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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 消息与信源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9

1.3.3 信息及其度量10

1.3.4 常见的消息类型12

1.4 信道14

1.4.1 信道的影响14

1.4.2 加性噪声信道模型15

1.4.3 常用信道16

1.5 频带与电波传播18

1.5.1 频带的名称19

1.5.2 无线电波的传播19

1.5.3 无线频谱及其管理22

1.5.4 频分复用22

1.6 数字与模拟通信系统23

1.6.1 模拟通信系统23

1.6.2 数字通信系统25

1.6.3 通信系统的基本性能指标27

1.6.4 信道的容量27

1.7 通信网络28

本章关键词29

习题30

第2章 基础知识31

2.1 确知信号32

2.1.1 信号及其基本参数32

2.1.2 傅里叶变换与信号的频谱密度34

2.1.3 能量谱密度与功率谱密度35

2.1.4 信号的频带与带宽37

2.2 随机信号38

2.2.1 概念与定义38

2.2.2 基本特性39

2.2.3 平稳随机过程40

2.2.4 两个信号的联合特性41

2.2.5 功率谱密度42

2.3 高斯信号与高斯白噪声43

2.3.1 高斯分布与高斯信号43

2.3.2 白噪声44

2.3.3 高斯白噪声46

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47

2.4.3 平稳随机信号通过系统47

2.4.4 系统的等效噪声带宽49

2.5 带通信号50

2.5.1 希尔伯特变换与解析信号50

2.5.2 带通信号及其复包络51

2.5.3 频谱搬移52

2.5.4 带通系统53

2.5.5 带通高斯白噪声54

本章关键词57

习题57

第3章 模拟传输60

3.1 幅度调制61

3.1.1 常规调幅（AM）61

3.1.2 抑制载波双边带调幅（DSB-SC）65

3.1.3 单边带调幅（SSB）66

3.1.4 残留边带调幅（VSB）70

3.2 模拟角度调制71

3.2.1 角调制的基本概念71

3.2.2 角度调制信号的频谱特性73

3.2.3 窄带角度调制76

3.2.4 调角信号的产生76

3.2.5 调角信号的接收77

3.3 幅度调制系统的抗噪声性能79

3.3.1 模拟传输中的噪声问题79

3.3.2 常规AM系统（非相干解调）81

3.3.3 DSB-SC与AM（相干解调）系统82

3.3.4 SSB系统83

3.4 角度调制系统的抗噪声性能84

3.4.1 FM与PM系统的抗噪声性能84

3.4.2 预加重／去加重技术86

3.4.3 角度调制系统的噪声性能分析87

3.4.4 改善门限效应的解调方法90

3.5 各类通信系统的比较与应用92

3.5.1 各类通信系统的比较92

3.5.2 频分多路复用94

3.5.3 模拟调制应用举例95

本章关键词100

习题101

第4章 数字基带传输106

4.1 二元与多元数字基带信号107

4.1.1 数据传输的基本概念107

4.1.2 二元与多元PAM信号110

4.1.3 数字基带信号的传输速率112

4.2 数字基带信号的功率谱与带宽113

4.2.1 信号的功率谱113

4.2.2 信号的带宽115

4.2.3 一般PAM信号功率谱公式及推导115

4.3 二元信号的接收方法与误码分析118

4.3.1 噪声中二元信号的接收方法118

4.3.2 接收系统的误码性能120

4.3.3 匹配滤波器122

4.3.4 误码过程的分析124

4.3.5 一般接收系统的误码率计算128

4.4 多元信号的接收方法与误码分析129

4.4.1 接收方法与误码性能130

4.4.2 误比特率130

4.4.3 格雷编码131

4.4.4 误码分析132

4.5 码间串扰与带限信道上的传输方法134

4.5.1 码间串扰问题135

4.5.2 无码间串扰传输与Nyquist准则136

4.5.3 带限信道上的无码间串扰传输138

4.5.4 升余弦滚降滤波器139

4.5.5 带限AWGN信道上的最佳传输系统141

4.5.6 眼图142

4.6 信道均衡144

4.6.1 均衡原理144

4.6.2 数字均衡器145

4.6.3 基本均衡算法146

4.6.4 自适应均衡算法148

4.7 部分响应系统148

4.7.1 第Ⅰ类部分响应系统（又名双二进制系统）149

4.7.2 第Ⅳ类部分响应系统（又名改进双二进制系统）152

4.7.3 部分响应系统的一般形式153

4.8 符号同步154

4.8.1 基本概念154

4.8.2 非线性滤波同步法——开环自同步法156

4.8.3 早迟门同步法——闭环自同步法158

4.9 线路码型159

4.9.1 基本线路码型160

4.9.2 HDB3码及其他163

本章关键词164

习题165

第5章 基本的数字频带传输170

5.1 BASK172

5.1.1 基本原理172

5.1.2 功率谱与带宽174

5.1.3 包络检波的误码性能分析174

5.2 BFSK176

5.2.1 基本原理176

5.2.2 功率谱与带宽179

5.2.3 包络检波法的误码性能分析180

5.3 BPSK与DPSK181

5.3.1 2PSK181

5.3.2 2DPSK184

5.3.3 载波同步188

5.4 QPSK与DQPSK189

5.4.1 QPSK信号的基本原理189

5.4.2 QPSK的调制解调方法及误比特性能192

5.4.3 DQPSK194

5.4.4 OQPSK与π/4 DQPSK195

5.5 基本频带调制的讨论196

5.5.1 ASK与FSK的相干解调197

5.5.2 无码间串扰传输197

5.5.3 差错概率的比较199

5.5.4 功率谱与带宽的讨论200

5.6 多元数字频带调制201

5.6.1 MASK202

5.6.2 MFSK202

5.6.3 MPSK204

5.6.4 QAM205

5.6.5 信号功率谱与带宽206

5.6.6 误码性能与比较207

5.7 复包络与等效基带系统208

5.7.1 已调信号的复包络209

5.7.2 等效基带传输系统209

本章关键词211

习题211

第6章 模拟信号数字化与PCM215

6.1 模拟信号的抽样216

6.1.1 带限信号的抽样216

6.1.2 实际抽样218

6.1.3 模拟脉冲调制220

6.1.4 带通信号的抽样220

6.2 均匀量化与最佳量化222

6.2.1 量化原理222

6.2.2 均匀量化器224

6.2.3 最佳量化器225

6.3 量化信噪比与对数量化227

6.3.1 量化信噪比227

6.3.2 对数量化229

6.3.3 A律与μ律及其折线近似231

6.4 脉冲编码调制234

6.4.1 PCM的基本原理234

6.4.2 编码规则235

6.4.3 PCM传输系统的信噪比236

6.5 差分脉冲编码调制与增量调制237

6.5.1 语音压缩编码237

6.5.2 差分脉冲编码调制238

6.5.3 增量调制239

6.6 时分复用242

6.6.1 TDM的基本原理242

6.6.2 帧同步方法244

6.6.3 E1与T1244

6.6.4 准同步与同步数字体系246

6.6.5 复接与码率调整248

本章关键词250

习题250

第7章 信号空间分析与多元数字传输253

7.1 信号空间分析254

7.1.1 矢量空间回顾254

7.1.2 信号空间的基本概念256

7.1.3 信号的合成器、分析器与相关器258

7.1.4 信号组及Gram-Schmidt正交化方法259

7.1.5 AWGN信道及其等效矢量形式260

7.2 信号星座图263

7.2.1 数字传输系统的一般模型263

7.2.2 信号空间与信号点集举例264

7.2.3 信号星座图266

7.2.4 云图267

7.3 最佳接收系统268

7.3.1 最佳接收原理269

7.3.2 最佳接收机结构272

7.3.3 最小差错概率275

7.4 MASK、MPSK与QAM及性能分析278

7.4.1 信号星座图278

7.4.2 最佳接收机280

7.4.3 MASK最小差错概率280

7.4.4 M PSK最小差错概率282

7.4.5 QAM最小差错概率283

7.4.6 差错概率的比较285

7.5 MFSK及性能分析286

7.5.1 信号正交性条件286

7.5.2 信号星座图与最佳接收机287

7.5.3 最小差错概率288

本章关键词290

习题290

第8章 现代数字传输技术294

8.1 MSK与GMSK295

8.1.1 连续相位FSK（CPFSK）295

8.1.2 最小频移键控（MSK）297

8.1.3 高斯滤波的MSK（GMSK）302

8.2 OFDM304

8.2.1 多载波调制的由来304

8.2.2 OFDM方案306

8.2.3 利用FFT的数字实现方法307

8.2.4 保护间隔与循环前缀309

8.2.5 OFDM系统方案310

8.3 扩展频谱技术与CDMA313

8.3.1 直接序列扩频314

8.3.2 CDMA316

8.3.3 伪随机序列及其同步方法319

8.3.4 跳频扩频322

本章关键词325

习题325

第9章 多用户与无线通信328

9.1 多址技术329

9.1.1 多路复用与多址技术概述329

9.1.2 FDM/FDMA举例331

9.1.3 TDM/TDMA举例332

9.1.4 CDM/CDMA及举例334

9.1.5 随机接入多址技术335

9.2 无线通信链路预算分析336

9.2.1 无线传输中的增益与损耗336

9.2.2 噪声温度与噪声系数338

9.2.3 链路预算分析340

9.3 多径衰落与信号分集接收技术342

9.3.1 无线电波传播机理343

9.3.2 多径衰落信道举例343

9.3.3 瑞利和莱斯衰减模型345

9.3.4 时延扩展与相关带宽345

9.3.5 分集技术及分类346

9.3.6 分集合并技术347

9.3.7 Rake接收机349

本章关键词350

习题350

第10章 信息论基础353

10.1 熵与互信息354

10.1.1 熵及其特性354

10.1.2 联合熵与条件熵356

10.1.3 互信息358

10.2 离散信道与信道容量360

10.2.1 离散信道模型360

10.2.2 信道容量361

10.2.3 典型序列363

10.3 相对熵与高斯信道容量365

10.3.1 连续信号的相对熵与互信息365

10.3.2 高斯信道的容量366

10.3.3 信道容量公式的讨论368

10.4 离散信源编码与压缩算法370

10.4.1 定长编码与信源编码定理370

10.4.2 变长编码及相关定理371

10.4.3 Huffman算法372

10.5 率失真函数与限失真编码定理373

10.5.1 失真与率失真定理374

10.5.2 二进制信源编码器的率失真函数375

10.5.3 高斯信源编码器的率失真函数376

本章关键词377

习题378

第11章 纠错编码381

11.1 编码信息传输模型382

11.1.1 信息、信号与编码的传输模型382

11.1.2 分组码385

11.2 无差错信息传输原理386

11.2.1 传输速率与误码率386

11.2.2 香农信道编码定理与香农限389

11.2.3 编码增益392

11.3 纠错编码与译码基本原理394

11.3.1 纠错码的基本结构394

11.3.2 检错与纠错的基本方法396

11.3.3 译码模式与检纠错能力398

11.3.4 纠错码的应用与发展400

11.4 线性分组码404

11.4.1 生成矩阵与校验矩阵404

11.4.2 典型码例407

11.5 线性循环码415

11.5.1 线性循环码的描述415

11.5.2 BCH码与RS码422

11.5.3 CRC码与差错检测译码427

11.6 二元线性卷积码431

11.6.1 二元线性卷积码的描述431

11.6.2 维特比译码与好码437

本章关键词440

习题441

附录A 常用数学公式444

附录B 典型概率分布及主要统计特性446

附录C Q （x）函数表449

参考文献450