通信原理

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出版者:清华大学出版社
作者:王秉钧、冯玉珉、田宝玉
出品人:
页数:464
译者:
出版时间:2006-11
价格:38.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787302124481
丛书系列:
图书标签:
  • 通信原理
  • 电子信息
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  • 通信原理
  • 信号与系统
  • 调制解调
  • 信道编码
  • 信息论
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  • 数字通信
  • 模拟通信
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  • 通信工程
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具体描述

本书全面系统地讲述现代通信系统的基本原理、基本性能、基本分析方法和应用。分书共分11章,包括绪论、信号与噪声分析、连续波调制系统、模拟信号的数字传输、数字信号的基带传输、数字信号的频带传输、常用现代数字调制技术、数字信号的最佳接收、多用户通信、信息论基础、信道编码等。本书对近年来新出现的通信体制和技术给予了充分重视。为了便于学习,各章均对本章要点做了介绍,并有小结、思考题、习题和MATLAB仿真实验题,并附有部分习题答案。

本书可作为高等院校电子信息类相关专业本科生教材,也可供科技工作者、工程技术人员参考或作为进修教材。

《数字信号处理基础与应用》 图书简介 一、 内容概述与学科定位 《数字信号处理基础与应用》是一部全面覆盖现代数字信号处理(DSP)核心理论、算法和实践技术的专业教材与参考手册。本书旨在为电子工程、通信工程、计算机科学、自动化控制以及声学、图像处理等相关领域的学生、工程师和研究人员提供一个深入且系统的知识体系。 本书的结构设计遵循“理论—算法—实现”的逻辑主线,确保读者不仅理解数字信号处理背后的数学原理,更能掌握如何将这些理论应用于解决实际工程问题。我们专注于数字信号处理在信息获取、传输、存储和分析中的关键作用,特别强调了离散时间系统、Z变换、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)及其在现代系统设计中的应用。 二、 核心理论模块 1. 离散时间信号与系统: 本书伊始,详细阐述了连续时间信号到离散时间信号的采样过程,深入探讨了理想采样、过采样与欠采样的理论依据——奈奎斯特-香农采样定理。随后,系统地介绍了线性时不变(LTI)离散时间系统的基本性质(如因果性、稳定性),并通过差分方程的形式描述了系统的行为。对卷积和系统的频率响应进行了详尽的数学推导与几何解释,为后续滤波器设计打下坚实基础。 2. 离散时间变换: 本书将Z变换视为拉普拉斯变换在离散系统中的对应,系统讲解了单边和双边Z变换的定义、收敛域(ROC)的确定及其重要性质。特别关注了Z变换在求解差分方程、系统分析和确定系统稳定性方面的应用。 3. 离散傅里叶分析: DFT是数字信号处理的基石。本书不仅给出了DFT的精确数学定义,还着重分析了其与周期序列傅里叶级数、连续傅里叶变换的内在联系。随后,本书将大量的篇幅用于讲解快速傅里叶变换(FFT)算法,特别是经典的按时间抽取(Decimation-in-Time, DIT)和按频率抽取(Decimation-in-Frequency, DIF)算法的蝶形运算结构和计算复杂度分析。实用的 FFT 模块将指导读者理解如何高效地在工程软件中实现谱分析。 三、 滤波器设计:时域与频域的统一 滤波器是信号处理的核心工具。本书将数字滤波器分为两大部分进行深入讨论: 1. 有限脉冲响应(FIR)滤波器设计: 详细介绍了利用窗函数法(如矩形窗、汉宁窗、海明窗等)设计FIR滤波器的原理,分析了不同窗函数对通带纹波和过渡带宽的影响。同时,系统讲解了频率采样法和Parks-McClellan等优化算法的设计步骤和适用场景。FIR 滤波器的优势——线性相位特性将在设计实例中得到充分体现。 2. 无限脉冲响应(IIR)滤波器设计: 本书深入剖析了IIR滤波器的设计方法,特别是双线性变换法(Bilinear Transformation),该方法是实现模拟滤波器向数字滤波器转换的常用手段。此外,还涵盖了脉冲响应不变法(Impulse Invariance)。在IIR滤波器设计中,稳定性分析(通过ROC与单位圆的关系)被置于核心地位。对巴特沃斯(Butterworth)和切比雪夫(Chebyshev)等经典原型滤波器的设计公式和特性对比,提供了详尽的表格和图示。 四、 随机信号处理基础 认识到工程中信号常带有噪声,本书将随机信号处理作为高级应用模块。核心内容包括:随机过程的定义、宽平稳性与窄平稳性的概念。重点讲解了功率谱密度(PSD)的概念及其对信号特征提取的重要性。本书引入了维纳-霍夫方程(Wiener-Hopf Equation)及其在最优线性滤波(如维纳滤波器)中的应用,为噪声抑制和信号增强提供了理论基础。 五、 现代应用与实现技术 本书的后半部分关注理论在实际系统中的转化与应用: 1. 非平稳信号分析: 针对传统傅里叶分析在处理瞬态信号时的局限性,本书介绍了短时傅里叶变换(STFT)和小波变换(Wavelet Transform)的基本概念,展示了它们在时频局部化分析中的优越性,特别是在处理语音信号和冲击信号时的应用实例。 2. 自适应滤波: 作为现代DSP的重要分支,本书简要介绍了最小均方误差(LMS)算法的迭代过程,及其在回声消除、信道均衡等自适应噪声消除系统中的应用潜力。 3. DSP 硬件实现考量: 为了弥补理论与工程实践的鸿沟,本书特辟章节讨论了定点与浮点运算对DSP算法实现精度的影响,以及量化误差、溢出等实际问题,帮助读者理解如何选择合适的硬件架构(如专用DSP芯片、FPGA或通用CPU)来高效地部署DSP算法。 六、 教学特色与读者对象 本书的特色在于其丰富的工程实例和清晰的数学推导。每一章节都配有大量的例题和思考题,旨在巩固理论知识。对于需要动手实践的读者,书中还提供了基于MATLAB/Python的仿真代码片段,用于验证滤波器特性、频谱分析和系统仿真。 目标读者群: 本科高年级和研究生: 作为数字信号处理课程的主教材或参考书。 电子、通信、自动化工程师: 用于快速掌握或复习DSP技术,并将其应用于实际产品开发,如音频编解码、传感器数据处理、雷达信号处理等领域。 科研人员: 作为深入研究信号分析和系统设计的理论基石。 通过阅读《数字信号处理基础与应用》,读者将能够构建起一个坚实且实用的数字信号处理知识体系,为应对未来信息技术的挑战做好准备。

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读后感

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用户评价

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读这本书的时候,我经常会觉得大脑像是在进行一场“体力劳动”,需要不断地思考和消化。通信原理涉及的数学知识确实不少,虽然书里已经尽可能地简化了,但一些积分、傅立烯变换之类的还是会出现。我一般会把这些内容当做“背景知识”,理解它的用途和意义,而不是去深究每一个数学推导的细节。不过,书中对一些关键公式的推导过程还是有详细讲解的,我也会尝试去跟着推一遍,虽然过程中会遇到不少困难,但最终理解的那一刻,感觉非常有成就感。这本书让我意识到,科学的魅力就在于它能够用严谨的数学语言来描述和解释复杂的现象。

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这本书的内容非常充实,涵盖了通信领域的核心知识点。我最喜欢的部分是关于多径传播和衰落的内容,之前在野外或者人多的地方,手机信号经常会时好时坏,我一直以为是信号塔的问题,看了书才知道,原来信号在传输过程中会遇到各种障碍物,发生反射、衍射,导致信号路径不止一条,而且强度也会衰减,这就是所谓的“多径效应”。书中还详细介绍了如何通过分集技术、均衡技术来对抗这些不利影响,这让我对通信工程师的工作有了更深的理解,他们需要在复杂的环境中设计出能够稳定工作的系统。

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这本书的图示和表格运用得相当到位,这对于我这种“视觉型”学习者来说,简直是福音。很多时候,文字描述再详细,也不如一张清晰的图表能够直观地展示概念。比如,在讲解调制方式的时候,书中就用了大量的时域和频域波形图,让我能够清晰地看到不同调制方式下信号的变化。而且,作者还很巧妙地将一些实际的通信场景融入到图示中,比如模拟了无线信号在空气中传播的路径,这使得原本枯燥的理论变得生动有趣。我常常会在阅读时,反复对照着图表来看,这样可以加深记忆,也更容易理解其中的逻辑关系。

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通信原理这本书,给我打开了一扇通往信息时代背后秘密的大门。我一直觉得,我们现在享受到的便捷通信,背后一定有很多我们看不到的复杂技术。这本书就详细地讲解了这些技术,比如信源编码、信道编码、调制解调等等。虽然有些地方我理解起来还是比较吃力,需要反复阅读,但总体来说,作者的讲解是比较系统的。我尤其喜欢书中关于信息论的部分,它让我明白了信息传输的极限在哪里,也让我理解了为什么我们需要对数据进行压缩。看完之后,我对日常生活中的许多通信现象都有了新的认识,比如为什么下载速度会有上限,为什么发送大量数据时会容易出错等等。

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这本书给我最大的感受就是,通信原理真的不是一件简单的事情,每一个小小的细节都凝聚了无数科学家的智慧。我一开始以为只要知道数据怎么传输就行了,但后来发现,为了保证传输的可靠性和效率,需要考虑的东西太多了,比如信道编码、差错控制等等。书中对这些内容的讲解,虽然篇幅不小,但逻辑清晰,让我能够一步一步地理解其原理。我特别喜欢它在介绍某个技术之前,会先阐述这个技术要解决的问题,这样我就不会觉得这些技术是凭空出现的,而是有其历史背景和发展脉络。有时候在看书的时候,我会在纸上画一些框图和流程图,帮助自己梳理思路,这样一来,即使遇到一些比较复杂的公式,我也能大概理解它的含义。

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说实话,这本书的厚度一开始就让我有点打怵,生怕自己看不懂。但好在作者的语言风格还算比较平易近人,没有太多晦涩难懂的术语,即便有一些,也会在后面给出详细的解释。我印象最深刻的是关于噪声的部分,之前我只知道通信不好是因为信号干扰,但看了书之后,才明白原来噪声的种类这么多,有热噪声、散粒噪声等等,每种噪声的产生机制和对信号的影响都不同,而且书中还提到了抑制噪声的方法,这让我对通信系统的设计有了更深的认识。有时候我会在晚上翻几页,虽然不至于熬夜,但确实会沉浸其中,甚至会回想起一些过去不愉快的通信体验,现在想想,可能是当时信号质量不好,或者受到某种噪声的干扰吧。

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这本书我算是看了个大概,怎么说呢,通信原理这东西,以前只是听着高大上,真正翻开书,才意识到它的博大精深。我不是科班出身,纯粹是出于个人兴趣,想了解我们每天都在用的手机、电脑是如何实现信息传输的。这本书的优点在于,它循序渐进,从最基础的信号概念讲起,然后慢慢引入调制、解调、编码、解码等等,每一个概念都解释得比较透彻。我尤其喜欢它在讲解过程中穿插的例子,虽然有些例子我还需要反复琢磨才能完全理解,但确实帮助我把抽象的理论和实际应用联系起来。比如,在讲到信道容量的时候,书中用了一个很有趣的比喻,虽然我不太记得具体是什么了,但那种“啊,原来是这么回事!”的感觉至今还在。

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这本书的篇幅确实不小,要想完全吃透,需要投入大量的时间和精力。我个人阅读的时候,遇到一些比较难理解的概念,会暂时跳过,先往下读,等读完整体脉络之后,再回头来啃那些难点。这种方法对我来说比较有效,至少不会因为卡在一个地方而放弃。通信原理涉及的领域非常广,从最基础的信号理论,到各种复杂的通信技术,这本书都进行了比较全面的介绍。我最喜欢的是关于纠错码的部分,它让我知道了为什么即使在有干扰的情况下,我们的信息也能被准确地传输,这背后的原理非常巧妙,也让我对现代通信系统的鲁棒性有了更深的认识。

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这本书让我对通信系统的整体架构有了比较清晰的认识。它不仅仅是介绍了各种通信技术,还把这些技术是如何协同工作,构成一个完整的通信系统的过程讲清楚了。我印象比较深刻的是关于多用户接入的讲解,比如TDMA、FDMA、CDMA等等,这些技术是如何让多个用户在同一个信道上进行通信,同时又不互相干扰,这让我觉得非常神奇。有时候,我在思考为什么手机信号会受到其他人使用的影响,看了书之后,才明白原来是这些多用户接入技术在起作用。这本书让我对通信这个领域,从一个“使用者的角度”上升到了一个“理解者和思考者的角度”。

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我一直对无线通信很感兴趣,而这本书对这方面的内容也有深入的讲解。从最初的模拟通信,到后来的数字通信,再到各种先进的调制解调技术,书中都有涉及。我尤其印象深刻的是关于OFDM(正交频分复用)的讲解,虽然理解起来有些复杂,但它在4G、5G等现代通信系统中扮演着至关重要的角色,这一点让我觉得学到的知识非常有价值。这本书让我明白,通信技术并不是一成不变的,而是在不断发展和进步的,每一项技术的出现,都是为了解决前一代技术存在的不足。

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