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目录 1

第一篇 1

第1章 概论 1

1.1 通信的发展 1

1.2 消息、信息和信号 1

1.3 数字通信 3

1.3.1 基本概念 3

1.3.3 数字通信系统模型 4

1.3.2 数字通信的优点 4

1.3.4 数字通信系统的主要性能指标 6

1.4 信道 8

1.4.1 无线信道 8

1.4.2 有线信道 13

1.4.3 信道模型 15

1.4.4 信道特性对信号传输的影响 16

1.5 信道中的噪声 19

习题 20

思考题 20

1.6 小结 20

第2章 信号 22

2.1 信号的类型 22

2.1.1 确知信号和随机信号 22

2.1.2 能量信号和功率信号 22

2.2 确知信号的性质 23

2.2.1 频域性质 23

2.2.2 时域性质 29

2.3.1 随机变量的概率分布 30

2.3 随机信号的性质 30

2.3.2 随机变量的概率密度 31

2.4 常见随机变量举例 32

2.5 随机变量的数字特征 33

2.5.1 数学期望 33

2.5.2 方差 34

2.5.3 矩 34

2.6 随机过程 35

2.6.1 随机过程的基本概念 35

2.6.3 各态历经性 36

2.6.2 平稳随机过程 36

2.6.4 平稳随机过程的自相关函数和功率谱密度 37

2.7 高斯过程 42

2.8 窄带随机过程 45

2.8.1 窄带随机过程的基本概念 45

2.8.2 窄带随机过程的性质 46

2.9 正弦波加窄带高斯过程 48

2.10 信号通过线性系统 49

2.10.1 线性系统的基本概念 49

2.10.2 确知信号通过线性系统 50

2.10.3 随机信号通过线性系统 53

2.11 小结 55

思考题 56

习题 57

第3章 模拟调制系统 59

3.1 概述 59

3.2 线性调制 59

3.2.1 振幅调制（AM） 60

3.2.2 双边带（DSB）调制 62

3.2.3 单边带（SSB）调制 63

3.2.4 残留边带（VSB）调制 64

3.3 非线性调制 65

3.3.1 基本原理 65

3.3.2 已调信号的频谱和带宽 67

3.3.3 角度调制信号的接收 69

3.4 小结 69

思考题 69

习题 70

4.2 模拟信号的抽样 71

4.2.1 低通模拟信号的抽样 71

4.1 引言 71

第4章 模拟信号的数字化 71

4.2.2 带通模拟信号的抽样 73

4.2.3 模拟脉冲调制 76

4.3 抽样信号的量化 76

4.3.1 量化原理 76

4.3.2 均匀量化 77

4.3.3 非均匀量化 78

4.4.1 脉冲编码调制（PCM）的基本原理 83

4.4 脉冲编码调制 83

4.4.2 自然二进制码和折叠二进制码 84

4.4.3 PCM系统的量化噪声 86

4.5 差分脉冲编码调制 87

4.5.1 差分脉冲编码调制（DPCM）的原理 87

4.5.2 DPCM系统的量化噪声和信号量噪比 88

4.6 增量调制 89

4.6.1 增量调制原理 89

4.6.2 增量调制系统中的量化噪声 90

思考题 92

4.7 小结 92

习题 93

第5章 基带数字信号的表示和传输 94

5.1 概述 94

5.2 字符的编码方法 94

5.3 基带数字信号的波形 95

5.4 基带数字信号的传输码型 96

5.5 基带数字信号的频率特性 98

5.5.1 计算vc（t）的功率谱密度 99

5.5.2 计算uc（t）的功率谱密度 100

5.5.3 计算s（t）的功率谱密度 101

5.5.4 功率谱密度计算举例 101

5.6 基带数字信号传输与码间串扰 102

5.6.1 基带数字信号传输系统模型 102

5.6.2 码间串扰及奈奎斯特准则 103

5.6.3 部分响应系统 105

5.7 眼图 109

5.8.2 横向滤波器基本原理 111

5.8.1 概述 111

5.8 时域均衡器 111

5.8.3 横向滤波器的实现 114

5.9 小结 115

思考题 116

习题 116

第6章 基本的数字调制系统 119

6.1 概述 119

6.2 二进制振幅键控（2ASK） 120

6.2.1 基本原理 120

6.2.2 功率谱密度 121

6.2.3 误码率 122

6.3 二进制频移键控（2FSK） 127

6.3.1 基本原理 127

6.3.2 功率谱密度 128

6.3.3 最小频率间隔 130

6.3.4 误码率 130

6.4 二进制相移键控（2PSK） 133

6.4.1 基本原理 133

6.4.2 功率谱密度 135

6.4.3 误码率 136

6.5 二进制差分相移键控（2DPSK） 137

6.5.1 基本原理 137

6.5.2 功率谱密度 139

6.5.3 误码率 140

6.6 二进制数字键控传输系统性能比较 143

6.7 多进制数字键控 144

6.7.1 多进制振幅键控（MASK） 145

6.7.2 多进制频移键控（MFSK） 146

6.7.3 多进制相移键控（MPSK） 149

6.7.4 多进制差分相移键控（MDPSK） 152

6.7.5 振幅／相位联合键控（APK） 157

6.7.6 多进制数字键控实用系统举例 159

6.8 小结 160

思考题 160

习题 161

7.1 概述 162

7.2 载波同步方法 162

第7章 同步 162

7.2.1 插入导频法 163

7.2.2 直接提取法 164

7.2.3 载波同步性能 166

7.3 位同步 168

7.3.1 外同步法 168

7.3.2 自同步法 168

7.3.3 位同步误差对误码率的影响 171

7.4 群同步 171

7.4.1 概述 171

7.4.2 集中插入法 173

7.4.3 分散插入法 174

7.4.4 群同步性能 176

7.5 网同步 177

7.5.1 概述 177

7.5.2 开环法 177

7.5.3 闭环法 179

7.6 小结 180

思考题 181

习题 182

第二篇 183

第8章 数字信号最佳接收原理 183

8.1 数字信号的统计表述 183

8.2 数字信号的最佳接收准则 184

8.3 确知数字信号的最佳接收机 186

8.4 确知数字信号最佳接收机的误码率 188

8.5 随相数字信号的最佳接收 192

8.6 起伏数字信号的最佳接收 194

8.8.1 数字信号的匹配滤波接收法 196

8.7 实际接收机和最佳接收机的性能比较 196

8.8 数字信号的匹配滤波接收原理 196

8.8.2 数字信号的相关接收法 200

8.9 最佳基带传输系统 201

8.10 小结 204

思考题 204

习题 205

第9章 多路复用和多址技术 206

9.1 概述 206

9.2 频分复用（FDM） 207

9.3 时分复用（TDM） 209

9.3.1 准同步数字体系（PDH） 210

9.3.2 复接与码速调整 213

9.3.3 同步数字体系（SDH） 215

9.4 码分复用（CDM） 217

9.4.1 基本原理 217

9.4.2 正交码 219

9.4.3 伪随机码 221

9.5.1 频分多址 226

9.5 多址技术 226

9.5.2 时分多址 227

9.5.3 局域网中的多址技术 233

9.6 小结 236

思考题 237

习题 238

第10章 信道编码和差错控制 240

10.1 概述 240

10.2 纠错编码的基本原理 242

10.3 纠错编码系统的性能 244

10.4 奇偶监督码 245

10.4.1 一维奇偶监督码 245

10.4.2 二维奇偶监督码 246

10.5 线性分组码 247

10.6 循环码 251

10.6.1 循环码的概念 251

10.6.2 循环码的运算 252

10.6.3 循环码的编码方法 255

10.6.4 循环码的解码方法 255

10.6.6 BCH码 256

10.6.5 截短循环码 256

10.7 卷积码 258

10.7.1 卷积码的编码 258

10.6.7 RS码 258

10.7.2 卷积码的解码 259

10.8 Turbo码 263

10.9 小结 266

思考题 267

习题 267

11.2 偏置正交相移键控及π/4正交差分相移键控 269

第11章 先进的数字带通调制和解调 269

11.1 概述 269

11.3 最小频移键控及高斯最小频移键控 270

11.3.1 MSK信号的基本原理 270

11.3.2 MSK信号的相位连续性 271

11.3.3 MSK信号的正交表示法 272

11.3.4 MSK信号的产生和解调 274

11.3.5 MSK信号的功率谱 276

11.4.1 概述 277

11.4 正交频分复用 277

11.3.6 MSK信号的误码率性能 277

11.3.7 高斯最小频移键控 277

11.4.2 OFDM的基本原理 278

11.4.3 OFDM的实现 280

11.5 网格编码调制 282

11.5.1 网格编码调制的基本概念 282

11.5.2 TCM信号的产生 282

11.5.3 TCM信号的解调 284

11.6 扩展频谱技术 285

11.6.1 概述 285

11.6.2 直接序列扩谱 286

11.6.3 跳频扩谱 288

11.6.4 扩谱码的同步 288

11.6.5 分离多径技术 289

11.7 小结 291

思考题 291

习题 292

12.1 离散信源的熵 293

第12章 信息理论 293

12.2 离散信道模型 294

12.3 联合熵和条件熵 295

12.4 无噪声信道容量 295

12.5 信源编码 297

12.5.1 无噪声信道编码原理 297

12.5.2 信源编码的分类和效率 300

12.5.3 扩展二进制信源的熵 300

12.5.4 香农-费诺码 301

12.5.5 霍夫曼码 302

12.6 白色加性高斯噪声信道的容量 302

12.7 小结 305

思考题 306

习题 306

第13章 通信网 308

13.1 通信网的类型 308

13.2 电话网 309

13.2.1 电话网的结构 309

13.2.3 电话网中的信令 310

13.2.2 电话网中的交换 310

13.2.4 电话网的性能指标 311

13.3 数据通信网 313

13.3.1 概述 313

13.3.2 数据通信网中的交换 313

13.3.3 分组交换原理 314

13.3.4 开放系统互连参考模型 315

13.4 综合业务数字网（ISDN） 317

13.4.1 窄带综合业务数字网（N-ISDN） 317

13.4.2 宽带综合业务数字网（B-ISDN） 319

13.5 移动通信网 322

13.6 小结 327

思考题 328

习题 329

第14章 通信安全 330

14.1 概述 330

14.2 单密钥加密通信系统 330

14.3 分组密码和流密码 331

14.4.1 完善安全性 333

14.4 用信息论研究密码的方法 333

14.4.2 唯一解距离 334

14.4.3 数据压缩在密码编码中的作用 335

14.4.4 扩散与混淆 335

14.5 数据加密标准 336

14.6 公共密钥密码编码方法 338

14.7 RSA算法 340

14.8 小结 341

习题 342

思考题 342

附录A 巴塞伐尔（Parseval）定理 343

附录B 误差函数值表 344

附录C 七位美国标准信息交换码（ASCII） 346

附录D CCITT 5号码 347

附录E 我国标准7位编码字符集 348

附录F 贝塞尔函数值表 348

附录G 伽罗华域GF（2m） 349

英文缩略词英汉对照表 350

参考文献 353