本書全面闡述了模擬與數字通信系統的基礎組成以及信息傳輸過程中所涉及的各種調制解調技術。全書共分8章,涵蓋了通信與信息傳輸的基本概念,通信系統中的信號、信道與噪聲分析,模擬調制傳輸,模擬信號的數字化傳輸,數字基帶傳輸,數字調制傳輸技術,現代數字調制,以及物聯網通信技術簡介。各章節末尾附有實例,介紹如何使用 MATLABR2024a進行相關內容的建模與仿真。通過實際操作練習,幫助讀者更深入地理解抽象的理論知識,並激發學習熱情。本書主要面向電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、信息工程以及電氣、自動化、計算機等工科專業的學生。內容表述清晰、邏輯嚴謹,強調對基本概念和關鍵結論的理解及其在實際中的應用。本書還提供了豐富的教學資源,包括各章實踐練習題和例題的代碼及 Simulink仿真模型、微課講解視頻、理論和實驗教學大綱、課程實驗講義等。本書適用於高等學校各層次專業“通信原理”“現代通信原理與技術”“MATLAB/Simulink通信系統建模與仿真”等課程的理論教學和實驗指導,同時對相關領域的工程技術人員也具有重要的參考價值。

向軍：西南交通大學電氣工程學院教授。長期從事通信與信號理論、系統建模與仿真、微機和單片機應用系統開發等領域的教學和研究工作。先後為本科生和研究生開設“信號與系統”“MATLAB編程及工程應用”“系統建模與仿真”“數字信號處理”“通信原理”“隨機信號理論”等多門課程，發表學術論文20余篇，出版教材3部。

目錄

全書主要內容

第1章基本概念

微課視頻59分鐘

1.1通信及通信系統

1.1.1通信系統的基本組成模型

1.1.2通信系統的分類

1.1.3模擬通信和數字通信系統

1.2調制和解調

1.2.1調制和解調的基本概念

1.2.2調制和解調的分類

1.2.3調制的作用

1.3通信系統的質量指標

1.3.1模擬通信系統的質量指標

1.3.2數字通信系統的質量指標

1.4MATLAB/Simulink仿真基礎

1.4.1MATLAB編程基礎

1.4.2Simulink基礎

本章課程拓展

習題1

實踐練習1

第2章信號、信道與噪聲

微課視頻234分鐘

2.1信號和系統的基本概念

2.2傅裏葉變換與信號的頻譜

2.2.1信號的頻譜

2.2.2傅裏葉變換的常用性質

2.2.3信號的能量譜、功率譜與自相關函數

2.2.4信號的帶寬

2.3線性系統與濾波器

2.3.1線性系統及其頻率特性

2.3.2系統響應的頻域求解

2.3.3濾波器

2.4信道及其特性

2.4.1信道的分類

2.4.2信道的數學模型

2.4.3信道特性對傳輸的影響

2.5噪聲

2.5.1噪聲的來源及分類

2.5.2高斯噪聲和白噪聲

2.5.3窄帶高斯白噪聲

2.6信號和系統的MATLAB/Simulink仿真分析

2.6.1信號的采樣與求解器

2.6.2MATLAB/Simulink中信號的譜分析

2.6.3濾波器的輔助設計及特性分析

2.6.4噪聲特性仿真分析

2.6.5信道模塊及其特性仿真

本章課程拓展

習題2

實踐練習2

第3章模擬調制傳輸

微課視頻253分鐘

3.1模擬幅度調制

3.1.1模擬幅度調制的基本原理

3.1.2DSBSC調制和AM調制

3.1.3SSB調制和VSB調制

3.2模擬角度調制

3.2.1角度調制的基本概念

3.2.2窄帶調頻和寬帶調頻

3.2.3調頻信號的產生方法

3.3模擬調制系統的解調

3.3.1相幹解調

3.3.2非相幹解調

3.4模擬調制系統的抗噪聲性能

3.4.1抗噪聲性能分析模型

3.4.2輸入信噪比的計算

3.4.3輸出信噪比和信噪比增益

3.5模擬調制應用舉例

3.5.1頻分復用

3.5.2廣播電視通信系統

3.5.3調頻立體聲廣播

3.6模擬調制和解調過程的MATLAB仿真

3.6.1MATLAB程序仿真

3.6.2Simulink模型仿真

3.6.3抗噪聲性能的仿真分析

3.6.4通信工具箱中的模擬調制和解調模塊

本章課程拓展

習題3

實踐練習3

第4章模擬信號的數字化傳輸

微課視頻183分鐘

4.1采樣及采樣定理

4.1.1采樣

4.1.2采樣定理

4.1.3實際采樣

4.2量化及量化信噪比

4.2.1均勻量化

4.2.2量化誤差和量化信噪比

4.2.3非均勻量化

4.3編碼

4.3.1常用的二進制碼組

4.3.2均勻量化編碼方法

4.3.3A律13折線編碼

4.4脈沖編碼調制系統

4.4.1PCM系統的碼元速率

4.4.2PCM系統的抗噪聲性能

4.5預測編碼

4.5.1差分脈沖編碼調制

4.5.2增量調制

4.6時分復用和復接

4.6.1時分復用的基本原理

4.6.2復接

4.7采樣量化編碼過程的MATLAB仿真

4.7.1采樣過程的Simulink仿真

4.7.2量化及量化信噪比的測量

4.7.3編譯碼過程的仿真

本章課程拓展

習題4

實踐練習4

第5章數字基帶傳輸

微課視頻232分鐘

5.1數字基帶傳輸系統的基本組成

5.2數字基帶信號及其頻域特性

5.2.1基本碼型

5.2.2常用碼型

5.2.3數字基帶信號的功率譜

5.3碼間幹擾

5.3.1碼間幹擾的概念

5.3.2無碼間幹擾傳輸的條件

5.3.3無碼間幹擾的典型傳輸波形

5.4部分響應和均衡技術

5.4.1部分響應技術

5.4.2均衡技術

5.5抗噪聲性能與眼圖

5.5.1數字基帶信號的傳輸與判決

5.5.2誤碼率分析

5.5.3眼圖

5.6數字基帶傳輸系統的MATLAB仿真分析

5.6.1碼型編譯碼的仿真

5.6.2成形網絡的特性與碼間幹擾

5.6.3誤碼性能的仿真分析

5.6.4眼圖及基帶傳輸性能仿真分析

本章課程拓展

習題5

實踐練習5

第6章數字調制傳輸

微課視頻133分鐘

6.1二進制數字調制和解調

6.1.1二進制數字調制的基本原理

6.1.2二進制數字調制信號的特性

6.1.3解調方法

6.2二進制差分相移鍵控

6.2.12PSK的倒π現象

6.2.22DPSK調制和解調

6.3二進制調制系統的抗噪聲性能

6.3.12ASK系統的抗噪聲性能

6.3.22FSK系統的抗噪聲性能

6.3.32PSK和2DPSK系統的抗噪聲性能

6.4二進制數字調制系統性能比較

6.5數字信號的最佳接收

6.5.1匹配濾波器

6.5.2最佳接收機

6.6數字調制傳輸系統的MATLAB仿真分析

6.6.1二進制數字調制的MATLAB/Simulink仿真

6.6.2數字基帶調制和解調模塊及其應用

本章課程拓展

習題6

實踐練習6

第7章現代數字調制

7.1多進制基帶信號

7.2多進制數字調制

7.2.1多進制調制的基本原理

7.2.2MPSK

7.3MSK

7.3.1MSK信號的表示

7.3.2MSK的相位網格圖

7.3.3MSK的產生和解調

7.4QAM

7.4.1QAM的基本原理

7.4.2QAM信號的產生和解調

7.4.3QAM信號的特性

7.5正交頻分復用

7.5.1OFDM的基本思想

7.5.2OFDM的基本原理

7.5.3基於FFT的OFDM系統組成

7.6現代數字調制的MATLAB仿真

7.6.1多進制調制傳輸的頻帶利用率

7.6.2MSK調制過程的建模仿真

7.6.3多進制調制模塊及其應用

本章課程拓展

習題7

實踐練習7

第8章物聯網通信技術簡介

8.1物聯網通信技術概述

8.1.1物聯網通信的產生和發展

8.1.2物聯網體系結構和通信系統

8.2RFID技術

8.2.1RFID系統的組成

8.2.2RFID系統的工作原理

8.2.3RFID的典型應用

8.3ZigBee技術

8.3.1ZigBee技術的特點及應用

8.3.2ZigBee協議

8.3.3ZigBee網絡的拓撲結構

8.4藍牙通信技術

8.4.1藍牙協議

8.4.2藍牙網絡連接

8.4.3藍牙技術的特點及應用

8.5WiFi通信技術

8.5.1WiFi和WLAN簡介

8.5.2WLAN物理層協議

8.5.3MAC層協議

8.5.4WLAN的組成及拓撲結構

8.6物聯網通信的綜合應用

8.6.1M2M技術

8.6.2WSN技術

本章課程拓展

習題8

附錄A傅裏葉變換的常用性質

附錄BQ函數表

附錄C常用三角函數公式

附錄D第1類n階貝塞爾函數

參考文獻

通信原理實用教程——使用MATLAB仿真與分析（第2版）

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