通信原理 调制、编码与噪声 第7版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1通信系统的结构图 3

1.2信道的特性 4

1.2.1各种噪声源 4

1.2.2传输信道的类型 5

1.3系统分析技术概述 10

1.3.1时域分析与频域分析 10

1.3.2调制及其传输理论 10

1.4系统优化的概率统计方法 11

1.4.1信号的统计检测和估计理论 11

1.4.2信息论与编码 11

1.4.3领域内的最新进展 12

1.5本书内容的概要介绍 12

补充书目 13

第2章 信号与线性系统简要分析 14

2.1信号的各种模型 14

2.1.1确知信号与随机信号 14

2.1.2周期性信号与非周期性信号 14

2.1.3相量信号与频谱 15

2.1.4奇异函数 17

2.2信号的分类 19

2.3傅里叶级数 21

2.3.1复指数傅里叶级数 21

2.3.2傅里叶系数的对称性 22

2.3.3傅里叶级数的三角函数表示形式 22

2.3.4帕塞瓦尔定理 23

2.3.5傅里叶级数的例子 23

2.3.6线谱 24

2.4傅里叶变换 28

2.4.1幅度谱与相位谱 29

2.4.2对称性 29

2.4.3能量谱密度 30

2.4.4卷积 31

2.4.5傅里叶变换的各项定理：证明及其应用 32

2.4.6周期信号的傅里叶变换 39

2.4.7泊松求和公式 40

2.5功率谱密度与相关性 41

2.5.1时间平均的自相关函数 41

2.5.2 R （τ）的性质 42

2.6信号与线性系统 45

2.6.1线性时不变系统的定义 45

2.6.2冲激响应与叠加积分法 45

2.6.3稳定性 46

2.6.4传输函数（频率响应函数） 46

2.6.5因果性 47

2.6.6 H（f）的对称性 48

2.6.7频谱密度的输入-输出关系 50

2.6.8周期性输入信号的响应 50

2.6.9无失真传输 51

2.6.10群时延与相位时延 52

2.6.11非线性失真 54

2.6.12理想滤波器 55

2.6.13用可实现的滤波器逼近理想低通滤波器 57

2.6.14脉冲的精度、上升沿的持续时间与带宽的关系 60

2.7采样定理 63

2.8希尔伯特变换 66

2.8.1定义 66

2.8.2希尔伯特变换的性质 68

2.8.3解析信号 69

2.8.4带通信号的复包络表示 70

2.8.5带通系统的复包络表示 72

2.9离散傅里叶变换与快速傅里叶变换 73

补充书目 77

本章内容小结 77

疑难问题 80

习题 84

计算机仿真练习 98

第3章 线性调制技术 100

3.1双边带调制 100

3.2幅度调制 103

3.2.1包络检波 104

3.2.2调制梯形 108

3.3单边带调制 110

3.4残留边带调制 117

3.5变频与混频 119

3.6线性调制中的干扰 122

3.7脉冲幅度调制 124

3.8数字脉冲调制 126

3.8.1增量调制 126

3.8.2脉冲编码调制 128

3.8.3时分复用 129

3.8.4实例：数字电话系统 130

补充书目 131

本章内容小结 131

疑难问题 132

习题 133

计算机仿真练习 136

第4章 角度调制与复用 137

4.1调相与调频的定义 137

4.1.1窄带角度调制 139

4.1.2角度调制信号的频谱 141

4.1.3角度调制信号中包含的功率 146

4.1.4角度调制信号的带宽 146

4.1.5窄带调频信号转换为宽带调频信号 151

4.2角度调制信号的解调 152

4.3反馈式解调器：锁相环 156

4.3.1将锁相环用于调频信号与调相信号的解调 156

4.3.2工作在跟踪模式的锁相环：线性模型 158

4.3.3工作在捕获模式的锁相环 163

4.3.4科斯塔斯锁相环 167

4.3.5倍频与分频 168

4.4角度调制系统中的干扰 169

4.5模拟脉冲调制 173

4.5.1脉冲宽度调制 174

4.5.2脉冲位置调制 175

4.6复用 175

4.6.1频分复用 176

4.6.2频分复用的实例：调频立体声广播 176

4.6.3正交复用 178

4.6.4各种复用方案的比较 179

补充书目 179

本章内容小结 179

疑难问题 181

习题 181

计算机仿真练习 185

第5章 基带数字数据传输的原理 187

5.1带通数字数据传输系统 187

5.2各种线路码及其功率谱 188

5.2.1线路码简介 188

5.2.2完成线路编码之后数据的功率谱 189

5.3对数字数据进行滤波处理之后的效果——码间干扰 195

5.4脉冲的整形：码间干扰为零时的奈奎斯特准则 198

5.4.1具有零码间干扰特性的脉冲 198

5.4.2奈奎斯特脉冲整形准则 199

5.4.3码间干扰为零时的发送滤波器与接收滤波器 201

5.5迫零均衡 202

5.6眼图 205

5.7同步 207

5.8基带数字信号的载波调制 210

补充书目 211

本章内容小结 211

疑难问题 212

习题 213

计算机仿真练习 217

第6章 概率与随机变量简介 218

6.1什么是概率 218

6.1.1事件等概率发生时的结果 218

6.1.2相对频率 218

6.1.3样本空间与概率的公理 219

6.1.4维恩图 220

6.1.5实用的概率关系式 220

6.1.6树状图 223

6.1.7一些较通用的关系式 225

6.2随机变量及其有关的各个函数 226

6.2.1随机变量 226

6.2.2概率（累积）分布函数 227

6.2.3概率密度函数 228

6.2.4联合cdf与联合pdf 230

6.2.5随机变量的变换 234

6.3统计平均 238

6.3.1离散随机变量的平均 238

6.3.2连续随机变量的平均 239

6.3.3随机变量的函数的平均 239

6.3.4函数的随机变量多于一个时的平均 241

6.3.5随机变量的方差 242

6.3.6将N个随机变量线性组合之后的平均 243

6.3.7独立随机变量的线性组合的方差 244

6.3.8表示平均的另一个具体指标——特征函数 245

6.3.9两个独立随机变量之和的概率密度函数 245

6.3.10协方差与相关系数 247

6.4实用的概率密度函数 248

6.4.1二项分布 248

6.4.2二项分布的拉普拉斯近似 250

6.4.3泊松分布以及二项分布的泊松近似 251

6.4.4几何分布 252

6.4.5高斯分布 252

6.4.6呈高斯分布的Q函数 255

6.4.7切比雪夫不等式 257

6.4.8各种概率函数及其均值、方差的汇总 257

补充书目 258

本章内容小结 258

疑难问题 260

习题 263

计算机仿真练习 271

第7章 随机信号与随机噪声 273

7.1从相对频率的角度表示随机变量 273

7.2表示随机过程的若干术语 273

7.2.1样本函数与总体 273

7.2.2用联合概率密度函数表示的随机过程 275

7.2.3平稳性 275

7.2.4局部表示方式体现随机过程的特性：各态历经性 277

7.2.5各态历经过程中各种平均的含义 278

7.3相关性与功率谱密度 280

7.3.1功率谱密度 280

7.3.2维纳-辛钦定理 281

7.3.3自相关函数的性质 283

7.3.4随机脉冲序列的自相关函数 284

7.3.5互相关函数与互功率谱密度 286

7.4线性系统与随机过程 287

7.4.1输入输出之间的关系 287

7.4.2滤波之后的高斯过程 289

7.4.3噪声的等效带宽 291

7.5窄带噪声 294

7.5.1噪声的正交分量表示法、包络-相位表示法 294

7.5.2 nc （t）、ns （t）的功率谱密度函数 296

7.5.3莱斯概率密度函数 298

补充书目 300

本章内容小结 300

疑难问题 302

习题 303

计算机仿真练习 311

第8章 调制系统中的噪声 313

8.1信噪比 313

8.1.1基带系统 314

8.1.2双边带系统 315

8.1.3单边带系统 316

8.1.4幅度调制系统 318

8.1.5信噪比估计器 323

8.2相干解调系统中的噪声误差与相位误差 328

8.3角度调制系统中的噪声 331

8.3.1噪声对接收机输入端的影响 331

8.3.2 PM信号的解调 333

8.3.3 FM信号的解调：高于门限时的处理过程 334

8.3.4通过采用去加重技术提高系统的性能 335

8.4 FM信号解调时的门限效应 337

8.4.1 FM解调器的门限效应 337

8.5脉冲编码调制中的噪声 344

8.5.1检波后的信噪比 344

8.5.2压缩扩张特性 347

补充书目 348

本章内容小结 348

疑难问题 350

习题 351

计算机仿真练习 354

第9章 噪声环境下数字数据传输的原理 356

9.1高斯白噪声环境下的基带数据传输 357

9.2信号为任意形状时的二进制同步数据传输 362

9.2.1接收机的结构与误码率 362

9.2.2匹配滤波器 364

9.2.3匹配滤波器接收机的误码率 368

9.2.4用相关器实现匹配滤波器接收机 370

9.2.5最佳门限 371

9.2.6非白噪声环境（有色噪声环境） 371

9.2.7接收机实现中存在的问题 372

9.2.8二进制信号相干传输系统的误码率 372

9.3不需要相干参考载波的调制方案 377

9.3.1差分相移键控 378

9.3.2数据的差分编码与译码 382

9.3.3 FSK的非相干解调 384

9.4多进制脉冲幅度调制 385

9.5各种数字调制系统的比较 389

9.6码间干扰为零时数字数据传输系统的噪声性能 391

9.7多径干扰 396

9.8衰落信道 400

9.8.1信道的基本模型 400

9.8.2平坦衰落信道的统计特性与误码率 401

9.9均衡技术 406

9.9.1迫零均衡法 406

9.9.2最小均方均衡法 410

9.9.3抽头权值的调整 413

补充书目 416

本章内容小结 416

疑难问题 418

习题 419

计算机仿真练习 428

第10章 高级数据通信的原理 430

10.1多进制数据通信系统 430

10.1.1以正交复用为基础的多进制方案 430

10.1.2偏移四相相移键控系统 433

10.1.3最小频移键控 434

10.1.4从信号空间的角度表示多进制数据传输 440

10.1.5从信号空间的角度表示QPSK 441

10.1.6多进制相移键控 443

10.1.7正交幅度调制 445

10.1.8相干FSK 447

10.1.9非相干FSK 448

10.1.10差分相干相移键控 452

10.1.11把误符号率转换为误比特率 452

10.1.12各种多进制通信系统的误比特率比较 454

10.1.13以带宽为基础将各种多进制通信系统进行比较 457

10.2数字调制的功率谱 458

10.2.1正交调制技术 458

10.2.2频移键控调制 462

10.2.3小结 464

10.3同步 464

10.3.1载波同步 464

10.3.2符号同步 467

10.3.3字同步 469

10.3.4伪随机噪声序列 471

10.4扩频通信系统 474

10.4.1直接序列扩频 476

10.4.2在连续波干扰环境下DSSS的性能 478

10.4.3扩频在多用户环境下的性能 479

10.4.4跳频扩频 481

10.4.5码同步 482

10.4.6结论 484

10.5多载波调制与正交频分复用 484

10.6蜂窝无线通信系统 488

10.6.1蜂窝无线的基本原理 489

10.6.2蜂窝无线系统中的信道干扰 493

10.6.3多入多出系统————预防衰落 493

10.6.4 1G与2G蜂窝系统的特性 495

10.6.5 cdma2000和W-CDMA的特性 496

10.6.6过渡到4G 497

补充书目 497

本章内容小结 498

疑难问题 499

习题 500

计算机仿真练习 506

第11章 最佳接收机与信号空间的基本思想 507

11.1贝叶斯优化 507

11.1.1信号的检测与估计 507

11.1.2优化准则 507

11.1.3贝叶斯检测器 508

11.1.4贝叶斯检测器的性能 511

11.1.5奈曼-皮尔森检测器 514

11.1.6检测器的最小差错概率 514

11.1.7最大后验概率检测器 514

11.1.8 Minimax检测器 515

11.1.9 M进制假定的情形 515

11.1.10以各个向量的观测值为基础的判决 515

11.2信号的向量空间表示 515

11.2.1信号空间的结构 516

11.2.2标量积 517

11.2.3准则 517

11.2.4许瓦兹不等式 517

11.2.5用傅里叶系数表示的两个信号的标量积 519

11.2.6基函数单元的选择：格拉姆-施密特正交化过程 520

11.2.7随信号持续时间变化的信号度量指标 522

11.3数字数据传输的最大后验概率接收机 523

11.3.1从信号空间的角度分析相干系统的判决准则 523

11.3.2充分性统计量 528

11.3.3多进制正交信号的检测 529

11.3.4非相干系统的实例 531

11.4估计理论 534

11.4.1贝叶斯估计 534

11.4.2最大似然估计 536

11.4.3根据多次观测进行的估计 537

11.4.4最大似然估值的其他各项性质 539

11.4.5最大似然估计的渐进性 540

11.5估计理论在通信中的应用 540

11.5.1脉冲幅度调制 540

11.5.2信号相位的估计：再次用到锁相环 541

补充书目 543

本章内容小结 544

疑难问题 545

习题 545

计算机仿真练习 553

第12章 信息论与编码 554

12.1基本概念 554

12.1.1信息 555

12.1.2熵 555

12.1.3离散信道的各种模型 557

12.1.4联合熵与条件熵 558

12.1.5信道容量 559

12.2信源编码 563

12.2.1信源编码的例子 563

12.2.2几个定义 566

12.2.3扩展之后的二进制信源的熵 567

12.2.4香农-费诺信源编码 568

12.2.5霍夫曼信源编码 568

12.3噪声环境下的通信：基本思想 569

12.4噪声信道上的通信：分组码 572

12.4.1汉明距离与纠错 572

12.4.2单比特的奇偶校验码 573

12.4.3重复码 573

12.4.4纠正一个差错的奇偶校验码 574

12.4.5汉明码 578

12.4.6循环码 579

12.4.7 Golay码 580

12.4.8 BCH码与RS码 581

12.4.9各种技术的性能比较 581

12.4.10分组码实例 583

12.5在噪声信道上实现通信：卷积码 589

12.5.1树图与篱笆图 590

12.5.2维特比算法 593

12.5.3卷积码的性能比较 595

12.6兼顾带宽与功率效率的调制技术 598

12.7反馈信道 603

12.8调制与带宽效率 606

12.8.1带宽与信噪比 606

12.8.2各种调制系统的比较 607

12.9概要介绍 608

12.9.1交织技术与纠正突发差错 608

12.9.2 Turbo码的编译码 609

12.9.3信源编码的实例 611

12.9.4数字电视 613

补充书目 614

本章内容小结 614

疑难问题 616

习题 616

计算机仿真练习 621

附录A通信中的实际噪声源 622

附录B 联合高斯随机变量 640

附录C窄带噪声模型的证明 642

附录D过零点的统计特性与包含原点的统计特性 644

附录E卡方统计分析法 650

附录F通用的数学表、数值表 652