内容简介
《现代通信原理与技术简明教程(第二版)》全书分为三大部分,参考学时为80~ 120个,其中实验学时18个。
《现代通信原理与技术简明教程(第二版)》第一部分介绍现代通信原理与技术,包括:第1章绪论,第2章模拟调制技术,第3章模拟信号的数字化技术,第4章数字基带传输技术,第5章数字频带传输技术,第6章数字复用复接技术和同步原理,第7章差错控制编码技术和m序列;第二部分介绍现代通信系统,包括:第8章现代数字通信系统;第三部分是实验实训指导。
作者简介
张平川,河南漯河职业技术学院副教授。
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目录
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前言/序言
出版于2006年1月份的《现代通信原理与技术简明教程》由于通俗易懂、实验实训内容丰富,深受广大读者喜爱,原书已经多次重印。
鉴于通信技术的发展日新月异及广大读者建议,第二版对第一版部分内容进行适当调整,引入应用广泛的MATLAB仿真程序,以利于读者学习。
为保持第一版的风格,第二版将MATLAB仿真放到了每章的后面,有条件的读者可以根据需要运行所给的MATLAB程序,以加深对相关技术的认识。MATLAB广泛应用于工程领域,结合了出色的和易于使用的图形功能,有良好的计算能力。MATLAB的函数包含了预先生成丰富的库文件(M-文件),分析、处理和显示信号。MATLAB提供了功能丰富的应用工具箱,允许用户直接使用工具箱学习、应用和评估。此外,MATLAB代码非常简洁,能够用很少的代码行表达复杂的信号处理(模拟)算法。
全书分为三大部分,参考学时为80~120个,其中实验学时18个。本书第一部分介绍现代通信原理与技术,包括:第1章绪论,第2章模拟调制技术,第3章模拟信号的数字化技术,第4章数字基带传输技术,第5章数字频带传输技术,第6章数字复用复接技术和同步原理,第7章差错控制编码技术和m序列;第二部分介绍现代通信系统,包括:第8章现代数字通信系统;第三部分是实验实训指导。
《现代通信原理与技术简明教程(第二版)》:穿越时空的电波之舞 想象一下,您手中的手机,轻巧却能连接世界;家中的电视,绚丽多彩却能瞬间传递遥远的声音与影像;甚至您在网上浏览的每一条信息,背后都有一段跨越亿万光年的复杂旅程。这一切的奇迹,都源于人类对“通信”二字最深邃的探索与最精妙的应用。通信,这个看似日常的词汇,实则承载着信息洪流的传递,是现代文明不可或缺的基石,是连接人与人、信息与需求的桥梁。 我们今天要揭开神秘面纱的,是一本深入浅出、系统梳理现代通信技术发展脉络的著作——《现代通信原理与技术简明教程(第二版)》。它并非一本冰冷的教科书,而更像是一部详尽的指南,带领读者穿越通信技术的宏伟画卷,从最基础的信号载体,到如今高速、智能的无线网络,一步步领略其演进的奥秘。本书以“简明”为导向,力求在保证科学严谨性的同时,用最清晰易懂的语言,为读者构建起坚实的通信理论知识体系,为未来投身通信工程领域的学子和从业者打下坚实的基础。 第一章:通信的基石——信号与系统的奥秘 任何形式的通信,其核心都在于“信号”的产生、传输与接收。本章将从最根本的物理概念出发,揭示信号的本质。我们将会深入理解声音、光、电磁波等不同载体所承载的信息是如何被编码和转化的。例如,为什么麦克风能够将我们的声音转化为电信号?为什么电视信号能够传递丰富的图像?这一切的背后,都离不开对信号时域、频域特性的深刻剖析。 信号的分类与表示: 无论是连续信号还是离散信号,无论是模拟信号还是数字信号,我们都需要掌握它们的基本数学模型和表示方法。傅里叶变换,这一数学工具的瑰宝,将在这里揭示信号在不同“视角”下的模样,让我们看到信号的频率构成,这对于理解信号的传输、滤波以及抗干扰能力至关重要。 系统与响应: 信号的传输和处理,往往需要通过各种“系统”来完成。滤波器能剔除噪声,放大器能增强信号,调制器则能为信号披上“外衣”以便传输。本章将系统地介绍线性时不变系统(LTI)的性质,以及系统如何响应不同信号。理解系统的频率响应,就像理解一个音响设备对不同音调的反应,这直接影响到我们最终接收到的信息质量。 采样与量化: 要将连续的模拟信号转化为数字信号,就必须经历“采样”和“量化”两个关键步骤。采样是将连续的信号在时间轴上离散化,而量化则是将采样后的信号幅度值映射到有限的离散值。本章将深入探讨奈奎斯特采样定理,理解采样率对信息完整性的影响,以及量化误差的来源和控制方法。这就像我们用数码相机拍照,分辨率和色彩深度直接决定了照片的细腻程度。 第二章:信息传递的魔法——模拟通信技术 在数字通信大行其道的今天,回顾模拟通信的历史,能够帮助我们理解通信技术演进的逻辑。本章将聚焦于传统的模拟通信系统,讲述信息如何通过连续变化的信号波形进行传递。 幅度调制(AM)与频率调制(FM): AM是最早也是最简单的调制方式之一,它通过改变载波的幅度来携带信息。而FM则通过改变载波的频率来传递信息,其抗干扰能力更强,音质也更好,这解释了为何广播电台多采用FM。本章将深入剖析这两种调制方式的原理、优缺点以及在实际中的应用,例如AM广播和早期的调频广播。 相位调制(PM)与数字模拟转换: PM通过改变载波的相位来携带信息,与FM有着紧密的联系。在本章的最后,我们将触及数字模拟转换(DAC)的过程,为进入数字通信世界做好铺垫。 第三章:数字革命的引擎——数字通信原理 数字通信是现代通信的核心,它以离散的数字信号进行信息传递,具有抗干扰能力强、信息传输速率高、易于存储和处理等诸多优点。本章将成为全书的重点,带领读者深入数字通信的殿堂。 基带传输与带通传输: 基带传输是指信息信号不经过调制直接传输,适用于短距离通信。而带通传输则需要将信息信号调制到高频载波上进行传输,以适应无线信道的传输特性。本章将详细介绍这两种传输方式的原理和适用场景。 数字调制技术: 为了在数字信号中高效地编码和传输信息,各种数字调制技术应运而生。 幅度键控(ASK): 类似于模拟AM,通过改变载波幅度来表示0和1。 频率键控(FSK): 类似于模拟FM,通过使用不同的频率来表示0和1。 相位键控(PSK): 通过改变载波的相位来表示0和1。其更高级的形式,如正交相移键控(QPSK),能够传输更多信息。 幅度和相位联合键控(QAM): QAM结合了幅度和相位的变化,是目前高速率数据传输中最常用的调制技术之一,例如WiFi和4G/5G通信中都广泛应用。本章将深入分析这些调制方法的原理、星座图以及性能比较。 信号的检测与判决: 在接收端,如何从嘈杂的信号中准确地识别出原始的数字信息是关键。本章将介绍最优接收机的原理,以及匹配滤波、最大似然估计等概念,帮助理解信号判决的过程。 信道编码与解码: 实际通信信道并非完美,会引入噪声和错误。信道编码技术,如海明码、卷积码、Turbo码和LDPC码,能够向原始信息中添加冗余,从而在接收端检测并纠正错误。本章将详细讲解纠错编码的基本原理和常用方法,这是保证信息可靠传输的关键。 第四章:无限的连接——无线通信技术 从第一部手机的诞生,到如今人人不离手的智能设备,无线通信技术的飞速发展深刻地改变了我们的生活。本章将聚焦于无线通信的奥秘。 电磁波的传播特性: 理解无线通信,首先要理解电磁波在不同环境下的传播方式,如直射、反射、折射和绕射。这直接影响到信号的强度、衰减以及多径效应。 蜂窝通信系统: 手机通信之所以能够实现广泛覆盖,离不开蜂窝通信系统的设计。本章将介绍蜂窝网络的基本原理,包括基站、小区划分、频率复用等概念,以及从1G到5G的演进历程,重点阐述其关键技术,如FDMA、TDMA、CDMA和OFDMA。 无线接入技术: 除了蜂窝网络,WiFi、蓝牙等无线接入技术也极大地丰富了我们的通信方式。本章将介绍这些技术的原理、应用场景以及发展趋势。 天线与传播: 天线是无线通信的“耳朵”和“嘴巴”,其性能直接影响信号的发射和接收效率。本章将介绍不同类型天线的原理以及电磁波传播模型。 第五章:信息的安全卫士——信息安全与加密 在信息爆炸的时代,信息的安全性与私密性变得尤为重要。本章将探讨通信中的信息安全技术。 信息加密的基本原理: 我们将了解对称加密和非对称加密的基本概念,以及它们在通信中的应用。例如,HTTPS协议如何保障我们在网上购物时的信息安全。 数字签名与认证: 数字签名技术能够验证信息的来源和完整性,确保信息不被篡改。本章将介绍数字签名的原理及其在身份认证方面的作用。 通信安全协议: TLS/SSL、IPsec等通信安全协议是如何在网络层面上保障通信安全的,本章将进行简要介绍。 第六章:未来的呼唤——新一代通信技术展望 通信技术的进步永无止境。本章将展望通信领域的未来发展趋势,为读者描绘下一代通信的蓝图。 5G及未来通信(6G): 5G技术的高速率、低时延、大连接特性已经深刻地改变了我们的生活,而6G的研发也在如火如荼地进行。本章将对5G的核心技术进行回顾,并展望6G可能带来的革命性变化,如更高频率、更智能的网络、空天地一体化通信等。 物联网(IoT)通信: 物联网将万物互联,通信技术是其核心支撑。本章将探讨物联网通信的特点和挑战,以及相应的通信解决方案。 人工智能在通信中的应用: 人工智能正在重塑各个行业,通信领域也不例外。本章将探讨AI如何应用于网络优化、资源调度、故障诊断等方面。 《现代通信原理与技术简明教程(第二版)》并非仅仅停留在理论的讲解,它更注重将抽象的原理与实际应用相结合。书中穿插的丰富实例,生动地展示了通信技术在现实世界中的落地,例如手机通信的演进,无线局域网的工作原理,卫星通信的应用等等。每一个概念的引入,都伴随着对其实际意义的阐释,让读者能够深刻理解“为什么”和“如何”去应用这些知识。 本书的另一个显著特点是其“简明”的风格。在庞杂的通信理论面前,它提炼出最核心、最基础的知识点,避免了冗余和过度的数学推导,但又不失其科学的严谨性。对于初学者而言,这套教程就像一位耐心而博学的向导,能够带领他们在复杂的通信海洋中找到方向,建立起清晰的知识框架。对于有一定基础的读者,它则可以作为一次系统的梳理和知识的巩固,帮助他们更好地理解更深入的通信技术。 总而言之,《现代通信原理与技术简明教程(第二版)》是一本集科学性、系统性、实用性和前瞻性于一体的通信工程领域优秀教材。它不仅是通信工程专业学生宝贵的学习资料,也是任何对现代通信技术充满好奇、希望深入了解信息时代运行机制的读者们的理想选择。翻开它,您将不仅仅是学习知识,更是开启一场穿越时空的电波之舞,领略人类智慧与科技进步的璀璨光芒。
我是一名即将毕业的高职学生,在选择毕业设计课题的过程中,我查阅了大量的资料,最终被《现代通信原理与技术简明教程(第二版)》这本书所吸引。它在内容编排上非常符合我们的学习习惯,每一章节都由浅入深,循序渐进。我最看重的是书中对于通信协议的讲解,特别是TCP/IP协议栈的详细剖析,让我对网络通信的底层机制有了更清晰的认识。书中还对一些常见的通信故障排除技巧进行了介绍,这对于我们进行实际操作和项目开发非常有指导意义。我曾经在尝试搭建一个简单的局域网通信系统时遇到瓶颈,翻阅这本书后,我找到了关键的解决方法。此外,教程中关于通信安全和加密技术的讨论,也让我意识到在现代通信中,安全的重要性不容忽视,并为此后的项目设计提供了重要的考量。这本书的语言风格也十分亲切,没有过多的专业术语堆砌,即使是初学者也能快速上手,让我对未来的学习和工作充满了信心。我想说,对于我们这些即将步入社会的职场新人来说,这样一本既有理论深度又有实践指导意义的书籍,实在是太宝贵了。