现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘磊，王琳 著

图书标签:

• 随机信号
• 通信原理
• 信号处理
• 随机过程
• 现代通信
• 电子通信
• 数学模型
• 应用数学
• 高等教育
• 教材

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302311690

版次：1

商品编码：11173219

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-02-01

用纸：胶版纸

页数：196

字数：277000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》主要讨论随机信号的基础理论和分析方法。全书共分6章，包括概率论基础，随机信号的时、频域特性，随机信号通过线性系统和带通特性等，同时还介绍了随机信号的仿真。
　　《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》强调对随机信号基本概念的理解，并要求掌握系统的分析方法，注重理论基础，内容全面，叙述清楚，例题丰富，便于教学和自学。
　　《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》可作为高等院校电子信息类专业、通信专业的本科生教材，也可以供相关领域的科研和工作人员参考。

内页插图

目录

第1章 概率论基础
1.1 概率论的基本概念
1.1.1 样本空间 事件与概率
1.1.2 条件事件和独立事件
1.2 随机变量的基本性质
1.2.1 一维随机变量的性质
1.2.2 二维随机变量的性质
1.3 随机变量的数字特征
1.3.1 一维随机变量的数字特征
1.3.2 二维随机变量的数字特征
1.3.3 条件随机变量和条件数学期望
1.4 特征函数
1.4.1 一维特征函数
1.4.2 二维特征函数
本章小结
习题

第2章 随机信号的时域特性
2.1 随机信号的基本特征
2.1.1 随机信号的概念和分类
2.1.2 随机信号的分布与概率密度函数
2.1.3 随机信号的数字特征
2.1.4 高斯随机信号
2.2 随机信号的平稳性
2.2.1 随机信号平稳性的判断
2.2.2 随机信号自相关函数的特性
2.2.3 广义平稳随机信号的相关时间
2.3 随机信号的各态历经性
2.3.1 随机信号的均值各态历经性
2.3.2 随机信号的相关各态历经性
2.3.3 随机信号的广义各态历经性
本章小结
习题

第3章 随机信号的频域特性
3.1 随机信号功率谱研究的意义
3.2 随机信号功率谱的本质特征
3.2.1 随机信号样本功率谱基本特性
3.2.2 平稳随机信号的功率谱密度
3.2.3 维纳-辛钦定理
3.2.4 平稳随机信号的基本性质
3.3 随机信号的互功率谱
3.3.1 随机信号互功率谱的基本概念
3.3.2 随机信号平均互功率谱的性质
本章小结
习题

第4章 随机信号通过线性系统的特性
4.1 线性时不变系统
4.2 白噪声与色噪声
4.3 随机信号与线性时不变系统
4.3.1 随机信号通过线性时不变系统的时域分析
4.3.2 随机信号通过线性时不变系统的频域分析
4.4 白噪声通过线性时不变系统分析
4.4.1 白噪声的常见统计特性
4.4.2 白噪声的功率特性
本章小结
习题

第5章 随机信号的相关实验与仿真
5.1 微弱随机信号的检测提取
5.1.1 检测与提取的基本理论
5.1.2 微弱随机信号的检测及提取方法
5.1.3 微弱随机信号检测及提取的实现
5.2 利用MATLAB实现对随机信号谱的仿真

第6章 带通随机信号
6.1 希尔伯特变换与解析信号
6.1.1 希尔伯特变换
6.1.2 解析信号
6.2 复值随机信号
6.2.1 复信号及其基本矩函数
6.2.2 平稳性与功率谱
6.3 带通随机信号
6.3.1 带通随机信号的表达式及特性
6.3.2 带通随机信号的复数表示
本章小结
习题

参考文献

前言/序言

《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》—— 揭示通信世界的“随机”奥秘 在瞬息万变的电子通信领域，信号的“随机性”是理解和掌握通信系统性能的关键。无论是无线电波的传播衰减、设备内部产生的噪声，还是用户行为的不可预测性，都使得通信信号呈现出复杂的随机特性。本书《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》正是应运而生，旨在为读者提供一套系统、深入、实用的随机信号分析理论与方法，并探讨其在现代电子通信系统中的广泛应用。 为什么需要理解随机信号？ 在许多工程学科中，我们常常可以假设信号是确定性的，即可以通过数学公式精确描述。然而，在电子通信领域，这种假设往往站不住脚。环境的干扰、器件的老化、多径传播、信道噪声等等，都会引入不可预测的、随时间变化的成分，使得信号表现出随机性。 噪声的无处不在： 任何电子设备，从传感器到放大器，都会产生不同程度的内部噪声。这些噪声叠加在原始信号之上，会对信号的提取和处理造成干扰。了解噪声的统计特性，才能设计出有效的抗噪声措施。 信道的随机性： 无线通信的信号在传播过程中会受到衰减、反射、散射、多普勒效应等多种因素的影响，这些因素的变化往往是随机的，导致信道增益和相位呈现随机性。理解这些信道特性，是设计鲁棒的无线通信系统的基础。 用户行为的不可预测性： 在通信网络中，用户的数据请求、通话行为、移动轨迹等都具有高度的随机性。网络运营商需要依靠对这些随机行为的统计分析，来优化网络资源分配，提高服务质量。 信号处理的挑战： 在接收端，我们需要从充满噪声和失真的信号中准确地恢复原始信息。这就需要借助概率论和统计学的工具，来估计信号的真实值，并对可能的错误进行度量。 本书的核心内容：构建坚实的理论基础 本书共分为多个章节，循序渐进地引领读者掌握随机信号分析的精髓。 第一部分：概率论与随机变量基础 本部分将系统回顾和梳理概率论的基本概念，为后续的随机信号分析打下坚实的理论基础。 概率空间与事件： 从最基本的概率概念入手，定义样本空间、事件及其运算，讲解概率公理和一些基本定理，如全概率公式、贝叶斯公式等。这些是理解后续所有随机现象的基础。 随机变量与概率分布： 引入随机变量的概念，区分离散型和连续型随机变量。详细介绍常见的概率分布，如伯努利分布、二项分布、泊松分布、均匀分布、指数分布、高斯分布（正态分布）等。深入理解这些分布的特性，对于模拟实际通信系统中的各种信号和噪声至关重要。 多维随机变量与联合分布： 扩展到多个随机变量的情况，介绍联合概率分布、边缘概率分布、条件概率分布。重点分析随机变量之间的统计依赖关系，如独立性、相关性、协方差和相关系数。这对于分析多输入多输出（MIMO）系统、联合信号检测等场景非常关键。 随机变量的函数： 探讨随机变量函数的概率分布，以及期望、方差等统计量的计算。这为理解信号经过非线性器件或变换后的统计特性奠定了基础。 第二部分：随机过程的描述与分析 随机信号在时间上是变化的，这种随时间变化的随机现象被称作随机过程。本部分将聚焦于随机过程的描述与分析。 随机过程的定义与分类： 介绍随机过程的概念，以及根据其统计特性进行分类的方法，如狭义平稳、广义平稳（二阶矩平稳）、马尔可夫过程、独立增量过程等。平稳性是分析许多通信系统性能的重要假设。 随机过程的统计描述： 深入分析随机过程的均值函数、自协方差函数和自相关函数。重点讲解自相关函数在信号分析中的作用，如求功率谱密度。 功率谱密度（PSD）： 这是随机信号分析的核心概念之一。本书将详细介绍功率谱密度的定义、性质及其与自相关函数之间的维纳-辛钦定理。功率谱密度能够直观地反映信号的功率在不同频率上的分布，对于理解噪声成分、设计滤波器、分析调制信号的频谱特性至关重要。 随机过程的采样与离散化： 讨论连续时间随机过程离散化后产生的离散时间随机过程，以及采样定理在随机信号处理中的应用。这对于数字通信和数字信号处理尤为重要。 高斯过程： 特别深入地分析高斯过程，因为许多实际通信系统中的噪声（如热噪声）都近似服从高斯分布。探讨高斯过程的性质，以及如何处理通过线性系统的高斯过程。 马尔可夫过程与泊松过程： 讲解马尔可夫过程的无记忆性及其在某些通信场景（如状态转移）中的应用。深入分析泊松过程，它常用于描述离散事件的随机发生，例如用户呼叫的到达。 第三部分：随机信号在电子通信中的应用 在掌握了随机信号分析的基本理论后，本书将重点阐述这些理论如何在实际电子通信系统中得到应用。 通信系统中的噪声分析： 热噪声与散弹噪声： 详细介绍电子设备中常见的物理噪声源，如热噪声（Johnson-Nyquist噪声）和散弹噪声（Shot noise），分析它们的统计特性（如高斯分布、功率谱密度）。 信道噪声： 讨论无线信道中的各种噪声，如大气噪声、宇宙噪声、以及人为干扰产生的噪声。 信噪比（SNR）与最小可辨信号功率： 阐述信噪比作为衡量通信系统性能的关键指标，以及如何利用随机信号分析来计算和优化信噪比。 线性滤波与随机信号： 维纳滤波器（Wiener Filter）： 详细介绍维纳滤波器的原理、设计方法及其在信号增强、信号估计和预测方面的应用。维纳滤波器是基于最小均方误差准则的最优线性滤波器，在噪声抑制方面有着卓越的表现。 卡尔曼滤波器（Kalman Filter）： 介绍卡尔曼滤波器的递推算法，以及其在状态估计、导航、跟踪等领域的广泛应用，特别是在动态系统中。 调制与解调中的随机信号处理： 模拟调制： 分析调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）信号在通过有噪声信道后的性能，计算误码率（BER）或信噪比的变化。 数字调制： 深入探讨二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）、幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）等数字调制方式在有噪声环境下的性能分析，以及如何计算误码率。 最佳接收机设计： 基于概率论和统计学原理，推导最优接收机的判决规则，以最大化正确接收的概率。 信息论与随机信号： 熵与信息量： 引入信息熵的概念，度量随机变量的信息量，为理解通信的效率和容量奠定基础。 信道容量： 讲解香农信道容量定理，以及随机信号分析如何帮助我们理解和计算不同信道的容量上限。 多用户通信与随机接入： 随机接入协议： 分析Aloha、Slotted Aloha、CSMA/CD等随机接入协议的工作原理，以及如何利用排队论和概率模型来评估其性能。 多址技术： 探讨频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等技术中用户信号的随机叠加特性，以及如何进行干扰抑制和信号分离。 通信系统仿真与性能评估： 蒙特卡罗仿真： 讲解如何利用蒙特卡罗方法来仿真复杂的通信系统，通过大量随机抽样来估计系统的性能指标，如误码率、吞吐量等。 软件工具应用： 介绍MATLAB/Simulink等常用仿真工具在随机信号分析和通信系统建模中的应用。 本书的特色与优势 理论与实践紧密结合： 本书不仅深入讲解了随机信号分析的理论基础，更注重将其与实际通信系统的应用相结合，使读者能够学以致用。 循序渐进，由浅入深： 从最基本的概率论概念出发，逐步引入随机过程，最终过渡到复杂的应用，适合不同数学基础的读者。 内容全面，覆盖广泛： 涵盖了随机信号分析的核心理论和在各类电子通信系统中的重要应用，为读者提供了一个全面的视角。 清晰的数学推导和直观的图示： 严谨的数学推导保证了理论的准确性，丰富的图示和示例有助于读者直观理解抽象的概念。 面向现代通信技术： 关注了现代通信系统中普遍存在的随机性问题，如无线通信、移动通信、卫星通信、多媒体通信等。 学习本书，您将能够： 深入理解通信系统中信号的随机本质。 掌握描述和分析随机信号的数学工具和方法。 准确评估通信系统在噪声干扰下的性能。 设计和优化通信系统中的各种模块，如滤波器、调制解调器等。 为进一步学习更高级的通信理论和技术打下坚实基础。 《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》是一本不可多得的学习资源，无论您是电子通信专业的学生、研究人员，还是从事相关领域的工程师，都能从中获益匪浅。本书将帮助您拨开通信世界中“随机”的迷雾，更好地理解和驾驭这一日新月异的技术领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，没有太多花哨的图形，字体清晰，一眼就能看出是学术类书籍。我之前买过几本同系列的书，印象都还不错，所以这次也毫不犹豫地入手了这本《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》。拿到手后，我大致翻阅了一下目录，内容覆盖了概率论、随机变量、随机过程、相关理论、谱分析等等，感觉非常全面，很符合我们专业教学的需求。我特别期待其中的应用部分，比如在通信系统设计中如何运用这些理论知识来解决实际问题，这对我来说是最实用的。教授在课堂上讲授相关概念时，往往需要很多辅助材料来加深理解，我希望这本书能提供足够丰富的实例和例题，帮助我们把抽象的数学概念和工程实践联系起来。而且，随机信号分析在很多通信子领域都有广泛应用，比如调制解调、信道估计、信号检测等等，我希望这本书能够系统地梳理这些应用，并给出清晰的讲解。当然，作为教材，语言的严谨性和逻辑性是基础，我希望作者能够用清晰易懂的语言来阐述复杂的概念，避免过多的术语堆砌，并且能够逻辑清晰地引导读者一步步掌握这门技术。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》后，我最先关注的是其理论深度和覆盖范围。翻阅目录，看到章节安排从基础的概率统计知识，逐步深入到复杂的随机过程理论，再到各种分析方法和实际应用，感觉内容组织得相当系统。我尤其对书中关于“相关理论”和“谱分析”的部分感到好奇。在实际通信系统设计中，理解信号的相关性以及信号的频谱特性至关重要，它们直接影响着系统的性能指标，比如抗干扰能力和信息传输效率。我希望作者能在这部分内容上有所侧重，给出一些深入浅出的讲解，最好能结合一些经典的通信场景进行剖析。另外，教材中往往会包含一些练习题，我希望这些题目能够多样化，既有基础的概念验证题，也有需要综合运用所学知识解决的计算题和设计题。能够通过做题来巩固和检验自己的学习效果，对我来说是非常重要的学习方式。期待这本书能成为我学习随机信号分析的坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在准备考研的学生，看到这本《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》时，就抱着很大的期望。随机信号分析是通信工程专业的核心课程之一，也是考研复习中的一个重点和难点。我之前看的一些参考书，有些过于理论化，有些则应用部分讲得不够透彻。我希望这本教材能够在这两方面找到一个很好的平衡。特别是对于“信号检测”和“参数估计”这两部分，我希望能有更清晰的推导过程和更详细的算例，因为这直接关系到通信系统的性能极限。此外，教材的章节安排是否循序渐进，对于我这种跨专业考研的学生来说尤为重要。如果能从最基础的概率论概念开始，逐步建立起对随机信号的认知，那就太好了。我还注意到书名中带有“应用”二字，我非常期待书中能够包含一些实际的通信系统建模和仿真的例子，这样能帮助我更好地理解理论与实践的结合。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在通信行业工作多年的工程师，我总是在寻找能够帮助我深化理论理解、解决实际工程问题的优质技术书籍。《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》这本书的书名就吸引了我。在实际工作中，我们经常会遇到各种噪声和干扰，它们往往表现为随机信号，如何有效地分析和处理这些随机信号，直接关系到通信系统的可靠性和性能。我特别关注书中关于“功率谱密度”和“滤波器设计”的内容。功率谱密度是描述信号频率成分的重要工具，而滤波器则是信号处理中不可或缺的部分。我希望书中能够给出详细的推导过程，并且能够结合实际的通信系统，比如无线通信中的射频前端或者数字信号处理中的基带滤波，给出一些具体的应用案例。如果书中还能提供一些代码示例，比如MATLAB或Python的实现，那就更完美了，可以直接帮助我将书本上的知识转化为实际操作。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本《现代电子通信技术系列教材：随机信号分析与应用》在排版和印刷质量上都做得相当不错。纸张厚实，不易反光，文字清晰，图表也都很规范。我个人比较喜欢在学习过程中做笔记，所以书本的留白处足够宽敞，这一点我很满意。内容上，我主要看重的是其理论的实用性和与现代通信技术发展的契合度。随机信号分析是现代通信工程中的基石，无论是最基础的模拟通信，还是当今复杂的数字通信、无线通信，都离不开对随机信号的深入理解和有效处理。我特别期待书中关于“马尔可夫过程”和“平稳随机过程”的讲解，这两种随机过程在很多通信系统中都扮演着重要角色，了解它们的性质和分析方法，对理解系统行为至关重要。同时，我也关注书中是否能够提及一些前沿的通信技术，比如5G、Wi-Fi 6等，并分析其中的随机信号处理的特点，这样能让我们的学习更有时代感和前瞻性。