第三版前言
《现代通信原理》一书自2001年第一版由电子工业出版社出版以来,一直受到广大读者的关心与支持,不少高等院校选用该书作为通信工程、电子工程和信息工程等专业学习通信系统的基本原理和基础理论的教材。2006年,我们对该书进行了全面修订,编写完成了《现代通信原理(第二版)》。
通信事业发展日新月异,新理论和新技术层出不穷。本着有助于读者更好地学习与掌握现代通信基本原理、强化通信基础理论知识学习、广泛了解新的通信技术的思想,我们不断更新教材内容,完善教材呈现形式。三年来,编著者根据教学和科研工作的实践经验并结合广大读者反馈的意见,现已完成了第三版的编写工作。
第三版保留了原书深入浅出、通俗易懂的特点,以信息传输为主线,讲授通信系统的组成,阐述通信系统各主要部件的工作原理,分析它们的性能,并介绍其电路实现方法的编写思路,延续了表述方式深入浅出,便于教学和自学的特色。全书以数字通信系统为重点,并围绕原理介绍了最新的通信技术与实现方法。
全书分为10章。
第1章(绪论):介绍了通信的发展历史和通信系统的模型、分类、评价指标及信息论中的一些基本概念,初步建立通信系统概念。
第2章(随机信号分析):复习了概率论基础知识、随机变量、随机过程及其统计特性,重点分析了通信系统的噪声,是分析数字通信系统抗噪声性能的数学基础。
第3章(模拟调制):分线性调制和角度调制两大类,分析了各种模拟调制的波形、时间函数、频谱、带宽和矢量图,对其抗噪声性能也进行了简略分析比较。
第4章(模拟信号数字化):从低通和带通信号的抽样定理入手讲述模拟信号数字化的过程和理论基础,着重介绍了PCM和ΔM编/译码原理,并介绍了常用的ADPCM编码原理。
第5章(数字基带传输系统):介绍了基带信号传输的原理框图,基带信号的码型、波形、时间表示式及功率谱,码间串扰的概念及无码间串扰传输的条件,分析了基带系统的误码特性,并介绍了眼图、部分响应技术和时域均衡。
第6章(数字调制):介绍了基带的二进制数字调制、各种多进制调制及多种现代调制技术的信号产生、解调和性能分析。
第7章(数字信号的最佳接收):介绍了最大信噪比接收、最小均方误差接收、最小错误概率接收、最大后验概率接收的概念及数学模型,分析了最佳接收机的性能,并与实际接收机做比较,最后介绍了基带系统的最佳化。
第8章(同步技术):介绍了载波同步、位同步、群同步的原理、实现方法及性能分析。
第9章(信道编码):介绍了差错控制工作方式及差错控制的基本概念,以及线性分组码、交织编码、汉明码、循环码、卷积码、m序列、Turbo码和RS码。
第10章(通信系统原理实验):以现代通信技术实验平台为例,介绍了通信原理部件
书后附有各章习题答案和常用的数学函数表格,便于读者查阅。与本书配套的《现代通信原理习题解答与实验教程》(陆辉 宋平等编著,电子工业出版社,2008年1月出版)中附有书中各章习题的详细解答。
本书内容涉及面广,新概念多,理论性强。编写有如下特点。
1. 数学推导深入浅出
书中不仅对大量公式做了完整、严密的数学推导,而且为方便读者阅读,对推导的目的、意义、方法及比较难理解的过程均加入了文字说明或解释,便于学习与理解。
2. 注重物理意义解释
对重要理论和重要概念,在严格数学推导的基础上给予确切的物理解释。如匹配滤波器为何能获得最大信噪比?部分响应为何能达到传输速率的最大极限而响应拖尾又很小?相关编码为何能消除半余弦滤波器的固定干扰,克服判决模糊?简单增量调制量化失真为何随信号频率升高而增大?对于这些问题,我们都结合数学推导给予物理解释,深化读者对理论与概念的理解。
3. 充分应用图解分析
采用矢量图和波形图进行图解分析。如对残留边带信号及窄带调频信号的矢量图分析,是本书中首创的。通过矢量图分析能清楚地说明残留边带信号及窄带调频信号特点。
4. 难点表述简便清晰
对于难点内容的表述力求概念清晰,方法简便。如随机序列频谱分析是教学难点之一,本书介绍了一种简便计算方法,能快速地计算出随机序列的带宽、直流成分和基波幅度等关键参数。与其他书籍中介绍的利用公式求解的方法相比,不仅计算简便,而且物理概念清楚,因此有更好的实用价值。
5. 横向对比深化概念理解
对于内容相似又有差别的概念,采用横向对比的方法讲述,如载波同步、位同步及群同步在性能、作用和实现方法性能指标等方面的异同点,通过对比指出相同的原因和不同的理由,并阐明存在差异的本质根源。通过这样的讲述方式,让读者从初次接触到同步概念起就从本质上掌握它们的区别与联系。
6. 列表对比加深理解记忆
书中采用列表对比的方法,对各种信号的时间函数与频谱函数,对各种数字调制的波形、频谱、抗噪性能及各种现代调制的相位路径、功率谱及电路特点进行对比,能清楚地看出它们各自的特点,便于理解与记忆。
7. 追根溯源激发学习兴趣
如数字调制在引言中就指出模拟调制与数字调制在基本原理和频谱搬移过程等方面是相同或相似的,但随之指出它们之间的4种差异。正因为这些差异导致了它们研究内容和研究方法的不同。这样从章节的开始便阐明了学习本章的意义,能引起读者探讨研究的兴趣,激发主动学习与研究的热情。书中对一些名词的由来也进行了解释,如对匹配滤波器中的“匹配”和部分响应中的“部分”等名词均进行了解释,阅读起来通俗易懂,饶有兴趣。
8. 注重实际应用能力培养
为加强实践内容教学,本书特意编写了通信原理实验一章,使理论教学与实验教学能更好地结合。为使读者能较好地理解基本概念和掌握通信系统的分析方法,编著者结合多年来研究生入学与复试试题的命题经验,精编了各章习题,并将答案附于书后。
本书的第2、4、5章由宋祖顺编写,第6、7、8、9章由宋晓勤编写,第1、3、10章及习题答案由宋平编写。全书由宋祖顺统稿。
衷心感谢电子工业出版社一直以来的大力协助和支持;衷心感谢宋梅、陆辉、章旻、贺慧娟、孙晓卉和唐艳等同志为本书的改编出版所做的大量工作!
真诚希望广大读者对书中存在的缺点和不足之处不吝指正。
(E-mail:xiaoqin.song@163.com)
编著者
2009年9月