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第1章 绪论 1

1．1通信的基本概念 2

1．2历史回顾 4

1．3信源与常见的消息 6

1．3．1数字信源与模拟信源 6

1．3．2随机信号与确定信号 8

1．3．3信息的度量 9

1．3．4常见的消息类型 10

1．4信道 13

1．4．1信道的影响 13

1．4．2加性噪声信道模型 14

1．4．3常用信道 15

1．5频带与电波传播 17

1．5．1频带的名称 17

1．5．2无线电波的传播 18

1．5．3无线频谱及其管理 21

1．5．4频分复用 21

1．6数字与模拟通信系统 22

1．6．1模拟通信系统 22

1．6．2数字通信系统 23

1．6．3通信系统的基本性能指标 25

1．6．4信道的容量 25

1．7通信网络 26

本章关键词 27

习题 28

第2章 基础知识 29

2．1确知信号 30

2．1．1信号及其基本参数 30

2．1．2傅里叶变换与信号的频谱密度 32

2．1．3能量谱密度与功率谱密度 34

2．1．4信号的频带与带宽 36

2．2随机信号 37

2．2．1概念与定义 37

2．2．2基本特性 38

2．2．3平稳随机过程 39

2．2．4两个信号的联合特性 40

2．2．5复随机信号 42

2．2．6功率谱密度 42

2．3高斯分布与高斯信号 43

2．3．1高斯分布 44

2．3．2常用函数 45

2．3．3高斯随机信号 45

2．4信号通过线性时不变系统 46

2．4．1确知信号通过系统 46

2．4．2无失真传输条件 46

2．4．3平稳随机信号通过系统 47

2．5白噪声 48

2．5．1白噪声的概念 49

2．5．2低通白噪声 49

2．5．3高斯白噪声与热噪声 50

2．5．4系统的等效噪声带宽 51

2．6噪声中的信号处理 52

2．6．1 平滑滤波 52

2．6．2匹配滤波器 53

2．7带通信号 56

2．7．1希尔伯特变换 56

2．7．2解析信号 58

2．7．3带通信号及其分量信号 58

2．7．4频谱搬移 59

2．7．5带通系统 61

2．8带通随机信号与噪声 62

2．8．1平稳带通随机信号 62

2．8．2带通高斯信号与噪声 63

2．8．3高斯噪声中的带通信号 65

2．9数字信号及其脉冲调幅信号 67

2．9．1离散信号的基本特性 68

2．9．2数字脉冲调幅信号及其功率谱 69

本章关键词 71

习题 72

第3章 模拟传输 75

3．1幅度调制 76

3．1．1 常规调幅AM 76

3．1．2抑制载波双边带调幅 79

3．1．3单边带调幅（SSB） 81

3．1．4残留边带调幅（VSB） 86

3．2模拟角度调制 87

3．2．1角调制的基本概念 87

3．2．2角度调制信号的频谱特性 91

3．2．3调角信号的产生 95

3．2．4调角信号的接收 96

3．3幅度调制系统的抗噪声性能 98

3．3．1模拟传输中的噪声问题 98

3．3．2常规AM系统（非相干解调） 100

3．3．3DSB—SC与AM（相干解调）系统 102

3．3．4SSB系统 103

3．4角度调制系统的抗噪声性能 104

3．4．1调频系统的抗噪声性能 104

3．4．2调相系统的抗噪声性能 107

3．4．3改善门限效应的解调方法 109

3．4．4预加重/去加重技术 111

3．5各类通信系统的比较与应用 114

3．5．1各类通信系统的比较 114

3．5．2频分多路复用 115

3．5．3模拟调制应用举例 116

本章关键词 121

习题 122

第4章 数字基带传输 127

4．1二元与多元数字基带信号 128

4．1．1数据传输的基本概念 128

4．1．2二元与多元PAM信号 131

4．1．3数字基带信号的传输速率 133

4．2数字基带信号的功率谱与带宽 134

4．2．1信号的功率谱 134

4．2．2信号的带宽 137

4．3二元信号的接收方法与误码分析 138

4．3．1噪声中二元信号的接收方法 138

4．3．2接收系统的误码性能 140

4．3．3误码过程的分析 142

4．3．4两种接收系统的误码率 145

4．4多元信号的接收方法与误码分析 148

4．4．1接收方法 148

4．4．2误码分析 148

4．4．3误码率与误比特率 151

4．4．4格雷编码 152

4．5码间串扰与Nyquist准则 153

4．5．1码间串扰问题 153

4．5．2无码间串扰传输与Nyquist准则 155

4．5．3带限信道上的无码问串扰传输 156

4．5．4升余弦滚降滤波器 158

4．5．5带限AWGN信道上的最佳传输系统 159

4．5．6眼图 161

4．6信道均衡 162

4．6．1 均衡原理 163

4．6．2数字均衡器 163

4．6．3基本均衡算法 164

4．6．4 自适应均衡算法 166

4．7部分响应系统 167

4．7．1第I类部分响应系统（又名双二进制系统） 167

4．7．2第Ⅳ类部分响应系统（又名改进双二进制系统） 170

4．7．3部分响应系统的一般形式 172

4．8符号同步 172

4．8．1基本概念 173

4．8．2非线性滤波同步法——开环自同步法 175

4．8．3早迟门同步法——闭环自同步法 176

4．9线路码型 178

4．9．1基本线路码型 178

4．9．2HDB3码及其他 181

本章关键词 182

习题 183

第5章 基本的数字频带传输 187

5．1 2ASK 189

5．1．1基本原理 189

5．1．2功率谱与带宽 191

5．1．3包络检波的误码性能分析 192

5．2 2FSK 193

5．2．1基本原理 193

5．2．2功率谱与带宽 196

5．2．3包络检波法的误码性能分析 198

5．3 2PSK与2DPSK 199

5．3．1 2PSK 199

5．3．2 2DPSK 203

5．3．3载波同步 207

5．4QPSK与DQPSK 209

5．4．1QPSK信号的基本原理 209

5．4．2QPSK的调制解调方法及误比特性能 212

5．4．3DQPSK 213

5．4．4OQPSK与π/4DQPSK 215

5．5基本频带调制的讨论 217

5．5．1ASK与FSK的相干解调 217

5．5．2系统差错概率的比较 218

5．5．3功率谱与带宽的讨论 220

5．6复包络、等效基带系统与无ISI传输 221

5．6．1已调信号的复包络 221

5．6．2等效基带传输系统 223

5．6．3无码问串扰的数字频带传输系统 224

本章关键词 226

习题 226

第6章 模拟信号数字化与PCM 230

6．1模拟信号的抽样 231

6．1．1带限信号的抽样 231

6．1．2实际抽样 233

6．1．3模拟脉冲调制 235

6．1．4带通信号的抽样 235

6．2均匀量化与最佳量化 237

6．2．1量化原理 238

6．2．2均匀量化器 239

6．2．3最佳量化器 240

6．3量化信噪比与对数量化 242

6．3．1量化信噪比 242

6．3．2对数量化 244

6．3．3肖律与μ律及其折线近似 246

6．4脉冲编码调制 249

6．4．1PCM的基本原理 249

6．4．2编码规则 250

6．4．3PCM传输系统的信噪比 251

6．5差分脉冲编码调制与增量调制 252

6．5．1语音压缩编码 252

6．5．2差分脉冲编码调制 253

6．5．3增量调制 254

6．6时分复用 256

6．6．1TDM的基本原理 256

6．6．2帧同步方法 258

6．6．3E1与T1 259

6．6．4准同步与同步数字体系 261

6．6．5复接与码率调整 263

本章关键词 264

习题 264

第7章 信号空间分析与多元数字传输 267

7．1信号空间分析 268

7．1．1矢量空间回顾 269

7．1．2信号空间的基本概念 270

7．1．3信号的合成器、分析器与相关器 272

7．1．4信号组及Gram-Schimidt正交化方法 273

7．1．5AWGN信道及其等效矢量形式 274

7．2信号星座图 277

7．2．1数字传输系统的一般模型 277

7．2．2信号空间与信号点集举例 279

7．2．3信号星座图 280

7．2．4云图 282

7．3最佳接收系统 283

7．3．1最佳接收原理 283

7．3．2最佳接收机结构 286

7．3．3最小差错概率 289

7．4MASK 292

7．4．1信号波形与功率谱 292

7．4．2信号星座图与最佳接收机 294

7．4．3最小差错概率 294

7．5MPSK 296

7．5．1信号星座图与带宽 296

7．5．2最佳接收机 297

7．5．3最小差错概率 298

7．6QAM 300

7．6．1信号星座图与带宽 300

7．6．2发射机与接收机 302

7．6．3矩形星座及其最小差错概率 302

7．6．4MQAM与MPSK差错概率的比较 304

7．7MFSK 305

7．7．1信号波形与功率谱 305

7．7．2信号星座图与最佳接收机 308

7．7．3最小差错概率 309

本章关键词 311

习题 311

第8章 现代数字传输技术 316

8．1最小频移键控和高斯最小频移键控 317

8．1．1连续相位FSK（CPFSK） 317

8．1．2最小频移键控（MSK） 319

8．1．3MSK信号的正交调制与产生方法 321

8．1．4MSK信号的解调与误码性能 324

8．1．5MSK信号的频谱 325

8．1．6高斯频移键控 327

8．2正交频分复用（OFDM） 328

8．2．1正交频分复用的演进 329

8．2．2OFDM基本原理 329

8．2．3OFDM的保护间隔和循环前缀 331

8．2．4OFDM系统模型 332

8．2．5OFDM信号的频谱特性 333

8．2．6OFDM系统参数的设计 333

8．2．7应用举例 334

8．3伪随机序列 337

8．3．1伪随机序列的特性 337

8．3．2m序列 338

8．3．3生成m序列的多项式 340

8．3．4GOld序列 342

8．4扩展频谱技术 343

8．4．1扩展频谱通信的基本概念 343

8．4．2直接序列扩频技术 345

8．4．3跳频扩频技术 347

8．4．4扩频系统的码同步 348

8．4．5RAKE接收技术 349

本章关键词 350

习题 351

第9章 多用户与无线通信 353

9．1多址技术 354

9．1．1多路复用与多址技术概述 354

9．1．2FDM/FDMA举例 356

9．1．3TDM/TDMA举例 358

9．1．4CDM/CDMA及举例 360

9．1．5随机接入多址技术 361

9．2无线通信链路预算分析 363

9．2．1无线传输中的增益与损耗 363

9．2．2噪声温度与噪声系数 364

9．2．3链路预算分析 367

9．3多径衰落与信号分集接收技术 369

9．3．1无线电波传播机理 369

9．3．2多径衰落信道举例 370

9．3．3瑞利和莱斯衰减模型 371

9．3．4时延扩展与相关带宽 372

9．3．5分集技术及分类 373

9．3．6分集合并技术 374

9．3．7Rake接收机 375

本章关键词 376

习题 377

第10章 信息论基础 379

10．1熵与互信息 380

10．1．1熵及其特性 380

10．1．2联合熵与条件熵 382

10．1．3互信息 384

10．2离散信道与信道容量 386

10．2．1离散信道模型 386

10．2．2信道容量 387

10．2．3典型序列 389

10．3相对熵与高斯信道容量 391

10．3．1连续信号的相对熵与互信息 391

10．3．2高斯信道的容量 392

10．3．3信道容量公式的讨论 394

10．4离散信源编码与压缩算法 396

10．4．1定长编码与信源编码定理 396

10．4．2变长编码及相关定理 397

10．4．3Huffman算法 398

10．5率失真函数与限失真编码定理 399

10．5．1失真与率失真定理 400

10．5．2二进制信源编码器的率失真函数 401

10．5．3高斯信源编码器的率失真函数 402

本章关键词 403

习题 404

第11章 纠错编码 407

11．1编码信息传输模型 408

11．1．1信息、信号与编码的传输模型 408

11．1．2分组码 411

11．2无差错信息传输原理 412

11．2．1传输速率与误码率 412

11．2．2香农信道编码定理与香农限 415

11．2．3编码增益 418

11．3纠错编码与译码基本原理 420

11．3．1纠错码的基本结构 420

11．3．2检错与纠错的基本方法 422

11．3．3译码模式与检纠错能力 424

11．3．4纠错码的应用与发展 426

11．4线性分组码 430

11．4．1生成矩阵与校验矩阵 430

11．4．2典型码例 433

11．5线性循环码 441

11．5．1线性循环码的描述 441

11．5．2BCH码与RS码 448

11．5．3CRC码与差错检测译码 453

11．6二元线性卷积码 457

11．6．1二元线性卷积码的描述 457

11．6．2维特比译码与好码 463

本章关键词 466

习题 467

附录A常用数学公式 470

附录B典型概率分布及主要统计特性 472

参考文献 475