信号与系统（第5版）/“十二五”职业教育国家规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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燕庆明 编

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 模拟信号处理
• 数字信号处理
• 通信原理
• 控制系统
• 电工学
• 高等教育
• 职业教育
• 教材

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040376357

版次：5

商品编码：11524856

包装：平装

丛书名： “十二五”职业教育国家规划教材

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：243

字数：380000

内容简介

　　　　《信号与系统（第5版）/“十二五”职业教育国家规划教材》是“十二五”职业教育国家规划教材，是普通高等教育“十一五”国家级规划教材修订版，是在第4版的基础上修订而成的，适用于高职高专院校。内容包括以下7章：信号与系统的概念、连续系统的时域描述与响应、连续信号的频谱、信号的传输与采样、连续信号与系统的复频域处理、离散信号与系统、离散系统的z域处理。本书对课程内容进行了简化、优化和提炼。注重概念，突出应用，简明易懂，图文并茂，适于教学。　　本书可作为高职高专院校的电子信息、通信技术、自动化、应用电子技术、物联网技术、检测技术、电子声像技术等专业的“信号与系统”课程的教材，也可供各类成人高校学生使用。

内页插图

目录

第1章 信号与系统的概念1．1 历史的回顾1．2 应用引例1．3 信号的概念1．3．1 信号及其分类1．3．2 信号分析与处理1．4 基本信号和信号运算1．4．1 基本连续信号1．4．2 信号的简单运算1．5 系统的概念1．5．1 系统及其分类1．5．2 系统分析1．6 线性时不变系统1．7 应用举例1．8 MATLAB仿真重点采撷习题第2章 连续系统的时域描述与响应2．1 应用引例2．2 系统的微分方程及其响应2．2．1 系统的微分方程2．2．2 零输入响应与零状态响应2．3 阶跃信号与阶跃响应2．3．1 单位阶跃函数2．3．2 阶跃响应2．4 冲激信号与>中激响应2．4．1 单位冲激函数2．4．2 冲激响应2．5 卷积及其应用2．5．1 卷积的概念与性质2．5．2 系统的卷积分析法2．5．3 卷积的计算：图形扫描法2．6 特征函数及其应用2．6．1 系统的特征函数2．6．2 二阶系统的冲澈响应与阶跃响应2．7 应用举例2．7．1 不失真补偿系统2．7．2 阶跃响应的测量与动态指标2．8 MATLAB仿真重点采撷习题第3章 连续信号的频谱3．1 应用引例3．2 周期信号的分解与合成3．2 周期信号的三角级数表示3．2．2 周期信号的指数级数表示3．3 周期信号的频谱3．3．1 周期信号频谱的特点3．3．2 双边频谱与信号的带宽3．4 非周期信号的频谱3．4．1 傅里叶变换3．4．2 常用非周期信号的频谱3．5 傅里叶变换的主要性质及应用……第4章 信号的传输与采样第5章 连续信号与系统的复频域处理第7章 离散系统的z域处理

《现代通信系统导论》 内容简介 本书旨在为读者构建一个全面而深入的现代通信系统知识体系。作为一本面向高等院校本科生、研究生以及通信领域从业人员的专业教材，它系统地阐述了通信系统的基本原理、关键技术、设计方法以及发展趋势。本书力求在理论深度和工程实践之间取得平衡，帮助读者理解通信系统是如何从基础的信号处理能力发展到如今丰富多样的应用场景的。 第一篇：通信系统的基本原理 本篇是全书的基石，将带领读者回顾并深入理解信息传输的核心概念。 第一章：信息与信号 信息论基础： 详细介绍信息熵的概念，包括不同随机变量的熵、联合熵、条件熵以及互信息。这将帮助读者理解信息量的大小以及信息传输的理论极限。我们将通过具体的例子，如随机数发生器、文本编码等，来直观地展示信息熵的计算和应用。 信号的分类与特性： 深入探讨连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号、确定性信号与随机信号等基本分类。对于每种信号类型，我们将详细分析其重要的数学表示和物理意义，例如傅里叶级数与傅里叶变换在周期信号和非周期信号分析中的作用，以及能量和功率的计算公式。 采样定理的深入剖析： 详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，包括其理论前提、条件和意义。我们将着重讲解过采样、欠采样及其在实际系统中的影响，并结合实际案例，如数字音频和视频采样，来演示采样定理的应用和限制。还会讨论非理想采样（如脉冲宽度不为零的采样）对重建信号的影响，以及抗混叠滤波器的作用。 信号的变换域分析： 深入介绍傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换。不仅会讲解其数学定义和性质，更会强调它们在信号分析中的不同侧重点：傅里叶变换用于稳态分析，揭示信号的频率成分；拉普拉斯变换用于系统分析，能够处理更广泛的信号类型并分析瞬态响应；Z变换是离散时间系统分析的有力工具，与拉普拉斯变换对应。本书将通过大量实例，展示这些变换在求解微分方程、分析系统频率响应等方面的强大功能。 第二章：信道与噪声 通信信道的模型： 详细介绍各种典型的通信信道模型，包括加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰减信道、多径衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）以及相干信道和非相干信道。对于每种信道模型，都将深入分析其统计特性、数学描述以及对信号传输的影响。例如，我们将详细推导AWGN信道下的信噪比（SNR）定义及其重要性，并探讨多径效应如何导致信号的失真和衰落，以及其在无线通信中的普遍性。 噪声的产生与特性： 详细分析通信系统中噪声的来源，包括热噪声、散粒噪声、晶体管的闪烁噪声等，并重点讲解高斯白噪声的统计特性（概率密度函数、功率谱密度）。我们将介绍如何用功率谱密度来描述噪声的频谱分布，并探讨其对信号传输的影响。 信噪比（SNR）与信道容量： 深入探讨信噪比在通信系统性能评估中的核心作用，并详细讲解香农-哈特利定理，揭示信道容量与带宽、信噪比之间的关系。我们将通过计算示例，展示不同SNR和带宽条件下信道容量的差异，并引申出信息传输效率的理论极限。 第三章：线性系统与滤波 线性时不变（LTI）系统的分析： 详细介绍LTI系统的时域和频域分析方法。我们将重点讲解卷积积分（连续时域）和卷积和（离散时域）作为系统响应的计算方式，以及系统的频率响应（幅度响应和相位响应）如何表征系统对不同频率信号的处理特性。 滤波器设计与分类： 深入介绍理想滤波器和实际滤波器的概念，重点讲解低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型。我们将分析不同滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）的幅频和相频特性，并讨论它们的优缺点。本书还将涉及滤波器在信号去噪、信号分离等方面的实际应用。 滤波器在通信中的应用： 阐述滤波器在通信系统中的关键作用，包括基带信号的整形（如升余弦滤波器）、带通信号的接收（匹配滤波器）、以及噪声抑制等。我们将通过具体例子，展示滤波器如何影响信号的失真和接收性能。 第二篇：数字通信系统 本篇将聚焦于现代通信系统的核心——数字通信，深入探讨其关键技术和设计原理。 第四章：数字基带传输 信号的量化与编码： 详细介绍模拟信号数字化过程中采样、量化和编码的原理。我们将深入分析量化误差的产生及其对信号质量的影响，并介绍均匀量化和非均匀量化（如μ律、A律），以及它们在语音信号压缩中的应用。编码部分将涉及PCM（脉冲编码调制）等基本编码方式。 基带信号的波形设计： 重点分析几种重要的基带信号波形，如归零码、不归零码、单极性、双极性、曼彻斯特码等，并探讨它们的优点和缺点（如频谱特性、直流分量、自同步能力）。 眼图与基本速率： 详细讲解眼图的形成原理、判读方法及其在评估基带信号传输质量中的作用。我们将分析眼高、眼宽、抖动、噪声等参数与误码率（BER）的关系，并介绍最大似然检测和最佳接收的概念。 码间串扰（ISI）及其抑制： 深入分析码间串扰的产生原因（如信道失真、非理想滤波器）及其对数字信号传输的危害。我们将详细介绍奈奎斯特准则，并重点讲解升余弦滤波器在抑制码间串扰方面的原理和应用，以及其参数（滚降系数）的选择。 第五章：数字带通传输 调制解调的基本原理： 详细介绍幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）等主要的数字调制技术。我们将分析它们的星座图、频谱特性、功率效率和带宽效率，并比较它们的优缺点。 相干解调与非相干解调： 深入讲解相干解调的原理，包括载波同步和相位估计的重要性，以及其在ASK、PSK、QAM解调中的应用。同时，也将介绍非相干解调的原理及其适用场景，例如FSK的非相干解调。 差错控制编码： 详细介绍编码在提高数字通信可靠性中的作用。我们将系统讲解几种重要的差错控制编码技术，包括线性分组码（如汉明码）、卷积码以及它们的译码算法（如最大似然译码、Viterbi译码）。此外，还将介绍Turbo码和LDPC码等现代高性能编码。 误码率（BER）的分析： 详细推导不同调制方式在AWGN信道下的理论误码率。我们将分析不同调制方式的BER性能曲线，并讨论信噪比、星座图密度等因素对BER的影响。 第六章：多用户通信技术 多址技术基础： 介绍几种重要的多址技术，包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。我们将分析每种技术的原理、优缺点以及其在不同通信系统中的应用，如早期的蜂窝电话系统（FDMA/TDMA）、CDMA系统（如CDMA2000）以及现代MIMO（多输入多输出）通信中的SDMA应用。 OFDM（正交频分复用）技术： 深入讲解OFDM技术的核心原理，包括将高速数据流分割成多个低速数据流，然后在多个正交的子载波上进行传输。我们将分析OFDM的优势（如抗多径衰落、频谱利用率高）和劣势（如峰均功率比PAPR高、对频率偏移敏感），并阐述其在Wi-Fi、LTE、5G等现代通信标准中的应用。 第三篇：现代通信系统的关键技术与发展 本篇将探讨当前和未来通信系统中的前沿技术和发展方向。 第七章：无线通信系统 无线信道的特性与挑战： 详细分析无线信道的独特性质，如衰落、多径、干扰、移动性等，并阐述这些特性对无线通信系统设计带来的挑战。 蜂窝通信系统演进： 系统梳理从第一代（1G）到第五代（5G）蜂窝通信系统的发展历程，介绍各代技术的关键特征和技术突破，如从模拟到数字、从电路交换到分组交换、从2D覆盖到3D覆盖、从低速率到高速率、从连接人到万物互联的演变。 MIMO（多输入多输出）系统： 深入讲解MIMO系统的原理，包括空间复用、分集接收和波束成形等技术，以及它们如何通过增加空间维度来提升系统容量和可靠性。 软件定义无线电（SDR）与认知无线电（CR）： 介绍SDR和CR的概念，分析它们如何通过软件实现无线电功能的灵活性和智能化，以及它们在频谱利用效率提升、干扰协调等方面的潜力。 第八章：信息论在现代通信中的应用 编码与解码的优化： 探讨现代编码理论，如Turbo码和LDPC码，如何接近香农极限，以及在实际系统中的应用。 信息论与多用户通信： 分析信息论在多用户共享信道、干扰协调等问题上的应用，如多用户MIMO、合作通信等。 第九章：网络与协议 通信协议栈： 详细介绍TCP/IP协议栈的层次结构及其各个层的功能，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。 网络路由与交换： 探讨IP网络中的路由选择机制（如RIP、OSPF、BGP）和交换技术，以及它们如何保证数据包的有效传输。 未来网络发展趋势： 简要介绍软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）等新兴网络技术，以及它们对通信系统架构的深刻影响。 第十章：通信系统的性能评估与优化 关键性能指标： 详细阐述通信系统的关键性能指标，包括吞吐量、时延、误码率、连接可靠性、频谱效率、能量效率等，并分析它们之间的权衡关系。 仿真与建模： 介绍通信系统仿真工具（如MATLAB/Simulink、NS-3）的应用，以及如何通过仿真来评估和优化系统性能。 面向未来的思考： 展望通信技术在人工智能、物联网、边缘计算等领域的应用前景，以及未来通信系统可能面临的挑战与机遇。 本书的每一章节都配有丰富的例题、习题以及相关的参考文献，以帮助读者巩固所学知识，并鼓励进一步的深入研究。本书旨在为读者打下坚实的理论基础，激发对通信技术的热情，为他们在未来通信领域的学习、研究和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从学习体验的角度来说，这本书给我带来的最直观感受是“扎实”和“全面”。它在理论讲解上极其严谨，数学推导过程清晰流畅，很少有跳跃性的步骤，让我在学习过程中能够紧跟作者的思路。对于我来说，理解一些复杂的数学公式和定理，往往需要反复推敲，而这本书的讲解方式，就如同一位经验丰富的老师，耐心地引导我一步步走向理解的彼岸。特别是在一些关键的数学工具，比如傅里叶变换和拉普拉斯变换的引入和应用部分，作者的处理方式非常细腻，从最初的定义到性质的推导，再到具体的应用实例，层层递进，让人感觉理解起来毫不费力。同时，它也没有忽略数字信号处理的重要性，对离散时间信号和系统的分析方法给予了足够的篇幅，并与连续时间系统进行了对比和联系，这对于我们现代工程技术的发展至关重要。这本书的编排结构也十分合理，章节之间的逻辑关系清晰，学习起来不会感到迷失方向，整体上来说，是一本非常值得细读和反复研习的教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的案例分析和习题设计是其另一大亮点。它并非仅仅停留在理论层面，而是通过大量的具体实例，将抽象的理论知识与实际应用紧密结合起来。书中涉及的例子，从简单的RC滤波器到更复杂的通信系统模型，都具有代表性，并且在讲解过程中，作者会引导读者一步一步地分析这些系统的行为。例如，在讲解滤波器设计时，书中不仅给出了巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等经典滤波器类型的设计步骤，还会分析它们在通带和阻带的频率响应特点，以及它们在实际工程中的优缺点。更重要的是，书后的习题不仅有基础的计算题，还有大量的概念题和设计题，这些题目能够很好地检验读者对知识的掌握程度，并促使读者主动思考和解决问题。有些习题甚至需要结合仿真软件来完成，这对于培养读者的实践能力非常有帮助。我个人认为，如果能够认真研读并完成书中的习题，对信号与系统知识的掌握程度会得到质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对信号与系统这个学科的理解可以说上升到了一个新的高度。它不仅仅是一本理论书籍，更像是一本引人入胜的学术探讨。作者在行文中，不仅仅拘泥于课本式的讲解，而是融入了许多对信号与系统背后深刻哲理的思考。比如，在讨论系统的“记忆”和“因果性”时，作者从物理系统的角度出发，解释了为何只有因果系统才能在现实世界中实现，这让我对“系统”这个概念有了更宏观的认识。此外，书中对某些数学工具的推导过程，虽然严谨，但却不枯燥，反而充满了数学的魅力。例如，在推导傅里叶变换的性质时，作者会巧妙地运用复变函数的知识，并解释这些性质在信号分析中的直观意义，比如时移性质对应于频谱的线性相位变化，这让我不再是机械地记忆公式，而是真正地理解了公式背后的物理含义。对于那些希望深入理解信号与系统本质的读者，这本书绝对是不可多得的宝藏。它激发了我对信号处理领域更深层次的探索欲望，让我意识到这门学科的博大精深。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计我个人认为非常出色，逻辑性很强，层层递进，使得学习过程更加顺畅。它并没有一开始就抛出大量复杂的数学公式，而是循序渐进地引入概念。从基本的信号特性、线性时不变系统的基本概念开始，逐渐过渡到更高级的分析工具，比如傅里叶变换及其在连续时间系统和离散时间系统中的应用。这种由浅入深的编排方式，非常适合那些对信号与系统领域不太熟悉的读者，能够帮助他们建立起扎实的知识体系。我特别喜欢书中对一些关键概念的引入方式，比如在介绍卷积定理时，作者会先从系统响应的角度解释，然后才引出其在频域的乘积形式，这样不仅理解了公式，更理解了背后的原理。另外，书中对离散时间信号和系统的处理也给了相当的篇幅，这在现代数字信号处理越来越重要的背景下显得尤为可贵。采样理论部分的讲解也很清晰，不仅介绍了奈奎斯特采样定理，还讨论了欠采样和过采样等实际问题，并给出了相应的处理方法。总的来说，这本书在知识点的组织和呈现方式上，体现了作者深厚的教学功底，能够有效地引导读者掌握这个复杂而重要的学科。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受就是内容的深度和广度都相当可观，绝对不是一本可以“翻翻看看”就了事儿的教材。从最基础的信号类型、频谱分析，到傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心工具，再到采样理论、滤波器设计、系统稳定性分析等等，几乎涵盖了信号与系统领域所有关键的知识点。尤其令我印象深刻的是，作者在解释抽象概念时，会辅以大量的例子和图示，这对于初学者来说是极大的福音。例如，在讲解傅里叶级数和傅里叶变换时，作者不仅仅是给出了数学公式，还通过不同波形（方波、锯齿波等）的频谱分解，直观地展示了不同频率成分的叠加如何构成复杂的信号，这种可视化解释大大降低了理解门槛。而且，书中对于一些概念的阐述，例如卷积的物理意义，并不是停留在数学运算层面，而是深入到系统对输入信号的响应机制，这有助于建立对系统行为的深刻理解。对于工程实践而言，这本书也提供了坚实的理论基础，很多章节都在潜移默化地引导读者思考如何将这些理论应用到实际的通信、控制、处理等领域。即使是对于已经接触过相关知识的读者，重温一遍也能发现不少之前被忽略的细节和更深层次的理解。