描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121262715
编辑推荐
本书对应课程历经几代教师团队的开发，结合各种新技术平台，不断推陈出新，相关成果多次获得省级教学成果奖。本校的《通信原理实验》课2007年获陕西省精品课程、2014年获陕西省精品资源共享课，《通信原理》获2003年陕西省精品课程、2013年获陕西省精品资源共享课。“《通信原理》课程教学改革的研究与实践”获2005年陕西省教学成果二等奖。在教材的架构设计中，各模块循序渐进，从简单到复杂、从基础到综合、从验证到设计，在巩固和实践理论知识的同时，注重培养学生的实践动手能力。
内容简介
本书围绕通信原理中的主要知识点，从基本理论知识入手，从设计性、综合性、验证性实验的角度，分别在SystemView仿真平台、MATLAB仿真平台和硬件平台上设计了相应的实验内容。全书共分为4章，内容包括通信原理基础理论、基于SystemView的通信系统仿真实验开发、基于MATLAB的通信系统仿真实验开发、基于硬件平台的通信系统验证实验开发，并附有适量的习题。
目 录
第1章 通信原理基础理论 1
1.1 引言 1
1.1.1 通信系统的一般模型 1
1.1.2 模拟信号与数字信号 2
1.1.3 模拟通信系统与数字通信系统 3
1.1.4 信息的度量 4
1.1.5 数字通信系统主要性能指标 5
本节习题 6
1.2 信号分析 6
1.2.1 确知信号和随机信号 6
1.2.2 确知信号的频域分析 7
1.2.3 随机过程的概念及统计描述 12
1.2.4 几种重要的随机过程 15
1.2.5 白噪声和带限白噪声 19
本节习题 22
1.3 信道特性对信号传输的影响 22
1.3.1 信道的分类 22
1.3.2 恒参信道及其对信号传输的影响 23
1.3.3 随参信道及其对信号传输的影响 25
本节习题 28
1.4 模拟调制系统 28
1.4.1 常规双边带调幅（AM）传输系统 29
1.4.2 抑制载波双边带调幅（DSB-SC）传输系统 34
1.4.3 单边带调制（SSB）传输系统 35
1.4.4 调频（FM）传输系统 39
1.4.5 频分多路复用 44
本节习题 45
1.5 模拟信号的数字化传输 45
1.5.1 模拟信号的抽样与恢复 46
1.5.2 量化与编译码原理 48
1.5.3 PCM编译码系统 53
1.5.4 增量调制（DM）原理 55
1.5.5 时分复用及PCM基群 57
本节习题 60
1.6 数字基带信号及其传输 61
1.6.1 常见的数字基带信号及其功率谱密度 61
1.6.2 AMI和HDB3编译码及位定时提取 65
1.6.3 数字基带信号传输与码间串扰 68
1.6.4 眼图 71
1.6.5 (7,4)汉明编译码原理 72
本节习题 74
1.7 数字频带传输系统 74
1.7.1 2ASK传输系统 74
1.7.2 2FSK传输系统 78
1.7.3 2PSK传输系统 81
1.7.4 2DPSK传输系统 84
1.7.5 多进制数字调制原理 87
本节习题 94
第2章 基于SystemView的通信系统仿真实验开发 95
2.1 引言 95
2.2 SystemView通信系统仿真平台简介 95
2.2.1 SystemView的设计窗口 96
2.2.2 SystemView设计窗口的菜单栏与工具栏 96
2.2.3 SystemView设计窗口的时间窗口设置 97
2.2.4 SystemView的分析窗口 98
2.2.5 SystemView分析窗口的接收计算器 99
2.2.6 SystemView的图符库 102
2.2.7 SystemView的基本使用 109
2.3 信道特性对信号传输的影响 114
2.3.1 恒参信道特性对信号传输的影响 114
2.3.2 随参信道的多径传播效应 116
本节习题 118
2.4 模拟调制系统 118
2.4.1 AM传输系统 118
2.4.2 DSB传输系统 120
2.4.3 SSB传输系统 122
2.4.4 FM传输系统 125
2.4.5 频分多路复用 128
本节习题 130
2.5 模拟信号的数字化传输 130
2.5.1 采样定理 131
2.5.2 量化与编译码 136
2.5.3 增量调制（DM） 140
2.5.4 时分多路复用 142
本节习题 144
2.6 数字基带传输系统 144
2.6.1 常见的数字基带信号及其功率谱密度 144
2.6.2 数字基带信号的传输 147
本节习题 153
2.7 数字带通传输系统 153
2.7.1 2ASK传输系统 154
2.7.2 2FSK传输系统 159
2.7.3 2PSK传输系统 171
2.7.4 2DPSK传输系统 176
本节习题 187
2.8 四进制数字带通传输系统 187
2.8.1 4ASK传输系统 187
2.8.2 4FSK传输系统 200
2.8.3 QPSK传输系统 213
2.8.4 QDPSK传输系统 220
本节习题 235
2.9 16QAM传输系统 235
本节习题 242
第3章 基于MATLAB的通信系统仿真实验开发 243
3.1 MATALB基础 243
3.1.1 MATLAB概况 243
3.1.2 MATLAB基本运算 244
3.1.3 MATLAB程序设计 248
3.1.4 计算结果可视化 254
本节习题 258
3.2 确知信号与随机信号分析 259
3.2.1 确知信号分析 259
3.2.2 随机信号分析 264
本节习题 269
3.3 模拟通信系统 270
3.3.1 模拟线性调制系统 270
3.3.2 模拟非线性调制系统 279
本节习题 282
3.4 数字基带通信系统 282
3.4.1 数字基带信号及其频谱特性 282
3.4.2 数字基带传输常用码型 285
3.4.3 蒙特卡罗仿真 289
本节习题 292
3.5 数字频带通信系统 293
3.5.1 二进制数字通信系统 293
3.5.2 多进制数字通信系统 306
本节习题 314
3.6 模拟信号的数字传输 314
3.6.1 抽样定理 315
3.6.2 量化 318
3.6.3 PCM编译码 321
本节习题 324
3.7 差错控制编码 324
3.7.1 分组码与线性分组码 325
3.7.2 循环码 328
本节习题 331
3.8 通信系统综合仿真 331
第4章 基于硬件平台的通信系统验证实验开发 332
4.1 引言 332
4.2 ZH7001型通信系统硬件实验平台简介 332
4.3 模拟信号的数字化传输 336
4.3.1 模拟信号的采样与恢复 336
4.3.2 PCM编译码系统 336
4.3.3 PCM基群帧结构与帧同步 337
本节习题 339
4.4 信道编码与译码 339
4.4.1 AMI编译码及位定时提取 339
4.4.2 HDB3编译码及位定时提取 340
4.4.3 (7, 4)汉明编译码系统 341
本节习题 342
4.5 数字带通传输系统 342
4.5.1 2PSK传输系统 342
4.5.2 2DPSK传输系统 343
本节习题 343
4.6 基于电话业务的语音通信系统的实现 343
本节习题 344
参考文献 345
1.1 引言 1
1.1.1 通信系统的一般模型 1
1.1.2 模拟信号与数字信号 2
1.1.3 模拟通信系统与数字通信系统 3
1.1.4 信息的度量 4
1.1.5 数字通信系统主要性能指标 5
本节习题 6
1.2 信号分析 6
1.2.1 确知信号和随机信号 6
1.2.2 确知信号的频域分析 7
1.2.3 随机过程的概念及统计描述 12
1.2.4 几种重要的随机过程 15
1.2.5 白噪声和带限白噪声 19
本节习题 22
1.3 信道特性对信号传输的影响 22
1.3.1 信道的分类 22
1.3.2 恒参信道及其对信号传输的影响 23
1.3.3 随参信道及其对信号传输的影响 25
本节习题 28
1.4 模拟调制系统 28
1.4.1 常规双边带调幅（AM）传输系统 29
1.4.2 抑制载波双边带调幅（DSB-SC）传输系统 34
1.4.3 单边带调制（SSB）传输系统 35
1.4.4 调频（FM）传输系统 39
1.4.5 频分多路复用 44
本节习题 45
1.5 模拟信号的数字化传输 45
1.5.1 模拟信号的抽样与恢复 46
1.5.2 量化与编译码原理 48
1.5.3 PCM编译码系统 53
1.5.4 增量调制（DM）原理 55
1.5.5 时分复用及PCM基群 57
本节习题 60
1.6 数字基带信号及其传输 61
1.6.1 常见的数字基带信号及其功率谱密度 61
1.6.2 AMI和HDB3编译码及位定时提取 65
1.6.3 数字基带信号传输与码间串扰 68
1.6.4 眼图 71
1.6.5 (7,4)汉明编译码原理 72
本节习题 74
1.7 数字频带传输系统 74
1.7.1 2ASK传输系统 74
1.7.2 2FSK传输系统 78
1.7.3 2PSK传输系统 81
1.7.4 2DPSK传输系统 84
1.7.5 多进制数字调制原理 87
本节习题 94
第2章 基于SystemView的通信系统仿真实验开发 95
2.1 引言 95
2.2 SystemView通信系统仿真平台简介 95
2.2.1 SystemView的设计窗口 96
2.2.2 SystemView设计窗口的菜单栏与工具栏 96
2.2.3 SystemView设计窗口的时间窗口设置 97
2.2.4 SystemView的分析窗口 98
2.2.5 SystemView分析窗口的接收计算器 99
2.2.6 SystemView的图符库 102
2.2.7 SystemView的基本使用 109
2.3 信道特性对信号传输的影响 114
2.3.1 恒参信道特性对信号传输的影响 114
2.3.2 随参信道的多径传播效应 116
本节习题 118
2.4 模拟调制系统 118
2.4.1 AM传输系统 118
2.4.2 DSB传输系统 120
2.4.3 SSB传输系统 122
2.4.4 FM传输系统 125
2.4.5 频分多路复用 128
本节习题 130
2.5 模拟信号的数字化传输 130
2.5.1 采样定理 131
2.5.2 量化与编译码 136
2.5.3 增量调制（DM） 140
2.5.4 时分多路复用 142
本节习题 144
2.6 数字基带传输系统 144
2.6.1 常见的数字基带信号及其功率谱密度 144
2.6.2 数字基带信号的传输 147
本节习题 153
2.7 数字带通传输系统 153
2.7.1 2ASK传输系统 154
2.7.2 2FSK传输系统 159
2.7.3 2PSK传输系统 171
2.7.4 2DPSK传输系统 176
本节习题 187
2.8 四进制数字带通传输系统 187
2.8.1 4ASK传输系统 187
2.8.2 4FSK传输系统 200
2.8.3 QPSK传输系统 213
2.8.4 QDPSK传输系统 220
本节习题 235
2.9 16QAM传输系统 235
本节习题 242
第3章 基于MATLAB的通信系统仿真实验开发 243
3.1 MATALB基础 243
3.1.1 MATLAB概况 243
3.1.2 MATLAB基本运算 244
3.1.3 MATLAB程序设计 248
3.1.4 计算结果可视化 254
本节习题 258
3.2 确知信号与随机信号分析 259
3.2.1 确知信号分析 259
3.2.2 随机信号分析 264
本节习题 269
3.3 模拟通信系统 270
3.3.1 模拟线性调制系统 270
3.3.2 模拟非线性调制系统 279
本节习题 282
3.4 数字基带通信系统 282
3.4.1 数字基带信号及其频谱特性 282
3.4.2 数字基带传输常用码型 285
3.4.3 蒙特卡罗仿真 289
本节习题 292
3.5 数字频带通信系统 293
3.5.1 二进制数字通信系统 293
3.5.2 多进制数字通信系统 306
本节习题 314
3.6 模拟信号的数字传输 314
3.6.1 抽样定理 315
3.6.2 量化 318
3.6.3 PCM编译码 321
本节习题 324
3.7 差错控制编码 324
3.7.1 分组码与线性分组码 325
3.7.2 循环码 328
本节习题 331
3.8 通信系统综合仿真 331
第4章 基于硬件平台的通信系统验证实验开发 332
4.1 引言 332
4.2 ZH7001型通信系统硬件实验平台简介 332
4.3 模拟信号的数字化传输 336
4.3.1 模拟信号的采样与恢复 336
4.3.2 PCM编译码系统 336
4.3.3 PCM基群帧结构与帧同步 337
本节习题 339
4.4 信道编码与译码 339
4.4.1 AMI编译码及位定时提取 339
4.4.2 HDB3编译码及位定时提取 340
4.4.3 (7, 4)汉明编译码系统 341
本节习题 342
4.5 数字带通传输系统 342
4.5.1 2PSK传输系统 342
4.5.2 2DPSK传输系统 343
本节习题 343
4.6 基于电话业务的语音通信系统的实现 343
本节习题 344
参考文献 345
前 言
前 言
“通信原理”课程作为学习通信系统基础理论的主要课程，不仅仅是通信工程专业的核心专业基础课，也是许多电子信息类其他专业的必修课程，“通信原理实验”是这门课程的实践教学环节。在国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）中，明确提出了高等教育应加强实践教学环节，以及*实施的“卓越工程师”教育培养计划，都反映了现代高等教育越来越重视学生的实践能力培养。在“通信原理”课程教学中，如何通过实践环节，既能加强学生对基础知识的学习和掌握，同时又能激发学生的学习兴趣、提升实践能力、培养创新意识，一直以来都是我们长期从事“通信原理”课程教学的教师在探索的问题。
我们自1990年开设“通信原理实验”课程，历经几代教师团队的开发，结合各种新技术平台，不断推陈出新，相关成果多次获得省级教学成果奖。本教材凝聚了我们多年从事“通信原理实验”课程教学的经验与实践，针对电子信息类及其他相关专业的培养要求，对教材内容进行了认真梳理、选择和编排，期望使读者能通过本教材对通信系统的本质和主要技术原理有更深入的认识。
本书的主要特点是以通信原理中主要知识点为线索，同一个知识点在介绍其基本原理的基础上，从验证性、设计性、综合性实验的角度，分别在硬件平台、SystemView仿真平台、MATLAB仿真平台上设计了相应的实验内容，譬如通信原理中的主要知识点：模拟调制（AM、DSB、SSB、FM）、数字调制（ASK、FSK、PSK、DPSK）、各类信号的编译码（AMI、HDB3、PCM、汉明码）等，从基本原理开始介绍，然后在不同软、硬件实验平台上进行验证性和设计性实验，逐步帮助读者从不同的层面学习相关知识点，同时体会不同平台的特点，更好地掌握通信原理的理论知识和使用开发平台。本书的另外一个特点是对通信原理中的一些知识点进行了重新梳理，譬如按照通信系统的实际运行状况，在基本原理介绍和实验内容安排中，将数字信号的位同步提取部分与数字基带信号的编译码结合在一起考虑等。
全书共分为4章，参考学时为48~64学时。
第1章通信原理基础理论，介绍了通信系统的基本模型，确知信号和随机信号的时频域分析，信道和噪声的基本概念和特性，从时、频域的角度阐述了各种模拟调制的原理和调制解调方法，频分复用的基本概念，阐述了几种常用传输码型和汉明码的编/译码规则及数字基带信号的传输原理和眼图的概念，介绍了二进制的ASK、FSK及PSK（DPSK）的原理，四进制及16QAM的调制解调原理，以模拟信号数字化过程为线索，阐述了对信号的抽样、量化和编码，分析了时分复用的基本原理，介绍了PCM30/32系统的基群帧结构。
第2章基于SystemView的通信系统仿真实验开发，首先介绍了SystemView通信系统仿真平台，阐述了在此平台上开发的相关实验：恒参信道特性对信号传输的影响、随参信道的多径传播效应、各种模拟调制系统及频分多路复用、采样定理、量化与编译码、增量调制（DM）、时分多路复用、常见的数字基带信号及其功率谱密度、数字基带信号的传输、各种数字带通传输系统。
第3章基于MATLAB的通信系统仿真实验开发，首先简介了MATLAB仿真平台，阐述了在此平台上开发的相关实验：确知信号与随机信号分析、模拟线性调制系统、模拟非线性调制系统、数字基带信号及其频谱特性、数字基带传输常用码型、蒙特卡洛仿真、各种数字频带通信系统、抽样定理、量化、PCM编译码、分组码与线性分组码、循环码及综合性的通信系统综合仿真实验。
第4章基于硬件平台的通信系统验证实验开发，首先简介了ZH7001型通信系统硬件实验平台的基本情况，阐述了在此平台上开发的相关实验：模拟信号的采样与恢复、PCM编译码系统、PCM基群帧结构与帧同步、信道编码与译码、AMI编译码及位定时提取、HDB3编译码及位定时提取、（7，4）汉明编译码系统、各种数字带通传输系统及综合性的基于电话业务的语音通信系统实现。
本书的特点是系统性强，内容编排紧凑，每节内容安排了相应的习题，对通信原理中的基本概念和原理均设计了相关实验内容。本书语言简练、通俗易懂、深入浅出，适用对象广泛，可作为高等学校通信工程、电子信息工程、物联网工程、电子信息科学与技术、计算机科学与技术等专业的通信原理实验教材，也可作为这些专业 “卓越工程师教育培养计划”的选用教材，同时也适用于相关领域工程技术人员作为技术参考书。
本书由孙爱晶担任主编并编写第1章，张明远编写第2章和第4章，和煦编写第3章，由孙爱晶统稿全书。与作者多年共同从事本课程教学的刘毓教授、吉利萍老师和党薇老师对本书出版给予了很大的支持，有此深表感谢。感谢李宗、焦淑云、黄源、顾小东、冯勋、马士雄和彭飞为本书的出版做出的贡献。同时，对书中所引用参考文献的作者表示崇高的敬意和真诚的感谢！
限于作者水平，书中错误与不足在所难免，恳请读者指正。
“通信原理”课程作为学习通信系统基础理论的主要课程，不仅仅是通信工程专业的核心专业基础课，也是许多电子信息类其他专业的必修课程，“通信原理实验”是这门课程的实践教学环节。在国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）中，明确提出了高等教育应加强实践教学环节，以及*实施的“卓越工程师”教育培养计划，都反映了现代高等教育越来越重视学生的实践能力培养。在“通信原理”课程教学中，如何通过实践环节，既能加强学生对基础知识的学习和掌握，同时又能激发学生的学习兴趣、提升实践能力、培养创新意识，一直以来都是我们长期从事“通信原理”课程教学的教师在探索的问题。
我们自1990年开设“通信原理实验”课程，历经几代教师团队的开发，结合各种新技术平台，不断推陈出新，相关成果多次获得省级教学成果奖。本教材凝聚了我们多年从事“通信原理实验”课程教学的经验与实践，针对电子信息类及其他相关专业的培养要求，对教材内容进行了认真梳理、选择和编排，期望使读者能通过本教材对通信系统的本质和主要技术原理有更深入的认识。
本书的主要特点是以通信原理中主要知识点为线索，同一个知识点在介绍其基本原理的基础上，从验证性、设计性、综合性实验的角度，分别在硬件平台、SystemView仿真平台、MATLAB仿真平台上设计了相应的实验内容，譬如通信原理中的主要知识点：模拟调制（AM、DSB、SSB、FM）、数字调制（ASK、FSK、PSK、DPSK）、各类信号的编译码（AMI、HDB3、PCM、汉明码）等，从基本原理开始介绍，然后在不同软、硬件实验平台上进行验证性和设计性实验，逐步帮助读者从不同的层面学习相关知识点，同时体会不同平台的特点，更好地掌握通信原理的理论知识和使用开发平台。本书的另外一个特点是对通信原理中的一些知识点进行了重新梳理，譬如按照通信系统的实际运行状况，在基本原理介绍和实验内容安排中，将数字信号的位同步提取部分与数字基带信号的编译码结合在一起考虑等。
全书共分为4章，参考学时为48~64学时。
第1章通信原理基础理论，介绍了通信系统的基本模型，确知信号和随机信号的时频域分析，信道和噪声的基本概念和特性，从时、频域的角度阐述了各种模拟调制的原理和调制解调方法，频分复用的基本概念，阐述了几种常用传输码型和汉明码的编/译码规则及数字基带信号的传输原理和眼图的概念，介绍了二进制的ASK、FSK及PSK（DPSK）的原理，四进制及16QAM的调制解调原理，以模拟信号数字化过程为线索，阐述了对信号的抽样、量化和编码，分析了时分复用的基本原理，介绍了PCM30/32系统的基群帧结构。
第2章基于SystemView的通信系统仿真实验开发，首先介绍了SystemView通信系统仿真平台，阐述了在此平台上开发的相关实验：恒参信道特性对信号传输的影响、随参信道的多径传播效应、各种模拟调制系统及频分多路复用、采样定理、量化与编译码、增量调制（DM）、时分多路复用、常见的数字基带信号及其功率谱密度、数字基带信号的传输、各种数字带通传输系统。
第3章基于MATLAB的通信系统仿真实验开发，首先简介了MATLAB仿真平台，阐述了在此平台上开发的相关实验：确知信号与随机信号分析、模拟线性调制系统、模拟非线性调制系统、数字基带信号及其频谱特性、数字基带传输常用码型、蒙特卡洛仿真、各种数字频带通信系统、抽样定理、量化、PCM编译码、分组码与线性分组码、循环码及综合性的通信系统综合仿真实验。
第4章基于硬件平台的通信系统验证实验开发，首先简介了ZH7001型通信系统硬件实验平台的基本情况，阐述了在此平台上开发的相关实验：模拟信号的采样与恢复、PCM编译码系统、PCM基群帧结构与帧同步、信道编码与译码、AMI编译码及位定时提取、HDB3编译码及位定时提取、（7，4）汉明编译码系统、各种数字带通传输系统及综合性的基于电话业务的语音通信系统实现。
本书的特点是系统性强，内容编排紧凑，每节内容安排了相应的习题，对通信原理中的基本概念和原理均设计了相关实验内容。本书语言简练、通俗易懂、深入浅出，适用对象广泛，可作为高等学校通信工程、电子信息工程、物联网工程、电子信息科学与技术、计算机科学与技术等专业的通信原理实验教材，也可作为这些专业 “卓越工程师教育培养计划”的选用教材，同时也适用于相关领域工程技术人员作为技术参考书。
本书由孙爱晶担任主编并编写第1章，张明远编写第2章和第4章，和煦编写第3章，由孙爱晶统稿全书。与作者多年共同从事本课程教学的刘毓教授、吉利萍老师和党薇老师对本书出版给予了很大的支持，有此深表感谢。感谢李宗、焦淑云、黄源、顾小东、冯勋、马士雄和彭飞为本书的出版做出的贡献。同时，对书中所引用参考文献的作者表示崇高的敬意和真诚的感谢！
限于作者水平，书中错误与不足在所难免，恳请读者指正。
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