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☆☆☆☆☆

马东堂 著

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• 通信原理
• 信号与系统
• 调制解调
• 信道编码
• 信息论
• 无线通信
• 数字通信
• 模拟通信
• 通信系统
• 电磁场与电磁波

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040494273

版次：1

商品编码：12314228

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-03-01

用纸：胶版纸

页数：494

内容简介

本书是根据当前通信技术的发展，配合在线开放课程教学和课程改革的需要编著而成的。特点是兼顾系统性和先进性，内容完整齐备、阐述浅显易懂、案例新颖实用，且配套资源丰富。全书共13章，主要内容包括通信的基本概念和通信系统的构成、信息及其度量、通信信号分析基础、信道、模拟调制技术、模拟信号的数字化、数字基带传输、数字调制、数字信号的接收、同步与数字复接、多载波和多天线传输、信道编码、扩频通信，以及通信网技术等。本书既可用作通信工程、信息工程、电子信息工程等电子信息类专业及其他相关专业的本科生和研究生教材，又可供从事研究开发的相关工程技术人员参考和借鉴。建议教学中将本书与配套的MOOC和数字课程资源配合使用。书中增加了“扫二维码看微视频”的功能，方便读者自学。

目录

第1章 绪论
1.1 通信的基本概念和通信技术的发展
1.1.1 通信的基本概念
1.1.2 通信技术的发展
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
1.2.2 模拟通信系统的组成
1.2.3 数字通信系统的组成
1.3 通信系统的分类和通信方式
1.3.1 通信系统的分类
1.3.2 通信方式
1.4 信息及其度量
1.4.1 信息的概念
1.4.2 信息、消息和信号
1.4.3 信息的度量
1.5 通信系统的主要性能指标
1.5.1 通信系统性能指标涉及的要素
1.5.2 有效性指标
1.5.3 可靠性指标
习题

第2章 通信信号分析基础
2.1 概率论基础
2.1.1 随机变量、概率分布和概率密度
2.1.2 随机变量的函数
2.1.3 随机变量的数字特征
2.2 确定性信号
2.2.1 信号的分类
2.2.2 确定性信号的频域分析
2.2.3 确定性信号的时域分析
2.3 随机过程基础
2.3.1 广义平稳随机过程
2.3.2 循环平稳随机过程
2.3.3 循环平稳过程定义
2.3.4 循环谱
2.3.5 窄带随机过程
2.3.6 低通白噪声和带通白噪声
2.4 信号空间
2.4.1 矢量空间
2.4.2 信号空间的基本概念
2.4.3 信号与矢量之间的映射
2.4.4 Gram-Schimidt正交化方法
习题

第3章 信道
3.1 信道的概念和实际信道
3.1.1 有线信道
3.1.2 无线信道
3.2 信道的数学模型
3.2.1 调制信道模型
3.2.2 编码信道模型
3.3 信道特性对信号传输的影响
3.3.1 信道传输特性及其对信号的影响
3.3.2 无线信道的统计模型
3.4 信道中的噪声和干扰
3.4.1 信道中的噪声
3.4.2 信道中的干扰
3.5 信道容量
3.5.1 连续信道的信道容量
3.5.2 离散信道的信道容量
习题

第4章 模拟调制技术
4.1 幅度调制基本原理
4.1.1 振幅调制(AM)
4.1.2 抑制载波双边带调制(DSB-SC)
……

第5章 模拟信号的数字化
第6章 数字基带传输
第7章 数字调制
第8章 数字信号的最佳接收
第9章 同步与数字复接
第10章 多载波和多天线传输
第11章 信道编码
第12章 扩频通信
第13章 通信网技术
参考文献
附录

《现代信号处理与滤波技术》 简介 在这本深入探讨信号处理与滤波技术的著作中，我们将引领您穿越纷繁复杂的信号世界，揭示信息在现代科技发展中扮演的基石角色。从无线通信的脉冲信号到医学影像的微弱波动，从音频信号的丰富层次到地球物理勘探的深邃奥秘，信号无处不在，而对它们的有效处理和精妙过滤，则是驾驭这些信息、提取有价值知识的关键。本书旨在构建一套扎实而系统的信号处理与滤波理论框架，并辅以丰富的实例和前沿应用，为工程师、研究人员以及对信号处理有浓厚兴趣的读者提供一套全面的学习指南。 第一篇：信号的基石——理论与基础 本篇将为您奠定坚实的理论基础，从信号的本质出发，逐步深入到其数学描述和分析方法。 第一章：信号的分类与表示 我们将首先探讨信号的多种分类方式：离散与连续、周期与非周期、能量信号与功率信号、确定性信号与随机信号。每种分类都将配以清晰的定义和直观的例子，帮助您理解信号的多样性。随后，我们将介绍描述信号的常用数学工具，包括时间域表示、幅值、相位、直流分量等基本概念。对于周期信号，傅里叶级数将是核心内容，我们会详细解析其原理，并通过傅里叶级数将周期信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦分量，让您领略信号的频谱构成。 第二章：线性时不变（LTI）系统 LTI系统是信号处理领域中最重要也是最基础的系统模型。本章将深入讲解LTI系统的性质，包括叠加性、时移不变性，以及卷积的概念。我们将详细阐述卷积积分（对于连续时间信号）和卷积和（对于离散时间信号）的计算方法，并解释卷积在系统响应中的核心作用——如何通过输入信号与系统冲激响应的卷积来预测系统的输出。这一概念将贯穿本书后续的滤波设计。 第三章：傅里叶变换与频谱分析 傅里叶变换是理解信号频率特性的强大工具。本章将系统介绍连续时间傅里叶变换（CTFT）、离散时间傅里叶变换（DTFT）以及离散傅里叶变换（DFT）。我们会详细推导它们的定义，并深入探讨傅里叶变换的性质，例如线性、时移、频移、卷积定理等。特别地，我们将强调傅里叶变换在信号频谱分析中的关键作用，展示如何通过频谱图来识别信号的频率成分、带宽以及噪声的存在。同时，快速傅里叶变换（FFT）作为DFT的一种高效计算算法，其原理和应用也将得到重点介绍，为后续的实时信号处理奠定基础。 第四章：拉普拉斯变换与Z变换 拉普拉斯变换是分析连续时间LTI系统的有力工具，尤其是在处理瞬态响应和稳定性分析方面。本章将介绍拉普拉斯变换的定义、性质，以及它在求解微分方程方面的优势。我们还将引入复频率的概念，并探讨收敛域（ROC）的重要性。对于离散时间系统，Z变换扮演着与拉普拉斯变换相似的角色。本章将详细讲解Z变换的定义、性质，特别是其在分析离散LTI系统和理解系统频率响应方面的作用。收敛域（ROC）的概念在Z变换中同样至关重要，我们将深入分析其对系统稳定性和因果性的影响。 第五章：随机信号理论 许多现实世界的信号并非完全确定，而是带有随机性，例如通信中的噪声、传感器测量中的误差。本章将引入随机信号的基本概念，包括概率密度函数（PDF）、累积分布函数（CDF）、均值、方差等统计量。我们将重点关注宽平稳（WSS）和严平稳（SS）随机过程，并介绍它们的自相关函数和功率谱密度（PSD）。自相关函数描述了随机信号在其自身不同时间点上的相关性，而功率谱密度则揭示了随机信号在不同频率上的功率分布。这些概念对于理解和处理噪声信号至关重要。 第二篇：滤波的艺术——设计与实现 掌握了信号与系统的基础理论后，本篇将聚焦于信号滤波的核心技术，介绍不同类型的滤波器及其设计方法。 第六章：滤波器基本概念与分类 滤波器是信号处理中用于去除不需要的频率成分、提取目标信号的关键工具。本章将介绍滤波器的基本概念，包括通带、阻带、截止频率、过渡带、纹波等关键参数。我们将详细介绍滤波器的主要分类：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。每种滤波器类型都将通过其频率响应特性进行阐述，并说明其在不同应用场景下的典型用途。 第七章：数字滤波器设计基础 数字滤波器是现代信号处理的核心。本章将深入讲解数字滤波器的设计原则，包括抽样定理、量化误差等基础知识。我们将介绍两种主要的数字滤波器类型：无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器。IIR滤波器通常具有更低的阶数和计算复杂度，但其相位特性可能不如FIR滤波器理想。FIR滤波器则具有线性相位特性，适用于对相位失真敏感的应用，但其阶数通常较高。 第八章：IIR滤波器设计方法 本章将系统介绍几种经典的IIR滤波器设计方法，包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev Type I & II）和椭圆（Elliptic）滤波器。我们将详细分析每种滤波器的设计公式、频率响应特性以及它们在通带和阻带上的权衡。您将学会如何根据给定的技术指标（如截止频率、阻带衰减、通带纹波等）选择合适的滤波器类型并计算其滤波器系数。 第九章：FIR滤波器设计方法 FIR滤波器因其线性相位特性在许多领域具有重要应用。本章将介绍几种常用的FIR滤波器设计方法，包括窗函数法和频率采样法。在窗函数法中，我们将探讨不同窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）的特性及其对滤波器频率响应的影响。您将学习如何选择合适的窗函数来平衡滤波器的过渡带宽度和阻带衰减。频率采样法则提供了一种直接在频域指定滤波器响应的设计途径。 第十章：自适应滤波 自适应滤波器能够根据输入信号的变化自动调整其滤波器系数，以达到最佳的滤波性能。本章将介绍自适应滤波器的基本原理，包括最小均方误差（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法。我们将深入解析这些算法的工作机制，并探讨自适应滤波器在噪声消除、回声消除、信道均衡等方面的广泛应用。 第三篇：进阶理论与前沿应用 本篇将进一步拓展您的知识边界，介绍更高级的信号处理技术，并展示这些技术在各领域的实际应用。 第十一章：多速率信号处理 多速率信号处理涉及对不同采样率的信号进行处理，例如信号的抽取（降低采样率）和插值（提高采样率）。本章将深入讲解多速率信号处理的原理，包括抽取滤波器、插值滤波器以及采样率转换器的设计。这些技术在数字通信、音频处理和图像处理等领域发挥着至关重要的作用。 第十二章：小波变换 小波变换是一种强大的信号分析工具，它能够提供时间和频率的联合分析，能够更好地捕捉信号的局部特征。本章将介绍小波变换的基本概念，包括尺度函数、小波函数和多分辨率分析。我们将探讨离散小波变换（DWT）的原理，并展示其在信号去噪、特征提取、图像压缩等方面的应用。 第十三章：谱估计 当随机信号的完整模型未知时，我们往往需要通过观测数据来估计其功率谱密度。本章将介绍多种谱估计方法，包括经典的周期图法、改进的周期图法（如Welch方法）以及参数化谱估计方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。您将了解不同方法的优缺点，以及它们在实际应用中的适用性。 第十四章：现代信号处理在通信系统中的应用 通信系统是信号处理技术最重要的应用领域之一。本章将重点介绍信号处理在现代通信系统中的关键作用，包括： 调制与解调： 信号的调制（如ASK, FSK, PSK, QAM）和解调是信息传输的基础，我们将探讨如何利用信号处理技术实现高效的调制与解调。 信道均衡： 通信信道往往会引入信号失真，信道均衡技术（如LMS算法）通过自适应滤波器来补偿信道的影响，提高通信质量。 纠错编码： 引入冗余信息以检测和纠正传输过程中的错误，例如卷积码和里德-所罗门码，它们都依赖于精密的信号处理算法。 阵列信号处理： 在多天线系统中，阵列信号处理技术（如波束形成）能够增强目标信号，抑制干扰，提高通信的定向性和鲁棒性。 第十五章：信号处理在其他领域的应用 除了通信系统，信号处理技术还广泛应用于众多其他领域。本章将选取几个代表性领域进行深入介绍： 音频信号处理： 包括音频压缩（如MP3）、音频增强、语音识别、音乐信息检索等。 图像与视频处理： 包括图像去噪、图像增强、边缘检测、特征提取、视频压缩等。 生物医学信号处理： 例如心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号的分析，用于疾病诊断和监测。 地球物理信号处理： 用于地震勘探、地质结构分析等。 雷达与声纳信号处理： 用于目标探测、跟踪和识别。 结语 《现代信号处理与滤波技术》力求以系统、深入、实用的方式，为您呈现信号处理与滤波领域的全貌。通过本书的学习，您将不仅掌握一套强大的数学工具和分析方法，更能深刻理解信息是如何被获取、加工、传递和解读的。无论您是希望在通信工程领域深耕，还是对生物医学、金融、甚至人工智能等新兴领域充满探索热情，本书都将为您提供坚实的知识支撑和广阔的视野。我们鼓励读者在理论学习的同时，积极动手实践，通过编程实现书中的算法，从而真正掌握信号处理的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常简洁大气，一本厚重的专业书籍，但却给人一种沉静的力量感。拿到手里，纸张的质感温润，翻阅时发出的沙沙声，似乎就能把人带入知识的海洋。我一直对无线通信的世界充满了好奇，特别是那些我们每天都在使用的手机信号、Wi-Fi网络，它们背后究竟有着怎样的奥秘？这本书的光是目录就足以让我眼前一亮，从信号的产生、传输，到编码、解码，再到各种复杂的调制解调技术，似乎涵盖了通信领域最核心的知识体系。我尤其期待关于信息论的部分，到底是什么样的理论支撑着我们在嘈杂的环境中也能清晰地接收到信息？书中是否会深入浅出地讲解香农定理，以及它在现代通信中的实际应用？还有那些关于信道建模、噪声分析的内容，读起来一定十分烧脑，但也充满挑战。我希望这本书能像一位循循善诱的老师，引导我一步步解开通信世界的面纱，让我不仅仅是使用者，更能理解其中的原理和精妙。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对通信技术发展史颇感兴趣的人，我希望这本书能在技术讲解的同时，也能穿插一些行业发展的重要节点和关键人物的故事。毕竟，任何技术的进步都离不开前人的探索和突破。书中是否会介绍早期无线通信的先驱者，例如马可尼的贡献，以及他们是如何一步步克服技术难题的？我很想知道，从最初的莫尔斯电码到如今的5G、6G，通信技术经历了怎样的演变，有哪些里程碑式的技术革新？如果书中能提供一些关于通信标准化进程的介绍，例如ITU、IEEE等组织在其中扮演的角色，那会非常有价值。同时，我也对通信技术在社会发展中的作用充满好奇，它如何改变了我们的生活方式，如何促进了信息的传播和全球化的进程？我希望这本书不仅仅是一本技术教科书，更能让我感受到通信技术背后的人文关怀和社会意义。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将步入通信行业的学生，对于如何将课堂上学到的理论知识转化为实际的工程应用感到有些迷茫。我非常期待这本书能够提供一些实际的工程案例分析，帮助我理解理论在实际通信系统设计和实现中的应用。例如，在设计一个基站时，会涉及到哪些关键的通信原理和技术？如何根据不同的应用场景选择合适的调制方式、编码方案？书中是否会提供一些关于通信链路预算、干扰分析等工程实践中的常见问题及其解决方法？我特别希望看到书中包含一些关于通信系统测试和优化的内容，例如如何对信号质量进行评估，如何解决通信中的常见故障。如果书中能提供一些实际的毕业设计或者项目开发的思路和指导，那就太有帮助了，能让我对未来的工作有个更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够帮助我理解当前热门通信技术，比如Wi-Fi 6、蓝牙技术，甚至是更前沿的物联网通信协议的书籍。我希望这本书能不仅仅停留在理论层面，而是能够结合最新的技术发展趋势，分析这些技术是如何实现的，它们各自的优势和局限性又是什么。例如，在讲解Wi-Fi 6时，是否会深入分析OFDMA、MU-MIMO等关键技术，以及它们是如何提升网络性能的？对于物联网通信，我想了解NB-IoT、LoRa等技术的特点，它们在功耗、覆盖范围、传输速率等方面有何不同，又分别适用于哪些场景？我特别关注书中是否能提供一些关于通信系统设计和优化的思考，比如如何在复杂的无线环境中实现高效可靠的通信？如果书中能给出一些未来通信技术的发展方向和展望，那就更令人兴奋了。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样非通信专业的读者来说，一本好的技术书籍，其可读性至关重要。我特别看重作者的叙事风格，是否能将枯燥的技术概念用生动形象的比喻和贴近生活的例子来阐释。我希望这本书能避免那种干巴巴的公式堆砌和晦涩难懂的术语，而是能够循序渐进，从基础概念入手，逐步深入到复杂的理论。例如，在讲解调制解调时，是否能用一些生活中的类比，比如用不同的声音频率来区分不同的信息，或者用不同的手势来传递不同的指令？我渴望看到书中配有大量的图示和实例分析，能够帮助我直观地理解抽象的原理。如果书中能包含一些实际的通信系统案例，哪怕是简化的模型，那更是极好的。我想了解，当我们打电话时，声音信号是如何被转换成电信号，再通过无线电波传播出去，最终又如何被还原成声音的？这本书能否回答这些我一直以来都很困惑的问题？我期待它能给我带来豁然开朗的阅读体验。