通信原理(高等院校信息与通信工程系列教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

张甫翊 徐炳祥 吴成柯 著

图书标签:

• 通信原理
• 信号与系统
• 信息与通信工程
• 高等教育
• 教材
• 通信基础
• 模拟通信
• 数字通信
• 调制解调
• 信道编码

店铺： 广影图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302271352

商品编码：29691980896

包装：平装

出版时间：2012-01-01

基本信息

书名：通信原理(高等院校信息与通信工程系列教材)

定价：43.00元

作者：张甫翊 徐炳祥 吴成柯

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-01-01

ISBN：9787302271352

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.681kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书深入和系统地讨论现代通信系统中涉及的基本理论和分析方法。内容涵盖模拟通信和数字通信，但侧重数字通信。
全书共13章，内容涉及通信系统的基本概念、确定、*过程、信道、模拟通信系统、数字基带传输、正弦载波数字传输、模拟信号的数字传输、数字信号*接收、信道编码、伪*序列、同步、通信网等。各章均设有习题和思考题，书后附有部分习题答案。
本书内容丰富，讲述由浅入深、简明透彻，概念清楚，取材恰当，注重理论联系实际，既便于教学也方便广大工程技术人员参考。
本书可作为“通信原理”课程的本科生和研究生教材，也可作为研究生入学考试的参考书，还可作为相关大学教师和科学技术人员的参考资料。

目录

---

章绪论

1.1引言

1.2通信系统的组成

1.2.1一简化的电通信系统模型

1.2.2模拟通信系统和数字通信系统

1.3通信系统的分类及通信方式

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

1.5通信系统的主要性能指标

1.5.1模拟通信系统主要传输性能指标

1.5.2数字通信系统主要传输性能指标

思考题

习题

第2章确定

2.1确定的类型

2.2确定的频域分析

2.2.1周期信号的傅里叶级数

2.2.2能量信号的傅里叶变换

2.2.3功率信号的傅里叶变换

2.2.4能量谱密度和功率谱密度

2.3确定的时域分析

2.3.1互相关函数

2.3.2自相关函数

2.3.3相关函数的性质

思考题

习题

第3章随机过程

3.1引言

3.2随机过程的基本特性

3.2.1随机过程的分布函数

3.2.2随机过程的数字特征

3.3平稳随机过程

3.3.1狭义平稳随机过程和广义平稳随机过程

3.3.2平稳过程的自相关函数和功率谱密度

3.4各态历经过程

3.5高斯随机过程

3.5.1高斯过程的概率密度

3.5.2高斯过程的重要性质

3.5.3高斯平稳过程的一维分布

3.6平稳随机过程通过恒参线性系统

3.7窄带随机过程

3.8白噪声、低通白噪声和带通白噪声

3.8.1白噪声

3.8.2低通白噪声

3.8.3带通白噪声

3.9窄带随机过程加正弦波

思考题

习题

第4章信道

4.1引言

4.2信道的分类

4.3调制信道和编码信道的数学描述

4.3.1调制信道模型

4.3.2编码信道

4.4有线信道和无线中继及卫星中继

4.4.1有线信道

4.4.2无线信道

4.5恒参信道的传输分析

4.6短波信道和对流层散射信道

4.6.1短波电离层反射信道

4.6.2对流层散射信道

4.7随参信道传输的分析

4.8通信系统中的噪声

4.8.1噪声分类

4.8.2热噪声

4.8.3散弹噪声

4.8.4宇宙噪声

4.8.5带通型噪声及噪声等效带宽

4.9信道容量

4.9.1离散信道的信道容量

4.9.2连续信道的信道容量

思考题

习题

第5章模拟调制通信系统

5.1引言

5.2线性调制原理

5.2.1标准调幅信号

5.2.2抑制载波双边带（DSBSC）信号

5.2.3单边带（SSB）信号

5.2.4残留边带（VSB）信号

5.3线性调制通信系统的抗噪声性能

5.3.1线性调制信号的解调

5.3.2线性调制接收系统的抗噪性能

5.4非线性调制和解调原理

5.4.1非线性调制原理

5.4.2FM信号的解调原理

5.5鉴频接收系统的抗噪性能

5.5.1分析模型和输入信噪比

5.5.2大信噪比时鉴频解调增益

5.5.3小信噪比时鉴频解调的门限效应

5.6模拟传输系统的性能比较

5.7频分复用和多级调制及复合调制

5.7.1频分复用

5.7.2多级调制及复合调制

思考题

习题

第6章数字基带传输系统

6.1引言

6.2数字基带信号及其频谱特性

6.2.1常见的数字基带信号码波形

6.2.2基带信号的频谱特性

6.3基带传输用的常见码型

6.4基带脉冲传输模型

6.5间串扰的基带传输特性

6.5.1无ISI的基带传输特性

6.5.2无ISI传输特性H（ω)的设计

6.6基带传输系统的抗噪声性能

6.7眼图

6.8时域均衡

6.8.1时域均衡原理

6.8.2衡量ISI的准则和横向滤波器设计

6.8.3均衡器的实现

6.9部分响应系统

6.9.1第Ⅰ类部分响应波形

6.9.2常见的部分响应系统

思考题

习题

第7章正弦载波数字调制通信系统

7.1引言

7.2二进制数字调制和解调原理

7.2.1二进制幅移键控（2ASK)调制和解调

7.2.2二进制频移键控（2FSK）调制和解调

7.2.3二进制相移键控（2PSK）及二进制差分相移键控（2DPSK）

调制和解调

7.3二进制数字调制通信系统的抗噪声性能

7.3.1通断键控（OOK）通信系统的抗噪声性能

7.3.22FSK通信系统的抗噪声性能

7.3.32PSK及2DPSK通信系统的抗噪声性能

7.4二进制数字调制通信系统的性能比较

7.5多进制数字调制通信系统

7.5.1MASK通信系统原理及抗噪声性能

7.5.2MFSK通信系统原理及抗噪声性能

7.5.3多进制相位调制通信系统原理及抗噪声性能

7.5.4振幅相位键控（APK）通信系统原理

7.6改进的数字调制方式

7.6.1小频移键控(MSK)

7.6.2高斯小频移键控(GMSK)方式

7.6.3扩谱调制及并发FSK调制方式

7.6.4时频调制方式

思考题

习题

第8章模拟信号的数字传输

8.1引言

8.2抽样定理

8.2.1低通模拟信号抽样

8.2.2带通模拟信号抽样

8.3脉冲振幅调制（PAM）

《信号与系统》 一、 引言 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被海量的信息所包围。从手机通信到互联网浏览，从数字电视到医学成像，信息无处不在，并以各种形式传递和处理。这一切的背后，都离不开一个核心的学科——信号与系统。它构成了现代通信、控制、电子信息等众多工程领域的基础理论框架。本书旨在为读者提供一个全面、深入的学习体验，帮助理解信号的本质，掌握系统的分析方法，并为后续更高级的专业课程打下坚实的基础。 二、 信号：信息的载体 信号，简单来说，就是携带信息的物理量。它可以是随时间变化的电压，可以是空间上的亮度变化，也可以是声音的波动。理解信号的各种形态和特性，是研究信息处理的首要步骤。 1. 信号的分类： 按时间域划分： 连续时间信号 (Continuous-time Signals)：在时间轴上任意一点都有定义的信号，例如模拟音频信号、温度随时间变化等。我们用 $x(t)$ 来表示，其中 $t$ 是连续的时间变量。 离散时间信号 (Discrete-time Signals)：仅在特定时间点有定义的信号，通常是连续时间信号采样后得到的，例如数字音频、股票收盘价序列等。我们用 $x[n]$ 来表示，其中 $n$ 是离散的时间索引。 按能量和功率划分： 能量信号 (Energy Signals)：其总能量是有限的信号。对于连续时间信号，其能量 $E = int_{-infty}^{infty} |x(t)|^2 dt < infty$。对于离散时间信号，其能量 $E = sum_{n=-infty}^{infty} |x[n]|^2 < infty$。 功率信号 (Power Signals)：其平均功率是有限且非零的信号。对于连续时间信号，其平均功率 $P = lim_{T o infty} frac{1}{2T} int_{-T}^{T} |x(t)|^2 dt$。对于离散时间信号，其平均功率 $P = lim_{N o infty} frac{1}{2N+1} sum_{n=-N}^{N} |x[n]|^2$。能量信号的总能量是有限的，因此其平均功率为零。而周期信号通常是功率信号。 按周期性划分： 周期信号 (Periodic Signals)：如果存在一个非零常数 $T_0$（称为周期），使得 $x(t+T_0) = x(t)$ 对于所有的 $t$ 都成立（或 $x[n+N_0] = x[n]$ 对于所有的 $n$ 都成立，其中 $N_0$ 是整数），则称该信号为周期信号。 非周期信号 (Aperiodic Signals)：不存在这样的周期。 按奇偶性划分： 偶信号 (Even Signals)：满足 $x(t) = x(-t)$ （或 $x[n] = x[-n]$）的信号。 奇信号 (Odd Signals)：满足 $x(t) = -x(-t)$ （或 $x[n] = -x[-n]$）的信号。 任何信号都可以分解为一个偶信号和一个奇信号的和。 按性质划分： 指数信号 (Exponential Signals)：形如 $Ae^{at}$ 或 $Ae^{an}$ 的信号，是许多信号的基本构成单元。 正弦信号 (Sinusoidal Signals)：形如 $A cos(omega t + phi)$ 或 $A sin(omega t + phi)$ 的信号，是周期信号中最重要的一类，广泛应用于表示振荡和波。 复指数信号 (Complex Exponential Signals)：形如 $Ae^{jomega t}$ 或 $Ae^{jomega n}$ 的信号，其重要的性质在于可以将正弦信号和周期信号的分析统一起来。 2. 信号的基本运算： 加法和减法：将两个信号在相同的时间点（或索引）上进行相加或相减，得到新的信号。 乘法：将两个信号在相同的时间点（或索引）上进行相乘，得到新的信号。 标量乘法：将信号的幅值乘以一个常数。 时间反转 (Time Reversal)：将信号 $x(t)$ 变为 $x(-t)$，相当于在时间轴上进行翻转。 时间移动 (Time Shifting)：将信号 $x(t)$ 变为 $x(t-t_0)$，表示信号向右移动 $t_0$ 个单位；若为 $x(t+t_0)$，则向左移动 $t_0$ 个单位。 时间缩放 (Time Scaling)：将信号 $x(t)$ 变为 $x(at)$。如果 $a > 1$，信号被压缩；如果 $0 < a < 1$，信号被拉伸。 面积 (Area)：连续时间信号的面积是其在整个时间轴上的积分 $int_{-infty}^{infty} x(t) dt$。离散时间信号的面积是其在所有索引上的求和 $sum_{n=-infty}^{infty} x[n]$。 能量 (Energy)：同前述定义。 平均功率 (Average Power)：同前述定义。 3. 信号的分解： 傅里叶级数 (Fourier Series)：将周期信号分解为一系列正弦（或复指数）信号的叠加。这是分析周期信号频谱特性最重要的工具。 三角函数形式：由直流分量、同频率正弦和余弦信号组成。 复指数形式：由一系列复指数信号组成，形式更简洁，分析更统一。 傅里叶变换 (Fourier Transform)：将任意信号（能量信号或功率信号）分解为无穷多个不同频率的正弦（或复指数）信号的叠加。它将信号从时域变换到频域，揭示了信号的频率成分。 连续时间傅里叶变换 (CTFT)：用于分析连续时间信号。 离散时间傅里叶变换 (DTFT)：用于分析离散时间信号。 拉普拉斯变换 (Laplace Transform)：一种更广义的变换，它不仅能处理傅里叶变换能处理的信号，还能处理一些收敛性更差的信号，特别适用于分析带有指数增长的信号和系统。它将信号从时域变换到复频率域 $s$。 Z变换 (Z-Transform)：离散时间信号的傅里叶变换的推广，与拉普拉斯变换在概念上类似，将离散时间信号从时间域变换到复频率域 $z$。 三、 系统：处理信号的机器 系统是能够接受输入信号并产生输出信号的实体。在信息处理中，系统扮演着至关重要的角色，它们可以对信号进行滤波、放大、调制、压缩等各种操作。理解系统的特性，并能够对其进行建模和分析，是设计和实现信息处理系统的关键。 1. 系统的定义与分类： 因果系统 (Causal Systems)：系统的输出仅取决于当前的输入和过去的输入，而不取决于未来的输入。在实际系统中，这是非常重要的性质，因为我们无法预知未来。 非因果系统 (Non-causal Systems)：系统的输出可能依赖于未来的输入。在某些理论分析中可能出现，但在实际实时系统中通常是不可实现的。 线性系统 (Linear Systems)：满足叠加原理（齐次性与可加性）的系统。 齐次性 (Homogeneity/Scaling)：若输入为 $x(t)$，输出为 $y(t)$；则输入为 $ax(t)$，输出为 $ay(t)$。 可加性 (Additivity/Superposition)：若输入为 $x_1(t)$，输出为 $y_1(t)$；输入为 $x_2(t)$，输出为 $y_2(t)$；则输入为 $x_1(t) + x_2(t)$，输出为 $y_1(t) + y_2(t)$。 时不变系统 (Time-Invariant Systems)：系统的特性不随时间改变。若输入为 $x(t)$，输出为 $y(t)$；则输入为 $x(t-t_0)$，输出为 $y(t-t_0)$。 线性时不变系统 (Linear Time-Invariant Systems, LTI Systems)：同时满足线性与时不变特性的系统。LTI系统是信号与系统理论中最重要的一类系统，它们具有许多良好的数学性质，并且在工程中应用广泛。 记忆系统 (Memory Systems)：系统的输出在某时刻依赖于当前输入的取值。 无记忆系统 (Memoryless Systems)：系统的输出在某时刻仅依赖于当前输入的取值。 稳定系统 (Stable Systems)：对于有界的输入，系统的输出也是有界的。 不可逆系统 (Non-invertible Systems)：存在不同的输入产生相同的输出，从而无法唯一地确定输入。 可逆系统 (Invertible Systems)：能够唯一地恢复原始输入。 2. 系统的数学模型： 差分方程 (Difference Equations)：用于描述离散时间LTI系统的模型，将当前输出与过去的输出以及当前和过去的输入联系起来。 微分方程 (Differential Equations)：用于描述连续时间LTI系统的模型，将当前输出的导数与过去的导数以及当前和过去的输入联系起来。 系统函数 (System Function) / 传递函数 (Transfer Function)：通过拉普拉斯变换（对于连续时间系统）或Z变换（对于离散时间系统）得到的输出信号的变换与输入信号的变换之比。它在复频率域描述了系统的动态特性。 冲激响应 (Impulse Response)：系统对单位冲激信号 $delta(t)$（或 $delta[n]$）的响应。这是描述LTI系统最重要的特性之一，因为任何LTI系统的输出都可以表示为输入信号与冲激响应的卷积。 卷积 (Convolution)：是LTI系统分析的核心运算。对于连续时间系统：$y(t) = x(t) h(t) = int_{-infty}^{infty} x( au) h(t- au) d au$。对于离散时间系统：$y[n] = x[n] h[n] = sum_{k=-infty}^{infty} x[k] h[n-k]$。 3. 系统分析方法： 时域分析：直接在时域中分析信号和系统的行为，通常使用微分方程、差分方程和卷积。 频域分析：通过傅里叶变换将信号和系统转换到频域进行分析。这有助于理解系统对不同频率信号的处理方式，例如滤波器的选择性。 复频率域分析：通过拉普拉斯变换和Z变换进行分析。这种方法可以处理更广泛的信号和系统，并能直接从系统函数中分析系统的稳定性、频率响应等特性。 四、 频域分析工具 频域分析是理解信号和系统特性的关键。通过将信号分解为不同频率分量的叠加，我们可以直观地看到信号包含哪些频率成分，以及系统如何影响这些频率成分。 1. 傅里叶级数 (Fourier Series)： 基本思想：任何周期信号都可以表示为一系列具有不同频率、幅度和相位的正弦（或复指数）信号的叠加。 应用：分析周期信号的谐波成分，理解其频谱特性。 2. 傅里叶变换 (Fourier Transform)： 基本思想：将非周期信号也视为周期趋于无穷大的周期信号，从而将傅里叶级数的概念推广到非周期信号。 频谱密度 (Spectral Density)：表示信号在每个频率上的“强度”分布。 应用：分析非周期信号的频率成分，是数字信号处理、通信系统设计的基础。 3. 功率谱密度 (Power Spectral Density, PSD)： 基本思想：对于功率信号，其功率在不同频率上的分布。 应用：描述随机信号的频率特性，在通信、雷达等领域至关重要。 五、 现代通信与信息处理中的应用 《信号与系统》的理论是现代通信和信息处理的基石。 通信系统：从模拟通信到数字通信，从移动通信到卫星通信，信号的产生、传输、接收、解调等每一个环节都离不开信号与系统的理论。例如，信道模型就是一种系统，我们通过分析信道的冲激响应来理解信号在传输过程中会发生什么变化。调制解调技术是信号变换的重要手段，其设计需要基于信号的频率特性。 数字信号处理 (DSP)：数字滤波器的设计，如低通、高通、带通滤波器，都是基于信号与系统的理论。图像和音频的压缩技术，如JPEG、MP3，也利用了信号的频谱特性，去除冗余信息。 控制系统：自动控制系统，如飞行器姿态控制、机器人运动控制，本质上是信号与系统的反馈闭环。系统辨识（建立数学模型）和控制器设计（设计一个系统来控制另一个系统）都是信号与系统理论的应用。 语音信号处理：语音识别、语音合成、语音增强等技术，都依赖于对语音信号的频谱分析和系统建模。 图像处理：图像的增强、去噪、边缘检测、图像压缩等，都可以看作是对图像信号进行的系统操作。 六、 结论 《信号与系统》是一门概念深刻、应用广泛的基础学科。它提供了一套强大的数学工具和分析方法，使我们能够理解和设计处理信息的系统。无论是理论研究还是工程实践，对信号与系统原理的深刻理解，都是进入信息科学与工程领域不可或缺的基石。本书将带领读者循序渐进地掌握这些核心概念，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

对于那些希望系统性掌握通信基础，而非仅仅停留在应用层面的学习者来说，这本教材提供了无与伦比的深度。它的广度也令人称赞，从早期的模拟调制到现代的数字基带传输、高斯白噪声信道下的性能分析，再到对信道容量极限的探讨，构成了一个完整的知识闭环。我个人认为，这本书的价值不仅体现在它所传授的具体知识点上，更在于它塑造了一种严谨的工程思维模式。它教会我们如何用数学的语言去精确描述物理现象，如何通过理论分析去预测系统性能的上限和下限。在学习过程中，我发现它对信息论的引用是贯穿始终的，这使得读者能够始终保持一个宏观的视角，理解每一个技术选择背后的根本原因和取舍。它不追求赶时髦，而是专注于那些经过时间检验、构成了现代通信系统DNA的硬核知识。对于准备深入研究通信领域或未来需要从事底层系统设计的工程师而言，这本书无疑是扎实地基不可或缺的一块砖石。

评分☆☆☆☆☆

这本《通信原理》的教材，拿到手里就感觉分量十足，封面设计得很朴实，带着一种老派的严谨感。我刚开始接触这门学科时，对很多概念都感到云里雾里，比如傅里叶变换在通信系统中的实际应用，以及调制解调的具体原理，总是感觉隔了一层纱。这本书的讲解方式，可以说是循序渐进的典范。它并没有一开始就抛出复杂的数学公式，而是先用清晰的物理图像和直观的例子来描绘信号在传输过程中可能遇到的各种干扰和失真。我尤其欣赏它对“信息论”基础的铺垫，这一点很多其他教材会一带而过，但作者在这里花费了大量的篇幅，解释了香农定理的深远意义，让我明白为什么我们在追求更高的传输速率时，噪声和带宽会成为永恒的限制。翻阅的过程中，我能感觉到编著者深厚的教学经验，他们非常懂得初学者在哪个知识点上容易卡壳，并在相应的地方设置了详尽的推导和注释。尤其是关于随机过程和噪声分析的部分，它不像有些教材那样只给出结论，而是将每一步的推导逻辑交代得清清楚楚，这对于真正想搞懂底层原理的学生来说，简直是救命稻草。它不只是教你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么是这样”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示是我个人非常喜欢的一点。在学习信号处理和随机过程时，图形化的辅助简直是救命稻草。很多教材在展示卷积、相关或功率谱密度图时，总是显得拥挤不清，让读者难以抓住重点。但在这本书中，几乎每一个重要的数学概念，都有对应的、清晰绘制的图例来加以说明。比如，在讲解低通滤波器的设计和升余弦滤波在基带传输中的应用时，那些时域和频域的对比图，帮助我立刻建立了直观认识，避免了陷入纯粹的代数推导迷宫。此外，书中的符号定义和公式标注高度一致，这在阅读厚重的技术书籍时非常重要，可以有效减少因符号混乱而导致的阅读中断。虽然这本书的重点显然是经典理论的构建，但它在细节处理上的匠心，展现了出版方对学术质量的严格把控。它不仅仅是一本知识的载体，更是一份精心制作的工程参考工具书，值得放在案头经常翻阅，因为它总能在你需要核对某个基础参数时，提供最权威、最清晰的定义。

评分☆☆☆☆☆

说实话，初次接触这本教材时，我对于其“高等院校”的定位有些敬畏，担心内容过于晦涩难懂，可能更适合研究生阶段。然而，阅读体验远超我的预期。它的语言风格非常严谨，但绝不枯燥。作者似乎非常注重逻辑的连贯性，章节之间的过渡自然流畅，很少出现概念的突然跳跃。例如，在引入最优接收机和维特比译码算法时，它不是直接给出复杂的动态规划公式，而是先从最大似然准则出发，一步步引导读者理解为什么需要这种“记忆性”的解码方法。这种教学上的“引导式”设计，极大地降低了自学者的学习曲线。我特别欣赏它在讲解频谱效率和功率效率之间的权衡时所采用的分析框架，这对于理解现代通信系统设计中的资源分配问题至关重要。相比于那些只罗列公式和结论的参考书，这本书更像是一位经验丰富的导师在身边，在你困惑时给出最精辟的提示。虽然有些地方需要反复研读才能完全消化，但这种深度的思考过程，恰恰是工程教育最宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

我是一个偏向于实践应用的工科生，对那些纯理论的推导总是提不起兴趣，总觉得书本上的公式跟实际的电路板好像隔着十万八千里。然而，这本书的独特之处就在于，它成功地搭建了理论与实践之间的桥梁。它在讲解完完备的数字调制技术，例如QAM、PSK之后，紧接着就会引入信道编码和译码的实际方案，比如卷积码和Turbo码的结构。我记得有一次为了完成一个课程设计，需要模拟一个简单的OFDM系统，当我翻到书中讲解OFDM的原理和IFFT/FFT的应用时，那种豁然开朗的感觉是其他参考资料无法给予的。书中的习题设计也非常巧妙，有些是纯粹的理论计算，用于巩固基础，而另一些则会引导你去思考如何在实际系统中权衡性能和复杂度。虽然教材的篇幅不小，阅读起来需要一定的耐心，但每一次深入理解一个章节，都像是解锁了一个新的技术领域的大门。它没有过度渲染最新的技术名词，而是脚踏实地地夯实了通信系统的基石，让我对后续学习如移动通信、网络原理等课程充满了信心，因为我知道，万变不离其宗，核心原理就在这里。