数字通信理论与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

作  者:易克初 等 著作 定  价:55 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2013年10月01日 页  数:302 装  帧:平装 ISBN:9787121206924 《数字通信理论与系统》对通信系统结构和信号处理方法的描述，尽可能采用复数域数字信号处理方式；对于一些重要概念和学术思想，特别是作者所提出的新方法和新观点，都有数学推导或证明，因而便于读者深入理解、引伸扩展和灵活运用。  ●第1章 绪论 (1)
●1.1 信息化社会中的数字通信 (1)
●1.2 通信系统和通信信道 (1)
●1.2.1 通信系统的基本结构 (1)
●1.2.2 通信信道 (2)
●1.3 通信数字化 (4)
●1.4 本书的主要内容和教学方法 (5)
●第2章 数字通信的数学基础 (6)
●2.1 信号 (6)
●2.2 信号的空间表示 (7)
●2.2.1 信号的复数形式表示 (7)
●2.2.2 带通线性系统的复数形式描述 (9)
●2.2.3 矢量及其内积空间 (9)
●2.2.4 矩阵 (11)
●2.2.5 连续波信号的空间表示 (14)
●2.3 描述信号和系统最常用的两种正交变换 (16)
●2.3.1 傅里叶变换 (16)
●2.3.2 Z变换 (18)
●2.4 随机变量及其统计特性 (19)
●2.4.1 随机变量及其函数的概率分布 (19)
●部分目录

内容简介

本书是信息传输领域中综合性、理论性和系统性较强的一本教材；内容包括：数字通信的数学基础、通信信源与信源编码、数字调制与基带传输、理想高斯白噪声信道条件下的数字解调、载波同步与符号同步、通信信道与无线链路、信道编码、扩频通信、信道均衡、多信道协同传输和多用户通信技术等；各章后附有习题。本书既适于通信领域研究生作为学位课教材，也适于通信相关领域的科技工作者学习和应用参考。本书对通信系统结构和信号处理方法的描述，尽可能采用复数域数字信号处理方式；对于一些重要概念和学术思想，特别是作者所提出的新方法和新观点，都有数学推导或证明，因而便于读者深入理解、引伸扩展和灵活运用。

《信号的奥秘：信息传递的科学与艺术》 引言：穿越时空的对话 自古以来，人类便渴望跨越空间的阻隔，传递彼此的思想和情感。从古老的烽火狼烟，到近代的电报电话，再到如今掌中的智能终端，信息的传递方式一直在演进，其背后蕴含的科学原理也愈发深邃。本书《信号的奥秘：信息传递的科学与艺术》并非一本枯燥的技术手册，而是一次对信息传递本质的深入探索，一次对声音、图像、文字如何化为比特流，又如何穿越喧嚣世界抵达另一端的追寻。我们将一同揭开隐藏在日常通信背后的迷人面纱，理解那些让我们能够瞬息万里、触及全球的“信号”究竟是如何运作的。 第一篇：信号的语言——无声的叙述者 在万物皆有“信号”的宇宙中，我们首先需要理解信号的本质。信号，不过是物理世界的一种载体，它承载着信息，如同信使传递书信。本书的第一部分将带领读者走进信号的世界。 第一章：万物的脉搏——信号的定义与分类 我们将从最基础的概念入手，定义什么是信号，它是如何产生的，以及它在物理世界中的表现形式。信号并非仅仅是电子脉冲，它可以是声波的振动，光波的闪烁，甚至可以是温度的升降。我们将深入探讨信号的两种基本类型：模拟信号和数字信号。模拟信号如同一条连续变化的河流，细腻地反映着被描述的状态；而数字信号则像跳跃的台阶，以离散的数值精确地编码信息。我们会用生动形象的比喻来阐释这两者的区别，例如用一条平滑的曲线描绘音乐的音量变化（模拟信号），而用二进制的0和1来表示一串数字（数字信号）。这一章，我们将学习如何区分它们，理解它们的优缺点，以及为什么数字信号在现代通信中占据主导地位。 第二章：频谱的万花筒——信号的数学之美 一个复杂的信号，能否被分解成更简单的部分？傅里叶变换，这个看似高深的数学工具，正是揭示信号内在结构的钥匙。在本章中，我们将以一种直观的方式，探讨信号的频率成分。想象一下，一首交响乐，它的丰富和声，其实是由无数个不同频率和振幅的纯音叠加而成。傅里叶变换正是将这种复杂的“乐曲”分解成各个“纯音”的过程。我们将理解频谱图的意义，它如同信号的DNA，揭示了信号的“味道”和“构成”。我们将探讨低频信号（如缓慢变化的声音）和高频信号（如尖锐的哨音）在频谱上的不同表现，以及它们在信息传递中的作用。理解信号的频谱特性，是理解后续通信技术的基础，它就像是学会了信号的“语言”。 第三章：噪声的干扰——信息传递的挑战 没有任何信号能够完美无瑕地穿越空间。噪声，这个无处不在的“捣乱者”，是信息传递过程中最大的敌人。本章将深入探讨噪声的来源及其对信号的影响。从来自宇宙深处的射电噪声，到电子设备产生的热噪声，再到我们日常生活中可能遇到的各种干扰，噪声无处不在。我们将分析噪声如何扭曲信号，导致信息失真，甚至完全丢失。我们会用一个简单的例子来演示，就像在嘈杂的派对上，我们很难听清楚朋友在说什么，信号在噪声的海洋中同样会变得模糊不清。理解噪声的本质，是为了更好地应对它，并为后续的抗干扰技术奠定基础。 第二篇：信息的编织——编码与压缩的艺术 在将信息转化为信号发送之前，我们还需要对信息进行巧妙的“编织”，使其更适合传输，并占用更少的资源。 第四章：数字的魔方——信源编码的奥秘 如何用最少的二进制比特来表示原始信息？这就是信源编码要解决的问题。本章将介绍各种信源编码技术，它们的目标是去除信息中的冗余，使其更紧凑。我们会从最简单的等长编码，介绍到更高效的变长编码，例如霍夫曼编码。想象一下，在写一本书时，我们不会给每一个字母都分配同样多的空间，而是一些更常用的字母（如“a”，“e”）会占用更少的空间，而一些不常用的字母（如“z”，“q”）则占用更多的空间。信源编码正是利用了信息中各部分出现频率的差异，来达到压缩的目的。我们将通过一些实际例子，比如文本压缩（如ZIP文件），来体会信源编码的威力。 第五章：安全的卫士——信道编码与差错控制 当信号在信道中传输时，噪声和干扰可能会导致比特错误。信道编码就像给信息穿上了一层“防护服”，增加了传输的可靠性。本章将详细介绍信道编码的基本原理。我们将学习海明码、循环冗余校验码（CRC）等经典的纠错编码方法。想象一下，我们在传递一个重要的密码时，为了防止对方误读，我们会在密码的后面附加一些特殊的校验码。接收方可以通过这些校验码来检查密码是否被篡毁，甚至在某些情况下，能够自动纠正错误。我们将用通俗易懂的例子来解释这些编码如何检测和纠正错误，确保信息的准确性。 第六章：空间的节约——信息压缩的策略 不仅仅是信源编码，还有更广泛的信息压缩技术，它们能够显著减少数据量，从而提高传输效率和存储空间。本章将探讨一些经典的信息压缩算法，如Lempel-Ziv算法（LZ系列）和香农-范诺编码。我们会以图像压缩（如JPEG）和音频压缩（如MP3）为例，来展示这些压缩技术是如何工作的。例如，一张包含大片天空的图片，很多像素的颜色是相似的，压缩算法就可以只记录“从这里到那里，颜色都是蓝色”，而不是逐个记录每一个像素的颜色。我们会强调，压缩的本质并非“丢失”信息，而是在保证感知质量的前提下，去除人眼或人耳难以察觉的冗余。 第三篇：信息的飞跃——调制与解调的舞蹈 信息经过编码后，需要以某种形式“携带”到传输介质中。调制与解调，就是信息与载波信号之间一场精妙的“舞蹈”。 第七章：信号的变形术——幅度、频率与相位调制 本章将深入探讨通信中最核心的技术之一：调制。调制就是将我们要传输的信息信号（基带信号）“嫁接”到一个高频的载波信号上，使其能够有效地在空间中传播。我们将详细介绍三种基本的调制方式：幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。我们可以将载波信号想象成一辆汽车，而我们要传输的信息就是乘客。AM就像改变汽车的速度来传递信息，FM就像改变汽车的颜色，PM就像改变汽车的行驶方向。我们会分析不同调制方式的优缺点，以及它们在不同通信场景下的应用，例如收音机使用的FM广播，以及早期的AM广播。 第八章：还原的艺术——解调的技术 接收端接收到的信号，是经过调制、传输，并可能受到噪声干扰的。解调，就是从接收到的混合信号中，准确地“提取”出原始信息的过程。本章将介绍各种解调技术，它们是调制技术的“镜像”。我们将学习如何从被调制过的载波信号中，恢复出原始的基带信号。如同侦探从复杂的线索中抽丝剥茧，解调器也需要精确地识别出载波信号的哪些属性（幅度、频率或相位）被用来编码信息，并将其还原。我们将探讨同步解调和异步解调的概念，以及它们在实际通信系统中的重要性。 第九章：多样的信道——无线、有线与光纤的通信 信息传递的“道路”多种多样，每一种都带来了独特的挑战和机遇。本章将对不同的通信信道进行概述。我们将探讨无线通信，包括广播、电视、手机通信等，理解无线电波如何穿越空气传播。我们将介绍有线通信，如电话线、同轴电缆等，分析它们在信号传输方面的特点。最后，我们将聚焦于光纤通信，理解光信号如何以惊人的速度在玻璃纤维中穿梭，以及它在现代高速网络中的关键作用。我们会简要介绍每种信道的物理特性，以及它们对信号传输带来的影响，例如带宽限制、衰减和干扰等。 第四篇：系统的脉络——通信系统的架构与设计 理解了信号、编码、调制等基本原理，我们就可以开始构建一个完整的通信系统。 第十章：从源头到终点——通信系统的基本架构 一个完整的通信系统，如同一个精密的工厂，有着清晰的流程和分工。本章将勾勒出通信系统的整体框架。我们将介绍系统的主要组成部分：信源、信宿、发送端、接收端、信道以及各种处理模块，如编码器、调制器、解调器、解码器等。我们会用一个简化的端到端通信流程图，来展示信息是如何从一个点出发，经过一系列处理，最终到达另一个点的。我们会强调各个模块之间的协同工作，以及它们在保证通信质量和效率方面所扮演的角色。 第十一章：信号的测量与评估——性能指标的考量 如何衡量一个通信系统的“好坏”？本章将介绍评估通信系统性能的关键指标。我们将深入理解信噪比（SNR）的重要性，它直接关系到信号的清晰度。我们将探讨误码率（BER），它反映了信息传输的准确性。此外，我们还会介绍带宽、传输速率、延迟等重要的性能参数。我们会用生动的方式解释这些指标的含义，例如高信噪比意味着我们在安静的房间里听音乐，而低误码率则意味着我们收到的信息没有出现错别字。理解这些指标，是为了在设计和优化通信系统时，能够做出明智的权衡。 第十二章：信号的处理与实现——硬件与软件的协同 通信系统并非空中楼阁，而是由实实在在的硬件和精密的软件共同驱动。本章将对实现通信系统的关键技术进行概述。我们将简要介绍数字信号处理器（DSP）在现代通信中的作用，它们是处理高速数字信号的“大脑”。我们将触及软件无线电（SDR）的概念，它使得通信系统的灵活性得到了极大的提升。此外，我们还将探讨数字滤波器、模数/数模转换器（ADC/DAC）等关键器件的功能。我们会强调，硬件的性能和软件的算法设计，共同决定了通信系统的效率和能力。 结语：永无止境的探索 《信号的奥秘：信息传递的科学与艺术》的旅程即将结束，但对信息传递的探索，永无止境。从最微小的比特跳跃，到跨越星辰大海的信号，人类对沟通的渴望，驱动着科学的每一次飞跃。本书希望能够点燃您对通信科学的好奇心，让您在享受便捷通信的同时，也能领略到其中蕴含的科学之美。在未来的日子里，我们期待看到更多创新的通信技术涌现，将我们的世界连接得更加紧密，让信息的力量，惠及每一个人。