通信原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

馬東堂 著

圖書標籤:

• 通信原理
• 信號與係統
• 調製解調
• 信道編碼
• 信息論
• 無綫通信
• 數字通信
• 模擬通信
• 通信係統
• 電磁場與電磁波

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040494273

版次：1

商品編碼：12314228

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-03-01

用紙：膠版紙

頁數：494

內容簡介

本書是根據當前通信技術的發展，配閤在綫開放課程教學和課程改革的需要編著而成的。特點是兼顧係統性和先進性，內容完整齊備、闡述淺顯易懂、案例新穎實用，且配套資源豐富。全書共13章，主要內容包括通信的基本概念和通信係統的構成、信息及其度量、通信信號分析基礎、信道、模擬調製技術、模擬信號的數字化、數字基帶傳輸、數字調製、數字信號的接收、同步與數字復接、多載波和多天綫傳輸、信道編碼、擴頻通信，以及通信網技術等。本書既可用作通信工程、信息工程、電子信息工程等電子信息類專業及其他相關專業的本科生和研究生教材，又可供從事研究開發的相關工程技術人員參考和藉鑒。建議教學中將本書與配套的MOOC和數字課程資源配閤使用。書中增加瞭“掃二維碼看微視頻”的功能，方便讀者自學。

目錄

第1章 緒論
1.1 通信的基本概念和通信技術的發展
1.1.1 通信的基本概念
1.1.2 通信技術的發展
1.2 通信係統的組成
1.2.1 通信係統的一般模型
1.2.2 模擬通信係統的組成
1.2.3 數字通信係統的組成
1.3 通信係統的分類和通信方式
1.3.1 通信係統的分類
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、消息和信號
1.4.3 信息的度量
1.5 通信係統的主要性能指標
1.5.1 通信係統性能指標涉及的要素
1.5.2 有效性指標
1.5.3 可靠性指標
習題

第2章 通信信號分析基礎
2.1 概率論基礎
2.1.1 隨機變量、概率分布和概率密度
2.1.2 隨機變量的函數
2.1.3 隨機變量的數字特徵
2.2 確定性信號
2.2.1 信號的分類
2.2.2 確定性信號的頻域分析
2.2.3 確定性信號的時域分析
2.3 隨機過程基礎
2.3.1 廣義平穩隨機過程
2.3.2 循環平穩隨機過程
2.3.3 循環平穩過程定義
2.3.4 循環譜
2.3.5 窄帶隨機過程
2.3.6 低通白噪聲和帶通白噪聲
2.4 信號空間
2.4.1 矢量空間
2.4.2 信號空間的基本概念
2.4.3 信號與矢量之間的映射
2.4.4 Gram-Schimidt正交化方法
習題

第3章 信道
3.1 信道的概念和實際信道
3.1.1 有綫信道
3.1.2 無綫信道
3.2 信道的數學模型
3.2.1 調製信道模型
3.2.2 編碼信道模型
3.3 信道特性對信號傳輸的影響
3.3.1 信道傳輸特性及其對信號的影響
3.3.2 無綫信道的統計模型
3.4 信道中的噪聲和乾擾
3.4.1 信道中的噪聲
3.4.2 信道中的乾擾
3.5 信道容量
3.5.1 連續信道的信道容量
3.5.2 離散信道的信道容量
習題

第4章 模擬調製技術
4.1 幅度調製基本原理
4.1.1 振幅調製(AM)
4.1.2 抑製載波雙邊帶調製(DSB-SC)
……

第5章 模擬信號的數字化
第6章 數字基帶傳輸
第7章 數字調製
第8章 數字信號的最佳接收
第9章 同步與數字復接
第10章 多載波和多天綫傳輸
第11章 信道編碼
第12章 擴頻通信
第13章 通信網技術
參考文獻
附錄

《現代信號處理與濾波技術》 簡介 在這本深入探討信號處理與濾波技術的著作中，我們將引領您穿越紛繁復雜的信號世界，揭示信息在現代科技發展中扮演的基石角色。從無綫通信的脈衝信號到醫學影像的微弱波動，從音頻信號的豐富層次到地球物理勘探的深邃奧秘，信號無處不在，而對它們的有效處理和精妙過濾，則是駕馭這些信息、提取有價值知識的關鍵。本書旨在構建一套紮實而係統的信號處理與濾波理論框架，並輔以豐富的實例和前沿應用，為工程師、研究人員以及對信號處理有濃厚興趣的讀者提供一套全麵的學習指南。 第一篇：信號的基石——理論與基礎 本篇將為您奠定堅實的理論基礎，從信號的本質齣發，逐步深入到其數學描述和分析方法。 第一章：信號的分類與錶示 我們將首先探討信號的多種分類方式：離散與連續、周期與非周期、能量信號與功率信號、確定性信號與隨機信號。每種分類都將配以清晰的定義和直觀的例子，幫助您理解信號的多樣性。隨後，我們將介紹描述信號的常用數學工具，包括時間域錶示、幅值、相位、直流分量等基本概念。對於周期信號，傅裏葉級數將是核心內容，我們會詳細解析其原理，並通過傅裏葉級數將周期信號分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦分量，讓您領略信號的頻譜構成。 第二章：綫性時不變（LTI）係統 LTI係統是信號處理領域中最重要也是最基礎的係統模型。本章將深入講解LTI係統的性質，包括疊加性、時移不變性，以及捲積的概念。我們將詳細闡述捲積積分（對於連續時間信號）和捲積和（對於離散時間信號）的計算方法，並解釋捲積在係統響應中的核心作用——如何通過輸入信號與係統衝激響應的捲積來預測係統的輸齣。這一概念將貫穿本書後續的濾波設計。 第三章：傅裏葉變換與頻譜分析 傅裏葉變換是理解信號頻率特性的強大工具。本章將係統介紹連續時間傅裏葉變換（CTFT）、離散時間傅裏葉變換（DTFT）以及離散傅裏葉變換（DFT）。我們會詳細推導它們的定義，並深入探討傅裏葉變換的性質，例如綫性、時移、頻移、捲積定理等。特彆地，我們將強調傅裏葉變換在信號頻譜分析中的關鍵作用，展示如何通過頻譜圖來識彆信號的頻率成分、帶寬以及噪聲的存在。同時，快速傅裏葉變換（FFT）作為DFT的一種高效計算算法，其原理和應用也將得到重點介紹，為後續的實時信號處理奠定基礎。 第四章：拉普拉斯變換與Z變換 拉普拉斯變換是分析連續時間LTI係統的有力工具，尤其是在處理瞬態響應和穩定性分析方麵。本章將介紹拉普拉斯變換的定義、性質，以及它在求解微分方程方麵的優勢。我們還將引入復頻率的概念，並探討收斂域（ROC）的重要性。對於離散時間係統，Z變換扮演著與拉普拉斯變換相似的角色。本章將詳細講解Z變換的定義、性質，特彆是其在分析離散LTI係統和理解係統頻率響應方麵的作用。收斂域（ROC）的概念在Z變換中同樣至關重要，我們將深入分析其對係統穩定性和因果性的影響。 第五章：隨機信號理論 許多現實世界的信號並非完全確定，而是帶有隨機性，例如通信中的噪聲、傳感器測量中的誤差。本章將引入隨機信號的基本概念，包括概率密度函數（PDF）、纍積分布函數（CDF）、均值、方差等統計量。我們將重點關注寬平穩（WSS）和嚴平穩（SS）隨機過程，並介紹它們的自相關函數和功率譜密度（PSD）。自相關函數描述瞭隨機信號在其自身不同時間點上的相關性，而功率譜密度則揭示瞭隨機信號在不同頻率上的功率分布。這些概念對於理解和處理噪聲信號至關重要。 第二篇：濾波的藝術——設計與實現 掌握瞭信號與係統的基礎理論後，本篇將聚焦於信號濾波的核心技術，介紹不同類型的濾波器及其設計方法。 第六章：濾波器基本概念與分類 濾波器是信號處理中用於去除不需要的頻率成分、提取目標信號的關鍵工具。本章將介紹濾波器的基本概念，包括通帶、阻帶、截止頻率、過渡帶、紋波等關鍵參數。我們將詳細介紹濾波器的主要分類：低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。每種濾波器類型都將通過其頻率響應特性進行闡述，並說明其在不同應用場景下的典型用途。 第七章：數字濾波器設計基礎 數字濾波器是現代信號處理的核心。本章將深入講解數字濾波器的設計原則，包括抽樣定理、量化誤差等基礎知識。我們將介紹兩種主要的數字濾波器類型：無限脈衝響應（IIR）濾波器和有限脈衝響應（FIR）濾波器。IIR濾波器通常具有更低的階數和計算復雜度，但其相位特性可能不如FIR濾波器理想。FIR濾波器則具有綫性相位特性，適用於對相位失真敏感的應用，但其階數通常較高。 第八章：IIR濾波器設計方法 本章將係統介紹幾種經典的IIR濾波器設計方法，包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev Type I & II）和橢圓（Elliptic）濾波器。我們將詳細分析每種濾波器的設計公式、頻率響應特性以及它們在通帶和阻帶上的權衡。您將學會如何根據給定的技術指標（如截止頻率、阻帶衰減、通帶紋波等）選擇閤適的濾波器類型並計算其濾波器係數。 第九章：FIR濾波器設計方法 FIR濾波器因其綫性相位特性在許多領域具有重要應用。本章將介紹幾種常用的FIR濾波器設計方法，包括窗函數法和頻率采樣法。在窗函數法中，我們將探討不同窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）的特性及其對濾波器頻率響應的影響。您將學習如何選擇閤適的窗函數來平衡濾波器的過渡帶寬度和阻帶衰減。頻率采樣法則提供瞭一種直接在頻域指定濾波器響應的設計途徑。 第十章：自適應濾波 自適應濾波器能夠根據輸入信號的變化自動調整其濾波器係數，以達到最佳的濾波性能。本章將介紹自適應濾波器的基本原理，包括最小均方誤差（LMS）算法和遞歸最小二乘（RLS）算法。我們將深入解析這些算法的工作機製，並探討自適應濾波器在噪聲消除、迴聲消除、信道均衡等方麵的廣泛應用。 第三篇：進階理論與前沿應用 本篇將進一步拓展您的知識邊界，介紹更高級的信號處理技術，並展示這些技術在各領域的實際應用。 第十一章：多速率信號處理 多速率信號處理涉及對不同采樣率的信號進行處理，例如信號的抽取（降低采樣率）和插值（提高采樣率）。本章將深入講解多速率信號處理的原理，包括抽取濾波器、插值濾波器以及采樣率轉換器的設計。這些技術在數字通信、音頻處理和圖像處理等領域發揮著至關重要的作用。 第十二章：小波變換 小波變換是一種強大的信號分析工具，它能夠提供時間和頻率的聯閤分析，能夠更好地捕捉信號的局部特徵。本章將介紹小波變換的基本概念，包括尺度函數、小波函數和多分辨率分析。我們將探討離散小波變換（DWT）的原理，並展示其在信號去噪、特徵提取、圖像壓縮等方麵的應用。 第十三章：譜估計 當隨機信號的完整模型未知時，我們往往需要通過觀測數據來估計其功率譜密度。本章將介紹多種譜估計方法，包括經典的周期圖法、改進的周期圖法（如Welch方法）以及參數化譜估計方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。您將瞭解不同方法的優缺點，以及它們在實際應用中的適用性。 第十四章：現代信號處理在通信係統中的應用 通信係統是信號處理技術最重要的應用領域之一。本章將重點介紹信號處理在現代通信係統中的關鍵作用，包括： 調製與解調： 信號的調製（如ASK, FSK, PSK, QAM）和解調是信息傳輸的基礎，我們將探討如何利用信號處理技術實現高效的調製與解調。 信道均衡： 通信信道往往會引入信號失真，信道均衡技術（如LMS算法）通過自適應濾波器來補償信道的影響，提高通信質量。 糾錯編碼： 引入冗餘信息以檢測和糾正傳輸過程中的錯誤，例如捲積碼和裏德-所羅門碼，它們都依賴於精密的信號處理算法。 陣列信號處理： 在多天綫係統中，陣列信號處理技術（如波束形成）能夠增強目標信號，抑製乾擾，提高通信的定嚮性和魯棒性。 第十五章：信號處理在其他領域的應用 除瞭通信係統，信號處理技術還廣泛應用於眾多其他領域。本章將選取幾個代錶性領域進行深入介紹： 音頻信號處理： 包括音頻壓縮（如MP3）、音頻增強、語音識彆、音樂信息檢索等。 圖像與視頻處理： 包括圖像去噪、圖像增強、邊緣檢測、特徵提取、視頻壓縮等。 生物醫學信號處理： 例如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）信號的分析，用於疾病診斷和監測。 地球物理信號處理： 用於地震勘探、地質結構分析等。 雷達與聲納信號處理： 用於目標探測、跟蹤和識彆。 結語 《現代信號處理與濾波技術》力求以係統、深入、實用的方式，為您呈現信號處理與濾波領域的全貌。通過本書的學習，您將不僅掌握一套強大的數學工具和分析方法，更能深刻理解信息是如何被獲取、加工、傳遞和解讀的。無論您是希望在通信工程領域深耕，還是對生物醫學、金融、甚至人工智能等新興領域充滿探索熱情，本書都將為您提供堅實的知識支撐和廣闊的視野。我們鼓勵讀者在理論學習的同時，積極動手實踐，通過編程實現書中的算法，從而真正掌握信號處理的精髓。

評分☆☆☆☆☆

我是一名即將步入通信行業的學生，對於如何將課堂上學到的理論知識轉化為實際的工程應用感到有些迷茫。我非常期待這本書能夠提供一些實際的工程案例分析，幫助我理解理論在實際通信係統設計和實現中的應用。例如，在設計一個基站時，會涉及到哪些關鍵的通信原理和技術？如何根據不同的應用場景選擇閤適的調製方式、編碼方案？書中是否會提供一些關於通信鏈路預算、乾擾分析等工程實踐中的常見問題及其解決方法？我特彆希望看到書中包含一些關於通信係統測試和優化的內容，例如如何對信號質量進行評估，如何解決通信中的常見故障。如果書中能提供一些實際的畢業設計或者項目開發的思路和指導，那就太有幫助瞭，能讓我對未來的工作有個更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常簡潔大氣，一本厚重的專業書籍，但卻給人一種沉靜的力量感。拿到手裏，紙張的質感溫潤，翻閱時發齣的沙沙聲，似乎就能把人帶入知識的海洋。我一直對無綫通信的世界充滿瞭好奇，特彆是那些我們每天都在使用的手機信號、Wi-Fi網絡，它們背後究竟有著怎樣的奧秘？這本書的光是目錄就足以讓我眼前一亮，從信號的産生、傳輸，到編碼、解碼，再到各種復雜的調製解調技術，似乎涵蓋瞭通信領域最核心的知識體係。我尤其期待關於信息論的部分，到底是什麼樣的理論支撐著我們在嘈雜的環境中也能清晰地接收到信息？書中是否會深入淺齣地講解香農定理，以及它在現代通信中的實際應用？還有那些關於信道建模、噪聲分析的內容，讀起來一定十分燒腦，但也充滿挑戰。我希望這本書能像一位循循善誘的老師，引導我一步步解開通信世界的麵紗，讓我不僅僅是使用者，更能理解其中的原理和精妙。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對通信技術發展史頗感興趣的人，我希望這本書能在技術講解的同時，也能穿插一些行業發展的重要節點和關鍵人物的故事。畢竟，任何技術的進步都離不開前人的探索和突破。書中是否會介紹早期無綫通信的先驅者，例如馬可尼的貢獻，以及他們是如何一步步剋服技術難題的？我很想知道，從最初的莫爾斯電碼到如今的5G、6G，通信技術經曆瞭怎樣的演變，有哪些裏程碑式的技術革新？如果書中能提供一些關於通信標準化進程的介紹，例如ITU、IEEE等組織在其中扮演的角色，那會非常有價值。同時，我也對通信技術在社會發展中的作用充滿好奇，它如何改變瞭我們的生活方式，如何促進瞭信息的傳播和全球化的進程？我希望這本書不僅僅是一本技術教科書，更能讓我感受到通信技術背後的人文關懷和社會意義。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣非通信專業的讀者來說，一本好的技術書籍，其可讀性至關重要。我特彆看重作者的敘事風格，是否能將枯燥的技術概念用生動形象的比喻和貼近生活的例子來闡釋。我希望這本書能避免那種乾巴巴的公式堆砌和晦澀難懂的術語，而是能夠循序漸進，從基礎概念入手，逐步深入到復雜的理論。例如，在講解調製解調時，是否能用一些生活中的類比，比如用不同的聲音頻率來區分不同的信息，或者用不同的手勢來傳遞不同的指令？我渴望看到書中配有大量的圖示和實例分析，能夠幫助我直觀地理解抽象的原理。如果書中能包含一些實際的通信係統案例，哪怕是簡化的模型，那更是極好的。我想瞭解，當我們打電話時，聲音信號是如何被轉換成電信號，再通過無綫電波傳播齣去，最終又如何被還原成聲音的？這本書能否迴答這些我一直以來都很睏惑的問題？我期待它能給我帶來豁然開朗的閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠幫助我理解當前熱門通信技術，比如Wi-Fi 6、藍牙技術，甚至是更前沿的物聯網通信協議的書籍。我希望這本書能不僅僅停留在理論層麵，而是能夠結閤最新的技術發展趨勢，分析這些技術是如何實現的，它們各自的優勢和局限性又是什麼。例如，在講解Wi-Fi 6時，是否會深入分析OFDMA、MU-MIMO等關鍵技術，以及它們是如何提升網絡性能的？對於物聯網通信，我想瞭解NB-IoT、LoRa等技術的特點，它們在功耗、覆蓋範圍、傳輸速率等方麵有何不同，又分彆適用於哪些場景？我特彆關注書中是否能提供一些關於通信係統設計和優化的思考，比如如何在復雜的無綫環境中實現高效可靠的通信？如果書中能給齣一些未來通信技術的發展方嚮和展望，那就更令人興奮瞭。