基本信息
書名：通信原理
定價：21.00元
作者：王建平,張寶劍,王軍濤著
齣版社：人民郵電齣版社
齣版日期：2007-09-01
ISBN：9787115166326
字數：301000
頁碼：182
版次：1
裝幀：平裝
開本：
商品重量：0.300kg
編輯推薦
內容提要
本書是麵嚮計算機相關專業的通信原理課程教材，主要講述通信係統的基本概念和模型，數據傳輸損耗和通信係統的性能衡量方法，常用的數字編碼和編碼方法，帛樣定理，脈衝調製技術，傅裏葉變換，數字信號的模擬調製技術，模擬信號的綫性調製和角度調製過程，FDM\TDM和WDM復用方式，差錯控製和流量控製，常見的數據鏈路通信控製規程，數據通信接口和設備等。
本書適閤計算機及其相關專業的通信原理課程，也可以作為計算機通信技術相關專業人員的參考書籍。
目錄
作者介紹
文摘
序言
《通信原理：核心概念、關鍵技術與前沿探索》 前言 信息時代浪潮奔湧嚮前，通信技術作為驅動這場變革的核心引擎，其發展日新月異，深刻地重塑著我們的生活、工作乃至整個社會的麵貌。從最初的電報、電話，到如今的移動互聯網、物聯網、5G/6G，通信技術的每一次飛躍都帶來瞭顛覆性的進步。而支撐這一切的，正是那些紮實而精深的通信原理。深入理解通信的本質，掌握其核心概念和關鍵技術，對於每一位投身通信領域的專業人士、相關行業的從業者，乃至對信息科學充滿好奇的學習者來說，都顯得尤為重要。 本書旨在係統地梳理和闡述通信原理的 foundational elements，不僅涵蓋瞭經典理論的精髓，更觸及瞭當前通信技術發展的前沿動態。我們力求在理論深度與實際應用之間找到最佳平衡點，以清晰易懂的語言，輔以嚴謹的數學推導和生動的工程實例，幫助讀者構建起完整的通信知識體係。通過本書的學習，您將能夠： 洞察信息傳輸的本質： 理解信息是如何被編碼、調製、傳輸、解調並最終恢復的，掌握信號在信道中傳播的規律與挑戰。 掌握關鍵技術細節： 深入剖析各種調製解調技術、信道編碼技術、多址技術、均衡技術等，理解它們的設計思想、性能權衡與實現方式。 領略現代通信係統的架構： 認識現代通信係統（如蜂窩移動通信、無綫局域網、光通信係統等）的組成部分、工作流程及其核心技術。 展望未來發展趨勢： 瞭解人工智能在通信領域的應用、下一代移動通信（6G）的關鍵技術方嚮以及其他新興通信技術的發展前景。 本書內容結構清晰，邏輯嚴謹，適閤作為通信工程、電子信息工程、計算機科學與技術等相關專業的本科生、研究生教材，也可供從事通信設備研發、網絡規劃與優化、通信係統設計等工作的工程師作為參考書籍。我們相信，紮實的理論基礎是解決復雜工程問題、進行技術創新的關鍵。希望本書能為您打開通往精彩通信世界的大門。 第一部分：通信係統的基石——信號與係統 通信的本質是信息的傳遞，而信息在通信係統中是以信號的形式存在的。理解信號的特性以及係統如何處理信號，是掌握通信原理的第一步。 第一章：信號的分類與錶示 我們將從信號的齣發點開始，詳細介紹各種信號的類型。 連續信號與離散信號： 探討信號在時間域和幅度域上是否連續，以及它們在物理世界和數字係統中的對應關係。例如，聲波是連續信號，而數字音頻是離散信號。 周期信號與非周期信號： 定義周期信號的周期性特徵，並介紹傅裏葉級數作為錶示周期信號的強大工具。非周期信號則需要傅裏葉變換來分析其頻譜。 能量信號與功率信號： 根據信號的能量和功率的有限性，區分這兩種信號類型，並介紹它們的數學錶示方法。 確定信號與隨機信號： 區分能夠精確預測其未來值的確定信號（如正弦波）與無法精確預測但具有統計規律的隨機信號（如噪聲）。 信號的數學錶示： 介紹復指數信號、正弦信號等基本信號形式，以及它們在通信係統中作為分析工具的重要性。 第二章：係統分析基礎 通信係統可以將輸入信號轉換為輸齣信號，理解係統的數學模型至關重要。 綫性時不變（LTI）係統： 詳細講解 LTI 係統的定義及其重要性。綫性錶示係統對信號疊加的響應遵循疊加原理，時不變錶示係統特性不隨時間變化。 捲積： 深入闡述捲積運算，它是 LTI 係統分析的核心。通過捲積，我們可以確定任何輸入信號在 LTI 係統中的輸齣。 係統函數與頻率響應： 介紹係統函數（傳遞函數）的概念，它是係統在頻域的錶示，與輸入信號的傅裏葉變換相乘即可得到輸齣信號的傅裏葉變換。頻率響應則描述瞭係統對不同頻率分量的放大或衰減特性。 衝激響應： 解釋衝激響應是 LTI 係統的另一重要特徵，它描述瞭係統對單位衝激信號的響應，並且可以用來推導係統的係統函數。 第二部分：信息傳遞的理論基礎——信息論與信道 在將信息轉化為信號進行傳輸之前，我們需要理解信息的度量、編碼以及信號在傳輸過程中會遇到的“障礙”——信道。 第三章：信息論基礎 信息論是量化信息及其傳輸效率的學科。 信息量： 定義信息量的概念，即事件發生所帶來的不確定性減少的程度。事件發生的概率越低，其信息量越大。 熵： 介紹熵作為衡量信源不確定性的統計量。離散信源的熵是其所有可能輸齣的信息量期望值。 互信息： 定義互信息，它衡量瞭兩個隨機變量之間的統計依賴性，即一個變量的信息量有多少能夠被另一個變量所預測。 信道容量： 引入信道容量的概念，它是特定信道能夠可靠傳輸信息的最大速率。這是香農信息論的核心成果，指導著通信係統的設計極限。 第四章：通信信道 信道是信息傳輸的物理媒介，它會不可避免地引入失真和噪聲。 信道的分類： 介紹不同類型的信道，如加性高斯白噪聲（AWGN）信道、衰落信道、多徑信道等，並分析它們各自的特點。 噪聲： 詳細討論通信係統中常見的噪聲類型，如熱噪聲、散粒噪聲、乾擾等，以及它們對信號質量的影響。 失真： 分析信道引起的信號失真，包括幅度失真和相位失真，以及多徑傳播導緻的頻率選擇性衰落。 信道的數學模型： 介紹如何用數學模型來描述信道的特性，例如 AWGN 信道的輸入輸齣關係。 第三部分：數字通信的核心技術 數字通信是現代通信的主流，其核心在於如何將模擬信息轉化為數字信號，並高效、可靠地進行傳輸。 第五章：信號的采樣與量化 將連續的模擬信號轉換為數字信號是數字通信的第一步。 采樣定理（奈奎斯特定理）： 詳細闡述采樣定理，即為瞭無失真地恢復模擬信號，采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍。 量化： 介紹量化過程，即將連續的幅度值映射到離散的幅值級。討論均勻量化和非均勻量化，以及量化誤差的影響。 編碼： 介紹脈衝編碼調製（PCM）等基本編碼技術，將量化後的離散幅度值轉換為二進製碼。 第六章：基帶傳輸與帶通傳輸 數字信號的傳輸可以采用基帶或帶通方式。 基帶傳輸： 介紹直接傳輸數字信號的方法，如脈衝幅度調製（PAM）、脈衝寬度調製（PWM）、脈衝位置調製（PPM）等。重點分析瞭在基帶傳輸中可能遇到的碼間串擾問題，並引入瞭信道編碼和均衡技術來剋服。 帶通傳輸： 討論將基帶數字信號調製到高頻載波上進行傳輸的方法，以剋服基帶傳輸的限製（如頻率響應）。介紹主要的數字調製技術： 振幅鍵控（ASK）： 信號的幅度隨數字信號變化。 頻率鍵控（FSK）： 信號的頻率隨數字信號變化。 相移鍵控（PSK）： 信號的相位隨數字信號變化。 正交幅度調製（QAM）： 結閤瞭 ASK 和 PSK 的優點，通過幅度與相位的組閤來傳輸更多信息。 星座圖： 引入星座圖的概念，直觀地錶示各種調製方式下的信號點，便於理解其信息承載能力和抗噪聲能力。 第七章：信道編碼 為瞭提高通信的可靠性，抵抗信道噪聲和乾擾，我們需要在發送端對信息進行編碼，在接收端進行解碼。 差錯控製編碼的基本概念： 介紹編碼率、冗餘度、檢錯能力和糾錯能力等基本概念。 綫性分組碼： 詳細介紹 Hamming 碼、循環碼（如 BCH 碼、RS 碼）等經典綫性分組碼的構造原理、編碼和解碼方法，以及它們在不同應用場景下的性能。 捲積碼： 介紹捲積碼的編碼過程（移位寄存器和生成多項式）以及 Viterbi 譯碼算法，這是現代通信係統中應用最廣泛的糾錯碼之一。 Turbo 碼與 LDPC 碼： 介紹這兩類高性能現代編碼技術，它們接近香農極限的糾錯性能，是 3G、4G、5G 等現代移動通信係統的關鍵技術。 第八章：多用戶訪問與多址技術 在共享通信資源的場景下，需要有效的技術來允許多個用戶同時接入。 頻分多址（FDMA）： 將總的可用帶寬劃分為多個不重疊的子頻帶，每個用戶分配一個子頻帶。 時分多址（TDMA）： 將通信時間劃分為多個不重疊的時隙，每個用戶在一個或多個時隙內傳輸數據。 碼分多址（CDMA）： 為每個用戶分配一個唯一的擴頻碼，所有用戶在同一頻率和時間內傳輸，通過不同擴頻碼的正交性來區分用戶。 空分多址（SDMA）/多輸入多輸齣（MIMO）技術： 利用空間維度來區分用戶，通過多天綫技術實現。 第九章：均衡技術 在多徑傳播信道中，信號會産生多個副本，導緻接收端信號失真，産生碼間串擾。均衡技術用於補償這種失真。 均衡器的類型： 介紹綫性均衡器（如橫嚮濾波器）和非綫性均衡器。 均衡器的設計目標： 最小化碼間串擾，恢復原始信號。 自適應均衡： 介紹自適應均衡器的原理，它們能夠根據接收到的信號自動調整參數，以適應變化的信道特性。 第四部分：現代通信係統與前沿探索 在掌握瞭基礎理論和核心技術之後，我們將目光投嚮現代通信係統的實現和未來的發展方嚮。 第十章：現代通信係統架構 蜂窩移動通信係統： 介紹移動通信係統的基本構成（基站、移動終端、核心網），以及從 1G 到 5G 的演進曆程，重點闡述 4G/5G 中的關鍵技術，如OFDM（正交頻分復用）、MIMO、波束賦形等。 無綫局域網（WLAN）： 介紹 Wi-Fi 等無綫局域網的技術標準、工作原理及其在日常生活中的廣泛應用。 光通信係統： 介紹光縴通信的優勢、基本原理（光信號的産生、傳輸、接收），以及在長距離、大容量通信中的關鍵作用。 第十一章：前沿通信技術與發展趨勢 人工智能在通信中的應用： 探討 AI 如何應用於信道估計、信號檢測、網絡優化、資源管理等通信係統的各個環節，提升性能和智能化水平。 6G 通信願景與關鍵技術： 展望下一代移動通信（6G）可能具備的能力（如超高帶寬、超低時延、天地一體化、感知通信融閤等），以及其潛在的關鍵技術方嚮，如太赫茲通信、智能反射麵、通信感知一體化、AI 原生網絡等。 物聯網（IoT）通信： 介紹支持海量設備連接的低功耗廣域網（LPWAN）技術，如 LoRa、NB-IoT 等，以及它們在智能傢居、智慧城市等領域的應用。 區塊鏈在通信中的應用： 探討區塊鏈技術如何增強通信係統的安全性和隱私性，例如去中心化的身份認證、數據安全存儲等。 結語 通信原理是一門博大精深的學科，它既有深厚的理論根基，又與時俱進，不斷融閤新的技術理念。本書以係統性的視角，從信號的本質齣發，逐步深入到信息傳遞的理論、數字通信的核心技術，並最終展望瞭現代通信係統的架構和未來的發展前沿。我們希望通過本書的學習，讀者能夠建立起對通信原理的全麵、深刻的理解，為在信息時代的浪潮中劈波斬浪、勇攀高峰打下堅實的基礎。 通信的世界永無止境，探索的腳步也從未停歇。願本書成為您通信領域學習與探索的寶貴起點。
對於我而言，這本書就像一位嚴謹的導師，引導我在通信原理的海洋中探索。書中大量的公式推導和數學分析，雖然有些挑戰，但正是這種嚴謹性，讓我對通信背後的物理原理有瞭更深刻的理解。我之前一直對香農定理的意義感到模糊，但在閱讀這本書後，我纔真正體會到它在通信理論中的核心地位。書中對信道容量的講解，不僅給齣瞭數學公式，更闡述瞭其深遠的實際意義，讓我明白在有限的帶寬下，我們如何纔能最大化信息的傳輸效率。此外，書中對各種噪聲模型和抗噪聲乾擾的技術的介紹，也讓我受益匪淺。例如，對於匹配濾波器的解釋，非常清晰地說明瞭如何在噪聲背景下最大化信噪比，這對於理解實際通信係統的設計至關重要。盡管有些章節的數學推導較為復雜，但我能夠感受到作者們在努力讓讀者理解其背後的邏輯，而不是簡單地羅列公式。這本書的價值在於其深度和學術性，它為我打下瞭堅實的理論基礎，讓我對未來的學習和研究充滿瞭信心。