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第1章 绪论1

1.1 通信与通信系统1

1.1.1 通信的基本含义1

1.1.2 通信系统模型2

1.1.3 模拟通信、数字通信和数据通信3

1.2 通信系统分类与通信方式6

1.2.1 通信系统的分类6

1.2.2 通信方式8

1.3 信息及其度量10

1.4 信道和噪声11

1.4.1 信道分类11

1.4.2 有线信道与无线信道11

1.4.3 信道模型15

1.4.4 恒参信道与变参信道特征17

1.4.5 信道中的噪声18

1.4.6 信道容量的概念19

1.5 通信系统的主要性能指标23

1.5.1 通信系统的有效性23

1.5.2 通信系统的可靠性24

1.5.3 频带利用率和功率利用率25

1.6 通信发展简史26

1.7 小结27

1.8 思考题28

1.9 习题28

第2章 信号与噪声分析30

2.1 信号表示法30

2.2 信号频谱分析概述31

2.2.1 傅里叶级数32

2.2.2 傅里叶变换33

2.2.3 卷积与相关35

2.2.4 能量谱、功率谱及帕氏定理36

2.3 随机变量的统计特征38

2.3.1 随机变量38

2.3.2 随机变量的统计特征39

2.3.3 随机变量的数字特征41

2.3.4 常用的随机变量类型42

2.4 随机过程44

2.4.1 随机过程的概念和定义44

2.4.2 随机信号的统计特征45

2.4.3 平稳随机过程47

2.4.4 自相关函数性质和重要关系式48

2.4.5 平稳随机过程的功率谱50

2.5 遍历性平稳随机过程51

2.6 关于不相关、正交和统计独立的讨论52

2.6.1 三种统计特征的概念52

2.6.2 统计独立与不相关52

2.7 平稳随机信号通过线性系统53

2.7.1 响应信号的均值53

2.6.3 不相关与正交以及不独立的关系53

2.7.2 响应信号的自相关函数及功率谱54

2.8 高斯型随机过程55

2.8.1 信道干扰与噪声55

2.8.2 高斯型白噪声55

2.8.3 热噪声56

2.8.4 限带高斯白噪声57

2.9 窄带高斯噪声58

2.9.1 窄带高斯噪声的统计特征58

2.9.2 高频载波加窄带高斯噪声60

2.9.3 高斯过程与高斯白噪声特征的描述61

2.10 小结62

2.11 思考题62

2.12 习题63

2.13 仿真实验题——随机过程仿真68

第3章 连续波调制系统70

3.1 调制的功能和分类70

3.1.1 调制的功能71

3.1.2 调制的分类71

3.2 幅度调制（线性调制）72

3.2.1 调幅（AM）73

3.2.2 抑制载波双边带调幅（DSB）77

3.2.3 单边带调幅（SSB）78

3.2.4 残留边带调幅（VSB）81

3.3 调幅信号的解调83

3.3.1 调幅信号的相干解调83

3.3.2 调幅信号的非相干解调84

3.4 本地载波同步的方法86

3.5 线性调制系统的抗噪声性能88

3.5.1 线性调制相干解调的抗噪声性能88

3.5.2 AM信号包络检波的抗噪声性能91

3.6 角度调制（非线性调制）94

3.6.1 角度调制的基本概念94

3.6.2 窄带角度调制96

3.6.3 宽带角调98

3.6.4 角调波的产生和解调101

3.7 角调系统的抗噪声性能106

3.7.1 窄带角调相干解调的抗噪声性能106

3.7.2 宽带角调非相干解调的抗噪声性能108

3.7.3 调频（FM）的门限效应111

3.7.4 调频中的预加重和去加重114

3.8 频分复用（FDM）技术115

3.9 小结117

3.10 思考题119

3.11 习题120

3.12 仿真实验题——模拟调制仿真125

第4章 模拟信号的数字传输128

4.1 抽样定理128

4.1.1 低通信号的抽样定理128

4.1.2 带通信号的抽样132

4.1.3 模拟脉冲调制133

4.2 脉冲编码调制（PCM）134

4.2.1 脉码调制的基本原理135

4.2.2 量化137

4.2.3 压缩与扩张139

4.2.4 编码144

4.2.5 逐次比较型编译码原理146

4.2.6 二进制PCM系统的抗噪声性能149

4.3 差分脉码调制（DPCM）150

4.3.1 预测编码的概念150

4.3.2 DPCM基本原理151

4.3.3 DPCM性能评价152

4.4 增量调制（△M或DM）153

4.4.1 △M基本特点153

4.4.2 △M与PCM系统的比较156

4.5 自适应差值脉码调制（ADPCM）158

4.6 时分复用与复接159

4.6.1 时分复用（TDM）原理159

4.6.2 准同步数字系列（PDH）162

4.6.3 同步数字系列（SDH）167

4.7 小结170

4.8 思考题171

4.9 习题172

4.10 仿真实验题——PCM系统计算机仿真175

第5章 数字信号的基带传输179

5.1 概述179

5.2 数字基带信号的常用码型180

5.3 数字基带信号的功率谱分析188

5.4.1 基带传输系统模型和码间串扰的概念191

5.4 无码间串扰的基带传输特性191

5.4.2 无码间串扰的条件——奈奎斯特第一准则192

5.5 部分响应传输系统——奈奎斯特第二准则196

5.5.1 第Ⅰ类部分响应波形197

5.5.2 部分响应的一般形式199

5.6 无码间串扰基带传输系统的抗噪声性能201

5.7 眼图203

5.8 信道均衡204

5.8.1 时域均衡原理205

5.8.2 时域均衡器的实现206

5.9.1 位同步208

5.9 定时同步的基本方法208

5.9.2 帧同步212

5.10 小结213

5.11 思考题214

5.12 习题214

5.13 仿真实验题——基带数字传输的仿真217

第6章 数字信号的频带传输220

6.1 概述220

6.2.1 二进制振幅键控（2ASK）221

6.2 二进制数字调制原理221

6.2.2 二进制频移键控（2FSK）223

6.2.3 二进制相移键控（2PSK）228

6.2.4 二进制差分相移键控（2DPSK）230

6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能232

6.3.1 非相干解调系统的抗噪声性能232

6.3.2 相干解调系统的抗噪声性能235

6.3.3 二进制数字调制系统的性能指标238

6.4 多进制数字调制系统239

6.4.1 概述239

6.4.2 多进制振幅键控（MASK）240

6.4.3 多进制频移键控（MFSK）242

6.4.4 多进制相移键控（MPSK）243

6.4.5 多进制差分相移键控（MDPSK）248

6.4.6 多进制数字调制系统的抗噪声性能250

6.5 小结251

6.6 思考题252

6.7 习题253

6.8 仿真实验题——多元数字调制系统性能仿真254

7.1 正交调幅（QAM）258

第7章 现代数字调制技术258

7.1.1 多进制正交调幅（MQAM）259

7.1.2 无载波振幅／相位调制（CAP）261

7.2 改进型QPSK263

7.2.1 交错正交相移键控（OQPSK）264

7.2.2 π/4差分正交相移键控（π/4DQPSK）265

7.3 最小频移键控（MSK）267

7.4 高斯最小频移键控（GMSK）269

7.5 正交频分复用（OFDM）271

7.5.1 概述271

7.5.2 OFDM系统的优缺点272

7.5.3 OFDM系统的基本原理273

7.5.4 OFDM系统的应用276

7.6 扩频调制277

7.6.1 概述277

7.6.2 直接序列扩频282

7.6.3 跳频扩频284

7.6.4 扩频码序列286

7.6.5 扩频码的同步291

7.7 数字调制应用举例——调制解调器292

7.8 小结295

7.9 思考题295

7.10 习题296

7.11 仿真实验题——幅相调制仿真297

第8章 数字信号的最佳接收300

8.1 最佳接收准则300

8.1.1 最大输出信噪比准则301

8.1.2 最小均方误差准则301

8.1.3 最大后验概率或最大似然判决准则301

8.2.1 匹配滤波器的设计302

8.2 利用匹配滤波器的最佳接收302

8.2.2 匹配滤波器输出信号分析304

8.2.3 匹配滤波器的实现305

8.2.4 匹配滤波器接收误码性能分析307

8.3 数字信号载波传输的最佳接收308

8.3.1 未知相位信号的最佳接收309

8.3.2 相关接收311

8.4 理想接收机模型314

8.4.1 理想接收机数学模型分析314

8.4.2 与相关接收的等效性分析315

8.5 最佳接收误码率统计分析316

8.5.1 几种最佳接收的统一性及条件316

8.5.2 误比特率分析计算317

8.5.3 各种调制方式的系统误比特率319

8.5.4 最佳接收与相干接收的比较321

8.6 小结321

8.7 思考题322

8.8 习题323

8.9 仿真实验题——数字信号最佳接收仿真326

9.1 多用户信道的分类328

第9章 多用户通信328

9.1.1 多址接入信道329

9.1.2 广播信道329

9.1.3 中继信道330

9.1.4 干扰信道331

9.1.5 多用户通信网331

9.1.6 具有反馈的信道331

9.2 多址技术332

9.2.1 概述332

9.2.2 几种基本多址方式的原理和特点333

9.2.3 卫星通信中的多址技术336

9.2.4 蜂窝移动通信中的多址技术343

9.2.5 局域网中的多址技术345

9.2.6 光纤接入网中的多址技术347

9.3 无线接入信道中的衰落与多径传播350

9.3.1 概述350

9.3.2 多径衰落351

9.3.3 多径时延和时延扩展353

9.3.4 相关带宽355

9.3.5 多普勒频移和相关时间356

9.4.1 分集接收的基本概念与分类357

9.4 分集技术与RAKE接收357

9.4.2 分集合并技术359

9.4.3 RAKE接收技术359

9.5 智能天线技术360

9.6 小结362

9.7 思考题363

9.8 习题364

9.9 仿真实验题——伪随机码的产生与分析仿真365

10.1.1 信息的含义与特征369

10.1 信息的度量369

第10章 信息论基础369

10.1.2 离散事件的自信息370

10.1.3 离散事件之间的互信息371

10.1.4 离散信源的熵372

10.1.5 离散集合之间的平均互信息374

10.1.6 连续信息的度量374

10.2 无失真信源编码377

10.2.1 概述378

10.2.2 分组码379

10.2.3 变长码信源编码定理380

10.2.4 二元Huffman编码382

10.3 信道容量与有噪信道编码383

10.3.1 离散信道383

10.3.2 离散无记忆信道容量385

10.3.3 有噪信道编码387

10.3.4 AWGN信道容量388

10.4 限失真信源编码390

10.4.1 信息率失真函数390

10.4.2 限失真信源编码定理392

10.4.3 有损数据压缩技术简介394

10.5 小结396

10.6 思考题397

10.7 习题398

10.8 仿真实验题——信源编码仿真400

第11章 信道编码403

11.1 差错控制概述403

11.1.1 二元对称信道和错误式样403

11.1.2 差错控制分类404

11.1.3 常用检错码405

11.1.4 差错控制定理407

11.2.1 概念与思路408

11.2 线性分组码408

11.2.2 （n,k）线性分组码的构成409

11.2.3 伴随式解码412

11.2.4 汉明界413

11.2.5 汉明码及其扩展414

11.2.6 完备码415

11.2.7 分组码的对偶码415

11.3.1 码字的多项式表示及其运算416

11.3 （n,k）循环码416

11.3.2 （n,k）循环码的特点417

11.3.3 循环码编码步骤418

11.3.4 循环码的对偶码和缩短码419

11.3.5 伴随式纠错解码420

11.4 三种重要的循环码421

11.4.1 CRC码421

11.4.2 BCH码422

11.5 卷积码423

11.5.1 卷积码特征423

11.4.3 R-S码423

11.5.2 卷积码数学描述424

11.5.3 卷积码图示表示法425

11.5.4 卷积码维特比解码428

11.6 复合编码431

11.6.1 链接码431

11.6.2 交织码和乘积码433

11.6.3 Turbo码436

11.7 网格编码调制437

11.7.1 TCM基本特点437

11.8 小结439

11.7.2 TCM抗干扰性能分析439

11.9 思考题441

11.10 习题441

11.11 仿真实验题——信道容量仿真444

附录A 常用三角公式447

附录B 贝塞尔函数表Jn（β）448

附录C Q函数和误差函数表449

英文缩略词英汉对照表452

部分习题答案457

参考文献465