本書主要介紹通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、基本概念和基本技術(shù)方法，包括各種模擬調(diào)制技術(shù)、數(shù)字調(diào)制技術(shù)、模擬信號(hào)數(shù)字化的方法，各種信道編碼技術(shù)以及復(fù)用和同步技術(shù)。本書整體采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式架構(gòu)，由6個(gè)項(xiàng)目、29個(gè)任務(wù)和68個(gè)子任務(wù)組成。每個(gè)任務(wù)都是先提出“任務(wù)要求”，然后學(xué)習(xí)“必備知識(shí)”，最后進(jìn)行“思考應(yīng)答”。對(duì)于難度較大的任務(wù)，還在“思考應(yīng)答”前設(shè)有“案例分析”，以幫助讀者進(jìn)一步了解、掌握所學(xué)內(nèi)容，做到學(xué)以致用。
本書既可以作為高職高專通信技術(shù)專業(yè)、移動(dòng)通信專業(yè)、電子信息工程專業(yè)等通信類專業(yè)的基礎(chǔ)性教材，也可作為其他相關(guān)專業(yè)的職業(yè)素質(zhì)擴(kuò)展類教材，還可作為各級(jí)各類通信行業(yè)從業(yè)人員的參考書。
“通信原理”是通信類專業(yè)學(xué)生必修的入門級(jí)課程，在整個(gè)專業(yè)課程體系中具有奠基性的地位和作用。一直以來(lái)，與此課程相關(guān)的教材層出不窮、比比皆是。但是，真正適合高職高專類學(xué)生的教材并不多，一些教材甚至是由本科類教材剪切、拼湊而成的，因此學(xué)生普遍反映該課程難度太大，理論性太強(qiáng)，與實(shí)際聯(lián)系不上。針對(duì)此問(wèn)題，結(jié)合十幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及目前的教學(xué)要求，本人編寫了這本項(xiàng)目式教程。
本書力求做到如下幾點(diǎn)：
系統(tǒng)性：打破傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容體系，盡量展現(xiàn)完整的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和關(guān)鍵技術(shù)。
實(shí)用性：貼近生產(chǎn)、生活中的實(shí)際通信系統(tǒng)。
前沿性：選取現(xiàn)有通信系統(tǒng)中先進(jìn)的通信技術(shù)。
一書兩用：知識(shí)講解與習(xí)題訓(xùn)練緊密結(jié)合，“學(xué)”與“做”融為一體。
直觀易懂：摒棄繁瑣的公式推導(dǎo)，用通俗易懂的語(yǔ)言配以大量的圖形、數(shù)據(jù)表格和實(shí)例，力求使學(xué)生有更直觀、更明晰的感受。
引發(fā)興趣、鼓勵(lì)自信心：采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式架構(gòu)，案例講解配以強(qiáng)化訓(xùn)練。
本書主要由6個(gè)項(xiàng)目、29個(gè)任務(wù)和68個(gè)子任務(wù)組成。項(xiàng)目1“初識(shí)通信系統(tǒng)”，主要訓(xùn)練學(xué)生辨識(shí)通信系統(tǒng)的種類、認(rèn)識(shí)通信系統(tǒng)的組成、學(xué)會(huì)計(jì)算信息量、評(píng)價(jià)通信系統(tǒng)的優(yōu)劣等；項(xiàng)目2“構(gòu)建模擬調(diào)制通信系統(tǒng)”，主要介紹調(diào)幅廣播系統(tǒng)、SSB頻分復(fù)用系統(tǒng)和調(diào)頻廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及關(guān)鍵技術(shù)；項(xiàng)目3“模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸”，主要介紹PAM、PCM和ΔM三種模擬信號(hào)數(shù)字化的方法；項(xiàng)目4“構(gòu)建數(shù)字基帶通信系統(tǒng)”，主要介紹數(shù)字基帶通信系統(tǒng)中的碼間串?dāng)_、位同步設(shè)計(jì)、加擾及均衡等技術(shù)；項(xiàng)目5“設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種信道編碼”，主要對(duì)學(xué)生進(jìn)行線性分組碼、卷積碼和交織編/解碼等方面的訓(xùn)練；項(xiàng)目6“構(gòu)建數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng)”，主要介紹三種基本的二進(jìn)制系統(tǒng)和多進(jìn)制系統(tǒng)，以及幾種現(xiàn)代實(shí)用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)。
本次修訂替換了部分案例及示意圖，使教材內(nèi)容能更好地結(jié)合工程實(shí)際，與時(shí)俱進(jìn)。每個(gè)項(xiàng)目的最后均有“思考應(yīng)答參考答案”，讀者掃碼即可閱讀。
本書由崔雁松主編，其中，項(xiàng)目5由劉以倩編寫，其余項(xiàng)目由崔雁松編寫。
由于時(shí)間和水平所限，書中難免存在缺點(diǎn)和不足，希望能夠得到全國(guó)高職院校同行專家、教師及學(xué)生的支持和批評(píng)指正，共同研討本門課程及相關(guān)課程高職類教材的編寫工作。聯(lián)系郵箱：yansong.cui@126.com。
編 者
2023年6月
項(xiàng)目1 初識(shí)通信系統(tǒng) 1
任務(wù)1.1 學(xué)會(huì)辨識(shí)通信系統(tǒng) 1
子任務(wù)1.1.1 了解通信發(fā)展的歷史 1
子任務(wù)1.1.2 掌握“通信”的概念 1
子任務(wù)1.1.3 學(xué)會(huì)辨識(shí)通信系統(tǒng)的分類與傳輸方式 3
任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)通信系統(tǒng)的組成 7
子任務(wù)1.2.1 了解通信系統(tǒng)的基本組成和構(gòu)成要素 7
子任務(wù)1.2.2 了解模擬通信系統(tǒng)的基本組成和構(gòu)成要素 9
子任務(wù)1.2.3 了解數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成和構(gòu)成要素 11
任務(wù)1.3 計(jì)算信息量 13
子任務(wù)1.3.1 學(xué)會(huì)計(jì)算單個(gè)符號(hào)的信息量 13
子任務(wù)1.3.2 學(xué)會(huì)計(jì)算平均信息量（信源的熵） 14
子任務(wù)1.3.3 學(xué)會(huì)計(jì)算消息序列的總信息量 15
任務(wù)1.4 評(píng)價(jià)通信系統(tǒng)的優(yōu)劣 16
子任務(wù)1.4.1 學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)模擬通信系統(tǒng)的優(yōu)劣 16
子任務(wù)1.4.2 學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)劣 17
任務(wù)1.5 對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻域變換 20
子任務(wù)1.5.1 了解傅立葉變換的相關(guān)概念 20
子任務(wù)1.5.2 利用傅立葉變換的性質(zhì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻域變換及分析 22
子任務(wù)1.5.3 利用常用傅立葉變換對(duì)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的時(shí)頻域變換及分析 27
任務(wù)1.6 掌握信道的相關(guān)概念和計(jì)算 30
子任務(wù)1.6.1 了解信道的定義和分類 30
子任務(wù)1.6.2 了解噪聲的來(lái)源和分類，掌握高斯白噪聲的特性 33
子任務(wù)1.6.3 掌握香農(nóng)公式的相關(guān)計(jì)算，學(xué)會(huì)對(duì)香農(nóng)公式進(jìn)行分析 36
項(xiàng)目2 構(gòu)建模擬調(diào)制通信系統(tǒng) 39
任務(wù)2.1 構(gòu)建調(diào)幅廣播系統(tǒng) 39
子任務(wù)2.1.1 了解調(diào)幅廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，掌握AM調(diào)制的技術(shù)原理 39
子任務(wù)2.1.2 掌握AM的非相干解調(diào)方法，了解其抗噪聲性能 44
子任務(wù)2.1.3 構(gòu)建AM的改進(jìn)型——SC-DSB系統(tǒng) 50
任務(wù)2.2 構(gòu)建SSB頻分復(fù)用系統(tǒng) 57
子任務(wù)2.2.1 掌握SSB調(diào)制及解調(diào)方法 57
子任務(wù)2.2.2 構(gòu)建SSB頻分復(fù)用系統(tǒng) 61
子任務(wù)2.2.3 了解電視廣播采用的VSB調(diào)制的技術(shù)原理 64
子任務(wù)2.2.4 對(duì)比幾種模擬調(diào)制傳輸技術(shù)在相干解調(diào)方式下的抗噪聲性能 66
任務(wù)2.3 構(gòu)建調(diào)頻廣播系統(tǒng) 70
子任務(wù)2.3.1 了解模擬角度調(diào)制的基本概念 70
子任務(wù)2.3.2 掌握調(diào)頻波時(shí)頻域分析方法 73
子任務(wù)2.3.3 掌握FM的調(diào)制方法 79
子任務(wù)2.3.4 掌握FM的解調(diào)方法 81
子任務(wù)2.3.5 了解FM系統(tǒng)的抗噪聲性能并與其他模擬調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行比較分析 84
子任務(wù)2.3.6 了解調(diào)頻廣播系統(tǒng)和調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 89
項(xiàng)目3 模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸 93
任務(wù)3.1 構(gòu)建PAM系統(tǒng) 93
子任務(wù)3.1.1 了解抽樣定理和理想抽樣 93
子任務(wù)3.1.2 構(gòu)建基本PAM系統(tǒng) 97
子任務(wù)3.1.3 構(gòu)建PAM時(shí)分復(fù)用系統(tǒng) 101
任務(wù)3.2 構(gòu)建PCM系統(tǒng) 103
子任務(wù)3.2.1 構(gòu)建均勻量化PCM系統(tǒng) 104
子任務(wù)3.2.2 構(gòu)建非均勻量化PCM系統(tǒng) 110
子任務(wù)3.2.3 構(gòu)建PCM時(shí)分復(fù)用電話系統(tǒng) 116
任務(wù)3.3 構(gòu)建ΔM系統(tǒng) 124
子任務(wù)3.3.1 構(gòu)建ΔM系統(tǒng) 124
子任務(wù)3.3.2 ΔM系統(tǒng)與PCM系統(tǒng)的比較分析 129
任務(wù)3.4 了解模擬信號(hào)的數(shù)字化壓縮技術(shù) 131
子任務(wù)3.4.1 了解模擬語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化壓縮技術(shù) 131
子任務(wù)3.4.2 了解模擬圖像信號(hào)的數(shù)字化壓縮技術(shù) 132
項(xiàng)目4 構(gòu)建數(shù)字基帶通信系統(tǒng) 135
任務(wù)4.1 構(gòu)建數(shù)字基帶通信系統(tǒng)模型 135
任務(wù)4.2 為數(shù)字基帶通信系統(tǒng)選擇碼型 136
子任務(wù)4.2.1 熟悉數(shù)字基帶通信系統(tǒng)常用碼型的編碼方法 136
子任務(wù)4.2.2 分析數(shù)字基帶通信系統(tǒng)常用碼型的特性 140
子任務(wù)4.2.3 總結(jié)數(shù)字基帶通信系統(tǒng)常用碼型的選用原則 145
任務(wù)4.3 解決數(shù)字基帶通信系統(tǒng)中的碼間串?dāng)_問(wèn)題 146
子任務(wù)4.3.1 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)中碼間串?dāng)_問(wèn)題產(chǎn)生的原因和基本解決思路 146
子任務(wù)4.3.2 用低通滾降系統(tǒng)解決數(shù)字基帶通信系統(tǒng)中的碼間串?dāng)_問(wèn)題 149
子任務(wù)4.3.3 用部分響應(yīng)系統(tǒng)解決數(shù)字基帶通信系統(tǒng)中的碼間串?dāng)_問(wèn)題 154
任務(wù)4.4 信道噪聲對(duì)數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的影響分析 160
任務(wù)4.5 數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的位同步設(shè)計(jì) 163
子任務(wù)4.5.1 插入導(dǎo)頻法實(shí)現(xiàn)位同步 163
子任務(wù)4.5.2 自同步法實(shí)現(xiàn)位同步 164
任務(wù)4.6 給數(shù)字基帶通信系統(tǒng)加擾 167
子任務(wù)4.6.1 了解m序列和m序列發(fā)生器 168
子任務(wù)4.6.2 掌握數(shù)據(jù)加擾和解擾的原理和方法 172
任務(wù)4.7 在數(shù)字基帶通信系統(tǒng)中使用均衡技術(shù) 178
任務(wù)4.8 利用“眼圖”判別數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的好壞 182
項(xiàng)目5 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種信道編碼 185
任務(wù)5.1 理解信道編碼的基本思想 185
任務(wù)5.2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)幾種簡(jiǎn)單的分組編碼 189
子任務(wù)5.2.1 熟悉分組碼中的基本概念 189
子任務(wù)5.2.2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)通信中的奇偶校驗(yàn)碼 190
子任務(wù)5.2.3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電傳系統(tǒng)中的恒比碼 192
子任務(wù)5.2.4 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電報(bào)系統(tǒng)中的正反碼 194
任務(wù)5.3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)線性分組碼 195
子任務(wù)5.3.1 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基本線性分組碼 195
子任務(wù)5.3.2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）碼 202
任務(wù)5.4 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)卷積碼 210
任務(wù)5.5 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)交織編碼 213
項(xiàng)目6 構(gòu)建數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 218
任務(wù)6.1 構(gòu)建基本二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 218
子任務(wù)6.1.1 構(gòu)建2ASK數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 218
子任務(wù)6.1.2 構(gòu)建2FSK數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 223
子任務(wù)6.1.3 構(gòu)建2PSK數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 229
子任務(wù)6.1.4 幾種基本二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng)的性能比較 240
任務(wù)6.2 構(gòu)建基本多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 243
子任務(wù)6.2.1 構(gòu)建MASK數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 243
子任務(wù)6.2.2 構(gòu)建MFSK數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 247
子任務(wù)6.2.3 構(gòu)建MPSK數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng) 251
子任務(wù)6.2.4 幾種數(shù)字調(diào)制通信系統(tǒng)的性能比較 257
任務(wù)6.3 了解幾種現(xiàn)代實(shí)用的數(shù)字調(diào)制技術(shù) 258
子任務(wù)6.3.1 了解GSM系統(tǒng)中的GMSK調(diào)制 258
子任務(wù)6.3.2 了解CDMA2000系統(tǒng)中的OQPSK調(diào)制 267
子任務(wù)6.3.3 了解TDMA IS-136系統(tǒng)中的π/4-QPSK調(diào)制 271
子任務(wù)6.3.4 了解LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)中的64QAM調(diào)制 275
附錄 281
附錄1 常用三角公式 281
附錄2 貝塞爾(Bessel)函數(shù)表 282
附錄3 高斯誤差函數(shù)表 282
附錄4 英文縮寫名詞對(duì)照表 284
參考文獻(xiàn) 287
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