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第1章 通信基础知识1

1.1 通信的概念1

1.2 通信系统的组成1

1.2.1 通信系统一般模型1

1.2.2 模拟通信系统2

1.2.3 数字通信系统3

1.3 通信系统的分类4

1.4 通信技术发展概况7

1.5 信息的量度9

1.5.1 信息量的定义9

1.5.2 平均信息量11

1.6 通信系统的性能指标12

1.6.1 模拟通信系统有效性与可靠性12

1.6.2 数字通信系统有效性与可靠性12

1.7 MATLAB与通信仿真13

1.7.1 MATLAB简介13

1.7.2 通信仿真技术14

1.8 本章小结14

思考题15

习题15

第2章 随机过程与噪声17

2.1 随机过程描述17

2.1.1 随机过程概念17

2.1.2 随机过程的统计特性18

2.1.3 随机过程的数字特征18

2.2 平稳随机过程19

2.2.1 严平稳过程与广义平稳过程20

2.2.2 平稳过程的各态历经性20

2.2.3 平稳过程自相关函数与功率谱密度21

2.3 平稳随机过程通过线性时不变系统24

2.4 高斯过程25

2.4.1 高斯过程的定义26

2.4.2 高斯过程的主要特性26

2.4.3 高斯过程的一维分布26

2.4.4 高斯白噪声28

2.5 窄带高斯噪声30

2.5.1 窄带高斯噪声的统计特性31

2.5.2 正弦波加窄带高斯噪声32

2.6 MATLAB仿真举例34

2.7 本章小结35

思考题36

习题37

第3章 信道与信道容量38

3.1 有线信道与无线信道38

3.1.1 有线信道38

3.1.2 无线信道39

3.2 调制信道与编码信道42

3.2.1 调制信道42

3.2.2 编码信道43

3.3 恒参信道与随参信道45

3.3.1 恒参信道45

3.3.2 随参信道46

3.4 信道中的噪声50

3.4.1 噪声源分类50

3.4.2 噪声等效带宽52

3.5 信道容量53

3.5.1 离散信道容量53

3.5.2 连续信道容量55

3.6 MATLAB仿真举例58

3.7 本章小结59

思考题60

习题60

第4章 模拟信号的调制与解调61

4.1 幅度调制与解调62

4.1.1 幅度调制原理62

4.1.2 幅度调制的解调原理68

4.1.3 幅度调制抗噪声性能分析69

4.2 角度调制与解调74

4.2.1 角度调制原理74

4.2.2 调频信号的频谱分析76

4.2.3 调频信号的产生与解调原理79

4.2.4 调频系统的抗噪声性能分析81

4.3 频分复用85

4.4 模拟通信的典型应用86

4.4.1 载波电话86

4.4.2 调频立体声广播86

4.5 MATLAB仿真举例87

4.5.1 双边带调制与解调仿真87

4.5.2 FM调制与解调的仿真89

4.6 本章小结91

思考题91

习题92

第5章 模拟信号的数字化94

5.1 抽样94

5.1.1 低通信号抽样定理94

5.1.2 带通信号抽样定理96

5.1.3 抽样保持电路96

5.2 量化98

5.2.1 均匀量化98

5.2.2 非均匀量化99

5.3 编码102

5.3.1 常用的二进制码型102

5.3.2 逐次比较法编码与译码103

5.3.3 PCM系统的抗噪声性能105

5.4 语音压缩编码107

5.4.1 差分脉冲编码调制（DPCM）107

5.4.2 增量调制108

5.5 时分复用与复接110

5.5.1 时分复用基本原理110

5.5.2 数字复接基本原理112

5.6 MATLAB仿真举例113

5.7 本章小结116

思考题116

习题117

第6章 数字信号的基带传输119

6.1 数字基带传输系统的基本组成119

6.2 数字基带信号的描述120

6.2.1 数字基带信号的波形121

6.2.2 数字基带信号的功率谱122

6.2.3 数字基带信号的传输码128

6.3 数字基带信号的传输特性131

6.3.1 码间串扰131

6.3.2 奈奎斯特第一准则133

6.3.3 无码间串扰的传输函数特性136

6.4 基带传输系统抗噪性能分析138

6.4.1 二进制双极性系统139

6.4.2 二进制单极性系统140

6.5 眼图141

6.6 信道均衡142

6.6.1 均衡技术142

6.6.2 时域均衡原理143

6.6.3 均衡准则与实现145

6.7 部分响应系统149

6.8 最佳基带传输系统152

6.8.1 匹配滤波器152

6.8.2 基于匹配滤波器的最佳基带传输系统158

6.9 MATLAB仿真举例161

6.9.1 二进制数字基带信号波形与功率谱密度仿真161

6.9.2 二进制数字基带信号传输码与眼图仿真164

6.10 本章小结169

思考题170

习题171

第7章 数字信号的频带传输175

7.1 二进制振幅键控175

7.1.1 2ASK调制与解调基本原理175

7.1.2 2ASK信号的功率谱密度178

7.1.3 2ASK系统的抗噪声性能179

7.2 二进制频移键控184

7.2.1 2FSK调制与解调基本原理184

7.2.2 2FSK信号的功率谱密度189

7.2.3 2FSK系统的抗噪声性能190

7.3 二进制相移键控194

7.3.1 2PSK调制与解调基本原理195

7.3.2 2PSK信号的功率谱密度197

7.3.3 2PSK系统的抗噪声性能198

7.4 二进制差分相移键控199

7.4.1 2DPSK调制与解调基本原理200

7.4.2 2DPSK信号的功率谱密度205

7.4.3 2DPSK系统的抗噪声性能206

7.5 二进制数字调制系统的性能比较208

7.6 多进制数字调制209

7.6.1 多进制振幅键控210

7.6.2 多进制频移键控210

7.6.3 多进制相移键控211

7.6.4 多进制差分相移键控214

7.7 MATLAB仿真举例215

7.8 本章小结220

思考题221

习题221

第8章 现代数字调制与解调223

8.1 正交幅度调制223

8.1.1 MQAM原理223

8.1.2 MQAM的调制与解调225

8.1.3 MQAM的频带利用率与抗噪声性能226

8.2 交错正交相移键控227

8.2.1 OQPSK原理227

8.2.2 OQPSK调制与解调229

8.3 最小频移键控229

8.3.1 MSK信号的主要特点230

8.3.2 MSK信号的调制与解调232

8.3.3 MSK信号的功率谱与误码率234

8.4 高斯最小频移键控235

8.5 正交频分复用236

8.5.1 OFDM原理236

8.5.2 OFDM的频带利用率237

8.5.3 OFDM的调制与解调238

8.5.4 OFDM的主要优缺点239

8.6 MATLAB仿真举例240

8.7 本章小结243

思考题243

习题244

第9章 差错控制编码245

9.1 差错控制技术简介245

9.2 差错控制编码基础246

9.2.1 差错控制编码的分类246

9.2.2 差错控制编码的基本原理246

9.2.3 几种简单差错控制编码方法248

9.3 线性分组码250

9.3.1 线性分组码基本原理250

9.3.2 汉明码254

9.4 循环码254

9.4.1 循环码基本原理254

9.4.2 BCH码和RS码259

9.5 卷积码261

9.5.1 卷积码的编码原理261

9.5.2 卷积码的译码原理265

9.6 Turbo码269

9.7 MATLAB仿真举例271

9.8 本章小结276

思考题276

习题276

第10章 同步原理278

10.1 载波同步278

10.1.1 插入导频法278

10.1.2 直接提取法281

10.1.3 载波同步系统的性能及载波相位差的影响286

10.2 位同步288

10.2.1 外同步法289

10.2.2 自同步法290

10.2.3 位同步的性能指标及误差对性能的影响295

10.3 帧同步298

10.3.1 对帧同步系统的要求298

10.3.2 实现帧同步的方法298

10.3.3 帧同步的保护302

10.3.4 帧同步系统的性能303

10.4 网同步304

10.4.1 网同步的基本概念304

10.4.2 网同步方法305

10.5 本章小结307

思考题308

习题308

第11章 数字通信系统的MATLAB仿真309

11.1 PCM编码和译码仿真309

11.1.1 PCM编码仿真309

11.1.2 PCM译码仿真310

11.2 密勒码编码和译码仿真311

11.2.1 密勒码编码仿真312

11.2.2 密勒码译码仿真313

11.3 数字基带传输系统仿真314

11.3.1 信源的建模与仿真314

11.3.2 发送滤波器、信道、接收匹配滤波器的建模316

11.3.3 抽样判决器的建模316

11.3.4 基带传输系统仿真317

11.4 正交幅度调制仿真317

11.4.1 MQAM的调制原理与仿真318

11.4.2 MQAM的解调原理与仿真322

11.4.3 MQAM的调制与解调仿真326

11.5 本章小结327

思考题327

附录A 常用通信名词中英对照328

附录B MATLAB常用命令与函数331

附录C 部分习题参考答案335

主要参考文献345