通信原理

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頁數:231
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出版時間:2004-3
價格:20.00元
裝幀:簡裝本
isbn號碼:9787505367074
叢書系列:
圖書標籤:
  • 通信原理
  • 通信原理
  • 信號與係統
  • 調製解調
  • 信道編碼
  • 信息論
  • 無綫通信
  • 數字通信
  • 模擬通信
  • 通信係統
  • 電磁場與電磁波
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具體描述

《現代信號處理與係統分析》 圖書簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的現代信號處理與係統分析的知識體係,內容涵蓋從基礎理論到前沿應用,力求理論與實踐相結閤,尤其側重於工程應用中的實際問題。本書適閤於電子信息工程、通信工程、控製科學與工程、聲學、醫學工程等領域的本科生、研究生以及相關領域的工程師和研究人員。 第一部分:信號與係統基礎 本部分是理解後續高級主題的基石。我們從最基本的信號錶示入手,詳盡闡述瞭連續時間和離散時間信號的數學描述,包括典型信號(如衝激函數、階躍函數、正弦信號)的性質與變換。 傅裏葉分析的深化: 不僅僅是介紹傅裏葉級數和傅裏葉變換,更深入探討瞭它們的收斂性、帕塞瓦爾定理在能量分析中的應用,以及如何利用頻域特性來理解信號的帶寬和失真。對周期信號和非周期信號的頻譜分析進行瞭細緻的區分和對比。 綫性時不變(LTI)係統理論: 詳細分析瞭LTI係統的核心特性——捲積積分(或求和)。通過對係統脈衝響應(衝激響應)的深入探討,讀者將理解係統如何通過捲積操作來修改輸入信號。我們引入瞭穩定性、因果性等關鍵係統屬性的嚴格數學定義,並探討瞭這些屬性在實際電路和算法設計中的意義。 拉普拉斯變換與Z變換: 這是連接時域和頻域的強大工具。本書不僅教授如何進行標準變換,更側重於利用這些變換來求解微分方程和差分方程。對復平麵上的收斂域(ROC)的幾何解釋給予瞭充分的篇幅,這對於理解係統穩定性至關重要。Z變換部分特彆強調瞭離散係統分析的特性,如雙邊Z變換和單邊Z變換的應用場景。 第二部分:隨機信號處理與最優估計 現代信息係統(如無綫通信、雷達、傳感器網絡)的輸入信號往往受到噪聲的乾擾,因此,隨機信號處理是不可或缺的一環。 概率論與隨機過程迴顧: 提供瞭必要的概率論基礎迴顧,重點放在隨機變量的聯閤分布、矩分析以及高斯過程的特性。 平穩隨機過程分析: 核心在於理解自相關函數和功率譜密度(PSD)的概念及其相互關係(維納-辛欽定理)。我們詳細分析瞭寬帶平穩過程和窄帶過程,以及它們在調製解調中的作用。 綫性濾波器的設計與分析: 針對隨機輸入信號,本章著重介紹如何設計濾波器以實現特定的目標,例如噪聲抑製或信號增強。重點討論瞭維納濾波器的推導與應用,它代錶瞭綫性最小均方誤差(MMSE)估計的巔峰,適用於已知信號統計特性的場景。 譜估計方法: 對功率譜密度的估計方法進行瞭係統性梳理,區分瞭非參數方法(如周期圖法)和參數方法(如自迴歸AR模型)。對於高分辨率譜分析,如最大熵法(MEM)和子空間方法(如MUSIC、ESPRIT),提供瞭清晰的數學框架和實現思路。 第三部分:離散時間信號處理(DSP)與濾波器設計 隨著數字技術的發展,離散時間信號處理成為核心技術。本部分聚焦於數字濾波器的理論、設計與實現。 離散時間係統的分析工具: 詳細闡述瞭Z變換在離散係統分析中的地位,以及轉移函數(Transfer Function)的概念。 數字濾波器的兩大類: 無限脈衝響應(IIR)濾波器: 主要基於連續時間濾波器(如巴特沃斯、切比雪夫)的模擬-數字變換(雙綫性變換或脈衝不變法)進行設計。我們深入討論瞭模擬原型濾波器的選擇標準、頻率映射的非綫性效應及其校正。 有限脈衝響應(FIR)濾波器: 強調其綫性相位特性帶來的優勢。重點介紹窗函數法(如漢寜窗、海明窗)和頻率采樣法的具體設計步驟,以及優化算法(如Parks-McClellan算法)在實現最優幅度響應中的作用。 濾波器結構與實現: 探討瞭直接形式、級聯形式、並行形式等數字濾波器的基本實現結構,並分析瞭量化噪聲、溢齣等在定點運算中對實際性能的影響,這是從理論走嚮硬件的關鍵一步。 第四部分:快速變換與時頻分析 在現代計算平颱中,變換的效率至關重要。本部分聚焦於快速傅裏葉變換(FFT)及其在更復雜分析中的應用。 快速傅裏葉變換(FFT)算法: 詳細剖析瞭蝶形運算的基本原理,重點講解瞭基-2 FFT(尤其是庫利-圖基算法)的分解結構和計算復雜度優勢。也簡要介紹瞭其他優化算法(如混閤基FFT)。 多速率信號處理基礎: 介紹瞭采樣率變化技術,包括上采樣(插值)和下采樣(抽取)的原理和實現方法(如使用半速率濾波器),這在信道帶寬匹配中至關重要。 時頻分析導論: 認識到傅裏葉變換在處理非平穩信號時的局限性(無法同時提供精確的時間和頻率信息),本書引入瞭短時傅裏葉變換(STFT)和小波變換(Wavelet Transform)。STFT部分側重於窗口選擇對分辨率的權衡。小波變換部分,從離散小波變換(DWT)的濾波器組實現入手,展示瞭其在信號去噪和特徵提取中的強大能力。 本書特色與深度 本書的敘述風格嚴謹而不失清晰,所有核心公式均提供詳盡的推導過程,並輔以大量的圖示和算例,確保讀者不僅“知道”如何做,更能“理解”為何要這樣做。在章節末尾,設置瞭具有挑戰性的思考題和工程實踐環節,引導讀者將理論知識應用於實際的係統設計和仿真驗證中,例如:利用維納濾波器設計一個通信信道均衡器,或利用DWT實現一個音頻信號的去噪算法。本書內容深度適中,足以支撐後續高階的專業課程學習和工程實踐。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的,是一種從宏觀到微觀、從理論到實踐的全麵認知。我一直對“調製”這個概念很模糊,總覺得它隻是一個技術術語。但《通信原理》通過對其不同類型的詳細講解,從最基本的幅度調製(AM)、頻率調製(FM),到更復雜的相位調製(PM)和正交幅度調製(QAM),讓我看到瞭它們是如何將原始信息“打包”到載波信號中的。書中對各種調製解調方式的優缺點分析,以及它們在不同應用場景下的適用性,讓我明白瞭為什麼不同的通信係統會選擇不同的調製技術。例如,FM為何適閤廣播,而QAM為何是現代高速數據通信的基石。它讓我看到瞭,調製不僅僅是將信息“搬運”到另一個頻率,更是一種對信號資源進行高效利用和靈活組閤的藝術。書中對星座圖的運用,更是讓我直觀地理解瞭不同調製方式的“信息密度”和抗噪聲能力。這本書讓我意識到,通信的本質,是信息的“僞裝”與“還原”,是信息的“編碼”與“解碼”,是信號的“塑造”與“解密”。

评分☆☆☆☆☆

這本《通信原理》真是讓我大開眼界,原本以為自己對無綫電信號的世界已經有所瞭解,但這本書從最基礎的概念齣發,層層遞進,把那些曾經覺得玄乎其玄的傳輸、調製、解調原理講得如此透徹。特彆是關於香農定理的部分,作者用非常形象的比喻,將信息論的精髓展現在我麵前。我一直以為“信道容量”是一個非常抽象的概念,但通過書中對不同噪聲模型和編碼方式的詳細分析,我纔真正理解瞭它的物理意義和在實際通信係統設計中的重要性。書中的數學推導雖然嚴謹,但作者總能穿插一些曆史發展的小故事,或者某個關鍵實驗的由來,讓整個學習過程變得生動有趣,而不是枯燥的公式堆砌。我特彆喜歡其中關於早期無綫電通信的一些章節,從馬可尼的實驗到早期電話的普及,曆史的脈絡清晰可見,也讓我對通信技術的發展有瞭更深刻的認識。另外,書中對於不同調製方式的優缺點對比分析也極為精彩,例如ASK、FSK、PSK以及QAM等等,通過圖示和數學模型,我能清晰地看到它們在帶寬效率、抗噪聲能力等方麵的權衡,這對於我理解當前各種無綫通信係統(如Wi-Fi、藍牙)的工作方式提供瞭堅實的基礎。總而言之,這本書不僅僅是一本教科書,更像是一位經驗豐富的導師,循循善誘,帶領我一步步揭開通信世界的奧秘,讓我從一個旁觀者變成瞭一個能夠理解其運作機理的“內行”。

评分☆☆☆☆☆

我必須說,《通信原理》這本書在塑造我對信息傳輸的理解上,起到瞭至關重要的作用。它不僅僅是羅列公式和定理,而是通過層層深入的講解,將通信的每一個環節都梳理得清晰明瞭。我尤其喜歡書中關於“衰落”和“選信”的章節。我過去一直以為無綫信號是穩定不變的,但這本書讓我意識到,在實際的無綫環境中,信號會因為各種原因(反射、散射、衍射)而發生衰落,甚至齣現深度的衰落,導緻通信質量急劇下降。書中所介紹的各種衰落模型,以及應對這些衰落的策略,比如分集接收、均衡技術,都讓我大開眼界。這不僅僅是理論上的探討,而是直接關係到我們日常通信的穩定性和可靠性。而且,書中對於“信道估計”和“同步”技術的講解,也讓我明白瞭為什麼我們的手機能夠持續地與基站保持連接,並且在復雜的環境中也能維持穩定的通話。這些隱藏在技術背後的精妙設計,通過這本書的詳細闡述,讓我肅然起敬。它讓我明白,通信的穩定,絕非偶然,而是無數智慧的結晶。

评分☆☆☆☆☆

坦白說,在閱讀《通信原理》之前,我對於“信息”的理解,僅僅停留在文字、聲音、圖像這些具體的形式上。這本書,則讓我看到瞭信息的更深層次的含義。它通過香農的信息論,將信息抽象化為“不確定性的減少”,這讓我眼前一亮。書中對信息熵的解釋,以及其在通信中的應用,讓我理解瞭為什麼不同的信息源,其攜帶的信息量是不同的。更重要的是,它讓我明白瞭通信的根本目的,就是降低接收方的信息不確定性。書中對信道容量的定義,以及它如何受到帶寬和信噪比的限製,讓我對通信係統的設計有瞭更宏觀的認識。我開始明白,為什麼在某些情況下,即使我們擁有很高的帶寬,也無法實現無限快的數據傳輸。這種對信息本質的探討,讓我覺得這本書不僅僅是關於技術,更是關於“知識”和“理解”本身的哲學思考。它讓我意識到,通信的本質,是對“未知”的探索和對“確定性”的追求。

评分☆☆☆☆☆

這本書帶給我最大的驚喜,在於它將那些抽象的通信理論,通過生動形象的例子和細緻入微的分析,變得觸手可及。我一直對“信道”這個概念很模糊,總覺得它隻是一個物理的媒介。但《通信原理》通過對不同傳輸介質(同軸電纜、光縴、自由空間)的特性分析,以及不同頻率下信號傳播損耗、衰落等現象的解釋,讓我深刻理解瞭信道的復雜性和對通信質量的影響。書中對於多徑效應的闡述尤其精彩,通過模擬信號在不同路徑上傳播並相互乾涉的場景,我纔明白為什麼在某些地方手機信號會突然變差,或者無綫信號會齣現“鬼影”。這種接地氣的解釋,讓我覺得通信原理不再是實驗室裏的理論,而是深深地影響著我們日常生活的技術。另外,書中對噪聲的分類和處理也讓我印象深刻。從熱噪聲到乾擾噪聲,不同的噪聲來源和特性,以及與之對應的抑製方法,都得到瞭詳細的講解。特彆是對限帶信道和寬帶信道的區分,以及它們對信息傳輸速率的影響,讓我對通信係統的設計有瞭更全麵的認識。這本書讓我感覺,通信工程師就像是在與大自然中的各種“乾擾”進行一場智慧的博弈,而這些理論就是他們手中最鋒利的武器。

评分☆☆☆☆☆

《通信原理》這本書,對我而言,與其說是一本技術書籍,不如說是一次深度的心靈洗煉。我一直對那些關於“信號”的描述感到有些神秘,總覺得它們是看不見摸不著的。但這本書,通過對信號的時域和頻域錶示,以及各種數學變換的詳細介紹,讓我對信號的本質有瞭全新的認識。它不僅僅告訴我們信號是什麼,更重要的是,它教會我們如何“看懂”信號。特彆是關於頻譜分析的部分,我過去總以為信號就是簡單的波形,但這本書讓我明白,信號的本質是能量在不同頻率上的分布。通過傅裏葉變換,我們可以將一個復雜的信號分解成一係列簡單的正弦波,這就像是用不同的音符來解讀一首樂麯。這種分析方法,讓我對調製的意義有瞭更深的理解。當我們將信息加載到載波上時,實際上是在改變載波的某些參數(幅度、頻率、相位),而這些改變在頻域上都有清晰的體現。書中對於“帶寬”的解釋也尤為到位,它不僅僅是一個數值,而是代錶瞭信息傳輸的“空間”,不同的調製方式就是在爭奪這個“空間”的有限資源。這本書讓我感受到,通信的本質,是對信息在時間和頻率維度上的精妙操控。

评分☆☆☆☆☆

讀完《通信原理》的某些章節,我感覺自己仿佛置身於一個巨大的信息洪流之中,而這本書則是我手中的一張詳盡的地圖,指引我如何穿越這片復雜的海洋。尤其是關於數字信號處理的部分,我一直對傅裏葉變換、捲積等概念感到睏惑,總覺得它們是數學傢們的“黑魔法”。然而,書中從信號的時域和頻域特性入手,用大量圖例和直觀的解釋,讓我逐漸領悟到這些工具的強大之處。比如,當講解采樣定理時,作者不僅僅給齣瞭公式,還通過模擬信號被“截斷”後再恢復的場景,生動地展示瞭欠采樣和過采樣的後果,這讓我深刻理解瞭數字化的重要性和局限性。此外,書中對編碼技術(如海明碼、捲積碼)的介紹也讓我受益匪淺。我過去總以為這些編碼隻是為瞭傳輸更可靠,但通過書中對糾錯原理的剖析,我纔明白它們是如何在不增加過多冗餘的情況下,有效地檢測和甚至糾正傳輸過程中齣現的錯誤。這種“智慧”的設計,讓我對通信工程師的創造力佩服不已。書中的例子也十分貼近實際,例如它會提到在CDMA係統中,如何利用僞隨機序列實現多址接入,這讓我聯想到我們現在手機信號的背後,竟然有著如此精妙的協調機製。這本書讓我意識到,通信不僅僅是信息的傳遞,更是一門關於效率、可靠性和資源利用的藝術。

评分☆☆☆☆☆

這本書帶給我最深刻的感受,是它如何將那些看似復雜的通信技術,拆解成一個個易於理解的基本單元。我曾經對“噪聲”這個詞語有過很多誤解,總覺得它僅僅是乾擾。但《通信原理》通過對不同類型噪聲的詳細分析,從熱噪聲到白噪聲,再到帶限噪聲,讓我理解瞭噪聲的物理根源和它對信號的影響機製。書中對信噪比(SNR)的講解,更是讓我明白瞭為什麼在信號微弱或者噪聲較大的環境中,通信質量會明顯下降。它就像是一個“容忍度”的度量,決定瞭信號能否在噪聲的海洋中被清晰地識彆齣來。而且,書中對各種信號檢測和判決方法的介紹,也讓我明白瞭通信係統是如何在充滿不確定性的環境中,做齣盡可能準確的判斷。特彆是關於最大似然檢測和最小均方誤差估計的原理,雖然涉及一些數學推導,但作者通過生動的例子,讓我能夠理解它們背後的邏輯。這本書讓我意識到,通信不僅僅是發送信息,更是如何在不可避免的乾擾下,盡可能準確地還原信息。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認,《通信原理》這本書,在某些章節的深度和廣度上,讓我頗感震撼。我一直對“編碼”這個詞語的應用場景感到好奇,它似乎無處不在,但其原理卻鮮為人知。這本書,尤其是關於差錯控製編碼的部分,為我揭示瞭其背後的奧秘。書中對海明碼、循環冗餘校驗碼(CRC)等基本編碼方法的講解,雖然需要一些數學基礎,但作者的循循善誘,讓我能夠逐步理解它們是如何通過添加冗餘位來檢測和糾正傳輸錯誤。這種“智慧”的設計,讓我覺得通信係統就像一個“安全衛士”,它不僅要負責信息的傳輸,還要竭盡全力地保護信息免受乾擾。更讓我驚嘆的是,書中對捲積碼和Turbo碼等更高級編碼的介紹,雖然我還沒有完全理解其復雜的數學原理,但它們所能達到的近乎香農極限的糾錯能力,足以讓我感受到通信技術的強大和精妙。這本書讓我看到瞭,通信的本質,是一場在不確定環境中,與錯誤進行的智慧較量。

评分☆☆☆☆☆

《通信原理》這本書,為我打開瞭一個全新的認知維度。我一直以為通信就是簡單的信息傳遞,但這本書讓我看到瞭其背後所蘊含的深刻的數學原理和工程智慧。我特彆欣賞書中關於“采樣”和“量化”的章節。在接觸這本書之前,我從未真正理解過為什麼模擬信號需要被轉換為數字信號,以及這個轉換過程中會發生什麼。作者通過形象的圖示和嚴謹的數學分析,讓我清晰地看到瞭采樣定理的普適性,以及量化誤差的産生和影響。它讓我明白,數字通信的根基,就在於將連續的信號離散化,而這個過程的精確性,直接決定瞭最終的通信質量。書中對於PCM(脈衝編碼調製)的講解,更是將這些概念融會貫通,讓我看到瞭一個完整的數字通信流程。它讓我覺得,通信工程師就像是精密的“測量師”,他們不僅要準確地捕捉信息,還要在轉換和傳輸過程中,最大限度地減小信息的損失。這本書讓我看到瞭數字世界與模擬世界的奇妙連接。

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