通信原理与应用*9787115255082 肖萍萍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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肖萍萍 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115255082

商品编码：29834659460

包装：平装

出版时间：2011-09-01

图书信息
书名：	通信原理与应用
作者：	肖萍萍
ISBN：	9787115255082
出版社：	人民邮电出版社
定价：	35.00元

其他信息（ 仅供参考，以实物为准）
开本：16开	装帧：平装
出版时间：2011-09-01	版次：1
页码：	字数：

内容简介

《通信原理与应用》以传输技术为主线，将传统的基础理论分析与当前的实际应用相结合，主要介绍信源编码理论、数字基带传输技术、数字调制技术、信道复接技术、同步技术、差错控制编码等。 　　《通信原理与应用》力求体现科学性、系统性、完整性和性，在内容的选取上注重理论与实践的结合，注重各种通信技术在实际工作中的应用。书中除了含必要的数学推导外，突出了基本概念、基本原理的阐述，简化了部分烦琐的理论推导，突出对知识的理解和应用，力求做到通俗易懂、图文并茂、循序渐进，便于读者自学。 　　《通信原理与应用》可作为高等院校通信工程、电子信息工程等专业的学科基础课教材，也可供研究生和从事通信工程的技术人员阅读和参考。

图书目录

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文摘|序言

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作者介绍

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《信号的魔法：通信原理与现代应用》 导言 在信息爆炸的时代，通信如同我们生存的空气，无处不在，却又常常被我们所忽略。从宏伟的卫星链路，到指尖滑动的智能手机，再到物联网传感器发出的微弱信号，背后都涌动着一套精妙绝伦的科学原理。本书旨在深入浅出地剖析这些支撑起现代通信体系的基石，探寻信号如何在时间和空间中传递，以及这些原理如何在瞬息万变的科技浪潮中得到创新性的应用。我们不仅将回顾通信理论的经典发展，更将聚焦于当今通信领域的前沿热点，力求呈现一幅完整而生动的通信世界图景。 第一篇：通信的基石——信号与系统 第一章：信号的世界 信号是通信的灵魂。本章将带领读者走进信号的奇妙世界，理解其本质。我们将从信号的分类入手，区分模拟信号与数字信号，探讨它们各自的特点、优缺点以及转换过程。例如，模拟信号如我们声音的声波，其幅度或频率随时间连续变化；而数字信号则将信息离散化为一系列的0和1，便于存储、处理和传输。 接着，我们将深入理解信号的数学描述。傅里叶分析是理解信号频谱特性的核心工具。通过傅里叶级数和傅里叶变换，我们将揭示任何周期信号或非周期信号都可以分解为一系列不同频率的正弦波的叠加。这将帮助我们理解信号的带宽、频率分量以及为何不同频率的信号需要不同的传输通道。我们还将介绍一些重要的信号类型，如冲激信号（Dirac Delta function），它在系统分析中扮演着至关重要的角色，可以看作是瞬时发生的信号，用于描述系统的瞬时响应。 此外，本章还会探讨信号的能量与功率。能量有限的信号，如一个短暂的脉冲，其总能量是可计算的；而功率信号，如持续的交流电，我们则关注其单位时间内的平均功率。这些概念对于通信链路的功率预算设计至关重要。 第二章：系统的回应 信号的传输和处理离不开系统。本章将聚焦于通信系统的基本组成部分和其对信号的处理方式。我们将引入“系统”的概念，它是一个能够接收输入信号并产生输出信号的实体。 重点将放在线性时不变（LTI）系统。这类系统具有叠加性和齐次性（线性），并且其特性不随时间变化（时不变）。LTI系统是通信系统分析的基础，因为许多实际系统都可以近似地视为LTI系统。我们将介绍LTI系统的时域表示——卷积。输入信号与系统的冲激响应进行卷积，即可得到系统的输出信号。冲激响应是描述LTI系统特性的关键，它代表了系统在接收到一个理想化的瞬时冲击信号后的反应。 为了更直观地理解系统对信号的影响，我们将引入频域分析。通过傅里叶变换，我们可以将系统和信号都转换到频率域，这使得卷积运算变成简单的乘法运算。系统在频率域的表示称为频率响应，它描述了系统对不同频率信号的增益和相位变化。理解频率响应对于设计滤波器、均衡器等至关重要，它们能够选择性地通过或衰减信号的特定频率分量，以优化通信质量。 我们还将讨论系统的稳定性。一个稳定的系统不会产生无限大的输出，即使输入是有限的。非稳定系统在通信中是不可接受的。最后，本章将概述一些常见的通信系统模型，如信道模型、噪声模型等，为后续章节的深入分析奠定基础。 第二篇：现代通信的脉搏——调制与编码 第三章：信号的“伪装”——调制技术 原始的基带信号往往不适合直接传输，需要对其进行“伪装”，以适应传输介质的特性，并提高传输效率。这就是调制的任务。本章将详细阐述各种经典的调制技术。 我们将从模拟调制开始，介绍调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。调幅是将基带信号的幅度信息加载到高频载波上；调频是将基带信号的频率信息加载到载波上；调相则是将基带信号的相位信息加载到载波上。我们将分析它们的原理、频谱特性、抗干扰能力以及在不同应用中的优劣。例如，FM信号相比AM信号具有更好的抗噪声性能，但需要更大的带宽。 接着，我们将重点转向数字调制技术。这是现代数字通信的核心。我们将深入讲解幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）。ASK是最简单的数字调制方式，通过改变载波的幅度来表示数字比特；FSK通过改变载波的频率来表示比特；PSK通过改变载波的相位来表示比特。QAM是一种更为高效的调制方式，它同时利用载波的幅度和相位来承载信息，能够实现更高的频谱效率。我们将讨论各种数字调制方式的星座图，它形象地展示了不同数字符号在复平面上的位置，以及它们的误码率性能。 此外，本章还会提及一些先进的调制技术，如高斯最小频移键控（GMSK），常用于GSM系统中，以及OFDM（正交频分复用）技术，这是Wi-Fi、4G/5G等现代无线通信系统的关键技术，它将高速数据流分割成大量低速的子载波进行传输，有效对抗多径衰落。 第四章：信号的“保护伞”——编码技术 在信号传输过程中，噪声和干扰是不可避免的，它们会引入错误。编码技术就像给信号穿上一层“保护伞”，在原始信息中加入冗余，使得接收端能够检测甚至纠正这些错误。本章将深入探讨各种通信编码技术。 我们将从信源编码开始，它的目标是去除信号的冗余，压缩信息，提高传输效率。我们将介绍霍夫曼编码、算术编码等无损压缩算法，以及JPEG、MP3等有损压缩技术，它们在多媒体通信中扮演着重要角色。 然后，我们将重点关注信道编码，这是通信系统中最核心的编码部分。信道编码在信息中添加校验位，以检测和纠正传输过程中出现的错误。我们将介绍线性分组码，如循环码（Cyclic Codes）和BCH码，它们具有良好的纠错能力。卷积码也是一种重要的信道编码，它将信息序列编码成比原始信息更长的编码序列，其编码过程是连续的。 为了应对日益增长的数据量和对高可靠性的需求，差错纠错（FEC）技术得到了飞速发展。我们将详细介绍现代通信系统中广泛使用的先进FEC码，如Turbo码和LDPC码（低密度奇偶校验码）。这些编码技术在3G、4G、5G以及卫星通信等领域取得了突破性进展，显著提升了通信系统的性能。 最后，本章还会简要介绍源-信道联合编码的思想，即在信源编码和信道编码之间建立更紧密的联系，以期获得更好的整体性能。 第三篇：通信的实践——系统与应用 第五章：通信系统的构成与流程 理解了信号、系统、调制和编码，我们现在可以将它们整合起来，描绘出一个完整的通信系统图景。本章将详细解析现代通信系统的基本组成模块及其协同工作的方式。 一个典型的通信系统通常包括发送端、传输信道和接收端。发送端负责将原始信息转换成适合传输的信号，包括信源编码、信道编码和调制。传输信道是信号传播的媒介，可能是有线（如光纤、电缆）或无线（如空气）。信道会引入噪声、衰落、失真等不利影响。接收端则负责接收信号，并经过解调、信道译码、信源译码等过程，恢复出原始信息。 我们将深入探讨每个模块的功能和相互关系。例如，调制解调器（Modem）是实现调制和解调的关键设备。数字信号处理器（DSP）在现代通信系统中扮演着至关重要的角色，它能够高效地执行复杂的信号处理算法。 我们还会介绍一些重要的通信系统性能指标，如信噪比（SNR）、误码率（BER）、频谱效率、传输速率等。这些指标是衡量通信系统优劣的关键，也是系统设计和优化的重要依据。 第六章：无线通信的浪潮 无线通信以其灵活性和广泛覆盖能力，已成为现代通信的主流。本章将聚焦于无线通信的关键技术和应用。 我们将从蜂窝移动通信系统讲起，解析其从1G到5G的发展历程。1G模拟语音通信，2G数字语音和低速数据，3G数据传输加速，4G高速移动宽带，再到5G的万物互联、超低时延和海量连接。我们将深入理解其中的关键技术，如频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及多址接入（MIMO）技术，它通过多根天线同时收发信号，极大地提高了频谱利用率和通信可靠性。 卫星通信作为一种重要的远程通信手段，也将被详细介绍。从同步轨道卫星到低地球轨道卫星，它们如何实现全球覆盖，以及在电视广播、数据传输、导航定位等方面的应用。 Wi-Fi和蓝牙等短距离无线技术，虽然服务范围有限，但其在个人和家庭通信中不可或缺。我们将分析它们的工作原理、频段分配以及在物联网（IoT）中的关键作用。 此外，本章还将展望下一代通信技术，如6G，探讨其可能的新特性和应用场景，例如超大规模连接、感通算一体化、人工智能的深度融合等。 第七章：有线通信的延伸 尽管无线通信日新月异，但有线通信仍然是信息传输的重要支柱，尤其在骨干网络和数据中心中。本章将探讨有线通信的关键技术和应用。 光纤通信是现代长距离有线通信的王者。我们将深入理解光纤的传输原理，包括全反射、色散和衰减。光信号的产生（激光器）、传输（光纤）和接收（光电探测器）过程将一一解析。我们将介绍不同类型光纤（单模光纤、多模光纤）及其适用场景。 数据通信在有线网络中至关重要。我们将探讨以太网（Ethernet）技术，它是局域网（LAN）的标准。从早期的共享介质到现在的交换式以太网，其演进历程以及在高吞吐量数据传输中的作用。 在电信领域，我们还将介绍传统的电话网络（PSTN）以及向IP网络（VoIP）的转型。电话的数字化、复用技术（如时分复用TDM、频分复用FDM）在早期通信中的重要性。 最后，本章将触及数据中心内部的高速互连技术，以及未来通信网络融合的趋势，如将传统电信网络与互联网融合，构建更加强大和高效的信息传输体系。 第八章：通信理论在现代应用中的光辉 本章将超越基础理论，聚焦于通信原理如何在当前众多新兴和热门应用中发挥着关键作用，展现通信科学的强大生命力。 物联网（IoT）通信： 物联网设备数量庞大，通信需求多样。本章将探讨适用于IoT的通信技术，如低功耗广域网（LPWAN）技术，包括LoRa、NB-IoT等，以及它们如何平衡功耗、覆盖范围和数据速率。我们将分析IoT通信中的安全和隐私挑战，以及相应的通信解决方案。 大数据与人工智能（AI）的交融： 大数据时代的到来，对通信网络提出了更高的要求。海量数据的产生、汇聚和分析，都离不开强大的通信基础设施。本章将探讨通信网络如何支撑大数据的流动，以及AI在优化通信网络资源调度、故障预测、安全防护等方面的应用。反之，AI算法本身也需要通过通信网络进行训练和部署，形成协同效应。 云计算与边缘计算： 云计算将计算和存储能力集中化，而边缘计算则将计算能力推向网络边缘，靠近数据源。这两种架构对通信网络提出了不同的需求。本章将分析通信网络如何在云边协同中扮演桥梁角色，实现数据的快速传输和低时延的处理。 自动驾驶与车联网（V2X）： 自动驾驶汽车依赖于与车辆、基础设施、行人和其他道路参与者之间的高可靠、低时延的通信。本章将介绍V2X（Vehicle-to-Everything）通信技术，包括V2V（车对车）、V2I（车对基础设施）、V2P（车对行人）等，以及它们如何保障交通安全和提升交通效率。 虚拟现实（VR）/增强现实（AR）通信： VR/AR应用需要传输大量的高质量图像和音频数据，对网络的带宽和时延要求极高。本章将探讨通信技术如何支持沉浸式VR/AR体验，以及5G和未来通信技术在此领域的潜在作用。 结论 从信号的本质到复杂的现代通信系统，通信原理与应用是一个不断发展和创新的领域。本书带领读者跨越理论的海洋，潜入应用的实践，希望能够激发您对这个精彩世界的进一步探索。随着科技的不断进步，通信技术将继续深刻地改变我们的生活方式、工作模式乃至整个社会的面貌。理解通信的原理，就是掌握了连接世界的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于“信号的表示与变换”的论述，我觉得处理得非常出色。从傅里叶变换到拉普拉斯变换，再到Z变换，书中将这些数学工具在通信领域的应用一一展现。不仅仅是枯燥的数学推导，而是通过具体的通信信号，如方波、三角波等，来演示这些变换如何揭示信号的频谱特性。例如，在讲解傅里叶变换时，书中通过分析一个方波信号的频谱，让我清晰地看到一个看似简单的方波实际上是由无数个不同频率的正弦波叠加而成。这对于理解AM、FM等模拟调制技术，以及数字信号在频域的表现至关重要。随后，书中更是将这些变换与离散时间系统、数字滤波器等概念联系起来，为理解数字信号处理在通信系统中的作用奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

对于书中在“移动通信系统”部分的讲解，我必须给予高度评价。它并非简单地介绍一个又一个的移动通信标准，而是将移动通信系统作为一个整体来剖析。从蜂窝式结构、切换（handoff）机制，到语音编码、信令系统，书中都进行了系统性的介绍。我尤其欣赏书中对切换机制的讲解，它用清晰的图示和流程图，演示了手机如何在不同基站之间无缝切换，从而保证了通信的连续性。此外，书中对不同代移动通信技术的演进，如从2G的GSM到3G的UMTS，再到4G的LTE，其关键技术革新和性能提升都进行了深入的分析，让我能够清晰地看到移动通信技术发展的脉络和驱动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名是《通信原理与应用》，作者是肖萍萍，ISBN是9787115255082。 这本书给我留下了极其深刻的印象，不仅仅是因为它对通信领域核心概念的深入剖析，更在于它将这些抽象的理论知识与实际应用场景巧妙地融合在一起。初读这本书，我便被它严谨而又生动的论述风格所吸引。作者并非简单地堆砌公式和定义，而是通过大量的实例，将那些看似枯燥的数学模型赋予了鲜活的生命力。例如，在讲解数字调制技术时，书中不仅详细阐述了ASK、FSK、PSK等基本原理，还结合了WiFi、蓝牙等无线通信系统中的实际应用，让读者能够清晰地理解这些技术是如何在日常生活中发挥作用的。这种“由表及里，由浅入深”的讲解方式，极大地降低了初学者入门的门槛，同时也让有一定基础的读者能够从更宏观的角度审视和理解这些技术。

评分☆☆☆☆☆

我不得不提的是书中关于“多径传播与衰落”部分的分析。在无线通信领域，多径传播是导致信号衰落和失真的重要原因。作者在这一章节，详细阐述了多径传播的形成机理，以及它对信号的影响，比如符号间干扰（ISI）和频率选择性衰落。书中通过模拟不同场景下的多径效应，并展示其在眼图上的表现，让我直观地感受到了多径传播的破坏性。更重要的是，书中并没有止步于问题的呈现，而是积极地探讨了应对这些挑战的技术手段，比如均衡器、分集接收、OFDM等。对这些技术原理的详细讲解，以及它们在实际系统中的应用分析，让我对无线通信系统的鲁棒性设计有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

在阅读“数字信号传输”章节时，我被书中对不同数字调制方式的细致对比所吸引。书中不仅仅是介绍了ASK、FSK、PSK的基本原理，更重要的是，它深入剖析了它们在实际应用中的优缺点。例如，ASK实现简单，但抗干扰能力较弱；FSK在一定程度上提高了抗干扰能力，但需要更大的带宽；PSK则在星座图设计、相位变化等方面展现了其高效性。书中对这些调制方式的解调过程也进行了详细阐述，并辅以眼图、星座图等直观的图示，让我能够清晰地看到不同调制方式在接收端的表现。更令我印象深刻的是，书中将这些理论与现代通信系统紧密结合，比如在讲解QAM时，它就联系到了WiFi、LTE等系统中为何普遍采用高阶QAM来提高数据传输速率。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我尤其欣赏书中在“信道编码”部分所花费的笔墨。考虑到通信过程中信号容易受到噪声干扰而失真，信道编码的引入显得尤为重要。作者不仅详尽地介绍了汉明码、卷积码、Turbo码乃至LDPC码等经典编码方案，更深入地探讨了它们在纠错能力、编码效率以及实现复杂度等方面的权衡。书中对这些编码原理的推导过程清晰明了，每一步都辅以详细的数学推证，但又不会过于晦涩难懂。更难能可贵的是，作者在理论讲解之后，紧接着就分析了这些编码方案在现代通信系统中的实际应用，比如在CDMA、LTE等移动通信标准中的具体实现，以及它们如何保障数据传输的可靠性和稳定性。这种理论与实践的无缝对接，让我对通信系统的鲁棒性有了更深刻的理解，也体会到了编码技术在现代信息社会中的关键作用。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于“信息论”部分的讲解印象尤为深刻。在信息爆炸的时代，如何高效、可靠地传输信息是通信工程的核心课题。作者在这一章节，从信息熵的定义出发，层层深入，讲解了信源编码、信道容量、信道编码等关键概念。特别是在讲解香农定理时，书中并没有止步于公式的呈现，而是详细解释了其深远意义：它为信息传输设定了理论上的极限，指明了通信系统设计努力的方向。通过对不同编码方案在接近信道容量时的性能分析，我深刻体会到信息论不仅仅是理论研究，更是指导通信系统设计和优化的基石。书中通过对比不同信噪比下的编码增益，直观地展示了理论与实践之间的差距，以及人类在追求更高效、更可靠通信道路上所取得的成就。

评分☆☆☆☆☆

这本书在“卫星通信”部分的论述，我觉得非常具有启发性。它不仅仅是介绍了同步卫星、低地球轨道卫星等基本概念，更深入地分析了卫星通信的特点和应用。书中详细阐述了卫星通信的优势，如覆盖范围广、传输距离远，以及其在广播、导航、军事通信等领域的广泛应用。我尤其对书中关于地球站的设计、天线增益的计算、以及信号在空间传输中的损耗分析感到兴趣。它让我了解到，将信号从地面传输到遥远的卫星，再反射回地面，是一个多么复杂而精密的工程。书中对不同轨道卫星的优劣势分析，以及其在不同应用场景下的适用性，都为我打开了新的视角。

评分☆☆☆☆☆

这本书在“多址技术”这一章节的设计上，可以说是匠心独运。它不仅仅是简单地罗列了FDMA、TDMA、CDMA和OFDMA等几种基本的多址接入方式，而是着重于分析它们各自的优缺点以及适用的场景。书中通过生动的比喻和形象的图示，将这些复杂的概念具象化，比如将FDMA比作划分不同频率的“频道”，TDMA比作分配不同时间段的“时隙”，而CDMA则更像是大家可以同时使用同一个“频道”，但通过独特的“身份识别码”来区分不同用户。随后，作者更是将笔锋一转，深入探讨了OFDMA在4G、5G等新一代移动通信技术中的核心地位，分析了其如何通过将宽带信号分割成大量窄带子载波，从而实现高频谱效率和更好的抗多径性能。这种由基础到前沿的递进式讲解，让我在理解了通信系统容量有限的本质后，更能体会到多址技术的重要性以及技术演进的必然性。

评分☆☆☆☆☆

最后，这本书在“网络通信与协议”这一章的处理，我觉得非常全面且富有前瞻性。它不仅仅局限于传统的通信原理，还将目光投向了更广阔的网络世界。书中详细阐述了TCP/IP协议族的核心概念，如IP地址、子网掩码、路由选择等，并深入剖析了TCP和UDP协议在传输层的作用。我尤其被书中对HTTP、FTP等应用层协议的讲解所吸引，它让我明白，我们日常使用的互联网服务，背后是层层叠叠的协议在支撑。更令我惊喜的是，书中还触及了近年来备受关注的5G网络切片、边缘计算等前沿技术，并分析了它们对未来网络通信可能带来的深远影响，这让我对通信技术的未来发展充满了期待。