通信原理实用教程——使用MATLAB仿真与分析

作者: 向军

出版社: 清华大学出版社

出版时间: 2022-06

版次: 1

ISBN: 9787302602484

定价: 59.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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本书全面介绍现代通信系统的基本组成模型和信息传输中的各种调制解调技术, 全书共分8章, 内容包括通信和信息传输的基本概念, 通信系统中的信号、信道与噪声, 模拟调制传输, 模拟信号的数字化传输, 数字基带传输, 数字调制传输, 现代数字调制和物联网通信技术简介。在相应章节后附有实例, 介绍基于 MA T L A BR 2 0 2 0相关内容的建模与仿真, 通过上机实践练习, 可以帮助读者更好地理解和掌握抽象的理论知识, 激发学习兴趣。本书主要面向高等学校电气类、电子信息工程类、通信工程、计算机科学与计算等专业, 内容浅显易懂, 逻辑性强, 尽量淡化复杂的数学演算和公式推证, 注重基本概念和重要结论的理解和实际应用。本书可作为高等学校电子电气类各专业“ 通信原理” “ 系统建模与仿真” “ MA T L A B / S i m u l i n k信号与系统分析” 等课程教材, 也可供相关工程技术人员阅读和参考。向军：西南交通大学电气工程学院副教授。长期从事通信与信号理论、系统建模与仿真、微机和单片机应用系统开发等领域的教学和研究工作。先后为本科生和研究生开设“信号与系统”“MATLAB编程及工程应用”“系统建模与仿真”“数字信号处理”“通信原理”“随机信号理论”等多门课程，发表学术论文20余篇，出版教材3部。

第1章基本概念

1．1通信及通信系统

1．1．1通信系统的基本组成模型

1．1．2通信系统的分类

1．1．3模拟通信和数字通信系统

1．2调制和解调

1．2．1调制和解调的基本概念

1．2．2调制和解调的分类

1．2．3调制的作用

1．3通信系统的质量指标

1．3．1模拟通信系统的质量指标

1．3．2数字通信系统的质量指标

1．4MATLAB/Simulink基础

1．4．1MATLAB编程基础

1．4．2Simulink基础

1．4．3MATLAB的帮助系统

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习题1

实践练习1

第2章信号、信道与噪声

2．1信号和系统的基本概念

2．2傅里叶变换与信号的频谱

2．2．1信号的频谱

2．2．2傅里叶变换的常用性质

2．2．3信号的能量谱、功率谱与自相关函数

2．2．4信号的带宽

2．3线性系统与滤波器

2．3．1线性系统及其频率特性

2．3．2系统响应的频域求解

2．3．3滤波器

2．4信道及其特性

2．4．1信道的分类

2．4．2信道的数学模型

2．4．3信道特性对传输的影响

2．5噪声

2．5．1噪声的来源及分类

2．5．2高斯噪声和白噪声

2．5．3窄带高斯白噪声

2．6MATLAB在信号和噪声分析中的应用

2．6．1信号频谱的MATLAB程序求解

2．6．2信号的时间波形和频谱观察

2．6．3滤波器设计

2．6．4通信工具箱及其常用模块

2．6．5子系统及其创建方法

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习题2

实践练习2

第3章模拟调制传输

3．1模拟幅度调制

3．1．1模拟幅度调制的基本原理

3．1．2DSBSC调制和AM调制

3．1．3SSB调制和VSB调制

3．2模拟角度调制

3．2．1角度调制的基本概念

3．2．2窄带调频和宽带调频

3．2．3调频信号的产生方法

3．3模拟调制系统的解调

3．3．1相干解调

3．3．2非相干解调

3．4模拟调制系统的抗噪声性能

3．4．1抗噪声性能分析模型

3．4．2输入信噪比的计算

3．4．3输出信噪比和信噪比增益

3．5模拟调制应用举例

3．5．1频分复用

3．5．2广播电视通信系统

3．5．3调频立体声广播

3．6模拟调制解调过程的MATLAB仿真

3．6．1MATLAB编程仿真

3．6．2Simulink模型仿真

3．6．3Simulink中的调制解调模块

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习题3

实践练习3

第4章模拟信号的数字化传输

4．1抽样及抽样定理

4．1．1抽样

4．1．2抽样定理

4．1．3实际抽样

4．2量化及量化信噪比

4．2．1均匀量化

4．2．2量化误差和量化信噪比

4．2．3非均匀量化

4．3编码

4．3．1常用的二进制码组

4．3．2均匀量化编码方法

4．3．3A律13折线编码

4．4脉冲编码调制系统

4．4．1PCM系统的码元速率

4．4．2PCM系统的抗噪声性能

4．5预测编码

4．5．1差分脉冲编码调制

4．5．2增量调制

4．6时分复用和复接

4．6．1时分复用的基本原理

4．6．2复接

4．7抽样量化编码过程的MATLAB仿真

4．7．1量化信噪比的测量

4．7．2PCM传输系统仿真

4．7．3增量调制编解码仿真

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习题4

实践练习4

第5章数字基带传输

5．1数字基带传输系统的基本组成

5．2数字基带信号及其频域特性

5．2．1基本码型

5．2．2常用码型

5．2．3数字基带信号的功率谱

5．3码间干扰

5．3．1码间干扰的概念

5．3．2无码间干扰传输的条件

5．3．3无码间干扰的典型传输波形

5．4部分响应和均衡技术

5．4．1部分响应技术

5．4．2均衡技术

5．5抗噪声性能与眼图

5．5．1数字基带信号的传输与判决

5．5．2误码率分析

5．5．3眼图

5．6数字基带传输系统的MATLAB仿真分析

5．6．1码型编码

5．6．2发送和接收滤波器模块

5．6．3眼图及基带传输特性观察

5．6．4误码性能的仿真分析

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习题5

实践练习5

第6章数字调制传输

6．1二进制数字调制和解调

6．1．1二进制数字调制的基本原理

6．1．2二进制数字调制信号的特性

6．1．3解调方法

6．2二进制差分相移键控

6．2．12PSK的倒π现象

6．2．22DPSK调制和解调

6．3二进制调制系统的抗噪声性能

6．3．12ASK系统的抗噪声性能

6．3．22FSK系统的抗噪声性能

6．3．32PSK和2DPSK系统的抗噪声性能

6．4二进制数字调制系统性能比较

6．5数字信号的接收

6．5．1匹配滤波器

6．5．2接收机

6．6数字调制传输系统的MATLAB仿真分析

6．6．1二进制数字调制的MATLAB/Simulink仿真

6．6．2数字基带调制模块

6．6．3科斯塔斯环的建模仿真

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习题6

实践练习6

第7章现代数字调制

7．1多进制基带信号

7．2多进制数字调制

7．2．1多进制调制的基本原理

7．2．2MPSK

7．3MSK

7．3．1MSK信号的表示

7．3．2MSK的相位网格图

7．3．3MSK的产生和解调

7．4QAM

7．4．1QAM的基本原理

7．4．2QAM信号的产生和解调

7．4．3QAM信号的特性

7．5正交频分复用

7．5．1OFDM的基本思想

7．5．2OFDM的基本原理

7．5．3基于FFT的OFDM系统组成

7．6现代数字调制的MATLAB仿真

7．6．1多进制调制传输的频带利用率

7．6．2MSK调制过程的建模仿真

7．6．3多进制调制模块及其应用

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习题7

实践练习7

第8章物联网通信技术简介

8．1物联网通信技术概述

8．1．1物联网通信的产生和发展

8．1．2物联网体系结构和通信系统

8．2RFID技术

8．2．1RFID系统的组成

8．2．2RFID系统的工作原理

8．2．3RFID的典型应用

8．3ZigBee技术

8．3．1ZigBee技术的特点及应用

8．3．2ZigBee协议

8．3．3ZigBee网络的拓扑结构

8．4蓝牙通信技术

8．4．1蓝牙协议

8．4．2蓝牙网络连接

8．4．3蓝牙技术的特点及应用

8．5WiFi通信技术

8．5．1WiFi和WLAN简介

8．5．2WLAN物理层协议

8．5．3MAC层协议

8．5．4WLAN的组成及拓扑结构

8．6物联网通信的综合应用

8．6．1M2M技术

8．6．2WSN技术

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习题8

附录A傅里叶变换的常用性质

附录BQ函数表

附录C常用三角公式

附录D第1类n阶贝塞尔函数

参考文献
内容简介:
本书全面介绍现代通信系统的基本组成模型和信息传输中的各种调制解调技术, 全书共分8章, 内容包括通信和信息传输的基本概念, 通信系统中的信号、信道与噪声, 模拟调制传输, 模拟信号的数字化传输, 数字基带传输, 数字调制传输, 现代数字调制和物联网通信技术简介。在相应章节后附有实例, 介绍基于 MA T L A BR 2 0 2 0相关内容的建模与仿真, 通过上机实践练习, 可以帮助读者更好地理解和掌握抽象的理论知识, 激发学习兴趣。本书主要面向高等学校电气类、电子信息工程类、通信工程、计算机科学与计算等专业, 内容浅显易懂, 逻辑性强, 尽量淡化复杂的数学演算和公式推证, 注重基本概念和重要结论的理解和实际应用。本书可作为高等学校电子电气类各专业“ 通信原理” “ 系统建模与仿真” “ MA T L A B / S i m u l i n k信号与系统分析” 等课程教材, 也可供相关工程技术人员阅读和参考。
作者简介:
向军：西南交通大学电气工程学院副教授。长期从事通信与信号理论、系统建模与仿真、微机和单片机应用系统开发等领域的教学和研究工作。先后为本科生和研究生开设“信号与系统”“MATLAB编程及工程应用”“系统建模与仿真”“数字信号处理”“通信原理”“随机信号理论”等多门课程，发表学术论文20余篇，出版教材3部。
目录:

第1章基本概念

1．1通信及通信系统

1．1．1通信系统的基本组成模型

1．1．2通信系统的分类

1．1．3模拟通信和数字通信系统

1．2调制和解调

1．2．1调制和解调的基本概念

1．2．2调制和解调的分类

1．2．3调制的作用

1．3通信系统的质量指标

1．3．1模拟通信系统的质量指标

1．3．2数字通信系统的质量指标

1．4MATLAB/Simulink基础

1．4．1MATLAB编程基础

1．4．2Simulink基础

1．4．3MATLAB的帮助系统

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习题1

实践练习1

第2章信号、信道与噪声

2．1信号和系统的基本概念

2．2傅里叶变换与信号的频谱

2．2．1信号的频谱

2．2．2傅里叶变换的常用性质

2．2．3信号的能量谱、功率谱与自相关函数

2．2．4信号的带宽

2．3线性系统与滤波器

2．3．1线性系统及其频率特性

2．3．2系统响应的频域求解

2．3．3滤波器

2．4信道及其特性

2．4．1信道的分类

2．4．2信道的数学模型

2．4．3信道特性对传输的影响

2．5噪声

2．5．1噪声的来源及分类

2．5．2高斯噪声和白噪声

2．5．3窄带高斯白噪声

2．6MATLAB在信号和噪声分析中的应用

2．6．1信号频谱的MATLAB程序求解

2．6．2信号的时间波形和频谱观察

2．6．3滤波器设计

2．6．4通信工具箱及其常用模块

2．6．5子系统及其创建方法

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习题2

实践练习2

第3章模拟调制传输

3．1模拟幅度调制

3．1．1模拟幅度调制的基本原理

3．1．2DSBSC调制和AM调制

3．1．3SSB调制和VSB调制

3．2模拟角度调制

3．2．1角度调制的基本概念

3．2．2窄带调频和宽带调频

3．2．3调频信号的产生方法

3．3模拟调制系统的解调

3．3．1相干解调

3．3．2非相干解调

3．4模拟调制系统的抗噪声性能

3．4．1抗噪声性能分析模型

3．4．2输入信噪比的计算

3．4．3输出信噪比和信噪比增益

3．5模拟调制应用举例

3．5．1频分复用

3．5．2广播电视通信系统

3．5．3调频立体声广播

3．6模拟调制解调过程的MATLAB仿真

3．6．1MATLAB编程仿真

3．6．2Simulink模型仿真

3．6．3Simulink中的调制解调模块

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习题3

实践练习3

第4章模拟信号的数字化传输

4．1抽样及抽样定理

4．1．1抽样

4．1．2抽样定理

4．1．3实际抽样

4．2量化及量化信噪比

4．2．1均匀量化

4．2．2量化误差和量化信噪比

4．2．3非均匀量化

4．3编码

4．3．1常用的二进制码组

4．3．2均匀量化编码方法

4．3．3A律13折线编码

4．4脉冲编码调制系统

4．4．1PCM系统的码元速率

4．4．2PCM系统的抗噪声性能

4．5预测编码

4．5．1差分脉冲编码调制

4．5．2增量调制

4．6时分复用和复接

4．6．1时分复用的基本原理

4．6．2复接

4．7抽样量化编码过程的MATLAB仿真

4．7．1量化信噪比的测量

4．7．2PCM传输系统仿真

4．7．3增量调制编解码仿真

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习题4

实践练习4

第5章数字基带传输

5．1数字基带传输系统的基本组成

5．2数字基带信号及其频域特性

5．2．1基本码型

5．2．2常用码型

5．2．3数字基带信号的功率谱

5．3码间干扰

5．3．1码间干扰的概念

5．3．2无码间干扰传输的条件

5．3．3无码间干扰的典型传输波形

5．4部分响应和均衡技术

5．4．1部分响应技术

5．4．2均衡技术

5．5抗噪声性能与眼图

5．5．1数字基带信号的传输与判决

5．5．2误码率分析

5．5．3眼图

5．6数字基带传输系统的MATLAB仿真分析

5．6．1码型编码

5．6．2发送和接收滤波器模块

5．6．3眼图及基带传输特性观察

5．6．4误码性能的仿真分析

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习题5

实践练习5

第6章数字调制传输

6．1二进制数字调制和解调

6．1．1二进制数字调制的基本原理

6．1．2二进制数字调制信号的特性

6．1．3解调方法

6．2二进制差分相移键控

6．2．12PSK的倒π现象

6．2．22DPSK调制和解调

6．3二进制调制系统的抗噪声性能

6．3．12ASK系统的抗噪声性能

6．3．22FSK系统的抗噪声性能

6．3．32PSK和2DPSK系统的抗噪声性能

6．4二进制数字调制系统性能比较

6．5数字信号的接收

6．5．1匹配滤波器

6．5．2接收机

6．6数字调制传输系统的MATLAB仿真分析

6．6．1二进制数字调制的MATLAB/Simulink仿真

6．6．2数字基带调制模块

6．6．3科斯塔斯环的建模仿真

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习题6

实践练习6

第7章现代数字调制

7．1多进制基带信号

7．2多进制数字调制

7．2．1多进制调制的基本原理

7．2．2MPSK

7．3MSK

7．3．1MSK信号的表示

7．3．2MSK的相位网格图

7．3．3MSK的产生和解调

7．4QAM

7．4．1QAM的基本原理

7．4．2QAM信号的产生和解调

7．4．3QAM信号的特性

7．5正交频分复用

7．5．1OFDM的基本思想

7．5．2OFDM的基本原理

7．5．3基于FFT的OFDM系统组成

7．6现代数字调制的MATLAB仿真

7．6．1多进制调制传输的频带利用率

7．6．2MSK调制过程的建模仿真

7．6．3多进制调制模块及其应用

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习题7

实践练习7

第8章物联网通信技术简介

8．1物联网通信技术概述

8．1．1物联网通信的产生和发展

8．1．2物联网体系结构和通信系统

8．2RFID技术

8．2．1RFID系统的组成

8．2．2RFID系统的工作原理

8．2．3RFID的典型应用

8．3ZigBee技术

8．3．1ZigBee技术的特点及应用

8．3．2ZigBee协议

8．3．3ZigBee网络的拓扑结构

8．4蓝牙通信技术

8．4．1蓝牙协议

8．4．2蓝牙网络连接

8．4．3蓝牙技术的特点及应用

8．5WiFi通信技术

8．5．1WiFi和WLAN简介

8．5．2WLAN物理层协议

8．5．3MAC层协议

8．5．4WLAN的组成及拓扑结构

8．6物联网通信的综合应用

8．6．1M2M技术

8．6．2WSN技术

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习题8

附录A傅里叶变换的常用性质

附录BQ函数表

附录C常用三角公式

附录D第1类n阶贝塞尔函数

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