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页数:231

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出版时间:2004-3

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787505367074

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• 通信原理
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《现代信号处理与系统分析》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代信号处理与系统分析的知识体系，内容涵盖从基础理论到前沿应用，力求理论与实践相结合，尤其侧重于工程应用中的实际问题。本书适合于电子信息工程、通信工程、控制科学与工程、声学、医学工程等领域的本科生、研究生以及相关领域的工程师和研究人员。 第一部分：信号与系统基础 本部分是理解后续高级主题的基石。我们从最基本的信号表示入手，详尽阐述了连续时间和离散时间信号的数学描述，包括典型信号（如冲激函数、阶跃函数、正弦信号）的性质与变换。 傅里叶分析的深化： 不仅仅是介绍傅里叶级数和傅里叶变换，更深入探讨了它们的收敛性、帕塞瓦尔定理在能量分析中的应用，以及如何利用频域特性来理解信号的带宽和失真。对周期信号和非周期信号的频谱分析进行了细致的区分和对比。 线性时不变（LTI）系统理论： 详细分析了LTI系统的核心特性——卷积积分（或求和）。通过对系统脉冲响应（冲激响应）的深入探讨，读者将理解系统如何通过卷积操作来修改输入信号。我们引入了稳定性、因果性等关键系统属性的严格数学定义，并探讨了这些属性在实际电路和算法设计中的意义。 拉普拉斯变换与Z变换： 这是连接时域和频域的强大工具。本书不仅教授如何进行标准变换，更侧重于利用这些变换来求解微分方程和差分方程。对复平面上的收敛域（ROC）的几何解释给予了充分的篇幅，这对于理解系统稳定性至关重要。Z变换部分特别强调了离散系统分析的特性，如双边Z变换和单边Z变换的应用场景。 第二部分：随机信号处理与最优估计 现代信息系统（如无线通信、雷达、传感器网络）的输入信号往往受到噪声的干扰，因此，随机信号处理是不可或缺的一环。 概率论与随机过程回顾： 提供了必要的概率论基础回顾，重点放在随机变量的联合分布、矩分析以及高斯过程的特性。 平稳随机过程分析： 核心在于理解自相关函数和功率谱密度（PSD）的概念及其相互关系（维纳-辛钦定理）。我们详细分析了宽带平稳过程和窄带过程，以及它们在调制解调中的作用。 线性滤波器的设计与分析： 针对随机输入信号，本章着重介绍如何设计滤波器以实现特定的目标，例如噪声抑制或信号增强。重点讨论了维纳滤波器的推导与应用，它代表了线性最小均方误差（MMSE）估计的巅峰，适用于已知信号统计特性的场景。 谱估计方法： 对功率谱密度的估计方法进行了系统性梳理，区分了非参数方法（如周期图法）和参数方法（如自回归AR模型）。对于高分辨率谱分析，如最大熵法（MEM）和子空间方法（如MUSIC、ESPRIT），提供了清晰的数学框架和实现思路。 第三部分：离散时间信号处理（DSP）与滤波器设计 随着数字技术的发展，离散时间信号处理成为核心技术。本部分聚焦于数字滤波器的理论、设计与实现。 离散时间系统的分析工具： 详细阐述了Z变换在离散系统分析中的地位，以及转移函数（Transfer Function）的概念。 数字滤波器的两大类： 无限脉冲响应（IIR）滤波器： 主要基于连续时间滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的模拟-数字变换（双线性变换或脉冲不变法）进行设计。我们深入讨论了模拟原型滤波器的选择标准、频率映射的非线性效应及其校正。 有限脉冲响应（FIR）滤波器： 强调其线性相位特性带来的优势。重点介绍窗函数法（如汉宁窗、海明窗）和频率采样法的具体设计步骤，以及优化算法（如Parks-McClellan算法）在实现最优幅度响应中的作用。 滤波器结构与实现： 探讨了直接形式、级联形式、并行形式等数字滤波器的基本实现结构，并分析了量化噪声、溢出等在定点运算中对实际性能的影响，这是从理论走向硬件的关键一步。 第四部分：快速变换与时频分析 在现代计算平台中，变换的效率至关重要。本部分聚焦于快速傅里叶变换（FFT）及其在更复杂分析中的应用。 快速傅里叶变换（FFT）算法： 详细剖析了蝶形运算的基本原理，重点讲解了基-2 FFT（尤其是库利-图基算法）的分解结构和计算复杂度优势。也简要介绍了其他优化算法（如混合基FFT）。 多速率信号处理基础： 介绍了采样率变化技术，包括上采样（插值）和下采样（抽取）的原理和实现方法（如使用半速率滤波器），这在信道带宽匹配中至关重要。 时频分析导论： 认识到傅里叶变换在处理非平稳信号时的局限性（无法同时提供精确的时间和频率信息），本书引入了短时傅里叶变换（STFT）和小波变换（Wavelet Transform）。STFT部分侧重于窗口选择对分辨率的权衡。小波变换部分，从离散小波变换（DWT）的滤波器组实现入手，展示了其在信号去噪和特征提取中的强大能力。 本书特色与深度 本书的叙述风格严谨而不失清晰，所有核心公式均提供详尽的推导过程，并辅以大量的图示和算例，确保读者不仅“知道”如何做，更能“理解”为何要这样做。在章节末尾，设置了具有挑战性的思考题和工程实践环节，引导读者将理论知识应用于实际的系统设计和仿真验证中，例如：利用维纳滤波器设计一个通信信道均衡器，或利用DWT实现一个音频信号的去噪算法。本书内容深度适中，足以支撑后续高阶的专业课程学习和工程实践。

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我必须承认，《通信原理》这本书，在某些章节的深度和广度上，让我颇感震撼。我一直对“编码”这个词语的应用场景感到好奇，它似乎无处不在，但其原理却鲜为人知。这本书，尤其是关于差错控制编码的部分，为我揭示了其背后的奥秘。书中对海明码、循环冗余校验码（CRC）等基本编码方法的讲解，虽然需要一些数学基础，但作者的循循善诱，让我能够逐步理解它们是如何通过添加冗余位来检测和纠正传输错误。这种“智慧”的设计，让我觉得通信系统就像一个“安全卫士”，它不仅要负责信息的传输，还要竭尽全力地保护信息免受干扰。更让我惊叹的是，书中对卷积码和Turbo码等更高级编码的介绍，虽然我还没有完全理解其复杂的数学原理，但它们所能达到的近乎香农极限的纠错能力，足以让我感受到通信技术的强大和精妙。这本书让我看到了，通信的本质，是一场在不确定环境中，与错误进行的智慧较量。

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读完《通信原理》的某些章节，我感觉自己仿佛置身于一个巨大的信息洪流之中，而这本书则是我手中的一张详尽的地图，指引我如何穿越这片复杂的海洋。尤其是关于数字信号处理的部分，我一直对傅里叶变换、卷积等概念感到困惑，总觉得它们是数学家们的“黑魔法”。然而，书中从信号的时域和频域特性入手，用大量图例和直观的解释，让我逐渐领悟到这些工具的强大之处。比如，当讲解采样定理时，作者不仅仅给出了公式，还通过模拟信号被“截断”后再恢复的场景，生动地展示了欠采样和过采样的后果，这让我深刻理解了数字化的重要性和局限性。此外，书中对编码技术（如海明码、卷积码）的介绍也让我受益匪浅。我过去总以为这些编码只是为了传输更可靠，但通过书中对纠错原理的剖析，我才明白它们是如何在不增加过多冗余的情况下，有效地检测和甚至纠正传输过程中出现的错误。这种“智慧”的设计，让我对通信工程师的创造力佩服不已。书中的例子也十分贴近实际，例如它会提到在CDMA系统中，如何利用伪随机序列实现多址接入，这让我联想到我们现在手机信号的背后，竟然有着如此精妙的协调机制。这本书让我意识到，通信不仅仅是信息的传递，更是一门关于效率、可靠性和资源利用的艺术。

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这本书带给我的，是一种从宏观到微观、从理论到实践的全面认知。我一直对“调制”这个概念很模糊，总觉得它只是一个技术术语。但《通信原理》通过对其不同类型的详细讲解，从最基本的幅度调制（AM）、频率调制（FM），到更复杂的相位调制（PM）和正交幅度调制（QAM），让我看到了它们是如何将原始信息“打包”到载波信号中的。书中对各种调制解调方式的优缺点分析，以及它们在不同应用场景下的适用性，让我明白了为什么不同的通信系统会选择不同的调制技术。例如，FM为何适合广播，而QAM为何是现代高速数据通信的基石。它让我看到了，调制不仅仅是将信息“搬运”到另一个频率，更是一种对信号资源进行高效利用和灵活组合的艺术。书中对星座图的运用，更是让我直观地理解了不同调制方式的“信息密度”和抗噪声能力。这本书让我意识到，通信的本质，是信息的“伪装”与“还原”，是信息的“编码”与“解码”，是信号的“塑造”与“解密”。

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我必须说，《通信原理》这本书在塑造我对信息传输的理解上，起到了至关重要的作用。它不仅仅是罗列公式和定理，而是通过层层深入的讲解，将通信的每一个环节都梳理得清晰明了。我尤其喜欢书中关于“衰落”和“选信”的章节。我过去一直以为无线信号是稳定不变的，但这本书让我意识到，在实际的无线环境中，信号会因为各种原因（反射、散射、衍射）而发生衰落，甚至出现深度的衰落，导致通信质量急剧下降。书中所介绍的各种衰落模型，以及应对这些衰落的策略，比如分集接收、均衡技术，都让我大开眼界。这不仅仅是理论上的探讨，而是直接关系到我们日常通信的稳定性和可靠性。而且，书中对于“信道估计”和“同步”技术的讲解，也让我明白了为什么我们的手机能够持续地与基站保持连接，并且在复杂的环境中也能维持稳定的通话。这些隐藏在技术背后的精妙设计，通过这本书的详细阐述，让我肃然起敬。它让我明白，通信的稳定，绝非偶然，而是无数智慧的结晶。

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《通信原理》这本书，为我打开了一个全新的认知维度。我一直以为通信就是简单的信息传递，但这本书让我看到了其背后所蕴含的深刻的数学原理和工程智慧。我特别欣赏书中关于“采样”和“量化”的章节。在接触这本书之前，我从未真正理解过为什么模拟信号需要被转换为数字信号，以及这个转换过程中会发生什么。作者通过形象的图示和严谨的数学分析，让我清晰地看到了采样定理的普适性，以及量化误差的产生和影响。它让我明白，数字通信的根基，就在于将连续的信号离散化，而这个过程的精确性，直接决定了最终的通信质量。书中对于PCM（脉冲编码调制）的讲解，更是将这些概念融会贯通，让我看到了一个完整的数字通信流程。它让我觉得，通信工程师就像是精密的“测量师”，他们不仅要准确地捕捉信息，还要在转换和传输过程中，最大限度地减小信息的损失。这本书让我看到了数字世界与模拟世界的奇妙连接。

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坦白说，在阅读《通信原理》之前，我对于“信息”的理解，仅仅停留在文字、声音、图像这些具体的形式上。这本书，则让我看到了信息的更深层次的含义。它通过香农的信息论，将信息抽象化为“不确定性的减少”，这让我眼前一亮。书中对信息熵的解释，以及其在通信中的应用，让我理解了为什么不同的信息源，其携带的信息量是不同的。更重要的是，它让我明白了通信的根本目的，就是降低接收方的信息不确定性。书中对信道容量的定义，以及它如何受到带宽和信噪比的限制，让我对通信系统的设计有了更宏观的认识。我开始明白，为什么在某些情况下，即使我们拥有很高的带宽，也无法实现无限快的数据传输。这种对信息本质的探讨，让我觉得这本书不仅仅是关于技术，更是关于“知识”和“理解”本身的哲学思考。它让我意识到，通信的本质，是对“未知”的探索和对“确定性”的追求。

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这本书带给我最深刻的感受，是它如何将那些看似复杂的通信技术，拆解成一个个易于理解的基本单元。我曾经对“噪声”这个词语有过很多误解，总觉得它仅仅是干扰。但《通信原理》通过对不同类型噪声的详细分析，从热噪声到白噪声，再到带限噪声，让我理解了噪声的物理根源和它对信号的影响机制。书中对信噪比（SNR）的讲解，更是让我明白了为什么在信号微弱或者噪声较大的环境中，通信质量会明显下降。它就像是一个“容忍度”的度量，决定了信号能否在噪声的海洋中被清晰地识别出来。而且，书中对各种信号检测和判决方法的介绍，也让我明白了通信系统是如何在充满不确定性的环境中，做出尽可能准确的判断。特别是关于最大似然检测和最小均方误差估计的原理，虽然涉及一些数学推导，但作者通过生动的例子，让我能够理解它们背后的逻辑。这本书让我意识到，通信不仅仅是发送信息，更是如何在不可避免的干扰下，尽可能准确地还原信息。

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这本书带给我最大的惊喜，在于它将那些抽象的通信理论，通过生动形象的例子和细致入微的分析，变得触手可及。我一直对“信道”这个概念很模糊，总觉得它只是一个物理的媒介。但《通信原理》通过对不同传输介质（同轴电缆、光纤、自由空间）的特性分析，以及不同频率下信号传播损耗、衰落等现象的解释，让我深刻理解了信道的复杂性和对通信质量的影响。书中对于多径效应的阐述尤其精彩，通过模拟信号在不同路径上传播并相互干涉的场景，我才明白为什么在某些地方手机信号会突然变差，或者无线信号会出现“鬼影”。这种接地气的解释，让我觉得通信原理不再是实验室里的理论，而是深深地影响着我们日常生活的技术。另外，书中对噪声的分类和处理也让我印象深刻。从热噪声到干扰噪声，不同的噪声来源和特性，以及与之对应的抑制方法，都得到了详细的讲解。特别是对限带信道和宽带信道的区分，以及它们对信息传输速率的影响，让我对通信系统的设计有了更全面的认识。这本书让我感觉，通信工程师就像是在与大自然中的各种“干扰”进行一场智慧的博弈，而这些理论就是他们手中最锋利的武器。

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这本《通信原理》真是让我大开眼界，原本以为自己对无线电信号的世界已经有所了解，但这本书从最基础的概念出发，层层递进，把那些曾经觉得玄乎其玄的传输、调制、解调原理讲得如此透彻。特别是关于香农定理的部分，作者用非常形象的比喻，将信息论的精髓展现在我面前。我一直以为“信道容量”是一个非常抽象的概念，但通过书中对不同噪声模型和编码方式的详细分析，我才真正理解了它的物理意义和在实际通信系统设计中的重要性。书中的数学推导虽然严谨，但作者总能穿插一些历史发展的小故事，或者某个关键实验的由来，让整个学习过程变得生动有趣，而不是枯燥的公式堆砌。我特别喜欢其中关于早期无线电通信的一些章节，从马可尼的实验到早期电话的普及，历史的脉络清晰可见，也让我对通信技术的发展有了更深刻的认识。另外，书中对于不同调制方式的优缺点对比分析也极为精彩，例如ASK、FSK、PSK以及QAM等等，通过图示和数学模型，我能清晰地看到它们在带宽效率、抗噪声能力等方面的权衡，这对于我理解当前各种无线通信系统（如Wi-Fi、蓝牙）的工作方式提供了坚实的基础。总而言之，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱，带领我一步步揭开通信世界的奥秘，让我从一个旁观者变成了一个能够理解其运作机理的“内行”。

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《通信原理》这本书，对我而言，与其说是一本技术书籍，不如说是一次深度的心灵洗炼。我一直对那些关于“信号”的描述感到有些神秘，总觉得它们是看不见摸不着的。但这本书，通过对信号的时域和频域表示，以及各种数学变换的详细介绍，让我对信号的本质有了全新的认识。它不仅仅告诉我们信号是什么，更重要的是，它教会我们如何“看懂”信号。特别是关于频谱分析的部分，我过去总以为信号就是简单的波形，但这本书让我明白，信号的本质是能量在不同频率上的分布。通过傅里叶变换，我们可以将一个复杂的信号分解成一系列简单的正弦波，这就像是用不同的音符来解读一首乐曲。这种分析方法，让我对调制的意义有了更深的理解。当我们将信息加载到载波上时，实际上是在改变载波的某些参数（幅度、频率、相位），而这些改变在频域上都有清晰的体现。书中对于“带宽”的解释也尤为到位，它不仅仅是一个数值，而是代表了信息传输的“空间”，不同的调制方式就是在争夺这个“空间”的有限资源。这本书让我感受到，通信的本质，是对信息在时间和频率维度上的精妙操控。

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