9787302271352 通信原理(高等院校信息與通信工程係列教材) 清華大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張甫翊 徐炳祥 吳成柯 著

圖書標籤:

• 通信原理
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• 通信基礎
• 模擬通信
• 數字通信
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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302271352

商品編碼：29506728287

包裝：平裝

齣版時間：2012-01-01

基本信息

書名：通信原理(高等院校信息與通信工程係列教材)

定價：43.00元

作者：張甫翊 徐炳祥 吳成柯

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-01-01

ISBN：9787302271352

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.681kg

編輯推薦

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內容提要

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本書深入和係統地討論現代通信係統中涉及的基本理論和分析方法。內容涵蓋模擬通信和數字通信，但側重數字通信。
全書共13章，內容涉及通信係統的基本概念、確定、*過程、信道、模擬通信係統、數字基帶傳輸、正弦載波數字傳輸、模擬信號的數字傳輸、數字信號*接收、信道編碼、僞*序列、同步、通信網等。各章均設有習題和思考題，書後附有部分習題答案。
本書內容豐富，講述由淺入深、簡明透徹，概念清楚，取材恰當，注重理論聯係實際，既便於教學也方便廣大工程技術人員參考。
本書可作為“通信原理”課程的本科生和研究生教材，也可作為研究生入學考試的參考書，還可作為相關大學教師和科學技術人員的參考資料。

目錄

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章緒論

1.1引言

1.2通信係統的組成

1.2.1一簡化的電通信係統模型

1.2.2模擬通信係統和數字通信係統

1.3通信係統的分類及通信方式

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

1.5通信係統的主要性能指標

1.5.1模擬通信係統主要傳輸性能指標

1.5.2數字通信係統主要傳輸性能指標

思考題

習題

第2章確定

2.1確定的類型

2.2確定的頻域分析

2.2.1周期信號的傅裏葉級數

2.2.2能量信號的傅裏葉變換

2.2.3功率信號的傅裏葉變換

2.2.4能量譜密度和功率譜密度

2.3確定的時域分析

2.3.1互相關函數

2.3.2自相關函數

2.3.3相關函數的性質

思考題

習題

第3章過程

3.1引言

3.2過程的基本特性

3.2.1過程的分布函數

3.2.2過程的數字特徵

3.3平穩過程

3.3.1狹義平穩過程和廣義平穩過程

3.3.2平穩過程的自相關函數和功率譜密度

3.4各態曆經過程

3.5高斯過程

3.5.1高斯過程的概率密度

3.5.2高斯過程的重要性質

3.5.3高斯平穩過程的一維分布

3.6平穩過程通過恒參綫性係統

3.7窄帶過程

3.8白噪聲、低通白噪聲和帶通白噪聲

3.8.1白噪聲

3.8.2低通白噪聲

3.8.3帶通白噪聲

3.9窄帶過程加正弦波

思考題

習題

第4章信道

4.1引言

4.2信道的分類

4.3調製信道和編碼信道的數學描述

4.3.1調製信道模型

4.3.2編碼信道

4.4有綫信道和無綫中繼及衛星中繼

4.4.1有綫信道

4.4.2無綫信道

4.5恒參信道的傳輸分析

4.6短波信道和對流層散射信道

4.6.1短波電離層反射信道

4.6.2對流層散射信道

4.7隨參信道傳輸的分析

4.8通信係統中的噪聲

4.8.1噪聲分類

4.8.2熱噪聲

4.8.3散彈噪聲

4.8.4宇宙噪聲

4.8.5帶通型噪聲及噪聲等效帶寬

4.9信道容量

4.9.1離散信道的信道容量

4.9.2連續信道的信道容量

思考題

習題

第5章模擬調製通信係統

5.1引言

5.2綫性調製原理

5.2.1標準調幅信號

5.2.2抑製載波雙邊帶（DSBSC）信號

5.2.3單邊帶（SSB）信號

5.2.4殘留邊帶（VSB）信號

5.3綫性調製通信係統的抗噪聲性能

5.3.1綫性調製信號的解調

5.3.2綫性調製接收係統的抗噪性能

5.4非綫性調製和解調原理

5.4.1非綫性調製原理

5.4.2FM信號的解調原理

5.5鑒頻接收係統的抗噪性能

5.5.1分析模型和輸入信噪比

5.5.2大信噪比時鑒頻解調增益

5.5.3小信噪比時鑒頻解調的門限效應

5.6模擬傳輸係統的性能比較

5.7頻分復用和多級調製及復閤調製

5.7.1頻分復用

5.7.2多級調製及復閤調製

思考題

習題

第6章數字基帶傳輸係統

6.1引言

6.2數字基帶信號及其頻譜特性

6.2.1常見的數字基帶信號碼波形

6.2.2基帶信號的頻譜特性

6.3基帶傳輸用的常見碼型

6.4基帶脈衝傳輸模型

6.5間串擾的基帶傳輸特性

6.5.1無ISI的基帶傳輸特性

6.5.2無ISI傳輸特性H（ω)的設計

6.6基帶傳輸係統的抗噪聲性能

6.7眼圖

6.8時域均衡

6.8.1時域均衡原理

6.8.2衡量ISI的準則和橫嚮濾波器設計

6.8.3均衡器的實現

6.9部分響應係統

6.9.1第Ⅰ類部分響應波形

6.9.2常見的部分響應係統

思考題

習題

第7章正弦載波數字調製通信係統

7.1引言

7.2二進製數字調製和解調原理

7.2.1二進製幅移鍵控（2ASK)調製和解調

7.2.2二進製頻移鍵控（2FSK）調製和解調

7.2.3二進製相移鍵控（2PSK）及二進製差分相移鍵控（2DPSK）

調製和解調

7.3二進製數字調製通信係統的抗噪聲性能

7.3.1通斷鍵控（OOK）通信係統的抗噪聲性能

7.3.22FSK通信係統的抗噪聲性能

7.3.32PSK及2DPSK通信係統的抗噪聲性能

7.4二進製數字調製通信係統的性能比較

7.5多進製數字調製通信係統

7.5.1MASK通信係統原理及抗噪聲性能

7.5.2MFSK通信係統原理及抗噪聲性能

7.5.3多進製相位調製通信係統原理及抗噪聲性能

7.5.4振幅相位鍵控（APK）通信係統原理

7.6改進的數字調製方式

7.6.1小頻移鍵控(MSK)

7.6.2高斯小頻移鍵控(GMSK)方式

7.6.3擴譜調製及並發FSK調製方式

7.6.4時頻調製方式

思考題

習題

第8章模擬信號的數字傳輸

8.1引言

8.2抽樣定理

8.2.1低通模擬信號抽樣

8.2.2帶通模擬信號抽樣

8.3脈衝振幅調製（PAM）

信號的奧秘與通信的未來：一本深入探索信息傳輸的權威讀物 在這瞬息萬變的數字時代，信息傳輸的效率與可靠性已成為衡量一個社會發展水平的關鍵指標。從我們手中的智能手機到遍布全球的互聯網，再到深邃太空的衛星通信，這一切都離不開一項基礎而又核心的科學——通信原理。本書將帶您踏上一段穿越信息洪流的旅程，揭示那些支撐起現代通信體係的 fundamental laws，洞察信號在時域與頻域的奇妙錶現，理解編碼與解碼的藝術，以及調製解調技術的精妙之處。 第一章：信息論的基石——信息量與信道容量 故事的開端，我們首先要理解“信息”的本質。信息是什麼？它不僅僅是文字、聲音或圖像，更是一種能夠減少不確定性的“東西”。本書將從信息論的創始人剋勞德·香農的經典理論齣發，深入淺齣地闡述信息量的概念，並引入熵（Entropy）這一衡量信息不確定性的重要指標。您將學習如何量化信息，理解不同信息源的熵值差異，以及為什麼我們總是追求更高效的信息錶示方式。 隨後，我們將目光投嚮信息傳輸的物理載體——通信信道。通信信道並非完美無瑕，它會受到噪聲的乾擾，限製信息的傳輸速率。信道容量（Channel Capacity）的概念應運而生，它代錶瞭在給定噪聲條件下，信道能夠無差錯傳輸信息的最大速率。本書將詳細介紹香農-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem），揭示信道帶寬、信噪比與信道容量之間的深刻關係。您將瞭解到，即使在充滿噪聲的環境下，理論上仍有可能實現任意可靠的信息傳輸，這一顛覆性的結論為信息論的發展奠定瞭堅實的基礎。 第二章：信號的時頻分析——揭示信號的內在結構 信號是通信的語言，而理解信號的內在結構，是掌握通信原理的關鍵。本章將重點探討信號在時域和頻域的分析方法。在時域，我們關注信號隨時間的變化規律，通過傅裏葉級數（Fourier Series）和傅裏葉變換（Fourier Transform），我們將信號分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦波的疊加。這一強大的工具能夠揭示信號的頻譜特性，即信號中包含哪些頻率成分及其強度。 在頻域，我們將看到一個全新的視角。傅裏葉變換就像一把“萬能鑰匙”，它將看似復雜的時域信號轉化為清晰的頻域圖景。您將理解低通信號、帶通信號的概念，以及它們在頻域中的典型錶現。同時，本書還將介紹信號的采樣（Sampling）理論，特彆是奈奎斯特-香農采樣定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）。這個定理告訴我們，為瞭能夠無失真地恢復原始信號，采樣頻率必須至少是信號最高頻率的兩倍。這將引齣數字通信中至關重要的概念——模擬信號到數字信號的轉換過程。 第三章：基帶傳輸與碼間串擾——數字信號的初步探索 當我們將模擬信號轉化為數字信號後，便進入瞭基帶傳輸的範疇。基帶信號是指未經調製的原始數字信號，它直接在信道上傳輸。本章將深入探討幾種常見的基帶信號波形，如單極性不歸零碼、雙極性歸零碼等，並分析它們的頻譜特性和在實際傳輸中的優缺點。 在基帶傳輸過程中，一個不可避免的挑戰便是碼間串擾（Inter-Symbol Interference, ISI）。當信號脈衝在信道中傳播時，會受到帶寬限製和多徑效應的影響，導緻一個碼元（Symbol）的響應拖尾到相鄰碼元的時間間隔內，從而乾擾後續碼元的判決。本書將詳細講解碼間串擾的産生機製，並介紹幾種有效的抑製方法，例如使用升餘弦濾波器（Raised Cosine Filter）等。掌握碼間串擾的控製，是實現高密度、高可靠數字信息傳輸的關鍵一步。 第四章：綫性調製技術——模擬信號的“載波”藝術 雖然現代通信以數字信號為主，但理解模擬調製技術，對於把握通信原理的演進曆程至關重要。綫性調製是將基帶數字信號的某種參數（如幅度、頻率、相位）隨基帶信號的變化而變化，以承載信息的一種方式。本章將重點介紹兩種經典的綫性調製技術：調幅（Amplitude Modulation, AM）和調頻（Frequency Modulation, FM）。 調幅技術通過改變載波信號的幅度來錶示信息，包括普通調幅（AM）、雙邊帶抑製載波調幅（DSB-SC）和單邊帶調幅（SSB）。我們將分析它們的調製和解調原理，以及各自的優缺點，例如AM的簡單性與SSB的頻譜效率。 調頻技術則通過改變載波信號的頻率來錶示信息。我們將探討其調製和解調原理，並分析FM相對於AM在抗噪聲性能上的優勢。盡管FM主要應用於音頻廣播，但其基本原理對於理解更復雜的數字調製技術具有重要意義。 第五章：角度調製與數字調製——解鎖信息傳輸的多樣性 隨著通信需求的不斷增長，對調製技術的效率和靈活性提齣瞭更高的要求。本章將繼續深入探討角度調製技術，並著重介紹數字調製的核心概念。 角度調製是綫性調製的一種推廣，它通過改變載波信號的相位或頻率來承載信息。我們將介紹相位調製（Phase Modulation, PM）和頻率調製（FM）的詳細原理，以及它們在某些特定應用場景下的優勢。 隨後，我們將步入數字調製的廣闊天地。數字調製是指將數字基帶信號映射到連續的載波信號上。我們將詳細介紹幾種重要的數字調製方式，包括： 幅度鍵控（Amplitude Shift Keying, ASK）：用不同的載波幅度來錶示不同的數字比特。 頻率鍵控（Frequency Shift Keying, FSK）：用不同的載波頻率來錶示不同的數字比特。 相位鍵控（Phase Shift Keying, PSK）：用不同的載波相位來錶示不同的數字比特，例如二相製（BPSK）和四相製（QPSK）。 正交幅度調製（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）：結閤瞭幅度和相位的變化，能夠實現更高的頻譜效率，是現代移動通信和Wi-Fi等領域廣泛使用的調製技術。 我們將詳細解析這些調製方式的原理、星座圖（Constellation Diagram）、功率譜密度（Power Spectral Density）以及它們在不同信噪比下的誤碼率（Bit Error Rate, BER）性能。 第六章：最佳接收與檢測理論——從噪聲中提取真相 在信息傳輸過程中，噪聲是無處不在的敵人。如何在充滿噪聲的環境下，盡可能準確地從接收到的信號中恢復原始信息，是通信係統設計的核心問題。本章將介紹最佳接收（Optimal Reception）和檢測（Detection）的理論。 我們將引入維納濾波（Wiener Filter）的概念，它是一種最優綫性濾波器，能夠在綫性係統中最小化均方誤差。對於加性高斯白噪聲（Additive White Gaussian Noise, AWGN）信道，我們將推導齣匹配濾波器（Matched Filter）的原理。匹配濾波器能夠最大化接收信號的信噪比，從而在給定的信噪比條件下實現最小的誤碼率。 此外，本章還將探討最大似然檢測（Maximum Likelihood Detection, MLD）和最大後驗概率檢測（Maximum A Posteriori Probability Detection, MAPD）等先進的檢測理論。這些理論為設計高可靠性的通信接收機提供瞭堅實的理論基礎。 第七章：信道編碼——對抗錯誤的神奇力量 即使采用瞭最佳的調製和接收策略，噪聲仍然可能導緻錯誤的發生。為瞭進一步提高通信係統的可靠性，信道編碼（Channel Coding）技術應運而生。本章將深入探討信道編碼的原理與應用。 我們將介紹兩種主要的編碼類型： 塊碼（Block Codes）：將原始數據分成固定長度的塊，並附加校驗位。例如，漢明碼（Hamming Code）、裏德-所羅門碼（Reed-Solomon Code）等，它們在CD、DVD、衛星通信等領域有著廣泛的應用。 捲積碼（Convolutional Codes）：將輸入數據流進行捲積運算，産生比輸入數據更長的編碼序列。我們將介紹捲積碼的編碼器結構、譯碼算法（如Viterbi算法），以及它們在提高通信可靠性方麵的顯著效果。 信道編碼的核心思想是“增加冗餘”。通過在信息中加入精心設計的冗餘信息，接收端可以利用這些冗餘來檢測和糾正傳輸過程中發生的錯誤。本書將通過具體的例子，生動地展示信道編碼如何成為對抗通信錯誤的“神奇力量”。 第八章：差錯控製編碼——從糾錯到糾錯 本章將對差錯控製編碼進行更深入的探討，區分糾錯碼（Error Correction Codes, ECC）和糾錯檢錯碼。我們將詳細介紹一些更高級的糾錯碼，例如： 低密度奇偶校驗碼（Low-Density Parity-Check, LDPC）：一種性能接近香農極限的現代高效糾錯碼，在5G通信、Wi-Fi 6等領域發揮著關鍵作用。 Turbo碼：另一種性能卓越的糾錯碼，在3G通信和衛星通信中得到瞭廣泛應用。 我們將分析這些編碼的原理、編碼結構以及它們在實際通信係統中的性能優勢。同時，本章還將討論譯碼算法的復雜度和實際實現中的權衡。 第九章：多路復用與多址技術——共享通信資源的智慧 隨著通信業務的爆炸式增長，如何有效地利用有限的通信資源，將多個用戶的信號同時傳輸到同一信道，成為一個重要的研究課題。本章將聚焦於多路復用（Multiplexing）和多址（Multiple Access）技術。 頻分多址（Frequency Division Multiple Access, FDMA）：將可用帶寬劃分為多個互不重疊的頻率子信道，每個用戶分配一個子信道。 時分多址（Time Division Multiple Access, TDMA）：將時間劃分為若乾個不重疊的時間隙（Time Slot），每個用戶分配一個或多個時間隙。 碼分多址（Code Division Multiple Access, CDMA）：利用不同用戶具有不同擴頻碼的特點，使得多個用戶可以在同一頻率和同一時間共享信道，而相互之間不會産生嚴重的乾擾。 正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDMA）：將整個帶寬劃分為大量的正交子載波，每個用戶可以被分配到一部分子載波，是4G和5G移動通信的核心技術。 我們將深入解析這些技術的原理、實現方式、優缺點，以及它們在不同通信係統（如固定電話、移動通信、無綫局域網）中的應用。 第十章：信息傳輸的未來展望——從理論到實踐的飛躍 在完成對通信原理的係統性探索後，本章將放眼未來，展望信息傳輸領域的發展趨勢。我們將探討一些前沿的研究方嚮，例如： 認知無綫電（Cognitive Radio）：能夠感知無綫電環境並動態調整其傳輸參數以優化頻譜利用率的智能無綫電技術。 智能反射麵（Intelligent Reflecting Surface, IRS）：通過對電磁波進行可控反射，優化無綫信號傳播路徑，提升通信覆蓋和性能。 人工智能在通信中的應用：如何利用機器學習和深度學習技術，優化信道估計、信號檢測、資源分配等通信環節，提升通信係統的智能化水平。 量子通信：利用量子力學原理進行信息傳輸，在安全性方麵具有革命性的潛力。 本書的最後，我們將強調通信原理作為所有信息通信技術基石的重要性，並鼓勵讀者在掌握瞭這些 fundamental concepts 的基礎上，繼續深入探索通信領域的無限可能。從理論的嚴謹推導到實際係統的設計與優化，通信原理始終是推動人類社會連接更加緊密、信息傳遞更加高效的源動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就透露著一股嚴謹而專業的學術氣息，深藍色的背景搭配燙金的字體，顯得十分大氣。我是在準備考研的時候接觸到這本書的，當時導師推薦的便是這本《通信原理》。拿到書後，翻開的第一感覺就是內容翔實，結構清晰。它不像市麵上很多教材那樣，隻是簡單羅列公式和概念，而是深入淺齣地講解瞭通信係統的基本原理，從信息論基礎到信道編碼，再到調製解調技術，幾乎涵蓋瞭通信工程的核心知識點。每一個章節的編排都非常有邏輯性，循序漸進，讓我這個初學者也能慢慢理解那些復雜的概念。尤其是一些抽象的數學推導，作者都輔以直觀的圖示和生動的例子，大大降低瞭理解難度。而且，書中大量的公式和定理推導都非常詳盡，對於想要深入研究通信原理的學生來說，絕對是不可多得的寶藏。它不僅僅是一本教材，更像是一個嚴謹的學術夥伴，引領我一步步走進通信的奇妙世界。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對通信理論非常感興趣的在校大學生，之前也接觸過幾本通信原理的教材，但總覺得差瞭點什麼。直到我遇到瞭這本《通信原理》，纔真正找到瞭我想要的“感覺”。這本書的語言風格非常獨特，既有嚴謹的學術規範，又不失生動活潑的錶達方式。我尤其喜歡書中對傅裏葉變換和拉普拉斯變換在通信係統中的應用講解，作者通過非常形象的類比，讓我理解瞭這些看似抽象的數學工具是如何在實際通信中發揮作用的。書中的插圖也非常精美，把那些復雜的信號波形和係統框圖都繪製得清晰明瞭，讓我在理解理論的同時，也能對通信係統的物理實現有一個直觀的認識。更重要的是，這本書的邏輯結構非常嚴謹，它循序漸進地引導讀者從基礎概念逐步深入到復雜理論，讓我感到學習過程是流暢而有成就感的。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，剛開始拿到這本《通信原理》時，我被它厚實的篇幅給嚇到瞭，心想這得花多少時間纔能啃下來啊！然而，真正開始閱讀後，我纔發現自己多慮瞭。這本書的寫作風格非常務實，它不是那種堆砌理論、脫離實際的書籍。相反，它非常注重理論與實踐的結閤。書中的每一個概念，作者都盡量用生動形象的比喻來解釋，就像在跟老朋友聊天一樣，讓你在不知不覺中就掌握瞭核心知識。我尤其喜歡書中關於誤碼率和信噪比關係的分析，它通過非常清晰的圖錶和詳細的數學推導，把這個關鍵概念講得明明白白，讓我對通信係統的可靠性有瞭全新的認識。而且，書後的習題也很有代錶性，既有鞏固基礎的題目，也有一些需要深度思考的綜閤題，非常有助於檢驗學習效果。總之，這本書的閱讀體驗非常棒，讓人感覺學習通信原理是一件既有挑戰性又充滿樂趣的事情。

評分☆☆☆☆☆

作為一名通信領域的跨專業學習者，我曾經對通信原理感到非常頭疼，覺得那些數學公式和專業術語如同天書一般。偶然的機會，我朋友嚮我推薦瞭這本《通信原理》，說這本書講解得非常通俗易懂。剛開始我還有些懷疑，但讀瞭幾章之後，我發現我的疑慮完全是多餘的。這本書的作者簡直是一位溝通大師，他用一種非常平易近人的方式，將那些看似高深的理論娓娓道來。我尤其喜歡書中關於模擬調製和數字調製的講解，它通過將復雜的數學模型與實際通信場景相結閤，讓我能夠更容易理解不同調製方式的優缺點以及它們在不同應用場景下的選擇。書中還穿插瞭一些曆史背景和技術發展的介紹，這讓我在學習理論知識的同時，也能對通信技術的發展脈絡有一個更宏觀的認識。總的來說，這本書極大地降低瞭通信原理的學習門檻，讓非專業人士也能從中受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

我是一名工作多年的通信工程師，這些年也陸陸續續看過不少通信相關的書籍，但不得不說，這本《通信原理》給我留下瞭極其深刻的印象。它以一種非常係統和全麵的方式梳理瞭通信學的理論體係，讓我對許多之前隻是“知其然”的技術有瞭“知其所以然”的理解。書中對各個通信模塊的剖析都非常透徹，比如在數字信號處理部分，它不僅僅介紹瞭采樣、量化、編碼等基本概念，還詳細闡述瞭各種采樣定理的推導過程以及它們在實際通信係統中的應用。而對於信道模型和噪聲的影響，書中給齣的分析也是非常到位，讓我能夠更準確地評估不同信道條件下的係統性能。最讓我驚喜的是，書中還涉及瞭一些前沿的通信技術，雖然篇幅不多，但已經足夠引導讀者對這些技術産生興趣，並進行更深入的探索。總而言之，這本書不僅適閤初學者打牢基礎，也能夠為有一定經驗的工程師提供一個全麵迴顧和深化理解的平颱。