卷积关系、生成矩阵与生成多项式 407
8.7.3 卷积码的监督矩阵与监督多项式矩阵 414
8.7.4 卷积码的伴随式与代数译码 416
8.7.5 卷积码的状态图、树图与网格图描述 421
8.7.6 卷积码的距离特性与转移函数 425
8.7.7 卷积码的概率译码原理 430
8.7.8 卷积码的维特比译码 433
8.7.9 维特比译码器的性能分析* 443
8.7.10 卷积码的码率变换操作――凿孔卷积码* 446
8.8 调制与编码的权衡 450
8.8.1 调制方式的权衡问题 450
8.8.2 带宽受限系统与功率受限系统 452
8.8.3 带宽与功率均受限系统 454
8.9 本章小结 458
习题 458
主要参考文献 460
第9章 同步原理与技术 461
9.1 引言 461
9.2 锁相环 461
9.2.1 锁相环的组成 461
9.2.2 锁相环的工作原理 462
9.2.3 锁相环的基本性能分析 463
9.3 载波同步 467
9.3.1 直接提取法 467
9.3.2 插入导频法 472
9.3.3 载波相位的似然估计法* 473
9.4 符号同步 477
9.4.1 直接提取法 477
9.4.2 插入导频法 479
9.4.3 符号同步的似然估计法* 480
9.4.4 载波相位和符号同步的联合估计* 481
9.5 帧同步 482
9.5.1 帧同步标识符的周期性插入法 483
9.5.2 帧同步标识符的相关搜索法 486
9.6 本章小结 489
习题 489
主要参考文献 491
第10章 扩展频谱通信技术 492
10.1 引言 492
10.2 扩频系统的基本概念 492
10.2.1 扩频系统的基本原理 492
10.2.2 扩频系统的分类 493
10.2.3 扩频系统的主要技术指标 496
10.2.4 扩频系统的特点 497
10.3 伪随机序列 498
10.3.1 m序列 499
10.3.2 Gold序列 503
10.4 直接序列扩频技术 505
10.5 跳频技术 506
10.5.1 跳频系统工作原理 506
10.5.2 跳频器 508
10.6 扩频系统的同步 510
10.6.1 扩频码的捕获 510
10.6.2 扩频码的跟踪 513
10.7 扩频技术的应用 515
10.7.1 扩频技术在军事通信中的应用 515
10.7.2 扩频技术在民用通信中的应用 516
10.8 本章小结 518
习题 518
主要参考文献 519
第11章 信道复用与多址技术 520
11.1 引言 520
11.2 频分复用与频分多址 521
11.3 时分复用与时分多址 522
11.4 码分复用与码分多址 523
11.5 空分复用与空分多址 526
11.6 统计复用与随机多址 527
11.7 综合复用 533
11.8 本章小结 534
习题 534
主要参考文献 534
附录 缩写索引表 535

前言/序言

前 言

数字通信已成为现代通信系统的一项基本技术。近几十年来,国内外出版了大量有关通信原理和通信系统方面的教材,特别是有关数字通信原理方面的教材,其中不乏优秀的著作。这些教材各具特色,培养了一代又一代通信等领域的工程技术人员。随着20世纪末和21世纪初电子技术、信息技术和通信网络等工程应用技术的迅速发展,在大学中电子、信息与通信领域专业课程和教学内容的设置,也发生了许多变化。其中,最明显的改变是增设了许多基于计算机技术和方法的各种专业课程,原有包括通信原理在内的许多经典课程的教学课时数不得不压缩。同时,互联网的普及应用也使得学生获取各类知识的来源和内容变得更加丰富与多元化。因此,需要考虑如何在有限的课时内以更有效的方式介绍数字通信原理的内容。另外,随着计算机与数字信号处理软/硬件技术、可编程阵列器件和集成电路等技术的发展,通信系统,特别是数字通信系统的物理实现方式,也发生了很大的变化。通信系统中要实现的各种功能,已经极少以单元电路的形式出现,这些变化日益凸显了通信系统的理论与各种算法的重要性。本书的编著者在撰写本书时,考虑了上述这些变化因素。本书有如下的特点:

1. 本书对于学生在大学阶段需要掌握的数字通信的基本原理,进行了详尽的叙述。对于有关定理和重要的结论,只要其证明过程在本科阶段该专业学生的数学知识范围内,都会给出完整的分析。其中对有些我们认为学生较难理解的知识点和重要方法的讨论,甚至到了不厌其烦的程度。通过这种方式我们试图达到如下的目的,即让教师在本课程的有限课堂教学的学时中,重点讲授基本原理、物理概念和其他一些实例,详细证明过程可以省略。有关定理证明过程的所有数学分析和推导,基本上都可以让学生自己在课后通过阅读本教材获得。

2. 考虑到数字通信原理是一门有关通信系统和技术的基础性课程,同时注意到现代通信系统主要基于专用集成电路、计算机、高速数字信号处理器以及可编程阵列器件等方法构建和物理实现等特点,在教材的内容安排上,除非涉及解释原理和概念的需要,基本上未涉及有关通信系统中某个功能单元电路的具体实现问题。有关这些知识的了解,我们设想学生可以在了解基本原理的基础上,通过与数字通信原理课程配套的实验或课程设计等方式来达到。

3. 书中采用了大量图示方法,如原理框图、频谱特性和信号波形等,来解释和描述通信过程中的各种物理现象,以便形象地反映通信系统中各种信号的特征,使读者可更好地加深对其物理概念的理解。

4. 注意到正交频分复用(OFDM)已成为宽带无线通信系统的一项基本技术,本书与许多近期出版的通信原理教材一样,增加了这方面的内容。另外,考虑到无线通信的应用日益广泛,在介绍传输信道时突出了对无线信道特性的分析。同时为强调信道特性对信号正确接收和解调的密切关联性,将信道均衡部分的内容整合到了传输信道一章中。

5. 对于数字通信原理课程中原有的经典内容,在信息论基础方面,增加了有关信源编码方面的讨论。考虑到目前应用广泛的MSK和GMSK等信号的重要性,本书对其进行了详细讨论,对于其中难以用数学公式解释的信号解调过程,通过示例进行了的分析和说明。同时考虑到差错控制编码在数字通信系统中的重要性,本书对于线性分组码和卷积码的内容,特别是BCH码的译码、卷积码的软译码和凿孔码等方面的内容,进行了较大的加强。另外,在同步方面,讨论了更多的方法和技术。

6. 本书努力吸收了现有的一些国外教材中有利于学生对加深对数字通信原理的理解和知识应用等方面的内容,如第2章中有关信号带宽的描述、第7章中有关信道特性的内容、第8章中有关调制与编码的权衡等。

7. 为提示读者对每一知识点的关注和和阅读过程中对问题的理解,文中对每个较为重要问题的讨论,前面都尽可能给出文字经加重的标题,对每段文字中首次出现的关键字,通常都用加粗的宋体字对其加以凸显。

本书对内容的表述和定理的证明力图详尽,对此我们也担心自学的读者在阅读过程中,可能会陷入对分析证明过程的细节的过于关注,反而忽略了对基本概念和原理的理解与掌握。因此,我们希望读者在学习过程中,要谨记最重要的不是了解一些定理的证明方法或解题技巧,而是掌握数字通信的基本概念、原理和方法。而这些关键知识主要包含在定义、定理等基本内容中,所有有关细节的叙述、分析和讨论,都是为理解定义、定理等基本内容服务的。

本书介绍的主要是大学本科阶段通信原理课程的基本内容。全书共分11章,第1章绪论介绍通信的发展概括、通信系统的基本组成、数字通信的特点以及通信系统的主要参数;第2章信号分析基础讨论本书中主要用到的信号分析和处理方法;第3章模拟信号的数字编码分析通信系统中模拟信号变为数字信号过程中的有关问题,引入各类脉冲编码调制的方法;第4章信息论基础介绍信息的定义、信息的度量以及信源编码的基本概念和方法,介绍香农有关信道容量的概念;第5章数字基带传输系统介绍信号波形设计和编码的基本原理、基带信号功率谱的分析方法、基带信号传输的基本准则和最佳接收方法;第6章数字载波调制传输讨论各种数字载波调制与解调的原理以及各种方法的性能;第7章传输信道简要分析通信系统中各类信道的特性、不同条件下信道容量估算,以及信道估计与均衡的基本方法;第8章差错控制编码介绍实现差错控制的基本概念,讨论差错控制编码中最基本的线性分组码和卷积码编译码方法;第9章同步原理与技术分析锁相环的基本原理,研究载波同步、符号同步与帧同步等方法和技术;第10章扩展频谱通信技术介绍扩频的基本概念和作用,以及直接序列扩频和跳频扩频的基本原理和方法;第11章信道复用与多址接入介绍信道复用与多用户如何接入系统的基本概念和方法。

本书中包含的基本内容,如各种编码与调制解调方式、香农定理、奈奎斯特准则、差错控制编码等,都是数字通信原理中最为经典的内容,几乎都会出现在任何一本通信原理的教科书中,因此本书中都未列出这些经典内容的原始参考文献的出处。本书中的每一章之后给出的参考文献,主要是在内容的表述方面对本书影响较大,或读者要对相关部分做进一步深入了解而需要阅读的文献,另外还有一部分是书中某些重要曲线或参数表的出处。毫无疑问,在本书的撰写过程中参阅了国内外许多同行的著作,其中许多章节内容的表述方法受到了这些著作的影响。特别是书中采用的习题来自许多不同教材和习题集中比较有代表性的题目,其中许多习题在各种教材和习题集中反复出现。因此,我们很难将这些文献详细列出,在此对这些文献的作者深表感谢。

本书主要由冯穗力编撰,其中余翔宇参加了第3章和第11章的编写,柯峰参加了第5章的编写,余荣参加了第6章和第9章的编写,胡洁参加了习题部分的整理,刘圣海编写了第10章。全书由冯穗力整理、完善和定稿。余翔宇在本书的编撰过程中做了许多与出版社间的协调工作,并参与了书稿最后的整理。

本书的编写过程得到了本书主编研究生的大力支持,书中所有需要用公式计算得到的原始曲线均由周雄同学绘制,周珮诗、刘梦华、郭销淳和周雄等同学对本书的文字校订做了大量繁复的工作。没有他们的努力,要完成本书的编撰显然是困难的。本书在出版之前,曾作为讲义在华南理工大学08、09级信息工程专业4个班的“数字通信原理”课程中使用,在此过程中同学们提出了许多宝贵的意见,其中解可可同学对同学们反映的问题做了特别多的整理和记录工作。在本书作为讲义使用期间,得到了华南理工大学电子与信息学院才建东和徐向民两位老师的大量支持与帮助,在此我们深表感谢。感谢叶梧老师对本书编撰过程中的指导工作。我们要特别感谢电子工业出版社高教分社对本教材出版的支持。

本书提供有辅助教学的材料和习题的全部解答,使用本教材的老师可通过华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)免费注册获取,或通过邮件tan02@phei.com.cn获取。限于本书编著者的水平,书中一定存在许多有待完善之处甚至错误,欢迎读者通过出版社或各种方式提出指正问题的宝贵意见。

本书的编撰得到了华南理工大学教学改革项目资金的资助。

冯穗力

于广州五山华工校园

2012年6月

第2版说明

本书第2版保持了第1版的基本内容和风格,根据第1版在教学使用过程中发现的问题,进行了修改完善。所做的修订主要有:对部分内容的编排进行了调整,修改了第1版中部分表述不当的内容,同时纠正了第1版中符号或图表中出现的错误。另外,对习题部分也进行了调整和修订,使其能够更好地与教材的基本内容配合使用。数字通信原理是一门系统性的课程,内容涉及很广,尽管在第2版中对原书进行了全面的修订,仍可能存在不足甚至错误,恳请读者批评指正。

在第1版教材的使用过程中,许多老师和同学提出了宝贵的意见,这对本教材的修订和完善发挥了巨大的作用,在此作者深表谢意。作者感谢周智恒、李波、丁跃华、刘蕴、罗劲洪、张鑫、刘元和季飞等老师所提出的修改意见。感谢广东省科技计划项目(编号2016A010101009)对本教材第2版出版的支持。



冯穗力

于广州五山华工校园

2016年7月



《数字通信原理》(第二版)内容简介 本书深入探讨了现代数字通信系统的基本原理、关键技术和设计方法。作为一本面向高等院校通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的教材,以及通信领域从业人员的参考手册,本书在第一版的基础上,进行了全面的更新和修订,内容更为详实,紧密结合了数字通信领域最新的发展趋势和技术革新。 一、核心概念与基础理论 本书的开篇将读者带入数字通信的广阔天地,首先建立起坚实的理论基础。 信号的表示与变换: 深入剖析了离散时间信号的采样理论,解释了奈奎斯特采样定理,并详细阐述了抽样、量化和编码等数字信号生成过程中的关键步骤。对各种编码方式,如脉冲编码调制(PCM)、差分脉冲编码调制(DPCM)等进行了详细介绍,并分析了它们的优缺点。同时,介绍了傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等数学工具在信号分析中的应用,为后续章节的分析奠定基础。 信道模型与噪声: 详细阐述了不同类型的通信信道模型,包括加性高斯白噪声(AWGN)信道、衰落信道(如瑞利衰落、莱斯衰落)等,并分析了它们对信号传输的影响。深入探讨了噪声的统计特性,如功率谱密度、自相关函数等,并解释了如何量化信道的影响,如信噪比(SNR)等参数的计算与意义。 基带传输与码间串扰: 详细讲解了基带信号的传输特性,重点关注了码间串扰(ISI)这一影响数字信号传输质量的关键因素。系统性地介绍了如何通过信号整形技术(如升余弦滤波器)来抑制码间串扰,并详细分析了不同滤波器设计的原理和性能。此外,还探讨了基带传输的限带特性及其对传输速率的影响。 二、数字信号的调制与解调 本书的第二部分聚焦于数字信号如何被加载到载波上传输,以及接收端如何恢复原始信息。 线性调幅与相干解调: 详细介绍了振幅键控(ASK)及其多种调制格式(如2ASK、M-ASK),深入分析了其在不同信道条件下的性能表现,并重点阐述了相干解调的原理和实现方法。 数字调频与正交幅度调制: 详细讲解了频率键控(FSK)和相频键控(PSK)的原理,包括其基本调制方式(如2FSK、M-FSK,2PSK、M-PSK)以及非相干解调和相干解调的实现。特别地,对正交幅度调制(QAM)进行了详尽的阐述,这是一种结合了振幅和相位调制的强大技术,能够实现更高的频谱效率,是现代通信系统中广泛应用的调制方式。本书详细介绍了M-QAM的星座图设计、性能分析以及在实际系统中的应用。 非相干解调与性能评估: 针对无法获得精确载波相位的场景,本书详细介绍了非相干解调技术,并分析了其性能劣于相干解调的原因。对于各种调制方式,本书都提供了详细的误码率(BER)性能分析,并讨论了如何在不同信噪比条件下选择合适的调制方式以获得最佳的传输性能。 三、先进的数字通信技术 第三部分是本书的重点和亮点,涵盖了当前数字通信领域最前沿、最核心的技术。 信道编码: 详细介绍了信道编码的作用——提高信号传输的可靠性,抵抗噪声和干扰。 线性分组码: 深入讲解了海明码、循环码、BCH码、RS码等经典线性分组码的设计原理、编码与解码算法,并分析了它们的纠错能力。 卷积码: 详细阐述了卷积码的生成过程、卷积编码器结构,以及维特比(Viterbi)算法等高效的解码算法。 Turbo码与LDPC码: 本书对近年来在性能上取得突破性进展的Turbo码和低密度奇偶校验(LDPC)码进行了深入的介绍,阐述了它们基本原理、迭代解码机制,并分析了它们在接近香农极限的性能优势,以及在Wi-Fi、5G等现代通信标准中的应用。 同步技术: 强调了同步在数字通信中的关键作用,包括载波同步和定时同步。详细介绍了各种同步方法的原理和实现,如PLL(锁相环)、DPLL(数字锁相环)等,并分析了它们在不同场景下的适用性。 多用户通信与多址技术: 探讨了如何允许多个用户共享同一通信资源。 频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA): 详细讲解了这几种传统的多址技术的工作原理、优缺点以及应用场景。 正交频分复用(OFDM): 作为现代高速无线通信(如Wi-Fi、4G、5G)的核心技术,OFDM得到了重点介绍。本书详细阐述了OFDM的原理,包括如何将高速数据流分割成多个低速数据流在不同的子载波上并行传输,以及其对抗多径衰落的优势。同时,也讨论了OFDM在频率和相位同步上的挑战。 信道估计与均衡: 重点讨论了在存在衰落和多径效应的信道中,如何准确估计信道特性,并进行信号的补偿。详细介绍了各种均衡技术,如判决反馈均衡(DFE)、最大似然序列估计(MLSE)等,以及它们在改善传输性能方面的作用。 四、现代通信系统的设计与应用 本书的最后部分将理论知识与实际应用相结合,引导读者理解数字通信系统是如何构建和工作的。 通信系统模型: 概述了典型的数字通信系统的组成框图,包括信源、信宿、发送端、接收端、调制解调器、信道等,并分析了各个模块的功能与相互作用。 性能评估指标: 详细解释了评价数字通信系统性能的关键指标,如传输速率、频谱效率、误码率、信噪比、时延等,并说明了这些指标之间的权衡关系。 现代通信系统实例: 结合实际通信系统,如移动通信(4G、5G)、无线局域网(Wi-Fi)、卫星通信等,分析它们所采用的数字通信原理和技术。通过这些实例,读者可以更直观地理解书中所学知识在现实世界中的应用价值。 面向未来的发展趋势: 简要展望了数字通信领域的未来发展方向,如人工智能在通信中的应用、下一代无线通信技术(6G)、物联网通信等,激发读者的进一步学习和探索兴趣。 本书的特色: 内容全面而深入: 覆盖了数字通信领域的经典理论和前沿技术,既有扎实的基础知识,也有对最新技术发展的深入剖析。 结构清晰,逻辑严谨: 各章节之间过渡自然,循序渐进,便于读者理解和掌握。 理论与实践结合: 在讲解理论的同时,穿插了大量的实例和应用场景,帮助读者将理论知识转化为实际能力。 数学工具的恰当运用: 运用概率论、随机过程、傅里叶分析等数学工具来推导和分析通信系统的性能,并提供了必要的背景知识。 易于学习和参考: 语言清晰,配有丰富的图示和表格,便于读者学习和查阅。 《数字通信原理》(第二版)旨在培养读者扎实的理论基础、分析和解决实际通信问题的能力,以及对未来通信技术发展的洞察力。无论是初学者还是有一定经验的工程师,都能从中获益。

用户评价

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我是一名研究生,正在进行通信信号处理方面的研究。在选择参考书时,我非常注重书籍的理论深度和数学严谨性,《数字通信原理(第2版)》很好地满足了我的需求。我尤其欣赏书中对随机过程理论在通信系统中的应用的阐述。作者在讲解信号通过线性系统时,详细推导了输出信号的均值和自相关函数,以及功率谱密度,这对于我理解系统对信号的滤波作用至关重要。而且,书中对马尔可夫链在信道建模中的应用也进行了深入探讨,这让我能够更准确地分析信道的状态变化以及其对通信性能的影响。我还会经常翻阅书中关于信道估计和均衡的章节,作者详细介绍了最小二乘法、维特比算法等经典算法,并且分析了它们的优缺点和适用范围。这对于我设计更高效的信号处理算法提供了重要的理论指导。此外,书中对错误概率的计算,特别是贝叶斯判决准则的应用,也让我对最优接收机的设计有了更深刻的理解。总的来说,这本书的深度和广度都非常适合研究生级别的学习和研究,它为我解决实际研究问题提供了坚实的理论支撑。

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这本书,我拿到手的时候,就被它沉甸甸的分量所吸引。封面设计朴素而又不失专业感,数字通信原理,这四个字就好像一块敲门砖,开启了我通往信息传输奥秘的大门。我是一名在校的学生,接触数字通信的理论知识算不上浅薄,但总觉得有些概念似懂非懂,像是隔着一层薄雾。翻开第一页,迎面而来的是清晰的排版和规范的术语,这让我顿时放下心来。我尤其欣赏作者在讲解基础概念时那种循序渐进的逻辑,不是一股脑地灌输,而是层层递进,从最根本的信号模型出发,逐步引入采样、量化、编码等核心环节。让我印象深刻的是,作者并没有回避数学的严谨性,但他用一种非常巧妙的方式,将复杂的数学公式与实际的通信场景相结合,让我这个对数学有些“畏惧”的读者也能够理解其背后的含义。例如,在讨论信源编码的部分,作者花了相当大的篇幅来讲解熵的概念,并且通过生动的例子,比如不同长度的编码来表示不同出现概率的符号,让我深刻理解了为什么霍夫曼编码能够实现最优编码。这不仅仅是理论上的阐述,更是一种对信息压缩本质的深刻洞察。我感觉,这本书不仅仅是告诉我“是什么”,更重要的是告诉我“为什么”。它让我明白,每一个概念的提出,每一个公式的推导,都不是凭空而来,而是解决实际通信问题过程中不断演进的智慧结晶。我经常在学习过程中,会尝试自己去推导一些公式,虽然有时候会卡住,但书中详尽的步骤和图示,总能引导我找到解决问题的方法。这种学习体验,远比单纯背诵知识点要来得充实和有成就感。

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我是一名计算机科学的学生,对数据传输和网络协议的底层原理一直抱有浓厚的兴趣。虽然我不是通信专业出身,但我认为理解数字通信的基本原理,对于构建高效可靠的计算机系统至关重要。《数字通信原理(第2版)》这本书,以其清晰的逻辑和详实的讲解,成功地吸引了我。我最欣赏的是作者在讲解数据如何从二进制比特转换为可传输信号的过程。从信号的表示,到采样、量化、编码,再到最后的调制,每一步都被解释得非常到位。我之前一直不太理解为什么我们需要进行调制,而这本书详细阐述了调制的作用,以及不同调制方式(如ASK, FSK, PSK, QAM)的原理和优劣。这让我能够更好地理解Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术是如何工作的。我还会经常翻阅书中关于信道模型和噪声的部分。了解信道是如何影响信号传输的,以及噪声是如何引入错误的,有助于我理解为什么网络传输会出现丢包、误码等问题。这对于我进行网络编程、分布式系统设计,甚至是在开发网络游戏时,都能够提供重要的理论参考。这本书让我觉得,即使不是通信专业的学生,也能通过这本书,深刻理解数字通信的奥秘,并将其应用于自己的学习和实践中。

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作为一名信息安全从业者,我一直在思考通信过程中可能存在的安全隐患,以及如何从底层原理上理解和防御这些威胁。《数字通信原理(第2版)》这本书,虽然主要关注通信的效率和可靠性,但其中蕴含的原理,对于我理解信息安全也有重要的借鉴意义。我特别关注书中对噪声和干扰的描述。理解了噪声和干扰如何影响信号的传输和接收,就能够更好地理解信息是如何在传输过程中被破坏或篡改的。例如,书中对瑞利衰落信道的解释,让我明白在无线通信中,信号的传播路径是复杂的,这可能导致信号的衰减和失真。这种理解,有助于我在设计更鲁棒的加密算法或通信协议时,考虑到环境的不可预测性。此外,书中对信道容量的讨论,也让我联想到信息传输的理论极限。在信息安全领域,我们也常常探讨信息传输的速率和可靠性,而这些都与通信原理密切相关。我对书中对编码技术的讲解也很感兴趣。虽然这些编码主要是为了纠错,但了解其原理,也有助于我思考如何利用类似的编码技术来增强数据的完整性校验,或者设计更难被破解的密码系统。这本书让我从一个全新的角度审视了通信过程,并从中汲取了应对信息安全挑战的灵感。

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我是一名在电子信息工程领域工作的工程师,平时主要接触数字信号处理和嵌入式系统。对于数字通信的底层原理,虽然有所了解,但总觉得不够系统和深入。《数字通信原理(第2版)》的出现,正好弥补了我这方面的知识空白。我非常欣赏作者在讲解模拟信号数字化过程时的严谨性。关于采样定理的详细推导,以及奈奎斯特速率的概念,让我对采样过程有了更深刻的理解。书中对量化噪声的分析,也让我明白了数字信号在量化过程中会引入误差,以及如何通过增加量化比特数来减小误差。我特别喜欢书中关于基带传输和带通传输的对比分析,这让我能够清晰地看到两者的区别和适用场景。例如,在讲解带通传输时,作者详细阐述了载波的引入如何使得信号能够在更宽的频带上传输,以及如何进行调制解调。而且,书中对各种数字调制和解调技术的图示和原理剖析,也让我对ASK, FSK, PSK, QAM等技术有了更直观的认识。这对于我理解嵌入式系统中涉及到的通信模块,例如蓝牙、Wi-Fi等,非常有帮助。这本书让我能够更自信地处理与通信相关的技术问题。

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我是一名对通信技术充满好奇心的学生,一直想深入了解数字通信这个领域。在朋友的推荐下,我第一次翻开了《数字通信原理(第2版)》。坦白说,一开始我对“原理”这两个字有些畏惧,总觉得会充斥着枯燥的公式和晦涩的定义。然而,当我真正开始阅读这本书时,我的看法完全改变了。作者的写作风格非常吸引人,他善于将抽象的概念具体化,用生动的比喻和图示来解释复杂的原理。例如,在讲解脉冲编码调制(PCM)时,他将采样过程比作“拍照”,将量化过程比作“给颜色分级”,将编码过程比作“给颜色赋予数字代码”,这样的比喻一下子就让我明白了这些步骤的意义和目的。而且,书中大量的插图和流程图,更是为理解打下了坚实的基础。我尤其喜欢书中对各种调制解调技术的介绍,比如ASK、FSK、PSK、QAM等等,作者都详细地阐述了它们的工作原理、优缺点以及适用场景。他还会将这些技术进行对比分析,让我能够清晰地看到它们之间的差异和联系。我记得在学习PSK时,作者详细讲解了相对编码和绝对编码的区别,以及它们在相位模糊情况下的处理方式,这让我对相位同步有了更深的认识。这本书让我觉得,学习数字通信不再是枯燥的任务,而是一场探索信息世界奥秘的奇妙旅程。

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对于我这样一个在通信行业摸爬滚打多年的工程师来说,一本好的技术书籍,能够提纲挈领,揭示事物本质,并且提供一些新的视角,才是最宝贵的。这本书,在我看来,恰恰做到了这一点。我之所以选择入手《数字通信原理(第2版)》,是因为我在工作中经常会遇到一些复杂的问题,涉及到信号的传输、处理和恢复,而很多时候,我发现理论上的知识与实际应用之间存在一些脱节。这本书,让我重新审视了数字通信的底层逻辑。作者在讲解信道模型时,并不是简单地罗列几种模型,而是深入剖析了每种模型产生的物理原因,以及它们对信号传输带来的影响。特别是对于噪声的建模,我一直觉得是一个非常关键但又难以完全掌握的部分。书中对高斯白噪声的详细介绍,以及它在不同通信场景下的表现,让我对噪声的理解上升到了一个新的高度。而且,作者在引入纠错编码的概念时,也做得非常出色。他没有直接给出复杂的译码算法,而是先从纠错的基本思想出发,再逐步引入循环冗余校验码(CRC)、汉明码等经典编码。我特别欣赏书中对线性分组码的解释,它让我清晰地看到了编码的代数结构,以及如何利用这种结构来检测和纠正错误。这对于我理解一些更复杂的现代纠错码,比如LDPC和Turbo码,打下了坚实的基础。这本书的内容,给我最大的启发在于,它让我能够更深刻地理解通信系统的性能瓶颈,并且能够从理论层面去指导实际的系统设计和优化。

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作为一名软件开发工程师,虽然我的主要工作领域是软件,但对于通信原理的基础知识,我一直抱有学习的兴趣。我希望能够通过学习,了解我们日常使用的网络通信是如何实现的。《数字通信原理(第2版)》这本书,恰恰满足了我的这一需求。我发现这本书的讲解非常系统化,从最基础的二进制数据如何被编码、调制,到如何通过各种介质传输,再到接收端如何进行解调和解码,整个过程被梳理得非常清晰。我尤其喜欢书中对各种编码方式的介绍,比如海明码和卷积码,让我明白了数据在传输过程中是如何被保护起来,以应对潜在的错误。作者还详细解释了差错控制编码的目的和基本原理,让我能够理解为什么我们在网络通信中需要纠错和检错机制。此外,书中对数字调制技术(如ASK, FSK, PSK, QAM)的讲解,也让我对数据如何被“搬运”到无线信号中有了概念性的认识。虽然我不会深入到具体的硬件实现,但了解这些基本原理,能够帮助我更好地理解网络协议的底层逻辑,甚至在一些分布式系统设计时,能够考虑到通信的限制和可能性。这本书让我觉得,技术知识是相通的,了解通信原理,对于更广泛的IT领域都大有裨益。

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作为一个业余爱好者,我对无线通信技术一直充满浓厚的兴趣,但总觉得隔着一层纱,无法深入理解其内在机制。《数字通信原理(第2版)》的出现,简直就是为我量身定做的。我发现这本书的语言风格非常易懂,没有过于晦涩的专业术语,即使是初学者也能很快跟上作者的思路。作者在讲解采样定理时,用形象的比喻让我一下子就明白了为何采样频率必须是信号最高频率的两倍,以及欠采样会带来怎样的后果。这种“通俗易懂”的表达方式,让我对之前一些模糊的概念豁然开朗。我特别喜欢书中对数字信号的表示和处理方法的介绍,从时域到频域的转换,以及傅里叶变换的应用,让我明白了信号的频谱特性是如何影响其传输和处理的。例如,在讲解低通滤波器的作用时,作者用一个简单的例子说明了如何滤除高频噪声,从而保留有用的信息。此外,书中对基带传输和带通传输的讲解,也让我对不同类型的数字通信系统有了更全面的认识。这本书让我感觉,数字通信并非遥不可及,而是充满了智慧和乐趣的科学。

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作为一名通信专业的毕业生,我在求职过程中,面试官经常会问到一些关于数字通信原理的问题,而我总是感觉自己的知识掌握得不够扎实,不够系统。因此,我迫切需要一本能够帮助我巩固和提升理论知识的书籍。在众多推荐中,《数字通信原理(第2版)》脱颖而出。这本书的体系结构非常清晰,从最基础的信号表示,到复杂的编码调制,再到信息传输和接收,层层递进,环环相扣。我最看重的是书中对信息论基础的讲解,它让我理解了信息传输的极限,以及信息熵和信道容量的概念。这对于我理解香农定理至关重要,也让我明白为什么我们一直追求更高的编码效率和更大的信道容量。此外,书中对各种数字调制技术的深入剖析,也让我受益匪浅。我不再仅仅满足于知道QAM是什么,而是深入理解了它是如何通过幅度调制和相位调制相结合来实现更高的频谱效率的。作者还详细讲解了相干解调和非相干解调的区别,以及它们对系统性能的影响。这让我能够更准确地评估不同调制方案在实际通信系统中的优劣。总而言之,这本书为我打下了坚实的理论基础,让我更有信心面对未来的工作挑战。

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这本书对于工程应用价值极低,仅适合当教材。意义不大

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东西不错,符合商品描述,好评

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质量很好,与卖家描述一致,非常满意,真的很喜欢,完全超出期望值,发货速度非常快,包装很仔细、严实,物流服务很好,运送速度很快,很满意的一次购物。眼见我的积分又涨了!以前买东西,都是系统自动好评。现在才知道评论能活的积分,才知道评论的重要性,所以以后无论买什么东西,我都先把这段话复制下来,然后再写宝贝评论!

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这本书对于工程应用价值极低,仅适合当教材。意义不大

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