通信原理实验教程

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页数:175
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出版时间:2009-9
价格:18.00元
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isbn号码:9787563514069
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具体描述

《通信原理实验教程》是通信原理实验课程的教材,内容涵盖三大方面:通信系统的Matlab仿真;模拟通信和数字通信实验;高斯最小移频键控调制器实验。通过实验,使学生受到科学实验的基本训练,并掌握通信系统仿真和数字处理的硬件实现新方法。

《通信原理实验教程》适用于高等院校本科通信工程、信息工程、电子工程等专业,也可供工程科技人员参考。

好的,这是一份关于《通信原理实验教程》之外的其他电子工程或通信领域实验教材的详细简介,力求内容充实、专业且自然流畅。 --- 电子与通信工程专业实验教程系列精选 1. 《数字信号处理基础与实践教程》 (面向对象:通信工程、电子信息工程、信号与信息处理专业本科生及研究生) 书籍定位与特色: 本教程旨在为读者提供一套系统、深入且高度实践性的数字信号处理(DSP)实验指导。它超越了传统教材中纯理论推导的局限,紧密结合现代信号处理算法在工程中的实际应用,特别是利用主流的MATLAB/Simulink环境和Python科学计算库(如SciPy, NumPy)进行仿真验证。 核心内容模块: 第一部分:离散信号与系统分析 1. 离散时间信号的生成与表示: 学习如何使用编程语言高效生成正弦、复指数、随机信号等,并进行频谱分析(FFT/DFT)。 2. 线性时不变(LTI)系统的建模与响应: 重点在于卷积和系统的频率响应分析。实验将指导读者设计简单的FIR/IIR滤波器结构,并观察其对不同输入信号(如冲击信号、阶跃信号)的瞬态和稳态响应。 3. Z变换与系统稳定性判断: 通过仿真,直观理解Z域极点与零点位置对系统稳定性和因果性的影响。 第二部分:数字滤波器设计与实现 1. FIR滤波器设计: 详细介绍窗函数法(汉宁窗、海明窗、凯撒窗)的参数选择与性能对比,并引导学生使用频率采样法设计特定要求的滤波器。实验侧重于分析过渡带宽度、阻带衰减与滤波器阶数的关系。 2. IIR滤波器设计: 涵盖巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)和椭圆(Elliptic)滤波器的设计流程,包括从模拟原型到数字实现的双线性变换法。重点在于比较三类滤波器在通带纹波和阻带衰减上的特性权衡。 3. 量化效应与定点运算仿真: 针对实际嵌入式系统需求,本部分探讨有限字长对滤波器性能的影响,并进行基本的定点数/浮点数转换与误差分析实验。 第三部分:快速傅里叶变换(FFT)的高级应用 1. FFT算法验证与性能分析: 深入理解FFT的蝶形运算结构,并设计实验来验证FFT算法的计算复杂度优势。 2. 谱分析技术: 不仅仅是简单的FFT,更深入探讨了周期图法、Welch平均法(重叠与平均)以及高分辨率谱估计(如MUSIC、主成分分析法)的基本原理和仿真实现,用于处理带噪信号的精确频率估计。 第四部分:自适应信号处理入门 1. 维纳滤波原理与LMS算法: 介绍自适应滤波器在噪声消除和回声消除中的应用。通过仿真实现最小均方(LMS)算法,观察收敛速度与步长参数的选择对性能的影响。 实验环境与要求: 所有实验均要求学生使用MATLAB或Python进行建模、仿真和结果可视化。最终报告需包含详细的算法推导、仿真代码片段、关键波形图及误差分析。 --- 2. 《微波与射频电路系统设计实践》 (面向对象:通信工程、电子科学与技术、电磁场与微波技术方向本科生) 书籍定位与特色: 本书籍聚焦于微波和射频(RF)电路设计的前沿实践,弥合了传统电磁场理论与现代无线通信硬件实现之间的鸿沟。它强调使用专业的电磁(EM)仿真工具和电路仿真软件,指导学生完成从器件选择到系统级集成的全过程。 核心内容模块: 第一部分:基础与传输线理论的仿真验证 1. 传输线特性分析: 利用Keysight ADS或Ansys HFSS,精确模拟了不同介质基板(如FR4, Rogers)上的微带线、带状线和共面波导的特征阻抗、损耗和色散特性。 2. S参数的测量与分析: 实验指导学生理解S参数的物理意义(回波损耗、插入损耗、相位),并通过软件仿真耦合结构,验证S参数矩阵的互易性与对称性。 3. 史密斯圆图的高级应用: 结合仿真工具,进行阻抗匹配网络的设计(L型、 $pi$ 型网络),并直观观察匹配前后的史密斯圆图轨迹变化。 第二部分:无源射频器件设计 1. 滤波器设计与优化: 侧重于L-C集总元件滤波器和分布式元件滤波器(如腔体滤波器、发夹线滤波器)的物理尺寸设计与电磁场仿真。实验将要求分析旁瓣抑制和带宽特性。 2. 功分器/合路器设计: 重点是90°混合耦合器(Hybrid Couplers)和功率分配器的设计,分析其在宽带工作下的幅度平衡和相位平衡指标。 3. 天线基础模型仿真: 介绍偶极子天线、缝隙天线和微带贴片天线的电磁模型建立,学习计算辐射方向图、增益和输入阻抗的EM仿真流程。 第三部分:有源器件与线性放大器设计 1. 晶体管(FET/HEMT)的RF特性建模: 学习如何导入厂商提供的S参数文件,建立晶体管的等效电路模型。 2. 低噪声放大器(LNA)设计: 实验指导读者使用噪声系数圆图和增益圆图,设计满足特定噪声系数(NF)和最大增益(MAG/MUG)要求的匹配网络。 3. 功率放大器(PA)匹配: 聚焦于效率优化。通过负载牵引(Load-Pull)仿真技术,确定晶体管的最佳工作点,设计输出匹配网络以实现高功率附加效率(PAE)。 第四部分:振荡器与混频器基础 1. 振荡器设计: 讲解哈特莱(Hartley)和科尔皮兹(Colpitts)振荡器的设计原理,重点分析反馈网络的稳定性以及对相位噪声的影响。 2. 混频器分析: 介绍双平衡混频器的结构,通过时域仿真分析上变频和下变频过程中的寄生效应和隔离度指标。 实验要求: 要求学生熟练使用至少一种专业电磁仿真软件(如HFSS, CST)和一种电路级仿真软件(如ADS, Spectre),完成至少两套完整的、可交付的RF电路模块设计。 --- 3. 《现代通信系统仿真与性能评估》 (面向对象:通信系统原理、信息论与编码、无线通信方向本科生) 书籍定位与特色: 本书籍专注于将通信理论与实际系统性能评估相结合,引导学生使用C++或Python结合Simulink构建端到端的通信链路仿真平台。重点在于评估不同调制解调技术(Modulation/Demodulation)、信道编码(Coding)和多址接入技术(Multiple Access)在各种信道条件下的误码率(BER)和误帧率(FER)性能。 核心内容模块: 第一部分:基带信号处理与调制 1. 信源编码仿真: 实验对比定长编码、Huffman编码和算术编码的压缩效率。 2. 数字调制与解调: 详细仿真BPSK, QPSK, 16QAM等线性调制的星座图、功率谱密度(PSD)和误码率(BER)性能。重点是同步误差(载波相位/定时误差)对接收信号质量的影响分析。 3. 非相干解调: 对AM/FM等模拟调制的性能在AWGN信道下的仿真与理论对比。 第二部分:信道模型与信道编码 1. 典型信道建模: 实践瑞利(Rayleigh)衰落信道、莱斯(Rician)衰落信道、多径时延扩展的建模,并计算其包络统计特性。 2. 线性分组码: 理论讲解并仿真Hamming码和卷积码的编解码过程,观察其在AWGN和衰落信道下的错误平层(Error Floor)现象。 3. Turbo码与LDPC码基础: 基于迭代译码原理,对Turbo码和LDPC码进行高斯迭代次数与BER性能的关联性分析。 第三部分:多址接入与多载波技术 1. 多址接入(MA)仿真: 对FDMA, TDMA, CDMA(包括扩频序列设计与相关性分析)进行系统级仿真,评估其系统容量和抗干扰能力。 2. 正交频分复用(OFDM)系统构建: 详细指导读者利用IFFT/FFT构建完整的OFDM收发机,重点分析循环前缀(CP)在消除符号间干扰(ISI)中的作用,并研究峰均功率比(PAPR)抑制技术(如Clipping/Filtering)。 第四部分:系统级性能评估 1. 链路预算分析: 结合接收机灵敏度、噪声系数、天线增益等参数,进行仿真平台的系统级链路预算设计。 2. MIMO系统基础: 介绍空间复用(Spatial Multiplexing)和发送分集(Transmit Diversity,如空时分组码STBC)的基本原理,并仿真其在多径信道下的性能增益。 实践要求: 要求学生独立设计并实现至少一个完整的OFDM系统模型,并对其在复杂衰落信道下的BER性能进行优化和对比分析。

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读后感

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用户评价

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我非常赞赏这本书在引导读者进行实际操作方面的细致入微。它提供的每一个实验项目,都不仅仅是简单地罗列一些元器件和操作步骤,而是有着明确的实验目的和预期的结果。在实验步骤的描述上,逻辑清晰,每一步都具体明确,甚至会考虑到一些新手可能遇到的细节问题,比如如何连接电路,如何设置仪器参数等,都给予了详细的指导。让我印象深刻的是,在介绍实验电路时,书中不仅提供了原理图,还常常附带了PCB布局图或者实际搭建的实物照片,这对于我们快速准确地搭建实验电路非常有帮助。更重要的是,书中对实验数据的采集、处理和分析,也给出了详细的建议和方法,并且会引导读者将实验结果与理论预测进行对比,分析其中的误差来源。这种严谨的实验指导,不仅帮助我顺利完成了每一个实验,更重要的是,教会了我如何进行科学的实验设计和数据分析,培养了我的动手能力和解决实际问题的能力,这远比仅仅理解理论知识来得更为宝贵。

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这本书在语言风格和内容组织上,呈现出一种非常自然的学习曲线。它并没有一开始就设置过高的门槛,而是循序渐进地引导读者。从基础的信号与系统概念入手,逐步过渡到数字信号处理,再到信息论的基础,最后才深入到具体的通信系统设计和实现。这种由浅入深、由易到难的结构,使得即便是对通信原理不太熟悉的读者,也能逐渐建立起完整的知识体系。我特别欣赏它在引入新技术和概念时,总是会先解释清楚其出现的背景和必要性,而不是生硬地抛出。例如,在介绍OFDM技术时,作者会先回顾其前身OFDM的缺点,然后说明OFDM是如何克服这些缺点的,这种“前因后果”式的讲解,让读者更容易理解新技术的重要性和创新性。这种精心设计的学习路径,避免了知识点的碎片化,帮助我构建起了一个系统而连贯的通信原理知识框架,让我能够更自信地应对后续的学习和工作挑战。

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这本书的封面设计,第一眼吸引我的就是那沉稳而又不失科技感的蓝色调,与书名“通信原理实验教程”相得益彰。封面上那种抽象化的波形图案,仿佛在低语着信号的流动与变幻,让人对接下来的内容充满了好奇。拿到手中,纸张的质感也很不错,不是那种廉价的印刷纸,摸起来细腻而富有韧性,翻阅时也不会有令人不适的沙沙声。书的厚度适中,既不像薄薄的宣传册那样显得内容单薄,也不会像砖头一样让人望而却步,感觉装载了相当丰富的知识。在书的背脊处,书名印刷清晰,即使是放在书架上,也能一眼识别,这对于经常查阅的用户来说,是个非常贴心的小细节。我特别留意了封底的信息,出版日期、印次、定价等信息都一应俱全,这体现了出版方的专业和规范。虽然我还没有正式开始阅读,但仅仅是初步的触感和视觉体验,就已经让我对这本书的整体品质有了很好的初步印象,这对于一个注重阅读体验的读者来说,无疑是一个积极的信号,让我对接下来的学习之旅充满期待,相信它能成为我学习通信原理路上的一位得力助手,帮助我更深入地理解那些抽象的概念,并在实践中得到验证。

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这本书在讲解通信原理中的某些核心概念时,其深度和广度都超出了我的预期。例如,在讨论信道编码和解码部分,它不仅阐述了基本的纠错码原理,比如汉明码,还涉及到了更复杂的卷积码和Turbo码,并且对其性能指标和应用场景进行了详细的分析。对于调制解调技术的讲解,也是非常细致,从早期的AM、FM,到QPSK、QAM等数字调制方式,都给出了清晰的数学模型和波形示意图,并对其在不同信道条件下的性能表现进行了对比。我尤其欣赏的是,书中对于噪声的来源、类型以及对信号的影响,有着非常深入的探讨,并且给出了多种抑制噪声的方法,这对于理解实际通信系统的鲁棒性至关重要。此外,在多址接入技术方面,书中对FDMA、TDMA、CDMA和OFDMA的原理、优缺点以及发展趋势都进行了详尽的阐述,这让我对现代通信系统的资源分配和多用户接入机制有了更全面的认识。这种全面而深入的理论讲解,为我打下了坚实的理论基础,让我能够更好地理解后续的实验内容。

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这本书的附录内容,是我在阅读过程中一个重要的发现。它并没有简单地堆砌一些附加信息,而是非常有针对性地补充和扩展了正文的内容。例如,我看到其中可能包含了对一些常用通信协议的详细介绍,比如TCP/IP协议族的结构和工作原理,这对于理解网络通信的底层机制非常有帮助。另外,一些关于信号处理基础知识的回顾,比如傅里叶变换、卷积定理等,也得到了系统性的梳理,这对于那些基础不太扎实的读者来说,无疑是雪中送炭。我还发现,附录中可能包含了各种通信标准的重要参数和规范,比如LTE、5G NR的一些关键指标,以及不同频段的分配情况等,这些信息对于了解当前通信技术的发展现状和未来趋势非常有价值。此外,附录中甚至可能提供了一些参考资料的链接或者书目推荐,这为我进一步深入学习提供了宝贵的线索。总而言之,这些附录内容的设计,让这本书的价值得到了极大的提升,它不仅仅是一本教程,更像是一个小型的通信知识百科全书。

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阅读过程中,我发现这本书的语言风格非常独特,既有严谨的学术性,又不失流畅的可读性。作者在解释复杂的通信概念时,善于使用生动形象的比喻,将抽象的原理转化为读者容易理解的具象场景,这使得学习的过程不再枯燥乏味。例如,在描述信息在信道中传输时,作者可能会将其比作声音在空气中的传播,或者水流的流动,这种类比非常贴切,能够迅速抓住核心要义。同时,作者对于专业术语的使用也非常精准,并且在首次出现时,会给出清晰的定义和解释,确保读者不会因为术语的陌生而感到困惑。在一些需要数学推导的地方,作者的讲解逻辑严密,过渡自然,使得读者能够跟上思路,理解公式的由来和意义。我特别欣赏作者在行文中展现出的那种对通信领域的热情,这种热情通过文字传递出来,能够极大地激发读者的学习兴趣,让我在阅读过程中感受到知识的魅力,而不仅仅是为了完成学习任务而机械地记忆。

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我非常看重一本书的案例分析部分,而这本书在这方面做得相当出色。它并非止步于理论的阐述,而是通过选取现实世界中典型的通信场景,来展示所学原理的应用。我注意到,书中有对不同通信系统的设计案例进行详细剖析,比如蜂窝移动通信系统的基站设计、无线局域网的接入控制策略,甚至是卫星通信系统的链路预算计算。这些案例分析,不仅仅是简单地描述一个系统,而是深入到系统的设计思路、关键的技术选择、以及可能遇到的挑战和解决方案。作者会引导读者思考,在特定的应用场景下,为什么会选择某种通信技术,这种技术的优缺点在哪里,以及如何进行权衡和优化。通过这些具体的案例,我能够更加清晰地看到通信原理是如何在实际工程中落地生根的,也能从中学习到很多宝贵的工程经验和解决问题的思路,这对于我未来从事相关领域的工作,具有非常重要的指导意义。

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这本书的习题设计,也给我留下了深刻的印象。它们并非那些千篇一律、只考察记忆力的题目,而是涵盖了从概念理解到公式推导,再到系统分析的各个层面。我注意到,一些习题会要求读者对给定的通信场景进行建模和分析,计算相关的性能指标,比如误码率、信噪比等,这直接锻炼了读者的数学建模能力和计算能力。另一些习题则更侧重于对通信系统设计和优化思路的考察,可能会要求读者设计一个简单的编码方案,或者比较不同调制方式在特定信道下的优劣。更难能可贵的是,书中似乎还包含了一些开放性的思考题,鼓励读者去探索通信技术的前沿问题,或者对某个通信现象进行更深入的探究。这种多样化、具有挑战性的习题设计,不仅巩固了书本上的知识,更重要的是,它激发了我独立思考和解决问题的能力,让我觉得学习过程充满了挑战与乐趣。

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这本书的排版布局,可以说是一种视觉上的享受。每一页都经过精心设计,文字的字号大小适中,行间距也留得恰到好处,即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。段落之间的划分清晰,标题和副标题的层级分明,逻辑性强,使得内容的组织结构一目了然。我特别欣赏它在公式和图表的处理上,公式的推导过程清晰地展示了每一步的演变,而且公式的排版也很规范,不会出现错位或者难以辨认的情况。图表方面,无论是信号的时域、频域表示,还是系统的框图,都绘制得非常精美,线条流畅,颜色搭配合理,能够直观地帮助读者理解复杂的通信系统。一些关键的概念和定义,通常会被用醒目的方式(比如加粗或者颜色高亮)突出显示,这对于快速抓住重点非常有用。我在阅读过程中,常常会发现书页边缘有一些留白,这些留白并非浪费,而是为读者预留了写笔记、画示意图的空间,这种“留白艺术”的设计,体现了作者和编辑对读者学习习惯的深刻理解。这种精巧的排版,不仅提升了阅读的效率,也让学习的过程变得更加轻松愉悦,减少了信息过载的负面影响,让我在纷繁复杂的知识海洋中,能够有条不紊地航行。

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初次翻阅这本书,我立刻被其内容的组织方式所吸引。它似乎不是那种上来就灌输晦涩理论的教材,而是以一种更具引导性的方式展开。开篇的部分,并没有直接抛出复杂的数学模型,而是从一些基础的、生活化的例子入手,比如我们日常生活中接触到的无线信号传输,手机通信的原理等,这些引子非常巧妙地将读者带入到通信的世界中,勾起了我对背后科学原理的好奇心。随后,内容逐渐深入,但过渡得非常自然,每一个新的概念都建立在前一个概念的基础上,层层递进,逻辑严谨。我注意到,它在介绍某个通信技术或者原理时,通常会先对其背景、发展历程进行简要介绍,这有助于读者理解该技术产生的意义和价值。接着,会详细阐述其工作原理,并辅以大量的图示和表格,使得抽象的概念变得具体可感。而最令我惊喜的是,在介绍完理论知识后,往往会紧接着引出相关的实验项目,这让我感觉书中的理论与实践的结合非常紧密,仿佛为我规划好了一条从理论认知到动手实践的学习路径,这对于我这样希望将书本知识转化为实际操作能力的读者来说,是极具吸引力的。

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