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商品簡介

《通信原理》講述通信系統的基本概念、工作原理、性能指標和分析方法等。各章突出物理概念,精簡數學過程,理論聯系實際,反映新的技術成果,分析問題時力求深入淺出。主要內容包括:通信基礎知識、隨機過程與噪聲、信道與信道容量、模擬信號的調制與解調、模擬信號的數字化、數字信號的基帶傳輸、數字信號的頻帶傳輸、現代數字調制與解調、差錯控制編碼、同步原理、數字通信的典型應用等。
《通信原理》可作為通信工程、信息工程、電子信息工程、物聯網工程、計算機科學與技術等專業以及信息類其他相近專業本科的教材,也可作為工程技術人員學習的參考書。

名人/編輯推薦

《通信原理》是高等學校電子信息類教材之一。

目次

第1章通信基礎知識 (1)
1.1 通信的概念 (1)
1.2 通信系統的組成 (1)
1.2.1 通信系統一般模型 (1)
1.2.2 模擬通信系統 (2)
1.2.3 數字通信系統 (3)
1.3 通信系統的分類 (5)
1.4 通信技術發展概況 (8)
1.5 信息的量度 (10)
1.5.1 信息量的定義 (10)
1.5.2 平均信息量 (12)
1.6 通信系統的性能指標 (13)
1.6.1 模擬通信系統有效性與可靠性 (13)
1.6.2 數字通信系統有效性與可靠性 (13)
1.7 通信網概述 (14)
1.7.1 通信網的基本構成和分類 (14)
1.7.2 通信網的拓撲結構 (15)
1.7.3 通信網發展趨勢 (17)
1.8 MATLAB與通信仿真 (17)
1.8.1 MATLAB簡介 (17)
1.8.2 通信仿真技術 (18)
1.9 本章小結 (19)
思考題 (19)
習題 (20)

第2章 隨機過程與噪聲 (22)
2.1 隨機過程描述 (22)
2.1.1 隨機過程概念 (22)
2.1.2 隨機過程的統計特性 (23)
2.1.3 隨機過程的數字特征 (24)
2.2 平穩隨機過程 (25)
2.2.1 嚴平穩過程與廣義平穩過程 (25)
2.2.2 平穩過程的各態歷經性 (26)
2.2.3 平穩過程自相關函數與功率譜密度 (26)
2.3 平穩隨機過程通過線性系統 (29)
2.4 高斯過程 (31)
2.4.1 高斯過程的定義 (31)
2.4.2 高斯過程的主要特性 (32)
2.4.3 高斯過程的一維分布 (32)
2.4.4 高斯白噪聲 (34)
2.5 窄帶高斯噪聲 (36)
2.5.1 窄帶高斯噪聲統計特性 (37)
2.5.2 正弦波加窄帶高斯噪聲 (40)
2.6 MATLAB仿真舉例 (42)
2.7 本章小結 (44)
思考題 (45)
習題 (45)

第3章 信道與信道容量 (48)
3.1 有線信道與無線信道 (48)
3.1.1 有線信道 (48)
3.1.2 無線信道 (49)
3.2 調制信道與編碼信道 (52)
3.2.1 調制信道 (53)
3.2.2 編碼信道 (54)
3.3 恒參信道與隨參信道 (56)
3.3.1 恒參信道 (56)
3.3.2 隨參信道 (57)
3.4 信道中的噪聲 (61)
3.4.1 噪聲源分類 (62)
3.4.2 噪聲等效帶寬 (63)
3.5 信道容量 (64)
3.5.1 離散信道容量 (64)
3.5.2 連續信道容量 (66)
3.6 MATLAB仿真舉例 (69)
3.7 本章小結 (70)
思考題 (71)
習題 (71)

第4章 模擬信號的調制與解調 (73)
4.1 幅度調制與解調 (74)
4.1.1 幅度調制原理 (74)
4.1.2 幅度調制的解調原理 (80)
4.1.3 幅度調制抗噪聲性能分析 (81)
4.2 角度調制與解調 (86)
4.2.1 角度調制原理 (87)
4.2.2 調頻信號的頻譜分析 (88)
4.2.3 調頻信號的產生與解調原理 (92)
4.2.4 調頻系統的抗噪聲性能分析 (95)
4.3 頻分復用(FDM) (98)
4.4 模擬通信的典型應用 (99)
4.4.1 載波電話 (99)
4.4.2 調頻立體聲廣播 (100)
4.5 MATLAB仿真舉例 (101)
4.5.1 雙邊帶(DSB)調制與解調仿真 (101)
4.5.2 FM調制與解調的仿真 (102)
4.6 本章小結 (105)
思考題 (105)
習題 (106)

第5章 模擬信號的數字化 (108)
5.1 抽樣 (108)
5.1.1 低通信號抽樣定理 (108)
5.1.2 帶通信號抽樣定理 (110)
5.1.3 抽樣保持電路 (111)
5.2 量化 (112)
5.2.1 均勻量化 (112)
5.2.2 非均勻量化 (113)
5.3 編碼 (116)
5.3.1 常用的二進制碼型 (117)
5.3.2 逐次比較法編碼與譯碼 (118)
5.3.3 PCM系統的抗噪聲性能 (121)
5.4 語音壓縮編碼 (122)
5.4.1 差分脈沖編碼調制(DPCM) (122)
5.4.2 增量調制 (123)
5.5 時分復用與復接 (126)
5.5.1 時分復用基本原理 (126)
5.5.2 數字復接基本原理 (127)
5.6 MATLAB仿真舉例 (129)
5.6.1 低通采樣定理的MATLAB實現 (129)
5.6.2 增量調制的MATLAB實現 (132)
5.7 本章小結 (134)
思考題 (134)
習題 (135)

第6章 數字信號的基帶傳輸 (137)
6.1 數字基帶傳輸系統的基本組成 (137)
6.2 數字基帶信號的描述 (138)
6.2.1 數字基帶信號的波形 (139)
6.2.2 數字基帶信號的功率譜 (140)
6.2.3 數字基帶信號的傳輸碼 (146)
6.2.4 碼間串擾 (149)
6.3 數字基帶信號的理想傳輸特性 (152)
6.3.1 奈奎斯特第一準則 (152)
6.3.2 無碼間串擾的傳輸函數特性 (155)
6.4 基帶傳輸系統抗噪性能分析 (157)
6.4.1 二進制雙極性系統 (157)
6.4.2 二進制單極性系統 (159)
6.5 眼圖 (160)
6.6 信道均衡與部分響應 (161)
6.6.1 信道均衡 (161)
6.6.2 部分響應系統 (168)
6.7 最佳基帶傳輸系統 (172)
6.7.1 匹配濾波器 (172)
6.7.2 基于匹配濾波器的最佳基帶傳輸系統 (177)
6.8 MATLAB仿真舉例 (180)
6.8.1 二進制數字基帶信號波形與功率譜密度仿真 (180)
6.8.2 二進制數字基帶信號傳輸碼與眼圖仿真 (184)
6.9 本章小結 (189)
思考題 (190)
習題 (190)

第7章 數字信號的頻帶傳輸 (195)
7.1 二進制振幅鍵控(2ASK) (195)
7.1.1 2ASK信號的調制與解調 (195)
7.1.2 2ASK信號的功率譜密度 (198)
7.1.3 2ASK系統的抗噪聲性能 (199)
7.2 二進制頻移鍵控(2FSK) (205)
7.2.1 2FSK信號的調制與解調 (205)
7.2.2 2FSK信號的功率譜 (209)
7.2.3 2FSK系統的抗噪聲性能 (210)
7.3 二進制相移鍵控(2PSK) (215)
7.3.1 2PSK信號的調制與解調 (215)
7.3.2 2PSK信號的功率譜 (217)
7.3.3 2PSK系統的抗噪聲性能 (218)
7.4 二進制差分相移鍵控(2DPSK) (220)
7.4.1 2DPSK信號的調制與解調 (220)
7.4.2 2DPSK信號的功率譜 (226)
7.4.3 2DPSK系統的抗噪聲性能 (227)
7.5 二進制鍵控信號的性能比較 (229)
7.6 多進制數字調制 (230)
7.6.1 M進制振幅鍵控(MASK) (231)
7.6.2 M進制頻移鍵控(MFSK) (231)
7.6.3 M進制相移鍵控(MPSK) (233)
7.7 MATLAB仿真舉例 (235)
7.8 本章小結 (240)
思考題 (241)
習題 (241)

第8章 現代數字調制與解調 (243)
8.1 正交幅度調制(QAM) (243)
8.1.1 MQAM原理 (243)
8.1.2 MQAM的調制與解調 (245)
8.1.3 MQAM的頻帶利用率與抗噪聲性能 (246)
8.2 交錯正交相移鍵控(OQPSK) (248)
8.2.1 OQPSK原理 (248)
8.2.2 OQPSK調制與解調 (249)
8.3 最小頻移鍵控(MSK) (250)
8.3.1 MSK信號的基本原理 (251)
8.3.2 MSK信號的調制與解調 (253)
8.3.3 MSK信號的功率譜與誤碼率 (255)
8.4 高斯最小頻移鍵控(GMSK) (256)
8.5 正交頻分復用(OFDM) (257)
8.5.1 OFDM原理 (258)
8.5.2 OFDM的頻帶利用率 (259)
8.5.3 OFDM的調制與解調 (260)
8.5.4 OFDM的主要優缺點 (261)
8.6 MATLAB仿真舉例 (262)
8.7 本章小結 (265)
思考題 (266)
習題 (266)

第9章 差錯控制編碼 (267)
9.1 差錯控制技術簡介 (267)
9.2 差錯控制編碼基礎 (268)
9.2.1 差錯控制編碼的分類 (268)
9.2.2 差錯控制編碼的基本原理 (268)
9.2.3 幾種簡單差錯控制編碼方法 (270)
9.3 線性分組碼 (273)
9.3.1 線性分組碼基本原理 (273)
9.3.2 漢明碼 (277)
9.4 循環碼 (277)
9.4.1 循環碼基本原理 (277)
9.4.2 BCH碼和RS碼 (284)
9.5 卷積碼 (286)
9.5.1 卷積碼的編碼原理 (286)
9.5.2 卷積碼的譯碼原理 (290)
9.6 Turbo碼 (295)
9.7 MATLAB仿真舉例 (297)
9.8 本章小結 (301)
思考題 (302)
習題 (302)

第10章 同步原理 (304)
10.1 載波同步 (304)
10.1.1 插入導頻法 (304)
10.1.2 直接提取法 (308)
10.1.3 載波同步系統的性能及影響 (314)
10.2 位同步 (316)
10.2.1 外同步法 (317)
10.2.2 自同步法 (318)
10.2.3 位同步的性能指標及誤差對性能的影響 (323)
10.3 幀同步 (325)
10.3.1 對幀同步系統的要求 (326)
10.3.2 實現幀同步的方法 (326)
10.3.3 幀同步的保護 (330)
10.3.4 幀同步系統的性能 (331)
10.4 網同步 (332)
10.4.1 網同步的基本概念 (333)
10.4.2 網同步方法 (333)
10.5 本章小結 (336)
思考題 (337)
習題 (337)

第11章 數字通信的典型應用 (338)
11.1 光纖通信 (338)
11.1.1 光纖通信概述 (338)
11.1.2 光纖和光纜 (340)
11.1.3 光纖通信系統 (346)
11.1.4 SDH光纖通信 (348)
11.2 數字微波中繼通信 (351)
11.2.1 微波及其通信 (351)
11.2.2 微波中繼通信系統 (353)
11.2.3 數字微波通信設備 (354)
11.3 現代交換技術 (356)
11.3.1 交換技術概述 (356)
11.3.2 電話交換技術 (359)
11.3.3 分組交換技術 (362)
11.4 本章小結 (364)
思考題 (365)

附錄A 常用通信名詞中英對照 (366)
附錄B MATLAB常用命令與函數 (369)
附錄C 部分習題參考答案 (375)
主要參考文獻 (383)

書摘/試閱

高版本的MAILAB語言是建立在流行的C++語言基礎上的,其語法特征與c++語言十分相似,而且更為簡單,符合科技人員對數學表達式的書寫格式。MATLAB語言可移植性好,可拓展性極強,這也是MATLAB能夠深入到科學研究及工程計算各個領域的重要原因。
MATLAB在函數圖形繪制方面也同樣具有很強的優勢,可以將向量和矩陣用圖形表現出來,并進行多種形式的標注。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖像處理、動畫和表達式作圖。高版本的MATLAB對整個圖形處理功能作了很大的改進和完善,使它在圖形的光照處理、色度處理以及四維數據的表現等方面具有出色的處理能力。對一些特殊的可視化要求,例如圖形對話等,MATILAB也有相應的功能函數,保證了用戶不同層次的要求。另外,MATLAB還在圖形用戶界面(GUI)的制作上作了很大的改善,使得對這方面有特殊要求的用戶能夠得到滿足。
MATLAB對許多專門的領域開發了功能強大的模塊集和工具箱,用戶可以直接使用工具箱進行學習和應用而不需要自己編寫代碼。目前,MAT[。AB已經把工具箱延伸到了科學研究和工程應用的諸多領域,如通信、信號處理、圖像處理、數據采集、數據庫接口、小波分析、優化、電力系統仿真等。
1.8.2通信仿真技術
實際的通信系統是功能結構相當復雜的系統,對這個系統作出的任何改變都可能影響到整個系統的性能和穩定。因此,在對原有的通信系統作出改進或建立一個新系統之前,通常對這個系統進行建模和仿真,通過仿真結果衡量方案的可行性,從中選擇最合理的系統配置和參數設置,然後再應用到實際系統中,這個過程就是通信仿真。
在對通信系統進行仿真之前,首先需要研究通信系統的特性,通過歸納和抽象建立通信系統的仿真模型。通信系統仿真是一個往復的過程,它從當前系統出發,通過分析建立起一個能夠在一定程度上描述原通信系統的仿真模型,然後通過仿真實驗得到相關數據。通過對仿真數據的分析可以得到相應的結論,然後把這個實驗結論應用到對當前通信系統的改造中。如果改造後通信系統的性能并不像仿真結果那樣令人滿意,還需要重新實施通信系統仿真,這時候改造後的通信系統就成了當前系統,并且開始新一輪的通信系統仿真過程。因此,通信系統仿真一般分為3個步驟,即仿真建模、仿真實驗和仿真分析。這3個步驟可能需要循環執行多次之後才能獲得滿意的結果。

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