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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AM76

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 2ASK189

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 2FSK193

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2DPSK199

5．3．1 2PSK199

5．3．2 2DPSK203

5．3．3载波同步207

5．4QPSK与DQPSK209

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

5．4．3DQPSK213

5．4．4OQPSK与π/4DQPSK215

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PCM230

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T1259

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

7．4MASK292

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

7．5MPSK296

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

7．6QAM300

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

7．7MFSK305

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