正版 通信原理(第2版) 沈保锁 9787115259950 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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沈保锁 著

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• 电磁场与电波
• 9787115259950

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115259950

商品编码：29659650463

包装：平装

出版时间：2011-09-01

基本信息

书名：通信原理(第2版)

定价：28.00元

作者：沈保锁

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2011-09-01

ISBN：9787115259950

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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　　本书以各种基本通信系统为主线，共分为9章。章从系统出发，给出了通信系统的通用模型；第2章把通信原理中涉及的数学定义、公式和理论集中到一起，不追求数学上烦琐的推导；第3章到第8章，每章都以通信系统的通用模型的框图为线索，介绍了模拟通信系统、模拟信号的数字传输系统、数字信号的基带传输系统、数字信号的频带传输系统、通信系统中的同步、通信系统中的差错控制编码技术的基本原理、基本概念和相关技术。此次再版，在原版理论知识的基础上，又加入了一些实用的典型通信系统，使抽象的内容具有真实性和实用性。第9章为新增章节，介绍了通信仿真软件SystemView的使用和仿真操作实验，通过仿真软件的相关实验，起到对理论的验证作用。本书可作为高职高专通信、电子、信息工程类专业的教材，也可供应用型本科、电大、函大、成人自考等相关专业选用，还可供相关工程技术人员参考。

内容提要

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　　本书是针对高等职业教育的特点，结合高职学生的特点和多年来高职教育的实践经验编写而成的。全书共分为9章，章绪论；第2章信号分析与信道；第3章模拟通信系统；第4章模拟信号的数字传输系统；第5章数字信号的基带传输系统；第6章数字信号的频带传输系统；第7章通信系统中的同步；第8章通信系统中的差错控制编码技术；第9章利用SystemView对通信系统进行仿真。在编写上力求通俗易懂、简化数学推导过程，适当增加例题和习题练习，适当淡化理论公式推导，强调应用。使学生通过学习本课程，掌握通信原理在编码、传输、调制及信道等方面的基本理论和分析方法，为学好通信及相关专业课程打好理论基础。
　　本书的特点是系统性强，内容编排连贯，突出基本概念、基本原理，减少不必要的数学推导和计算，各章均有小结及习题。
　　本书可以作为通信、电子信息、电子工程、自动化、计算机等专业高职高专、函授和成人教育的教材，也可供有关专业技术人员参考。

目录

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章　绪论　1 1.1　通信的概念　1 1.2　通信系统模型　1 1.2.1　通信系统模型　1 1.2.2　模拟通信系统模型　2 1.2.3　数字通信系统模型　2 1.3　通信系统的分类及通信方式　3 1.3.1　通信系统的分类　3 1.3.2　通信方式　5 1.4　通信系统的主要性能指标　6 1.4.1　模拟通信系统的性能指标　6 1.4.2　数字通信系统的性能指标　6 1.5　通信的发展历史及趋势　7 1.5.1　通信系统的发展历史　7 1.5.2　通信系统的发展趋势　8 习题　9第2章　信号分析与信道　10 2.1　信号分析　10 2.1.1　消息与信号　10 2.1.2　信号分析　11 2.1.3　周期信号的傅里叶级数　12 2.1.4　非周期信号的频谱　14 2.1.5　波形的互相关与自相关　17 2.1.6　信号分析　19 2.2　信息及其度量　22 2.3　信道与噪声　23 2.3.1　信道定义及其数学模型　23 2.3.2　信道噪声　25 2.3.3　信道容量　26 2.4　通信系统中的带宽　27 习题　28第3章　模拟通信系统　30 3.1　调制的概念　30 3.2　幅度调制系统　30 3.2.1　标准调幅（AM）　30 3.2.2　抑制载波双边带调幅（DSB）　32 3.2.3　单边带调制（SSB）　33 3.2.4　残留边带调幅（VSB）　35 3.2.5　调幅系统的解调　35 3.3　频率调制系统　37 3.3.1　角度调制的基本概念　37 3.3.2　窄带调频（NBFM）　39 3.3.3　宽带调频（WBFM）　40 3.3.4　调频信号的产生与解调　43 3.4　模拟调制系统的抗噪声性能　44 3.4.1　各种调幅系统相干解调的抗噪声性能　45 3.4.2　调频系统的抗噪声性能　47 3.4.3　调频系统的专用芯片　50 3.5　频分多路复用（FDM）　51 3.6　典型模拟通信系统　53 3.6.1　无线电发信机和收信机　53 3.6.2　多路无线广播信号的频分多路复用　54 习题　55第4章　模拟信号的数字传输系统　57 4.1　概述　57 4.2　脉冲编码调制（PCM）　58 4.2.1　PCM通信系统　58 4.2.2　抽样　59 4.2.3　量化　61 4.2.4　编码与解码　65 4.2.5　PCM系统的噪声性能　69 4.2.6　PCM编解码器芯片　69 4.3　时分复用（TDM）　70 4.3.1　时分复用原理　71 4.3.2　时分复用所需的信道带宽　72 4.4　增量调制（ΔM）　72 4.4.1　增量调制的基本原理　72 4.4.2　量化噪声和过载噪声　74 4.4.3　增量调制系统的抗噪声性能　75 4.4.4　PCM和ΔM的性能比较　76 4.5　其他脉冲数字调制系统　77 4.5.1　总和增量调制（Δ-∑M）　77 4.5.2　数字压扩自适应增量调制　78 4.5.3　差分脉冲编码调制（DPCM）　79 4.6　典型模拟信号的数字传输系统　80 4.6.1　脉冲编码调制（PCM）技术在电话通信系统中的应用　80 4.6.2　自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）在话音信号编码中的应用　82 习题　83第5章　数字信号的基带传输系统　85 5.1　概述　85 5.2　数字基带信号的常用码型　85 5.3　数字基带信号的频谱分析　89 5.4　数字基带传输系统　91 5.4.1　数字基带信号传输系统模型　91 5.4.2　基带传输中的码间串扰与间串扰的基带传输　92 5.5　数字基带传输系统的抗噪声性能　97 5.6　眼图与均衡　99 5.6.1　基带传输系统测量工具——眼图　99 5.6.2　时域均衡技术　100 5.7　典型数字基带传输系统　102 5.7.1　基带数字系统在电力系统中的应用　102 5.7.2　基带传输系统在电话传输系统中的应用　103 习题　104第6章　数字信号的频带传输系统　106 6.1　数字调制技术概述　106 6.2　二进制数字调制原理　107 6.2.1　二进制幅移键控（2ASK）调制与解调　107 6.2.2　二进制频移键控（2FSK）调制与解调　108 6.2.3　二进制相移键控（2PSK）调制与解调　110 6.2.4　二进制数字调制信号的频谱特性　113 6.2.5　二进制数字调制系统的抗噪声性能　115 6.2.6　二进制数字调制系统的性能比较　115 6.3　多进制数字调制系统　116 6.3.1　多进制幅移键控（MASK）调制原理　116 6.3.2　多进制频移键控（MFSK）调制原理　117 6.3.3　多进制相移键控（MPSK）调制原理　118 6.3.4　多进制数字调制系统的抗噪声性能　122 6.4　现代数字调制技术　122 6.4.1　正交幅度调制（QAM）　122 6.4.2　偏移四相相移键控OQPSK（Offset Quadri-Phase Shift Keying）　124 6.4.3　p/4-QPSK　125 6.4.4　小频移键控（MSK）　125 6.4.5　其他恒包络调制　128 6.4.6　扩展频谱通信　131 6.5　典型数字频带传输系统　133 6.5.1　数字频带传输技术在数字电视传输系统中的应用　133 6.5.2　数字频带传输系统在GSM移动通信系统中的应用　135 习题　136第7章　通信系统中的同步　138 7.1　同步的概念　138 7.2　载波同步　139 7.2.1　插入导频法　139 7.2.2　非线性变换——滤波法　140 7.2.3　同相正交法（科斯塔斯环）　141 7.3　位同步　142 7.3.1　插入导频法　142 7.3.2　自同步法　143 7.4　帧同步　146 7.4.1　对帧同步系统的要求　146 7.4.2　起止式同步法　147 7.4.3　集中插入同步法　147 7.4.4　分散插入同步法　151 7.5　网同步　153 7.6　同步技术应用举例　155 习题　156第8章　通信系统中的差错控制编码技术　158 8.1　纠错编码原理和方法　158 8.1.1　差错控制系统　158 8.1.2　差错控制编码的基本概念　159 8.2　常用的简单编码　160 8.2.1　奇偶监督码　160 8.2.2　二维奇偶监督码　161 8.2.3　恒比码　161 8.2.4　正反码　162 8.3　线性分组码　162 8.3.1　监督矩阵H和生成矩阵G　163 8.3.2　错误图样E和校正子S　165 8.3.3　汉明码　166 8.4　循环码　167 8.4.1　循环码的概念　167 8.4.2　码多项式及按模运算　167 8.4.3　码的生成多项式和生成矩阵　169 8.4.4　循环码的编码　170 8.4.5　循环码的解码　172 8.5　卷积码　174 8.5.1　卷积码的编码原理　175 8.5.2　卷积码的图解表示　176 8.5.3　卷积码的生成矩阵和监督矩阵　177 8.5.4　卷积码译码　181 8.6　交织编码　185 8.6.1　分组交织编码　185 8.6.2　卷积交织编码　186 8.7　差错控制编码技术在通信系统中的应用举例　188 8.7.1　ISBN国际统一图书编号中的差错控制编码技术　188 8.7.2　GSM移动通信系统中的差错控制编码技术　188 习题　191第9章　利用System View对通信系统进行仿真　194 9.1　System View仿真软件简介　194 9.1.1　System View特点　194 9.1.2　System View系统视窗　196 9.2　System View仿真软件使用　197 9.2.1　系统窗下各种库的设置及选择操作　197 9.2.2　系统定时操作　203 9.2.3　分析窗操作　204 9.2.4　利用System View进行通信系统仿真的基本步骤　206 9.3　利用System View仿真软件对通信系统进行仿真　206 9.3.1　模拟通信系统仿真分析　206 9.3.2　二进制数字调制系统仿真分析　209 习题　211参考文献　212

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号分析与处理基础》 内容简介 本书系统地阐述了信号分析与处理领域的核心理论、基本方法和关键技术，旨在为读者构建一个坚实的理论基础，并为进一步深入学习和应用打下坚实的基础。内容涵盖了从信号的基本概念到复杂信号系统的分析，再到信号处理的核心算法和实际应用。本书特别注重理论与实践的结合，通过丰富的例证和习题，帮助读者理解抽象概念，掌握实际操作。 第一部分：信号的描述与分类 本部分首先深入探讨了信号的本质及其多种表现形式。我们从信号的数学模型入手，介绍了连续信号和离散信号的概念，以及它们在时域和频域中的表示方法。重点讲解了周期信号和非周期信号的特征，包括傅里叶级数和傅里叶变换在周期信号和非周期信号分析中的应用。 信号的基本概念： 信号作为信息载体，其基本属性如幅度、相位、频率、能量和功率等被详细阐述。信号的数学表示，包括冲激信号（Delta函数）的性质和应用，以及单位阶跃信号的特性，为后续的信号分析奠定基础。 连续信号的分类与表示： 详尽介绍了偶信号、奇信号的定义及其重要性质，以及它们在信号分解中的作用。指数信号 $e^{at}$ 的性质及其在系统分析中的应用，包括实指数信号和复指数信号。正弦信号 $A cos(omega_0 t + phi)$ 的幅度、角频率、相位等参数的意义，及其在通信、控制等领域的广泛应用。 离散信号的分类与表示： 介绍了离散时间信号的采样过程，以及采样定理在数字信号处理中的关键作用。单位脉冲序列 $delta[n]$ 和单位阶跃序列 $delta[n]$ 的定义和性质。周期序列的定义，以及其在离散傅里叶变换中的重要性。 信号的能量与功率： 区分了能量信号和功率信号的概念，并推导了计算其能量和功率的公式。这对评估信号的强度和传输效率至关重要。 信号的卷积： 深入探讨了信号卷积的定义、性质（如交换律、结合律、分配律）及其在系统响应计算中的核心地位。通过图解和数学推导，清晰展示了卷积操作的几何意义和代数意义。 第二部分：信号的傅里叶分析 傅里叶分析是信号处理的基石。本部分将带领读者领略傅里叶级数和傅里叶变换的强大威力，揭示信号的频谱特性。 傅里叶级数： 详细讲解了傅里叶级数的指数形式和三角形式，以及它们之间的转换关系。重点介绍了求解周期信号傅里叶级数系数的方法，并分析了收敛性问题。通过实例，演示了如何利用傅里叶级数将复杂的周期信号分解为一系列正弦信号的叠加。 傅里叶变换： 阐述了傅里叶变换的定义、性质（如线性性、时移性、频移性、对称性、积分性、微分性、卷积定理等）以及它们在信号分析中的应用。重点讲解了傅里叶变换的物理意义——将信号从时域转换到频域，揭示其频谱成分。 傅里叶变换的收敛性： 讨论了傅里叶变换存在的条件，以及一些常用函数的傅里叶变换对，例如矩形脉冲、指数衰减信号、三角脉冲等。 离散时间傅里叶变换 (DTFT)： 介绍了 DTFT 的定义、性质和应用。特别强调了 DTFT 在分析离散时间信号频谱时所扮演的角色。 离散傅里叶变换 (DFT)： 讲解了 DFT 的定义、性质及其在数字信号处理中的实际意义。DFT 是一种计算上的实现，能够处理有限长度的离散信号。重点介绍了几种快速傅里叶变换（FFT）算法的原理和优势，为高效计算 DFT 提供了理论支持。 帕斯瓦尔定理： 阐述了帕斯瓦尔定理在能量和功率谱密度计算中的重要性，揭示了时域能量与频域能量之间的关系。 第三部分：线性时不变 (LTI) 系统 LTI 系统是通信和信号处理中应用最广泛的系统模型。本部分将深入分析 LTI 系统的特性、分析方法及其系统响应。 LTI 系统的定义与性质： 明确了 LTI 系统的两个基本性质：线性性和时不变性。详细分析了这两个性质的含义及其重要性。 系统的冲激响应： 讲解了冲激响应 $h(t)$（连续时间）和 $h[n]$（离散时间）作为 LTI 系统“指纹”的关键作用。通过冲激响应，可以完全描述一个 LTI 系统的特性。 卷积在系统分析中的作用： 再次强调了卷积运算在计算 LTI 系统输出方面的核心地位。通过输入信号与系统冲激响应的卷积，可以获得系统的零输入响应。 系统的频率响应： 介绍了频率响应 $H(omega)$（连续时间）和 $H(e^{jomega})$（离散时间）的概念，以及它如何描述 LTI 系统对不同频率分量的放大或衰减作用。探讨了频率响应与冲激响应之间的傅里叶变换关系。 系统的传递函数： 引入了传递函数 $H(s)$（连续时间）和 $H(z)$（离散时间）的概念，它是描述 LTI 系统输入输出关系在复频域或 z 域的表示。分析了传递函数在系统稳定性分析、系统设计中的重要作用。 系统稳定性分析： 讨论了 LTI 系统的稳定性和不可稳定性判据，包括巴特沃斯判据、奈奎斯特判据等。 第四部分：采样定理与重构 采样是连接模拟信号和数字信号的桥梁。本部分将深入探讨采样定理的原理，以及如何从采样信号中精确地恢复原始信号。 采样定理（奈奎斯特-香农采样定理）： 详细阐述了采样定理的内容，即为了无失真地恢复带限信号，采样频率必须大于信号最高频率的两倍。深入分析了采样定理的推导过程和数学依据。 欠采样与过采样： 讨论了欠采样（采样频率低于奈奎斯特速率）导致的混叠现象及其影响，以及过采样的好处和应用。 信号重建（插值）： 介绍了常用的信号重建方法，包括零阶保持、一阶保持以及 sinc 函数插值。重点讲解了 sinc 函数插值在理论上能够完美恢复原始信号的原理。 采样过程中的实际问题： 讨论了实际采样过程中可能遇到的问题，如非理想采样、量化误差等，以及相应的处理方法。 第五部分：随机信号及其分析 本部分将视角转向更复杂的随机信号，介绍其统计特性和分析方法。 随机信号的基本概念： 引入了随机变量、随机过程的概念，以及它们的概率分布函数、概率密度函数等统计描述。 随机过程的分类： 介绍了平稳随机过程、马尔可夫过程、高斯过程等常见的随机过程类型，并阐述了它们的统计特性。 自相关函数与互相关函数： 详细讲解了自相关函数和互相关函数在描述随机信号统计特性和相关性方面的作用。推导了它们与功率谱密度之间的关系。 功率谱密度： 介绍了功率谱密度（PSD）的概念，它描述了随机信号的功率在不同频率上的分布。阐述了功率谱密度与自相关函数之间的维纳-辛钦定理。 随机信号通过 LTI 系统： 分析了随机信号通过 LTI 系统后的输出信号的统计特性，包括均值、方差、自相关函数和功率谱密度。 第六部分：现代信号处理技术简介 本部分将简要介绍一些在现代信号处理领域中具有重要意义的技术，为读者提供更广阔的视野。 滤波器设计基础： 介绍了理想滤波器和实际滤波器的区别，以及滤波器在信号抑制、信号提取中的作用。简要提及了巴特沃斯、切比雪夫等几种经典滤波器设计方法。 短时傅里叶变换 (STFT)： 介绍了 STFT 的基本原理，它能够在时域和频域同时分析信号，适用于分析非平稳信号。 小波变换： 简要介绍了小波变换的概念，它能够提供时频局部化的分析，相比于 STFT，具有更好的分辨率。 数字信号处理 (DSP) 系统概述： 简要介绍了数字信号处理系统的基本构成，包括 A/D 转换、数字滤波器、D/A 转换等。 学习本书将使您能够： 深刻理解信号的本质： 掌握如何从数学和物理的角度描述和分析各种信号。 熟练运用傅里叶分析工具： 能够利用傅里叶级数和傅里叶变换揭示信号的频谱特性。 准确分析 LTI 系统： 理解 LTI 系统的输入输出关系，并能计算其系统响应。 掌握采样与重建技术： 能够理解和应用采样定理，实现模拟信号与数字信号之间的转换。 认识随机信号： 了解随机信号的基本统计特性和分析方法。 为进一步学习打下坚实基础： 为学习更高级的通信原理、数字信号处理、模式识别等课程做好准备。 本书适合作为高等院校通信工程、电子信息工程、自动化等专业本科生和研究生的教材或参考书，同时也可作为相关领域工程师的进修读物。通过本书的学习，读者将能建立起扎实的信号分析与处理理论基础，为解决实际工程问题提供有力的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书在例题和习题的设计上简直是教科书级别的典范。很多教材的习题只是简单地重复课本中的概念，做完感觉只是机械地套用公式，对于真正理解底层原理并没有太大帮助。但沈老师的这本教材，它的习题往往能从不同的角度切入，考察同一个知识点，有时候甚至会设置一些看似简单却需要深度思考的陷阱。我记得有一道关于噪声对系统性能影响的题目，如果只是记住那个公式是远远不够的，必须结合前面的信噪比和解调器工作原理一起分析，才能找到最优解。正是这种对实际工程问题的模拟，让我在解题过程中不仅巩固了知识，更重要的是培养了“工程师思维”，学会了如何权衡不同参数之间的关系。我习惯在做完一章的习题后，会回头重新阅读相关的课本内容，常常会有“原来如此”的豁然开朗的感觉，这才是好教材的标志。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的文字风格非常严谨且富有逻辑性，但又不失温度。作者在描述一些关键算法，比如维特比译码时，并没有直接跳到复杂的矩阵运算，而是通过一个具体的小例子，形象地展示了状态转移和路径选择的过程，这种“可视化”的讲解方法极大降低了初学者的理解门槛。而且，作为“第2版”，可以看到编者在细节之处做了大量的打磨和修订，图表的配色和清晰度都做了优化，使得原本就清晰的逻辑结构更具可读性。我发现书中的一些插图，比如信道模型图，绘制得非常精准，即便不看文字，单看图也能大致明白其物理含义，这在快速回顾知识点时非常方便。总的来说，这是一本让人愿意花时间去“啃”的书，而不是只做查阅工具书。

评分☆☆☆☆☆

真正让我感到惊喜的是，这本书对于现代通信系统中的一些“灰色地带”和权衡分析也进行了深入探讨。比如在讨论功率谱密度和带宽扩展的关系时，它不仅给出了数学上的结论，还从资源稀缺的角度分析了在实际网络中，为什么频谱效率和抗干扰能力之间总是存在一个取舍。这种将纯粹的理论与实际的工程约束紧密结合的论述方式，让通信原理不再是孤立的学科，而是与电磁场、信息论甚至系统工程紧密关联的一门综合性科学。我感觉自己不仅在学习通信的“做什么”，更在学习通信的“为什么这么做”以及“还能怎么做得更好”。这种启发性的内容，远超一本标准教材的预期，它更像是一本为有志于深入研究通信领域的人准备的入门指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度令人印象深刻。我本科阶段接触过不少通信类的书籍，有些过于偏向理论推导，读起来晦涩难懂，对于工程实践指导意义不大；而另一些则过于偏向应用，基础理论讲解得轻描淡写，遇到深层问题时又捉襟见肘。这本书似乎找到了一个完美的平衡点。它在介绍如数字基带传输、多址接入技术这些前沿或高阶内容时，并没有简单地罗列现有技术，而是先深入探讨了这些技术背后的物理限制和信息论基础，这样当我们学习OFDM或者扩频通信时，会明白为什么要这么设计，这些设计是如何克服了特定的物理瓶颈。对于我这种打算未来从事底层通信协议研发的人来说，这种既知其然又知其所以然的学习体验至关重要，它为我构建了一个坚实且全面的知识体系框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当朴实，封面上醒目的“正版”二字给人一种踏实的感觉，毕竟在这个信息泛滥的时代，拥有一本权威的教材太重要了。我之前听师兄们强烈推荐过这个版本，说它对概念的阐述非常到位，不像有些教材那样堆砌公式，让人看了就头大。拿到手后翻了翻，果然不错。它在基础理论的构建上非常扎实，比如从最基本的信号的傅里叶变换讲起，一直到复杂的调制解调技术，逻辑链条衔接得非常自然，像在读一本引人入胜的小说，只不过主人公是各种电磁波和信息流。尤其是它对香农定理的讲解，深入浅出，让原本抽象的信道容量概念变得可以触摸。对于我这种初学通信原理的学生来说，它就像一个耐心且知识渊博的老师，一步一步把我领进这个复杂而迷人的领域。虽然内容厚实，但排版和图表的清晰度都很高，即便反复阅读也不会感到视觉疲劳。