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第一章 绪论 1

1.1通信技术的发展和展望 1

目 录 1

1.2信息、信息量与信道容量 3

1.2.1消息、信号与信息 3

1.2.2信息量 4

1.2.3平均信息量 5

1.2.4香农信道容量公式 7

1.3.1通信系统的一般模型 9

1.3通信系统的模型 . 9

1.3.2通信系统的分类 11

1.3.3模拟通信系统和数字通信系统 12

1.4通信系统的主要性能指标 13

1.4.1有效性 13

1.4.2可靠性 14

习题 15

2.1.1信号的正交展开 17

2.1 信号的正交展开及频谱分析 17

第二章确定信号分析 17

2.1.2信号的频谱分析 19

2.2能量信号与功率信号 21

2.2.1能量信号及能量谱密度函数 21

2.2.2功率信号及功率谱密度函数 22

2.3相关函数和功率谱密度函数 25

2.3.1能量信号的相关函数 25

2.3.3功率信号的相关函数 28

2.3.2能量信号的相关定理 28

2.4窄带系统及窄带信号分析 31

2.4.1一般方法——傅里叶反变换法 32

2.4.2解析法——等效低通网络函数法 33

2.5 复数信号与时域希尔伯特（Hilbert）变换 34

2.5.1复数信号的定义 35

2.5.2复数信号的实部与虚部及希尔伯特变换 36

2.5.3实时间信号的复指数表示和解析信号表示 37

2.5.4窄带实时间信号自相关函数的复数化求解 39

习题 41

3.1 随机过程的基本概念 45

第三章 随机信号和噪声分析 45

3.2随机过程的统计描述 47

3.2.1随机过程的分布函数和概率密度函数 47

3.2.2随机过程的数字特征 48

3.3平稳随机过程 52

3.3.1平稳随机过程的定义及其含义 52

3.3.2平稳随机过程的一维及二维概率密度函数 52

3.3.3平稳随机过程的数字特征 53

3.3.4平稳随机过程自相关函数的性质 53

3.3.5平稳随机过程的各态历经性（遍历性） 55

3.4平稳随机过程的自相关函数与功率谱密度的关系 56

——维纳－欣钦定理 56

3.5 两个随机过程之间的统计联系 59

3.5.1联合分布函数和联合概率密度函数 59

3.5.2互相关函数 60

3.5.3互谱密度函数 61

3.6正态随机过程 62

3.6.1正态随机过程的定义 62

3.6.2正态随机过程的性质 62

3.7平稳随机过程通过线性系统 64

3.8 白噪声、散弹噪声和热噪声 68

3.9 白色随机过程通过窄带线性系统——窄带噪声 71

3.9.1窄带噪声的波形特征 73

3.9.2 nc（t）和ns（t）以及R（t）和θ（t）的统计特性 73

3.10正弦波加窄带高斯噪声的统计特性 78

习题 81

第四章信号设计导论 85

4.1信号及信号设计 . 85

4.1.1信号设计的基本概念 85

4.1.2信号设计的基本原则 86

4.2 匹配滤波器 87

4.2.1匹配滤波器的传输函数 87

4.2.2匹配滤波器的输出响应 90

4.2.3输入为非白噪声时匹配滤波器的传输特性 94

4.3信号单元的相关函数 95

4.3.1信号单元 95

4.3.2波形信号单元的相关函数 96

4.3.3序列信号单元的相关函数 98

4.4.1鸟声信号的时域表示 100

4.4鸟声信号单元 100

4.4.2鸟声信号的频谱 101

4.4.3鸟声信号单元的自相关函数 103

4.5 巴克（Barker）序列 105

4.5.1 巴克序列及其自相关函数 105

4.5.2巴克序列的演变 106

4.5.3巴克序列的检测问题 107

4.6m序列信号单元 110

4.6.1 m序列的产生 110

4.6.2特征多项式与序列多项式 113

4.6.3m序列的产生条件 115

4.6.4 m序列信号单元的性质 118

4.6.5非线性反馈移位寄存器序列——M序列 126

4.6.6 m序列的应用 129

4.7随机电报信号 135

4.7.1信号过零点的概率分布 136

4.7.2随机电报信号的自相关函数 137

4.7.3功率谱密度 138

4.8.1超正交单纯码 139

4.8超正交单纯码及阿达玛（Hadarmard）矩阵 139

4.8.2阿达玛矩阵H 142

习题 145

第五章幅度调制系统 148

5.1 引言 148

5.2 标准振幅调制（AM） 149

5.2.1 AM信号的时域及频域表示 149

5.2.2 AM信号的解调 150

5.2.3 AM信号的功率分布和调制效率 152

5.3.1DSB信号的时域表示 155

5.3抑制载波双边带调制（DSB） 155

5.3.2DSB信号的频域表示 156

5.3.3DSB信号的解调 156

5.4 单边带调制（SSB） 157

5.4.1 SSB信号产生模型及已调信号频谱 158

5.4.2 SSB信号的解调 158

5.4.3 SSB信号的时域波形 159

5.5 残留边带调制（VSB） 161

5.5.1 VSB信号产生模型 161

5.5.2 VSB信号的解调 162

5.6 幅度调制系统的一般模型 163

5.6.1幅度调制信号产生的一般模型 164

5.6.2 SSB调制模型 165

5.6.3 VSB调制模型 169

5.7幅度调制信号解调的一般模型 171

5.7.1 同步解调 171

5.7.2包络解调 171

5.8.1通信系统抗噪声性能的分析模型 172

5.8幅度调制系统的抗噪声性能 172

5.8.2幅度调制系统同步解调时的抗噪声性能 174

5.8.3幅度调制系统包络解调时的抗噪声性能 178

习题 180

第六章角度调制系统 183

6.1 引言 183

6.2 角度调制的基本概念 183

6.2.1相位调制（PM） 184

6.2.2频率调制（FM） 184

6.3.1窄带调频（NBFM） 187

6.3调频信号频谱分析及卡森（Carsoin）带宽 187

6.3.2简谐信号调制时的宽带调频 188

6.3.3卡森带宽 191

6.4调频信号的产生与解调 191

6.4.1调频信号的产生 191

6.4.2调频信号的解调 192

6.5调频系统的抗噪声性能 193

6.5.1窄带调频系统的抗噪声性能 193

6.5.2宽带调频系统的抗噪声性能 196

6.6加重措施对噪声特性的改善 201

6.7 频分复用（FDM） 203

习题 205

第七章信源编码 208

7.1 离散无记忆信源（DMS）编码 208

7.1.1等长编码 208

7.1.2不等长编码 209

7.2抽样定理 211

7.2.1低通信号的抽样定理 211

7.2.2 自然抽样 214

7.2.3平顶抽样 216

7.2.4带通信号的抽样定理 217

7.3脉冲模拟调制 219

7.4脉冲编码调制（PCM） 220

7.4.1 PCM基本原理 220

7.4.2均匀量化与量化噪声 221

7.4.3压扩原理及非均匀量化 223

7.4.4 PCM编码 227

7.4.5 PCM译码 233

7.5.1时分复用（TDM）的原理 234

7.5 PCM信号的时分复用 234

7.5.2 PCM基群帧结构及高次群 235

7.5.3 PCM信号的带宽 237

7.5.4时分复用（TDM）与频分复用（FDM）的比较 238

7.6 PCM系统的抗噪声性能 238

7.6.1量化噪声的影响 239

7.6.2误码对输出信号的影响 239

7.7 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM） 240

7.8.1 AM的基本原理 242

7.8 增量编码调制（DM或△M） 242

7.8.2量化噪声及过载量化噪声 244

7.8.3增量编码调制系统的抗噪声性能 246

7.8.4增量总和（△-∑）调制和自适应数字压扩增量调制 249

7.9 PCM系统与△M系统的比较 254

7.10语音和图像信号的压缩编码 255

7.10.1语音压缩编码 255

7.10.2图像压缩编码 257

习题 258

8.1 引言 262

第八章数字基带传输系统 262

8.2数字基带信号 263

8.2.1数字基带信号的要求 263

8.2.2数字基带信号的波形 264

8.2.3常用的基带传输码型 266

8.3数字基带信号的功率谱 269

8.4 无码间串扰传输系统及奈奎斯特（Nyquist）准则 273

8.4.1基带系统传输特性及码间串扰 273

8.4.2无码间串扰系统特性 274

8.4.3奈奎斯特第一准则 275

8.4.4无码间串扰的滚降系统特性 276

8.5部分响应系统 279

8.5.1余弦谱传输特性 279

8.5.2正弦谱传输特性 281

8.5.3部分响应系统 282

8.6基带系统的最佳化 283

8.6.1理想信道下的最佳基带系统 284

8.6.2非理想信道下的最佳基带系统 284

8.7.1理想系统的抗噪声性能 286

8.7基带系统的抗噪声性能 286

8.7.2最佳基带系统的抗噪声性能 287

8.8均衡器原理 289

8.8.1频域均衡 290

8.8.2时域均衡 292

8.9眼图 297

习题 299

9.2.1 2ASK信号 303

9.2二进制数字已调信号及其功率谱 303

9.1 引言 303

第九章数字载波传输系统 303

9.2.2 2FSK信号 306

9.2.3 2PSK及2DPSK信号 309

9.3二进制数字调制系统的性能分析 312

9.3.1 2ASK系统的抗噪声性能 312

9.3.2 2FSK系统的抗噪声性能 316

9.3.3 2PSK及2DPSK系统抗噪声性能 319

9.4各种数字调制系统的性能比较 323

9.5数字信号的最佳接收 324

9.5.1数字信号接收的统计描述 325

9.5.2最佳接收机结构 327

9.5.3二进制最佳接收机性能分析 331

9.6 多进制数字调制系统 335

9.6.1多进制幅度键控（MASK） 336

9.6.2多进制移频键控（MFSK） 337

9.6.3多进制移相键控（MPSK） 338

9.7改进型数字调制系统 344

9.7.1幅相键控（APK）方式（又称QAM） 344

9.7.2连续相位移频键控（CPFSK）及MSK、TMF调制 347

9.7.3高斯最小移频键控（GMSK）方式 353

习题 354

第十章差错控制编码 357

10.1差错控制编码的基本原理 357

10.1.1引起误码的原因及降低误码的常用方法 357

10.1.2差错控制编码的基本方法及差错控制方式 358

10.1.3有扰信道的编码定理 360

10.1.4重复编码的例子 361

10.1.5码间距离d及检错纠错能力 362

10.2.1奇偶监督码 366

10.2常用的简单编码 366

10.2.2二维奇偶监督码 367

10.2.3恒比码 367

10.3线性分组码 369

10.3.1线性分组码的概念 369

10.3.2线性分组码的构成及监督矩阵 369

10.3.3线性分组码的生成矩阵 372

10.3.4线性分组码的伴随式和检错纠错能力 374

10.3.5汉明码 375

10.4.1循环码的基本概念及码多项式 377

10.4循环码 377

10.4.2循环码的生成多项式及生成矩阵 379

10.4.3循环码的编码及解码 381

10.5卷积码 385

10.5.1卷积码 385

10.5.2网格编码调制（TCM） 392

10.5.3Turbo码 394

习题 399

11.1 同步的基本概念 402

第十一章同步原理 402

11.2 锁相环（PLL）的基本工作原理 403

11.2.1模拟锁相环 403

11.2.2数字锁相环 408

11.3载波同步 413

11.3.1插入导频法 413

11.3.2直接提取载波法 415

11.3.3载波同步的性能及相位误差对解调信号的影响 419

11.4码元同步 420

11.4.1插入导频法 421

11.4.2直接提取位同步法 422

11.4.3位同步相位误差对性能的影响 423

11.5群（帧）同步 424

11.5.1起止式同步法 424

11.5.2连贯插入特殊码字同步法 425

11.5.3间隔式插入同步码法 426

11.5.4群同步系统的性能 427

11.5.5关于自群同步简介 428

11.6 数字通信网的网同步 429

11.6.1主从同步方式 430

11.6.2相互同步方式 430

11.6.3独立时钟的同步方式 432

习题 434

第十二章通信网 436

12.1 通信网的基本原理 436

12.1.1通信网的概念 436

12.1.2通信网的基本要求 437

12.1.3通信网的交换方式 440

12.1.4通信网的约定 444

12.2.1通信网的拓扑结构 446

12.2通信网的基本结构 446

12.2.2通信网的类型 448

12.2.3通信网的网络体系结构 450

12.3数据通信网 452

12.3.1概述 452

12.3.2利用普通公用电话网进行数据通信 454

12.3.3分组交换网 456

12.3.4数字数据网（1DDN） 460

12.4.1 ISDN的概念 463

12.4综合业务数字网（ISDN）简介 463

12.4.2 ISDN的网络功能体系结构 464

12.4.3 ISDN的用户／网络接口 465

习题 467

附录 468

附录A傅里叶变换的性质及常用傅氏变换对 468

附录B误差函数表 470

附录C英文缩略词 473

参考资料 476