通信原理实验与课程设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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达新宇　 著

图书标签:

• 通信原理
• 信号与系统
• 实验教学
• 课程设计
• 通信工程
• 模拟电路
• 数字电路
• MATLAB
• 无线通信
• 信息传输

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121288913

版次：1

商品编码：11955662

包装：平装

丛书名： 通信与导航系列规划教材

开本：16开

出版时间：2016-05-01

用纸：胶版纸

页数：268

字数：428000

正文语种：中文

内容简介

本书参考了国内多所高校通信工程等电子信息类专业“通信原理”课程教学标准（大纲），精选了６８个具有代表性的实验内容与项目，涵盖了通信原理理论课程的主要内容。以ＮＩ－ＵＳＲＰ软件无线电平台与ＪＨ５００４通信原理综合实验系统为平台，通过验证性基本实验、综合性系统实验、提高创新性实验、自主设计性实验以及课程设计指南的形式，设计了通信原理课程实践性教学内容。本书是一本指导学生实验、课程设计及电子设计与制作等实践性教学活动的实用性书。

作者简介

达新宇，博士，空军工程大学教授，中国电子学会高级会员。从1983年起一直从事通信原理、通信系统的教学工作，教龄31年；获省部级及军队科技进步奖4次；主持国家自然科学基金2项；国家精品课程《通信原理》负责人（2006年）；获军队优秀教学成果奖3次。

目录

第1部分概述
1.1JH5001?4通信原理实验系统2
1.2基于NI软件无线电教学平台6
第２部分验证性基本实验
实验1AMI/HDB3码型变换10
实验2CMI码型变换16
实验3FSK传输系统21
实验4BPSK传输系统31
实验5DBPSK传输系统42
实验6模拟锁相环时钟提取46
实验7PAM编译码器系统49
实验8PCM编译码器53
实验9ADPCM编译码器57
实验10CVSD编译码器59
实验11帧成形及其传输64
实验12帧同步提取系统69
第3部分综合性系统实验
实验1QPSK传输系统74
实验2DQPSK传输系统80
实验3OQPSK传输系统83
实验4MSK传输系统88
实验5GMSK传输系统93
实验6π／4DQPSK传输系统98
实验7汉明码系统（扩展模块）104
第4部分提高创新性实验
实验1幅度调制仿真实验112
实验2频率调制仿真实验116
实验3幅移键控仿真实验120
实验4频移键控仿真实验124
实验5相移键控仿真实验127
实验6正交振幅调制仿真实验131
实验7传输带宽仿真实验135
实验8邻道干扰仿真实验137
实验9可变分频器实验142
实验10M序列产生实验146
实验11噪声信号的产生150
实验12复接实验153
实验13帧同步实验157
实验14扰码实验161
实验15解扰实验165
实验16BPSK相位调制实验168
实验17QPSK相位调制实验172
实验18CMI编码实验176
实验19CMI译码实验179
实验20卷积编码器实验182
实验21CDMA扩频调制实验186
实验22CDMA扩频解调实验190
第5部分自主设计性实验
实验1FM接收机设计实验196
实验2频分多路复用实验199
实验3双边带抑制载波调制解调实验203
实验4数字基带信号产生及传输系统性能仿真207
实验5窄带高斯白噪声仿真209
实验6AM／DSB／SSB调制系统210
实验7残留边带调制（VSB）211
实验8FM调频信号的调制与解调212
实验92ASK传输系统214
实验10采样定理与PCM编译码215
实验11AWGN信道＋汉明码系统性能仿真216
实验12码分多址通信217
实验13数字基带和频带传输系统仿真218
第6部分课程设计指南
题目1数字通信系统设计与实现220
题目2无线车钥匙信号译码器222
题目30FDM收发信机223
题目4多输入多输出（MIMO）系统225
题目5PCM编码器227
题目6DSB／AM信号调制器228
题目7连续波2DPSK信号调制器230
题目8平方环法提取载波同步信号232
题目9数字锁相法提取位同步信号234
题目10逐码移位法实现帧同步236
题目11变参信道的计算机仿真238
题目124PSK／4DPSK调制解调系统仿真239
题目13低通型信号的采样240
题目14数字基带传输系统与码间串扰242
附录AJH9001A误码测试仪简介244
附录BTDS1000系列数字存储示波器简介250
附录Ｃ实验系统跳线默认位置状态图255
参考文献256

前言/序言

　　编写本书主要基于两个方面考虑：一是“通信原理”课程理论性强、用到的数学、电路等基础知识多，它高度概括、高度抽象，学员在学习过程中有许多概念和原理难理解，非常需要与之配套的实验实习环节，以便掌握与巩固知识，而目前“通信原理”课程实验方面的教材不多；二是电子信息类专业学生不仅要有扎实的理论知识，而且更要有强的实际动手能力。加强实验、实习、课程设计、电子设计与制作等实践性教学环节，提高学生第一任职能力培养，已经成为当前高等教育发展的趋势之一，因此，实践性教学书籍必将越来越受到欢迎。

　　全书共６部分：第１部分概述，简单介绍ＮＩ�玻眨樱遥型ㄓ萌砑�无线电平台与ＪＨ5001-4通信原理综合系统；第２部分验证性基本实验，设置有ＡＭＩ／ＨＤＢ３码转换、ＢＰＳＫ／ＤＢＰＳＫ等１２个实验项目；第３部分综合性系统实验，设置有ＱＰＳＫ、ＧＭＳＫ传输系统等７个实验项目；第４部分为提高性创新实验，设置有可变分频器、卷积编码器等２２个实验内容；第５部分自主设计性实验，设置有窄带噪声仿真等１３个实验项目；第６部分课程设计指南，从实用性、可实现性、经济性等方面考虑，设置了１４个课程设计内容。

　　在编写过程中，参阅了南京捷辉科技有限公司、ＮＩ公司、泰克科技（中国）有限公司等相关技术资料，在此表示感谢。

　　该教材是国家精品课程、国家级精品资源共享课、全军百门优质课程“通信原理”课程所采用的实践性教材，与该教材配套的资料有：

　　理论教材《通信原理教程》（ISBN978-7-121-28837-1，电子工业出版社，２０１６年５月）：

　　供教师使用的“通信原理实验与课程设计”电子教案；

　　通信原理网络课程；

　　通信原理习题集；

　　通信原理习题解答；

　　通信原理ＰＰＴ。

　　欢迎各位老师索取。Ｅ�玻恚幔椋欤海耄纾洌洌�ｙ２００８＠１６３．ｃｏｍ

　　由于编者水平有限，书中错误在所难免，敬请广大读者不吝赐教。

《信号与系统：理论、分析与应用》 内容简介 本书旨在深入剖析信号与系统的基本理论，系统阐述分析工具与方法，并广泛探讨其在工程领域的实际应用。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在理论深度与工程实践之间取得平衡，为读者构建一个坚实而全面的信号与系统知识体系。 第一部分：基础理论与信号分析 本部分将从最基础的概念入手，为后续内容的学习奠定坚实基础。 第一章：信号的基本概念与分类 信号的定义与特性： 深入探讨信号作为信息载体的本质，分析其幅度、频率、相位、能量、功率等关键特性。我们将区分连续时间信号与离散时间信号，以及周期信号与非周期信号。 信号的分类： 详细介绍各种信号的分类方法，包括： 模拟信号与数字信号： 阐述两者在表示方式、精度和应用上的差异。 能量信号与功率信号： 定义并推导其判别准则，并给出常见信号的分类实例。 偶信号与奇信号： 介绍信号分解成偶分量与奇分量的意义及其在分析中的应用。 指数信号、正弦信号、复指数信号： 介绍这些基本信号的数学表示、物理含义和基本性质，它们是构建更复杂信号的基础。 冲激信号（Dirac Delta Function）： 详细讲解其定义、性质（如采样性质、积分性质）以及在信号分析和系统建模中的关键作用。 信号的基本运算： 介绍信号的加、减、乘、除、延时、翻转、尺度变换等基本运算，这些运算是理解信号变换和系统响应的基础。 第二章：系统及其基本性质 系统的定义与建模： 将系统视为对输入信号进行某种变换以产生输出信号的实体，介绍使用框图、微分方程、差分方程等方式对系统进行建模。 系统的基本性质： 重点分析系统最核心的几种性质，理解这些性质对于判断系统的行为至关重要： 线性（Linearity）： 详细阐述叠加原理（齐次性与可加性），并通过实例分析线性系统的条件。 时不变性（Time-Invariance）： 解释系统响应相对于时间平移的规律性，分析时不变系统在工程中的普遍性。 因果性（Causality）： 定义因果系统，即系统的输出仅依赖于当前和过去的输入，这在实际系统中尤为重要。 稳定性（Stability）： 介绍BIBO（有界输入，有界输出）稳定性概念，以及其判别方法，例如对于LTI系统，可以通过其单位冲激响应来判断。 记忆性（Memory）： 分析具有记忆的系统（输出依赖于过去输入）与无记忆的系统（输出仅依赖于当前输入）的区别。 可逆性（Invertibility）： 探讨是否存在逆系统，使得通过逆系统可以将原始系统的输出恢复到输入。 常用系统类型： 介绍滤波器、延迟器、积分器等常见系统的构成和特性。 第三章：卷积与系统的时域分析 卷积积分（连续时间）： 深入讲解卷积的定义、几何意义以及计算方法。通过图解法和代数法展示如何求解两个连续时间信号的卷积。 卷积和（离散时间）： 介绍离散时间信号的卷积和，分析其计算过程与连续时间卷积的异同。 LTI系统的单位冲激响应： 强调单位冲激响应 $h(t)$（或 $h[n]$）作为LTI系统“系统指纹”的重要性，它完全表征了一个LTI系统。 LTI系统的时域响应： 利用卷积定理，推导出LTI系统对于任意输入信号的输出可以表示为输入信号与系统单位冲激响应的卷积，即 $y(t) = x(t) h(t)$（或 $y[n] = x[n] h[n]$）。 卷积的性质与计算技巧： 探讨卷积的交换律、结合律、分配律等，并介绍求解卷积的常用技巧，如分部积分、数值计算等。 第二部分：频域分析工具 本部分将引入强大的频域分析工具，使我们能够从频率的角度理解信号和系统的特性。 第四章：傅里叶级数与傅里叶变换 傅里叶级数（Fourier Series）： 三角函数形式与复指数形式： 介绍周期信号的傅里叶级数展开，包括其数学形式、系数求解方法以及其在表示信号频谱上的意义。 收敛性条件： 讨论狄利克雷条件，确保傅里叶级数能够收敛到原信号。 帕斯瓦尔定理： 阐述信号能量（或功率）在频域和时域的等价性。 傅里叶变换（Fourier Transform）： 定义与性质： 引入傅里叶变换，将非周期信号映射到频域，分析其幅度和相位谱。详细讲解傅里叶变换的线性性、时移性、频移性、尺度变换性、对称性、卷积性质等。 傅里叶变换对： 介绍常见信号的傅里叶变换对，例如矩形脉冲、指数衰减信号、冲激信号等。 单边谱与双边谱： 区分不同形式的频谱表示。 应用： 简要介绍傅里叶变换在信号滤波、调制解调、频谱分析等领域的应用。 第五章：拉普拉斯变换 拉普拉斯变换的定义与收敛域： 引入复频率 $s = sigma + jomega$，定义单边拉普拉斯变换，并重点阐述收敛域（ROC）的概念及其重要性。 拉普拉斯变换的性质： 讲解与傅里叶变换相似的性质（线性性、时移性、尺度变换性等），并重点分析微分性质、积分性质、初值定理和终值定理，这些性质在求解微分方程方面尤为关键。 常见函数的拉普拉斯变换： 列举常用信号（如指数信号、正弦信号、单位阶跃信号、冲激信号）的拉普拉斯变换。 拉普拉斯逆变换： 介绍求解拉普拉斯逆变换的方法，包括部分分式展开法、留数定理法等。 LTI系统的分析： 将拉普拉斯变换应用于LTI系统的分析，通过系统函数 $H(s) = Y(s)/X(s)$ 来描述系统的动态特性。 系统函数与零极点： 讲解系统函数在s平面上的零点和极点与系统稳定性和频率响应之间的关系。 第六章：Z变换 Z变换的定义与收敛域： 引入离散时间复频率 $z$，定义Z变换，并阐述其收敛域（ROC）的概念，它是判断离散时间系统稳定性的关键。 Z变换的性质： 介绍Z变换的线性性、时移性、尺度变换性、微分性质、卷积性质等。 常见序列的Z变换： 列举常用离散时间序列（如单位阶跃序列、单位冲激序列、指数序列）的Z变换。 Z逆变换： 介绍求解Z逆变换的方法，包括部分分式展开法、长除法、留数定理法等。 离散时间LTI系统的分析： 利用Z变换分析离散时间LTI系统，引入系统函数 $H(z) = Y(z)/X(z)$。 系统函数与零极点： 分析零极点在单位圆上的位置与离散时间系统稳定性和频率响应的关系。 第三部分：现代信号分析与应用 本部分将进一步拓展信号与系统的分析方法，并介绍其在不同领域的实际应用。 第七章：傅里叶变换在滤波器设计中的应用 滤波器的基本概念： 定义理想滤波器（低通、高通、带通、带阻）的幅频特性，并分析其在信号处理中的作用。 滤波器类型： 介绍模拟滤波器和数字滤波器，以及它们的实现方式。 滤波器设计基础： 结合傅里叶变换，讨论如何根据所需的频率响应来设计滤波器，例如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等经典滤波器族的理论基础。 实际滤波器与理想滤波器的差异： 分析实际滤波器的过渡带、阻带衰减等参数，以及如何在设计中进行权衡。 第八章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） DFT的定义与性质： 介绍DFT，它将有限长度的离散时间信号变换到离散频率域。分析DFT的周期性、线性性、对称性等性质。 DFT在信号分析中的作用： 解释DFT如何用于分析信号的频谱，例如在音频处理、图像处理中的频谱分析。 FFT的原理与算法： 深入讲解FFT的原理，例如按时间抽选（DIT）和按频率抽选（DIF）等算法，以及它如何显著降低DFT的计算复杂度。 FFT的应用： 重点介绍FFT在通信系统（如OFDM）、信号处理、科学计算等领域广泛而重要的应用。 第九章：随机信号分析基础 随机信号的定义与描述： 介绍随机信号的随机变量和随机过程的概念，以及如何描述随机信号的统计特性，例如均值、自相关函数、功率谱密度。 广义平稳（WSS）随机过程： 定义WSS过程，及其在工程分析中的重要性。 自相关函数与功率谱密度： 阐述它们之间的关系（维纳-欣钦定理），以及它们如何反映随机信号的频率成分和能量分布。 随机信号通过LTI系统： 分析随机信号通过LTI系统后的输出统计特性的变化。 第十章：信号与系统的工程应用实例 通信系统： 讲解信号与系统理论在调制解调（AM、FM、ASK、FSK）、信道编码、均衡等通信模块中的应用。例如，如何在信道中进行信号传输和恢复。 控制系统： 分析自动控制系统的稳定性、瞬态响应和稳态精度等，以及如何利用信号与系统理论设计控制器，如PID控制器。 数字信号处理： 介绍数字滤波器的设计与实现、音频信号的压缩与编码（如MP3）、图像处理（如边缘检测、降噪）等。 其他领域： 简要提及在生物医学信号处理、地震信号分析、经济时间序列分析等领域中的应用。 本书特色 理论严谨与实践并重： 在系统阐述基本理论的同时，大量结合工程实际背景，通过丰富的实例来印证理论的正确性与应用性。 循序渐进的学习路径： 从基础概念出发，逐步深入到复杂的分析工具和应用，确保读者能够建立清晰的知识脉络。 丰富的例题与习题： 每章都配有精心设计的例题，帮助读者理解抽象概念；大量的习题则有助于读者巩固所学知识，提高分析和解决问题的能力。 强调数学工具的重要性： 深入讲解傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心数学工具，并展示它们如何成为分析信号与系统的利器。 面向工程实践： 关注信号与系统在各类工程领域中的实际应用，帮助读者理解理论知识如何转化为解决实际问题的方案。 适用读者 本书适合于高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生，也适合于从事相关领域研究和开发的工程技术人员。通过学习本书，读者将能够掌握分析和处理各种信号与系统的基本原理和方法，为进一步深入学习相关专业知识打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格和编排方式，让我觉得非常亲切和易于理解。作者在讲解每一个实验原理时，都会先用简洁明了的语言概述核心概念，然后通过详细的步骤引导读者进行实际操作。我印象特别深刻的是关于“信号的频谱分析”的实验。书中详细讲解了FFT（快速傅里叶变换）的原理，并提供了利用示波器和频谱仪进行实际测量的指导。我之前对频谱分析一直感到很困惑，看完这个实验，我才真正理解了信号在频域上的表现是怎样的，以及如何通过频谱分析来识别信号的特性和潜在问题。而且，书中还附带了大量的图示和表格，使得复杂的概念变得一目了然。这种“寓教于乐”的学习方式，大大提升了我学习的积极性。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书之前，对通信原理的理解还停留在一些基础概念上，比如调制解调、噪声抑制等等。但这本书的实验部分，尤其是关于多径衰落和均衡技术的章节，彻底颠覆了我之前的认知。书中通过精心设计的实验，模拟了真实通信环境中多径效应对信号的干扰，并通过各种均衡算法，如LMS算法和RLS算法，展示了如何有效地减轻这种干扰。我特别惊喜地看到，书中不仅讲解了算法的原理，还给出了相应的实验代码和仿真结果，让我能够直观地看到不同均衡算法的效果差异。这比单纯阅读理论书籍要有效得多，也更加有趣。而且，作者在实验设计上考虑得非常周全，每一步都有详细的说明和注意事项，即使是通信初学者，也能在指导下顺利完成实验。

评分☆☆☆☆☆

这本书在“课程设计”的定位上，做得非常到位。它不是一本简单的教科书，而更像是一个“项目指导手册”。它非常注重培养读者的独立思考和解决问题的能力。我尤其欣赏书中关于“软件无线电（SDR）在通信系统中的应用”的章节。它没有局限于传统的硬件实现，而是深入探讨了如何利用SDR平台，通过软件来灵活地实现各种通信功能。书中提供了基于SDR的信号捕获、分析和处理的实验流程，并详细讲解了如何利用MATLAB/Simulink等工具进行仿真和开发。这对于我来说，是一个全新的视角，让我看到了通信技术未来的发展方向。通过这些实验，我不仅掌握了SDR的基本操作，更重要的是学会了如何从软件层面去理解和设计通信系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书的课程设计部分，真是给了我极大的启发！我一直觉得通信原理的学习，最终还是要落脚到实际的应用和创新上，而这本书恰恰满足了我的这种需求。它没有提供标准化的、一步到位的解决方案，而是提供了一个清晰的框架和大量的案例，引导读者进行自主的设计和探索。我特别喜欢书中关于“基于FPGA的OFDM系统设计”的章节，它不仅仅是讲解OFDM的原理，更重要的是提供了从需求分析、系统架构设计到关键模块实现的全流程指导。读完这一部分，我才意识到，原来一个复杂的通信系统，可以被拆解成如此清晰的模块，并且可以通过FPGA这样强大的平台来实现。书中对于不同模块之间的接口设计、资源分配等细节的讲解，更是让我受益匪浅。即使我目前的技术水平还不足以完全实现书中所有内容，但这本书提供的设计思路和方法论，已经足够我消化和吸收，并运用到我自己的课程设计中了。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！原本以为通信原理实验只是枯燥的理论堆砌，没想到作者通过细致的实验设计和深入浅出的讲解，将抽象的概念变得如此生动形象。我印象最深刻的是关于信道编码的部分，书中详细介绍了RS编码和卷积编码的原理，并通过实验演示了它们在纠错方面的强大能力。我之前对这些编码方式只停留在模糊的概念层面，看完实验部分，我才真正理解了它们是如何工作的，以及在实际通信中扮演着怎样的关键角色。特别是看到实验数据图表时，那种清晰直观的效果，让我仿佛置身于实验室，亲手操作设备，感受着信号的传输和纠错过程。而且，书中不仅仅是讲解技术，还融入了大量的课程设计思路，引导读者如何将所学知识应用到实际问题中，这对于我这种希望将理论与实践相结合的学生来说，简直是福音。实验步骤清晰，代码示例也十分贴心，即使是初学者也能很快上手。