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张甫翊 徐炳祥 吴成柯 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302271352

商品编码：29771182236

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

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内容提要

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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

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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章过程

3.1引言

3.2过程的基本特性

3.2.1过程的分布函数

3.2.2过程的数字特征

3.3平稳过程

3.3.1狭义平稳过程和广义平稳过程

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平稳过程通过恒参线性系统

3.7窄带过程

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）

《通信原理》：深入探索信息传输的奥秘 本书旨在为信息与通信工程领域的学生和研究者提供一个全面而深入的学习平台，系统阐述信息传输的基本原理、关键技术和最新发展。本书内容涵盖了通信系统的各个层面，从信息源的产生与编码，到信道的特性与模型，再到信号的调制解调、传输与接收，以及系统性能的分析与优化，力求构建一个完整而严谨的通信理论体系。 第一部分：通信系统基础与信息论 本部分将从通信系统的基本构成出发，剖析信息在传输过程中所面临的挑战与机遇。我们将深入探讨信息论的核心概念，包括信息熵、信源编码、信道容量等，为理解通信系统的极限性能奠定坚实的基础。 信息源与信息熵： 学习如何量化信息，理解随机变量的“不确定性”如何转化为信息量。我们将介绍各种信息熵的计算方法，并探讨其在实际通信系统中的意义，例如衡量数据的压缩潜力。 信源编码： 探讨如何将原始信息源高效地表示，以减少传输带宽或存储空间。我们将详细讲解无损编码（如哈夫曼编码、算术编码）和有损编码（如PCM、DCT）的原理、算法及其应用，分析它们在语音、图像、视频等不同媒体编码中的优劣。 信道容量与香农定理： 引入通信系统中最核心的理论——香农-哈特利定理。我们将深入理解信道容量的定义，探讨在不同噪声环境下，信道能够可靠传输的最大信息速率。这一定理是通信系统设计和性能评估的基石。 第二部分：信道特性与模型 了解信息传输媒介的特性对于设计高效可靠的通信系统至关重要。本部分将系统介绍各种通信信道的物理特性、数学模型以及在传输过程中引入的各种失真和噪声。 传输介质： 详细分析不同传输介质的电磁特性，包括同轴电缆、双绞线、光纤以及自由空间（无线信道）。我们将探讨它们的损耗、带宽限制、信号传播速度以及对信号完整性的影响。 信道模型： 建立各种信道的数学模型，包括加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）、多径效应以及非线性信道。理解这些模型对于后续的信号设计和接收机优化至关重要。 噪声与干扰： 深入研究通信系统中存在的各种噪声来源，如热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等，以及外部干扰源。我们将分析这些噪声对信号的影响，并介绍其统计特性。 第三部分：信号的表示与变换 在通信系统中，信息通常以电信号的形式进行传输。本部分将深入探讨信号的数学表示方法、时域与频域的变换，以及信号的能量与功率特性。 信号的分类与表示： 介绍连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等基本概念。学习傅里叶级数和傅里叶变换，理解信号在频域的频谱特性。 信号的变换： 掌握拉普拉斯变换和Z变换，它们在分析连续时间系统和离散时间系统中的作用。理解卷积定理在系统分析中的应用。 随机信号分析： 探讨随机信号的统计特性，如概率密度函数、自相关函数、功率谱密度等。这对于分析包含噪声的通信系统至关重要。 第四部分：模拟通信 模拟通信是早期通信技术的核心，至今仍有广泛应用。本部分将系统讲解各种模拟调制和解调技术，以及它们的性能分析。 幅度调制（AM）： 深入研究调幅、双边带（DSB）、单边带（SSB）和残留边带（VSB）等调制方式的原理、频谱特性和优缺点。讲解其在广播、通信中的应用。 角度调制（FM/PM）： 详细介绍调频（FM）和调相（PM）的原理，分析它们的频谱扩展特性和抗噪声能力。重点讲解FM信号的解调技术，如斜率检波、锁相环（PLL）解调等。 模拟接收机： 讲解各种模拟信号接收机的结构和工作原理，包括调谐器、解调器、滤波器等关键组件，以及它们如何从含有噪声的信号中提取有用信息。 噪声对模拟通信的影响： 分析噪声对AM和FM信号解调质量的影响，计算信噪比（SNR）的降低程度，并探讨提高接收性能的方法。 第五部分：数字通信 数字通信凭借其高效率、高可靠性和易于处理等优势，已成为现代通信的主流。本部分将详细阐述数字信号的生成、传输和接收。 基带传输： 讲解不经过载波调制的数字信号传输方式，包括脉冲幅度调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲位置调制（PPM）等。重点分析波形设计、符号间干扰（ISI）及其抑制方法（如匹配滤波、均衡）。 带通传输（数字调制）： 深入研究各种将数字信号加载到高频载波上的技术。 幅度键控（ASK）： 讲解其原理、频谱和性能。 频率键控（FSK）： 详细分析其调制和解调方法，以及与ASK的比较。 相位键控（PSK）： 介绍二进制相移键控（BPSK）、四进制相移键控（QPSK）及其高阶PSK。 正交幅度调制（QAM）： 讲解QAM如何结合ASK和PSK的优点，实现更高的传输速率，并分析其在高密度存储和无线通信中的应用。 数字解调： 讲解各种数字调制信号的同步和解调技术，包括最佳接收机、最大似然（ML）检测、最大后验概率（MAP）检测等。 最佳接收机与误码率（BER）： 推导在AWGN信道下，各种数字调制方式的理论最小误码率（BER）。分析BER与信噪比、调制阶数等参数的关系，并探讨提高BER性能的策略。 符号同步与载波同步： 讲解在数字接收端实现符号定时恢复和载波相位恢复的重要性，以及常用的同步算法。 第六部分：差错控制编码 为了应对信道噪声和干扰，提高通信的可靠性，差错控制编码技术至关重要。本部分将系统介绍纠错码的设计原理和性能。 线性分组码： 讲解海明码、循环码、BCH码、RS码等经典线性分组码的构造、编码和译码原理。分析它们的纠错能力和性能。 卷积码： 介绍卷积码的生成过程、状态图、约束长度等概念。重点讲解Viterbi算法等高效译码方法。 Turbo码与LDPC码： 介绍现代高效编码技术，如Turbo码和低密度奇偶校验（LDPC）码。分析它们的逼近香农限的优异性能，以及在3G/4G/5G通信中的应用。 交织技术： 讲解交织（interleaving）技术如何通过打乱信息码元的顺序来对抗突发错误，提高纠错码的性能。 第七部分：多路复用与多址技术 为了提高信道利用率，允许多个用户同时使用通信资源，多路复用和多址技术应运而生。 频分复用（FDM）： 讲解如何将宽带信道划分为多个窄带子信道，实现多个用户同时通信。 时分复用（TDM）： 介绍如何将信道时间划分为多个时隙，分配给不同的用户。 码分多址（CDMA）： 详细阐述CDMA的工作原理，利用伪随机码区分不同用户，实现共享同一频率和时间资源。 正交频分复用（OFDM）： 讲解OFDM如何将高速率数据流分割成多个低速率子流，通过多个正交的子载波进行并行传输，有效对抗多径效应和 ISI。OFDM是4G/5G等现代无线通信的核心技术。 第八部分：通信系统性能分析与优化 本部分将对通信系统的整体性能进行深入分析，并探讨提高系统效率和可靠性的各种优化手段。 系统性能指标： 详细介绍误码率（BER）、信道容量、信道利用率、频谱效率、功率效率等关键性能指标的定义和计算方法。 链路预算： 讲解如何进行通信链路的功率增益和损耗分析，以确定通信覆盖范围和信号强度。 自适应技术： 探讨自适应均衡、自适应调制编码（AMC）等技术，如何根据信道条件的变化动态调整系统参数，以最大化传输性能。 通信系统仿真： 介绍利用MATLAB等工具进行通信系统仿真的方法，通过仿真来验证理论设计和分析系统性能。 第九部分：前沿通信技术展望 最后，本书将对通信领域的最新发展和未来趋势进行展望。 认知无线电： 探讨如何使无线通信系统能够感知其周围环境并动态调整工作参数，以实现更智能的频谱利用。 MIMO（多输入多输出）技术： 深入理解MIMO如何利用多根天线在发送端和接收端实现空间复用和分集，极大地提高信道容量和可靠性。 5G及未来通信： 简要介绍5G通信的关键技术，如网络切片、大规模MIMO、边缘计算等，并展望6G及更高代通信的发展方向，如太赫兹通信、量子通信等。 通过对以上内容的系统学习，读者将能够深刻理解通信系统中信息传输的复杂性与精妙之处，掌握分析和设计各类通信系统的基本理论与方法，为未来在通信技术领域的学习、研究和工程实践打下坚实的基础。本书力求理论与实践相结合，辅以丰富的图表和例题，引导读者逐步深入，最终能够独立分析和解决通信系统中的实际问题。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验的角度来看，这本书的编写风格非常贴近一位经验丰富的导师在循循善诱。作者的语言风格平实而不失深度，没有那种高高在上的学术腔调，读起来非常舒服。当遇到复杂概念时，作者会使用一些类比或者举例来帮助我们建立直观认识，这一点对于我们这些非数学专业背景的学生来说至关重要。比如，它解释随机过程时，引入了对信道衰落的描述，使得原本抽象的概率论知识立刻有了物理意义。此外，书中的参考文献列表也非常权威且全面，这为我们后续的深入研究指明了方向。我感觉作者编写这本书的初衷就是希望读者能够真正掌握通信的精髓，而不是简单地通过考试。因此，我强烈推荐给那些希望建立起清晰、连贯、且富有洞察力的通信知识体系的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度都让我印象深刻，它绝不仅仅停留在基础概念的介绍，而是深入挖掘了通信系统背后的数学基础和工程实现考量。我尤其欣赏作者在处理信道编码部分时的严谨态度，对不同编码（比如循环码、卷积码）的编码器和译码器的结构描述得极其详尽，甚至连代数解码的步骤都列得清清楚楚。这对于我未来想深入研究信息论和编码理论的学生来说，简直是一份宝藏。不过，有一点我稍微觉得有些挑战性，那就是对于某些高级主题，比如MIMO系统或者更复杂的扩频技术，虽然作者有所涉及，但篇幅相对有限，读者可能需要结合其他更专业的参考书才能获得更全面的理解。但即便如此，这本书依然为我们构建了一个坚实的理论框架，里面的数学推导严密，逻辑链条完整，让人不得不佩服作者深厚的学术功底。对于那些渴望挑战自我、追求扎实理论基础的读者来说，这本书绝对是上佳之选。

评分☆☆☆☆☆

这本书在教材体系中的定位似乎非常清晰，它瞄准的是对通信原理有基本了解，希望进行系统性、进阶式学习的读者。它的章节组织遵循了经典通信理论的脉络，从信号的表示、分析，到线性系统，再到调制解调，最后扩展到多址接入和信道特性，结构严谨，层层递进。我特别注意到作者对“采样与量化”这一基础环节的细致处理，这往往是很多教材一笔带过的地方，但这本书却花了不少篇幅，说明作者深知基础不牢，地动山摇。这种对基础原理的深挖，保证了读者在后续学习如数字调制、信源编码等高阶内容时，能够做到心中有数，融会贯通。如果说它有什么不足，那就是可能对于完全零基础的读者来说，第一遍阅读时需要花费更多精力去消化那些前置的数学知识。但对于那些愿意投入时间和精力去钻研的读者而言，这本书绝对能带给你丰厚的回报。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版真是让人眼前一亮，不像有些教材那种枯燥乏味的黑白印刷，它在关键概念的阐述上用了不少彩色图示和流程图，极大地帮助我这个初学者理解那些抽象的信号处理过程。特别是傅里叶变换和卷积这些核心难点，书里用非常直观的图形来展示它们在频域和时域的对应关系，我感觉一下子就抓住了它们内在的逻辑。而且，文字部分的叙述逻辑性也非常强，作者似乎非常懂得如何引导读者的思维，从基础的采样定理讲到调制解调，每一步的过渡都非常自然，不会让人感到知识点的堆砌感。我记得有一次我在自学中遇到了一个关于星座图判决的问题，翻开书里对应章节，发现作者不仅给出了理论公式，还结合实际的信道噪声模型进行了深入分析，这种理论联系实际的深度，让我对这个主题的认识提升了一个层次。这本书的习题设计也很有水平，难度适中，覆盖面广，做完一套下来，感觉对整章的知识点都消化得差不多了，非常适合自学入门。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工程实践者，我更看重教材能否指导我解决实际问题。这本教材在这方面的表现相当出色，它没有陷入纯理论的泥潭，而是非常注重将理论与现代通信技术（如数字蜂窝网络、卫星通信）的实际应用联系起来。例如，在讲解功率谱密度和带宽限制时，书中不仅给出了公式，还讨论了实际系统中如何通过滤波和功率分配来满足监管要求。我特别喜欢其中关于噪声和干扰对系统性能影响的章节，作者清晰地阐述了不同调制方式在相同信噪比下的误码率差异，并配有大量的性能曲线图，这对于我们在设计具体通信链路时进行技术选型非常有指导意义。总的来说，这本书的实用价值非常高，它不仅教会了我们“是什么”，更重要的是告诉了我们“为什么”以及“怎么做”，是连接课堂知识和工程实践的绝佳桥梁。