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目录 1

第0章　概述 1

0.1　数字通信系统的作用 1

0.2　数字通信系统的调制与解调 2

第1章　概率论与随机变量：基本概念回顾 5

1.1　本章目的 5

1.2　概率空间 5

1.3　随机变量 5

1.3.1　随机变量的分布函数和密度函数 7

1.3.2　均值、方差和矩 9

1.3.3　一些不等式 10

1.4　多元随机变量的概率和矩 11

1.4.1　相关性与协方差 12

1.4.2　随机变量的和与序列 13

1.5　高斯随机变量 15

1.6　习题 18

第2章　随机过程简介 21

2.1　电子系统中的随机过程溯源 21

2.2　随机过程举例 21

2.3　定义和基本概念 25

2.3.1　随机过程的分布函数和密度函数 29

2.3.2　高斯随机过程 32

2.3.3　随机过程的条件概率密度 33

2.4　均值、自相关及自协方差 34

2.4.1　定义和基本性质 34

2.4.2　自相关函数的性质推导 41

2.5　平稳随机过程 43

2.5.1　宽平稳和协方差平稳过程 44

2.5.2　宽平稳过程的自相关函数举例 47

2.6　互相关和互协方差函数 49

2.7　白噪声 51

2.8　平稳高斯随机过程 52

2.9　习题 53

第3章　随机过程中的线性滤波 56

3.1　随机过程中滤波的必要性 56

3.2　离散时间线性系统和连续时间线性系统 56

3.3　随机过程的线性运算 60

3.4　线性系统中二阶矩随机过程的时域分析 63

3.4.1　线性系统输出的均值 65

3.4.2　线性系统的输出的自相关函数 69

3.5　线性系统中的高斯随机过程 83

3.6　相关函数的确定 92

3.6.1　泊松过程的自相关函数 92

3.6.2　各态遍历随机过程均值和相关函数的实验确定 94

3.7　应用 97

3.8　习题 103

第4章　线性系统中随机过程的频域分析 107

4.1　傅里叶变换技术的应用 107

4.2　宽平稳随机过程的谱密度 107

4.3　线性系统中随机过程的谱分析 112

4.4　性质3和性质4的推导 114

4.5　调幅信号的频谱 117

4.6　带通频率函数 123

4.6.1　频率函数带宽的另一种定义 123

4.6.2　理想带通频率函数的时域描述 125

4.7　带通随机过程 132

4.8　习题 137

第5章　二进制数据的基带传输 142

5.1　二进制数据传输信号集 142

5.2　线性接收机分析 145

5.2.1　一个特例 145

5.2.2　通用模型 151

5.3　门限值优化 160

5.3.1　最小最大准则 162

5.3.2　贝叶斯准则 171

5.4　普通信道的通用判决准则 178

5.5　AWGN信道的匹配滤波器 186

5.5.1　施瓦兹不等式 189

5.5.2　匹配滤波器 194

5.5.3　匹配滤波器的频域分析 201

5.5.4　匹配滤波器的另一种实现方法 204

5.5.5　使用匹配滤波器的接收机的最佳门限 207

5.5.6　信号设计 208

5.6　AGN信道的最佳滤波器 211

5.7　AWGN信道下二进制通信的信号空间概念 214

5.7.1　二进制信号的几何表示 214

5.7.2　最小最大差错概率 217

5.8　习题 218

第6章　相干通信 225

6.1　二进制相干通信的最佳接收机 226

6.1.1　二进制相移键控 226

6.1.2　BPSK的匹配滤波器和相干接收机 227

6.1.3　AWGN信道和BPSK信号下的差错概率 228

6.1.4　BPSK相关接收机的最优性 229

6.2　具有不精确参考相位的二进制相移键控 234

6.2.1　作为相位误差的函数的差错概率 234

6.2.2　BPSK信号的相位估计 240

6.3　用于相干通信的一维信号 242

6.3.1　BPSK信号 242

6.3.2　二进制ASK的最佳接收机 243

6.3.3　倍频分量分析 244

6.3.4　二进制ASK的差错概率 246

6.3.5　M进制幅移键控 247

6.3.6　M-ASK接收机 250

6.4　M进制通信系统的最佳判决 251

6.4.1　M进制信号的判决准则 251

6.4.2　M-ASK的应用 254

6.4.3　M-ASK的几何表示和符号差错概率表达式 259

6.5　相干通信的二维调制 261

6.5.1　二维信号集 261

6.5.2　2-ASK与QASK的带宽效率比较 265

6.5.3　非二进制相位调制 266

6.5.4　4-QASK的比特差错概率 268

6.5.5　总结：一维调制和二维调制 270

6.5.6　QASK接收机的判决区域 271

6.5.7　QASK接收机的符号差错概率 278

6.5.8　QASK接收机的比特差错概率 284

6.6　M进制正交信号的相干解调 286

6.6.1　M进制正交信号 286

6.6.2　M进制正交信号的最佳相干接收机 291

6.6.3　M进制正交信号的差错概率 292

6.7　二维信号调制偏移 298

6.8　二维调制的带宽比较 303

6.9　连续相位频率调制 306

6.9.1　连续相位频移键控调制 308

6.9.2　最小频移键控调制 309

6.9.3　常规频率脉冲的连续相位调制 312

6.10　习题 314

第7章　非相干通信 325

7.1　二进制非相干通信的最佳接收机 325

7.2　二进制频移键控（BFSK） 330

7.3　二进制非相干相关接收机的次最佳相关器 335

7.4　二进制非相干通信最佳判决准则的推导 340

7.5.1　差错概率的推导 345

7.5　LS判决准则的差错概率 345

7.5.2　特定系统的应用 350

7.5.3　总结 351

7.6　差分相干BPSK 352

7.6.1　差分编码BPSK信号格式 352

7.6.2　DBPSK接收机和相应差错概率 354

7.6.3　另一种DBPSK接收机 357

7.7　M进制非相干相关接收机 360

7.8　非相干接收机包络检波器的实现 366

7.9　非选择性衰落的非相干通信 372

7.10　习题 380

第8章　码间串扰 388

8.1　数字通信中的码间串扰分量 388

8.2　二进制数字通信的码间串扰影响 394

8.2.1　单一样本分析 395

8.2.2　具有码间串扰的系统的差错概率 395

8.2.3　码间串扰的界值 401

8.2.4　眼图 403

8.2.5　输出信噪比 406

8.3　无码间串扰的数字通信系统 408

8.4　线性均衡简介 420

8.5　习题 425

第9章　扩频通信 431

9.1　扩频信号的随机信号模型 431

9.1.1　多址能力 433

9.1.2　抗干扰能力 434

9.1.3　抗多径能力 435

9.1.4　解扩的时域和频域阐述 435

9.1.5　线性系统的识别 435

9.2　直接序列扩频信号 437

9.3　序列及其周期相关函数 443

9.4　DS扩频多址通信 452

9.5　直接序列扩频多址通信的性能评估 465

9.6　跳频扩频 471

9.7　习题 477

附录A　汉明码 483

附录B　Reed-Solomon码 489

附录C　信号和系统的复数表示 493

附录D　通用信号集的最佳接收机 498

附录E　编码信号的另一种接收机结构 502

附录F　常用公式 506

索引 508