现代通信原理（第5版）.pdf

摇“十二五冶职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定新编高等职业教育电子信息、机电类规划教材通信技术专业现代通信原理(第 5 版)陶亚雄摇主摇编黄摇祎摇副主编林摇勇摇主摇审内 容 简 介本教材为第 5 版,根据教育部关于高职院校通信专业的教学大纲编写。全书共 8 章,主要介绍通信中的基本概念和术语;模拟调制系统中的线性 AM、DSB、SSB 和 VSB 方式及非线性 FM、PM 方式;脉冲编码调制 PCM 系统;数字基带调制系统;数字频带调制 ASK、FSK 和 PSK 系统;信息的概念和度量、信源编码和信道编码的原则以及原理;最佳接收原理;通信中载波同步、位同步和群同步的概念及其实现原理,每章的后面附有小结和习题。此外,还在各章最后一节分别介绍了现行各种实际通信系统的工作原理、技术。本书极力淡化枯燥的理论分析,尽量结合实际通信系统进行原理阐述,并配有大量的插图说明,浅显易懂,既是高职高专通信、电子和网络类专业的教材,同时也可用做工程技术人员的相关参考书籍。未经许可,不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有,侵权必究。图书在版编目(CIP)数据现代通信原理/陶亚雄主编 郾 5 版 郾 北京:电子工业出版社,2017郾 1ISBN 978-7-121-30544-3玉郾 淤现摇 域郾 淤陶摇 芋郾 淤通信原理-高等学校-教材摇 郁郾 淤TN911中国版本图书馆 CIP 数据核字(2016)第 290031 号策划编辑:陈晓明责任编辑:郭乃明摇 摇 特约编辑:范摇 丽印摇 摇 刷:北京天宇星印刷厂装摇 摇 订:北京天宇星印刷厂出版发行:电子工业出版社北京市海淀区万寿路 173 信箱摇 邮编 100036开摇 摇 本:787 伊1 092摇 1/16摇 印张:16郾 25摇 字数:416 千字版摇 摇 次:2004 年 1 月第 1 版2017 年 1 月第 5 版印摇 摇 次:2017 年 1 月第 1 次印刷印摇 摇 数:3 000 册摇 摇 定价:38郾 00 元凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题,请向购买书店调换。若书店售缺,请与本社发行部联系,联系及邮购电话:(010)88254888,88258888。质量投诉请发邮件至 zlts phei郾 com郾 cn,盗版侵权举报请发邮件至 dbqq phei郾 com郾 cn。本书咨询联系方式:88254561。前摇 摇 言本教材是“新编高等职业教育电子信息、机电类规划教材冶 通信技术专业主干课程现代通信原理 第 5 版。本着教育部关于适当降低高等职业教育的理论深度、强化实际动手能力训练、培养新一代综合应用型人才的精神,按教育部高职教育电子与通信类专业“现代通信原理冶 的教学大纲,结合前四版教材使用反馈意见修改、编写而成。本教材在内容选取、章节安排和编写上,具有如下特点:1郾 充分考虑高职学生的文化基础和学习能力,文字上力求浅显通俗,并适当增加了一些示意性的插图和例题,以帮助学生更好地理解教材内容。2郾 内容选取上更强调针对性和实用性,尽量避免了本课程容易流于泛泛而谈的情况。3郾 为进一步在教学内容上体现现有通信系统的有关新知识、新技术和新方法,教材对现行实际主要通信系统的基本原理、技术和功能进行了详尽的分析阐述,其核心技术安排在相应篇章的最后一节,力求使读者在阅读本书时可获得有效的实用知识而非枯燥的原理与公式。4郾 在教学内容上突出对基本概念和性质的掌握,注重对学生科学思维方法和学习能力的有效培养。5郾 鉴于通信原理教材中普遍存在的练习题题型单调、题量小、计算题中不注意对学生分析理解并解答问题能力的逐步引导等情况,本版教材继续有大量多种类型的基本概念掌握与强化(填空、单项选择、多项选择、判断等)、理论知识分析与扩展(计算、画图等)练习,既有利于学生理解掌握所学知识,也为教师开展教学提供了有力帮助。6郾 免费提供相关电子课件,力求协助教师顺利完成教学工作以及学生达成学习目的。全书共八章,分别介绍了模拟通信和数字通信系统中常用的调制与解调方式、多路信号复用、收发同步以及最佳接收的问题,并简要讲述了信息论的有关基本概念和编码理论,本课程参考学时为 80 90 学时(含实验学时)。本教材是通信、电子类教学用书,同时也可作为计算机通信、网络类专业相关课程的教学用书,还可作为相关工程技术人员的参考用书。该书由重庆职业技术学院陶亚雄教授主编,黄统稿,林勇教授主审。其中,第 1、2章,第 3 章,第 4 章,第 5、7 章,第 6 章,第 8 章分别由重庆电子工程职业学院黄、陶亚雄、郭谕、郭燕、张林生、刘之舟编撰、改写。此外,本书编写过程中得到天津师范大学通信学院刘南平教授及其所在院校的大力支持和帮助,在此一并表示由衷的感谢;同时,也对为本书付出辛苦劳动的电子工业出版社编审人员,以及提供大量文献参考资料的专家、学者们表示深深的敬意。由于能力与水平限制,疏漏甚至错误之处在所难免,欢迎各位读者批评指正。编者2016 年 7 月目摇 摇 录第 1 章摇 序论(1)1郾 1摇 通信的概念及其发展简史(1)1郾 1郾 1摇 通信的定义(1)1郾 1郾 2摇 通信的方式(1)1郾 1郾 3摇 通信发展史(5)1郾 2摇 通信系统的基本概念(6)1郾 2郾 1摇 信息、信号及分类(6)1郾 2郾 2摇 通信系统的构成(7)1郾 2郾 3摇 通信系统的主要性能指标(9)1郾 3摇 通信的频段划分(11)1郾 4摇 现代通信的发展方向(12)习题 1(13)第 2 章摇 模拟调制系统(16)2郾 1摇 调制的功能及分类(16)2郾 1郾 1摇 调制的功能(16)2郾 1郾 2摇 调制的分类(17)2郾 2摇 线性调制系统(18)2郾 2郾 1摇 常规双边带调制系统(18)2郾 2郾 2摇 抑制载波的双边带调制(DSB)(23)2郾 2郾 3摇 单边带调制(SSB)和残留边带调制(VSB)(27)2郾 3摇 非线性调制系统(31)2郾 3郾 1摇 一般概念(31)2郾 3郾 2摇 频率调制(FM)(32)2郾 3郾 3摇 相位调制(PM)(37)2郾 4摇 模拟调制系统的抗噪声性能(38)2郾 4郾 1摇 线性调制系统的抗噪声性能(38)2郾 4郾 2摇 非线性调制系统的抗噪声性能(40)本章小结(41)习题 2(42)第 3 章摇 数字基带调制与传输(48)3郾 1摇 数字基带信号的码型及其功率谱(48)3郾 1郾 1摇 二元码(49)3郾 1郾 2摇 差分码(50)3郾 1郾 3摇 非归零单极性码的功率谱(51)3郾 1郾 4摇 非归零双极性码的功率谱(53)吁3郾 1郾 5摇 伪三元码及其功率谱(53)3郾 2摇 脉冲编码调制(PCM)(55)3郾 2郾 1摇 抽样和抽样定理(56)3郾 2郾 2摇 量化(59)3郾 2郾 3摇 编码(65)3郾 3摇 PCM 系统的噪声(72)3郾 4摇 差分脉冲编码调制(DPCM)(74)3郾 4郾 1摇 差分脉冲编码调制(DPCM)的原理(74)3郾 4郾 2摇 DPCM 的编、译码过程(74)3郾 4郾 3摇 DPCM 的性能(75)3郾 5摇 增量调制 驻M(DM)(75)3郾 5郾 1摇 增量调制原理(75)3郾 5郾 2摇 增量调制的量化噪声(77)3郾 6摇 数字基带传输系统及其误码率(78)3郾 6郾 1摇 数字基带传输系统结构(78)3郾 6郾 2摇 升余弦滚降滤波器(79)3郾 6郾 3摇 码率和误码率(83)3郾 6郾 4摇 误码率的一般公式(84)3郾 6郾 5摇 眼图(86)3郾 7摇 信道均衡及部分响应系统(88)3郾 7郾 1摇 时域均衡及其功能(88)3郾 7郾 2摇 部分响应系统概念(89)本章小结(92)习题 3(92)第 4 章摇 数字频带调制(98)4郾 1摇 幅度键控(ASK)系统(98)4郾 2摇 频移键控(FSK)系统(100)4郾 2郾 1摇 频移键控(FSK)(100)4郾 2郾 2摇 频移键控(FSK)的解调(101)4郾 2郾 3摇 相位连续的频移键控(CPFSK)(103)4郾 2郾 4摇 最小频移键控(MSK)与高斯最小频移键控(GMSK)调制系统(104)4郾 3摇 相移键控(PSK)系统(106)4郾 3郾 1摇 绝对相移键控(106)4郾 3郾 2摇 绝对相移键控的解调(107)4郾 3郾 3摇 二进制相对相移键控(2DPSK)(108)4郾 3郾 4摇 相对相移键控(DPSK)的解调(110)4郾 3郾 5摇 FSK/PSK/DPSK 调制/解调电路举例(111)4郾 4摇 四相绝对移相键控(QPSK)系统(113)4郾 4郾 1摇 四相绝对移相键控(QPSK)、相对移相键控(QDPSK)调制(113)4郾 4郾 2摇 四相绝对移相键控(QPSK)、相对移相键控(QDPSK)的解调(117)4郾 5摇 多元数字频带调制(120)4郾 5郾 1摇 多电平调幅(MASK)(120)遇4郾 5郾 2摇 其他多元调制方式(121)本章小结(122)习题 4(122)第 5 章摇 信道复用(128)5郾 1摇 通信信道概述(128)5郾 1郾 1摇 信道定义(128)5郾 1郾 2摇 传输媒介(129)5郾 2摇 频分复用(FDM)(133)5郾 3摇 时分复用(TDM)(135)5郾 4摇 复合调制与多级调制系统(137)5郾 5摇 多址通信方式(137)5郾 5郾 1摇 频分多址(FDMA)方式(138)5郾 5郾 2摇 时分多址(TDMA)方式(140)5郾 5郾 3摇 码分多址(CDMA)方式(142)5郾 5郾 4摇 混合多址方式(142)本章小结(144)习题 5(144)第 6 章摇 编码技术(149)6郾 1摇 信源编码(149)6郾 1郾 1摇 信息的度量(149)6郾 1郾 2摇 信源编码(155)6郾 2摇 信道容量与香农公式(159)6郾 3摇 信道编码(165)6郾 3郾 1摇 差错控制原理(165)6郾 3郾 2摇 码重与码距(168)6郾 3郾 3摇 几种常用的差错控制码(169)6郾 4摇 线性分组码(172)6郾 4郾 1摇 线性分组码的定义及性质(172)6郾 4郾 2摇 生成矩阵 G 和监督矩阵 H(173)6郾 4郾 3摇 汉明码(175)6郾 5摇 循环码(177)6郾 5郾 1摇 循环码的特点(177)6郾 5郾 2摇 循环码的生成多项式(178)6郾 5郾 3摇 循环码的编码过程(179)6郾 5郾 4摇 循环码的编码电路(180)6郾 5郾 5摇 循环码的译码(182)本章小结(184)习题 6(184)第 7 章摇 最佳接收机(188)7郾 1摇 最大输出信噪比准则和匹配滤波接收机(188)7郾 1郾 1摇 最大输出信噪比准则(188)喻7郾 1郾 2摇 匹配滤波器的传递函数 H(f)(188)7郾 1郾 3摇 匹配滤波器的冲激响应 h(t)(189)7郾 1郾 4摇 匹配滤波器的输出波形 s0(t)(190)7郾 1郾 5摇 最大输出信噪比接收(191)7郾 2摇 最小均方误差接收机(192)7郾 3摇 最小错误概率接收(194)7郾 4摇 最大后验概率接收(195)本章小结(196)习题 7(196)第 8 章摇 同步原理(199)8郾 1摇 载波同步(199)8郾 1郾 1摇 直接法(200)8郾 1郾 2摇插入导频法(209)8郾 1郾 3 摇 载波同步系统的性能(213)8郾 2摇 位同步(214)8郾 2郾 1摇 外同步法(215)8郾 2郾 2摇 直接法(217)8郾 2郾 3摇 位同步系统的性能(223)8郾 3摇 群同步(225)8郾 3郾 1摇 连贯插入法(225)8郾 3郾 2摇 间隔式插入法(228)8郾 3郾 3摇 群同步系统的性能(230)8郾 3郾 4摇 群同步的保护(232)8郾 4摇 网同步(232)8郾 4郾 1摇 网同步原理(232)8郾 4郾 2摇 数字同步网中的时钟及其应用(23