人類已邁入信息時(shí)代,信息化建設(shè)促進(jìn)了通信學(xué)科的飛速發(fā)展,與此相關(guān)的通信理論、
通信技術(shù)等也得到迅猛發(fā)展,其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。“現(xiàn)代通信理論”在很多學(xué)校作為信息
與通信工程和電子與通信專業(yè)的學(xué)位課開(kāi)設(shè),該課程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基礎(chǔ)理論及利用現(xiàn)
代通信基本理論和技術(shù)解決工程實(shí)際問(wèn)題至關(guān)重要。
現(xiàn)代通信涉及內(nèi)容豐富,覆蓋面寬,更新迅速,但教學(xué)過(guò)程中往往多門相關(guān)課程獨(dú)立講
授,且很多學(xué)生本科專業(yè)為非通信專業(yè),學(xué)生得到的是零散的知識(shí),缺少完整的知識(shí)體系。
本書(shū)旨在梳理知識(shí)體系,建立現(xiàn)代通信理論的框架,并緊密結(jié)合各種應(yīng)用,在多門課程之間
建立聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)多門課程的協(xié)同。
在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中,編者一方面結(jié)合多年來(lái)講授“現(xiàn)代通信理論”課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),同
時(shí)考慮新的需求,廣泛吸取了國(guó)內(nèi)外相關(guān)教材及其他出版物的精華。突出強(qiáng)調(diào)了以下幾點(diǎn):
梳理知識(shí)體系的同時(shí),密切跟蹤現(xiàn)代通信新技術(shù)的研究成果,并注重理論與實(shí)際的結(jié)合,如
本書(shū)多個(gè)章節(jié)緊密結(jié)合無(wú)線通信4G、5G中的應(yīng)用,介紹先進(jìn)的編碼和調(diào)制技術(shù)、多址技
術(shù),使讀者學(xué)習(xí)過(guò)程中可以對(duì)最新的進(jìn)展增進(jìn)了解。
全書(shū)共分7章,內(nèi)容如下:
第1章介紹現(xiàn)代通信的概念和信息理論基礎(chǔ)。先介紹通信系統(tǒng)的基本概念和組成、分
類、主要性能指標(biāo)等,強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代通信系統(tǒng)已不再是簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸系統(tǒng),而是形成通信
網(wǎng);再介紹信息的度量,引出信息量、平均信息量、信道容量、香農(nóng)編碼定理,為后續(xù)章節(jié)
打下基礎(chǔ)。
第2章介紹信源編碼理論�，F(xiàn)代通信以數(shù)字通信為主,必需的基礎(chǔ)是進(jìn)行信源編碼。先
介紹基本的語(yǔ)音編碼,包括波形編碼、參數(shù)編碼、混合編碼、感知音頻編碼;再介紹圖像壓
縮編碼,包括JPEG、MPEG、H.26x原理;最后介紹各種信源編碼技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。
第3章介紹數(shù)字基帶傳輸理論。首先介紹數(shù)字基帶傳輸?shù)母拍詈拖到y(tǒng)組成,分析基帶信
號(hào)的傳輸碼型和基帶信號(hào)的功率譜特性;然后針對(duì)頻帶受限系統(tǒng)的波形設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi)研究,
從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面對(duì)無(wú)碼間串?dāng)_傳輸?shù)臈l件進(jìn)行了分析,引出Nyquist準(zhǔn)則,給出了無(wú)
碼間串?dāng)_波形設(shè)計(jì)和部分響應(yīng)波形設(shè)計(jì);最后,針對(duì)信道不理想產(chǎn)生碼間串?dāng)_的問(wèn)題,介紹
了幾種時(shí)域均衡方法。
第4章介紹數(shù)字帶通傳輸理論。相對(duì)于基帶傳輸而言,頻帶傳輸在信息傳輸中更為常
用,各種調(diào)制方式對(duì)于傳輸效率和質(zhì)量的提高發(fā)揮了重要作用,也是現(xiàn)代通信的關(guān)鍵技術(shù),
在無(wú)線通信中,調(diào)制技術(shù)是空口波形設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分之一。首先介紹調(diào)制的概念、作用、分
類,引出基本的二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制,再介紹MQAM、OFDM、F-OFDM 等各種現(xiàn)代數(shù)字調(diào)
制方式。
第5章介紹了復(fù)用與多址技術(shù)及其在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用。包括頻分復(fù)用與頻分多址、同
步時(shí)分復(fù)用與統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用與碼分多址、正交頻分復(fù)用與正交頻分多址、空分復(fù)
用與空分多址、非正交多址與稀疏碼多址、波分復(fù)用、載波偵聽(tīng)多址等。它們的應(yīng)用不斷提
升信道在頻域、時(shí)域、空域、碼域的資源利用效率。
第6章介紹信道編碼理論。首先介紹信道編碼的基本思想、常用的差錯(cuò)控制方法;接著
論述了幾種常用的簡(jiǎn)單信道編碼,詳細(xì)介紹了線性分組碼、循環(huán)碼、卷積碼和幾種復(fù)合編
碼;最后介紹了先進(jìn)的LDPC碼和Polar碼,各種編碼設(shè)計(jì)保障了高可靠通信的實(shí)現(xiàn)。
第7章介紹通信網(wǎng)理論。首先簡(jiǎn)要介紹通信網(wǎng)的概念、構(gòu)成、業(yè)務(wù)和分類等;其次對(duì)通
信網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延分析、最短徑問(wèn)題、流量?jī)?yōu)化、擁塞控制和可靠性等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹;繼
而對(duì)組網(wǎng)中的路由算法和交換技術(shù)詳細(xì)分析;然后從支撐網(wǎng)、傳輸網(wǎng)方面對(duì)通信網(wǎng)中的關(guān)鍵
組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行介紹;最后給出了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和電力通信網(wǎng)幾種典型案例。
本書(shū)第1章由孔英會(huì)、余萍編寫(xiě),第2章由孔英會(huì)編寫(xiě),第3章由李星蓉編寫(xiě),第4、5
章由孔英會(huì)和韓東升編寫(xiě),第6章由余萍和陳智雄編寫(xiě),第7章由李保罡、高強(qiáng)、鮑慧、李
然編寫(xiě),全書(shū)由孔英會(huì)統(tǒng)稿。本書(shū)提供部分仿真實(shí)例和視頻等數(shù)字資源,其中mp4、PPT、
word、PDF文件可以直接手機(jī)打開(kāi)運(yùn)行,而提供部分仿真實(shí)例以.m文件源代碼形式給出,
需要先下載,通過(guò)在電腦安裝MATLAB平臺(tái)打開(kāi)運(yùn)行。需要多媒體課件可聯(lián)系出版社。
本書(shū)由河北大學(xué)王振朝教授擔(dān)任主審,他為本書(shū)提出了許多寶貴意見(jiàn)。本書(shū)的編寫(xiě)和出
版得到華北電力大學(xué)研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項(xiàng)目“現(xiàn)代通信理論”的資助,編寫(xiě)過(guò)程中參考了
大量的文獻(xiàn)資料,在此一并致謝。
限于作者的水平,書(shū)中不妥及疏漏之處在所難免,敬請(qǐng)同仁與讀者批評(píng)指正。
編者
2019年5月