通信原理教程PDF电子书下载

第1章 通信与通信系统 1

1.1 通信的概念 1

1.2 通信系统 3

1.2.1 通信系统的组成 3

1.2.2 通信系统的分类 4

1.2.3 模拟通信系统 5

1.2.4 数字通信系统 6

1.2.5 数据通信系统 8

1.3 通信方式 12

1.4 信息的度量 14

1.5 通信系统的性能指标 16

1.5.1 模拟通信系统的性能指标 16

1.5.2 数字通信系统的性能指标 17

1.6 小知识——莫尔斯 20

1.7 思考题与习题 21

第2章 确知信号 23

2.1 信号的定义与分类 23

2.2 确知信号的分析 28

2.2.1 周期信号的频谱 28

2.2.2 非周期信号的频谱 31

2.2.3 信号的能量谱密度和功率谱密度 34

2.2.4 波形的互相关和自相关 35

2.2.5 相关函数与谱密度的关系 37

2.3 小知识——麦克斯韦 37

2.4 思考题与习题 38

第3章 随机过程 40

3.1 随机变量与随机过程 40

3.1.1 随机变量与分布函数 40

3.1.2 随机过程与分布函数 41

3.1.3 随机过程的数字特征 43

3.2 平稳随机过程 45

3.2.1 平稳随机过程的定义 45

3.2.2 各态历经性 46

3.2.3 平稳随机过程的自相关函数 48

3.2.4 平稳随机过程的功率谱密度 48

3.3 高斯随机过程 49

3.3.1 高斯随机过程的定义 50

3.3.2 高斯随机过程的特性 50

3.3.3 高斯随机变量 50

3.4 平稳随机过程通过线性系统 52

3.5 窄带随机过程 54

3.5.1 ？（t）和？（t）的统计特性 55

3.5.2 ？（t）和？（t）的统计特性 56

3.6 正弦波加窄带高斯噪声 57

3.7 白噪声和带限噪声 58

3.7.1 白噪声 58

3.7.2 带限噪声 59

3.8 小知识——贝尔 61

3.9 思考题与习题 62

第4章 信道与噪声 65

4.1 信道 65

4.1.1 信道的概念及分类 65

4.1.2 狭义信道与广义信道 65

4.1.3 调制信道与编码信道 66

4.1.4 传输介质 66

4.2 噪声 70

4.3 信道的数学模型 72

4.3.1 调制信道模型 72

4.3.2 编码信道模型 73

4.4 信道特性及其对信号传输的影响 75

4.4.1 恒参信道特性及其对信号传输的影响 75

4.4.2 随参信道特性及其对信号传输的影响 77

4.5 信道容量与香农公式 80

4.6 信道通频带 82

4.7 信道带宽与信道容量的关系 84

4.8 多路复用的基本概念 86

4.9 小知识——赫兹 88

4.10 思考题与习题 88

第5章 模拟调制 90

5.1 调制的概念 90

5.2 抑制载波的双边带调幅（DSB） 92

5.2.1 DSB调制与解调 92

5.2.2 DSB特点与应用 94

5.3 常规双边带调幅（AM） 94

5.3.1 AM调制与解调 94

5.3.2 AM特点与应用 94

5.4 单边带调制（SSB） 98

5.4.1 SSB调制与解调 98

5.4.2 SSB特点与应用 101

5.5 残留边带调制（VSB） 101

5.5.1 VSB调制与解调 101

5.5.2 VSB特点与应用 103

5.6 线性调制系统的抗噪声性能 104

5.6.1 分析模型 104

5.6.2 线性调制-相干解调系统的性能 105

5.6.3 AM调制-包络检波系统的性能 108

5.7 角调制 111

5.7.1 角调制的概念 111

5.7.2 窄带调频 113

5.7.3 宽带调频 114

5.7.4 调频信号的产生 117

5.7.5 调频信号的解调 118

5.7.6 调频系统的抗噪声性能 119

5.7.7 FM特点与应用 123

5.8 模拟调制系统性能比较 123

5.9 频分复用 125

5.10 调制功能与分类 126

5.10.1 调制的主要功能 126

5.10.2 调制的主要分类 126

5.11 小知识——马可尼 127

5.12 思考题与习题 128

第6章 脉冲调制与模数转换 131

6.1 模拟脉冲调制 131

6.1.1 脉冲幅度调制（PAM） 131

6.1.2 脉冲宽度调制（PWM） 132

6.1.3 脉冲相位调制（PPM） 132

6.2 脉冲编码调制（PCM） 132

6.2.1 PCM基本概念 133

6.2.2 抽样 134

6.2.3 量化 137

6.2.4 编码 144

6.2.5 译码 150

6.2.6 PCM系统的抗噪声性能 151

6.2.7 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM） 152

6.3 简单增量调制△M 153

6.3.1 基本原理 153

6.3.2 调制（编码）原理 153

6.3.3 解调（译码）原理 155

6.3.4 不过载条件和编码范围 155

6.4 增量总和调制（△-∑） 156

6.4.1 调制（编码）原理 157

6.4.2 解调（译码）原理 158

6.5 抽样定理 158

6.5.1 低通抽样定理 158

6.5.2 带通抽样定理 160

6.6 PCM和△M系统的比较 162

6.7 时分复用 163

6.7.1 时分复用原理 163

6.7.2 PCM基群帧结构 164

6.7.3 统计时分复用的概念 165

6.7.4 数字复接原理 166

6.8 小知识——香农 168

6.9 思考题与习题 169

第7章 数字信号的基带传输 171

7.1 基带传输概念 171

7.2 常用基带信号及其频谱 174

7.2.1 二元码 174

7.2.2 三元码 176

7.2.3 nBmB码和nBmT码 178

7.2.4 多元码 178

7.2.5 基带信号的频谱特性 178

7.3 基带传输与码间串扰 184

7.3.1 基带传输系统的组成 184

7.3.2 基带传输的定量分析 185

7.4 无码间串扰的基带传输特性 187

7.4.1 消除码间串扰的基本思想 187

7.4.2 无码间串扰的条件 187

7.4.3 H（ω）的设计 189

7.5 无码间串扰基带系统的抗噪声性能 193

7.6 眼图 195

7.7 均衡技术 197

7.7.1 时域均衡原理 197

7.7.2 均衡效果的衡量 199

7.7.3 均衡器的实现与调整 202

7.8 部分响应系统 204

7.8.1 第Ⅰ类部分响应波形 204

7.8.2 部分响应的一般形式 207

7.9 小知识——按键电话机 209

7.10 思考题与习题 210

第8章 数字信号的带通传输 214

8.1 二进制幅移键控（2ASK） 214

8.1.1 2ASK调制原理 214

8.1.2 2ASK频域特性 215

8.1.3 2ASK解调原理 216

8.2 二进制频移键控（2FSK） 217

8.2.1 2FSK调制原理 217

8.2.2 2FSK频域特性 218

8.2.3 2FSK解调原理 218

8.3 二进制相移键控（2PSK） 219

8.3.1 2PSK调制原理 219

8.3.2 2PSK频域特性 220

8.3.3 2PSK解调原理 221

8.4 二进制差分相移键控（2DPSK） 222

8.4.1 2DPSK调制原理 222

8.4.2 2DPSK频域特性 222

8.4.3 2DPSK解调原理 223

8.5 二进制数字调制系统的抗噪声性能 224

8.5.1 2ASK系统的抗噪声性能 224

8.5.2 2FSK系统的抗噪声性能 229

8.5.3 2PSK和2DPSK系统的抗噪声性能 232

8.6 二进制数字调制系统的性能比较 236

8.6.1 误码率和频带利用率 236

8.6.2 信道适应能力 237

8.7 多进制数字调制 238

8.7.1 多进制幅度键控（MASK） 239

8.7.2 多进制频移键控（MFSK） 240

8.7.3 多进制相移键控（MPSK） 240

8.7.4 多进制数字调制系统的误码率 242

8.8 几种现代调制技术简介 244

8.8.1 正交振幅调制 244

8.8.2 最小频移键控 247

8.8.3 正交频分复用 251

8.9 小知识——收音机的工作原理 252

8.10 思考题与习题 253

第9章 数字信号的最佳接收 256

9.1 匹配滤波器 256

9.1.1 匹配滤波器的传输特性 256

9.1.2 冲激响应与抽样时刻 258

9.1.3 匹配滤波器的输出信号 258

9.2 误码率最小准则 261

9.3 确知信号的最佳接收机 263

9.3.1 二进制确知信号的最佳接收机结构 263

9.3.2 二进制确知信号最佳接收机的误码率 265

9.4 随相信号的最佳接收 271

9.4.1 二进制随相信号的最佳接收机结构 271

9.4.2 二进制随相信号最佳接收机的误码率 274

9.5 最佳接收机与实际接收机的性能比较 276

9.6 最佳基带传输系统 277

9.6.1 最佳基带传输系统设计 277

9.6.2 最佳基带传输系统的误码率 278

9.7 小知识——电视机工作原理 280

9.8 思考题与习题 281

第10章 差错控制编码 285

10.1 差错控制编码的基本思想 285

10.1.1 差错类型 286

10.1.2 差错控制方式 287

10.1.3 差错控制编码分类 289

10.1.4 检错和纠错原理 289

10.1.5 汉明距离与检纠错能力 290

10.1.6 编码效率 292

10.2 几种常用的检错码 292

10.2.1 奇偶校验码 292

10.2.2 水平奇偶校验码 293

10.2.3 二维奇偶校验码 293

10.2.4 群计数码 294

10.2.5 恒比码 294

10.3 线性分组码 295

10.3.1 基本概念 295

10.3.2 汉明码编译码原理 296

10.3.3 线性分组码的编码 298

10.3.4 线性分组码的译码 300

10.4 循环码 303

10.4.1 循环码的概念 303

10.4.2 循环码的码多项式 303

10.4.3 循环码的生成多项式和生成矩阵 304

10.4.4 循环码的编码和译码 306

10.4.5 循环码的检错纠错能力 310

10.4.6 CRC码 310

10.4.7 BCH码 311

10.4.8 RS码 312

10.5 卷积码 313

10.5.1 卷积码的概念 313

10.5.2 卷积码的编、译码原理 313

10.6 小知识——雷达的发明 316

10.7 思考题与习题 316

第11章 同步原理 319

11.1 同步的概念与分类 319

11.2 载波同步 320

11.2.1 插入导频法 320

11.2.2 直接法 323

11.2.3 载波相位误差对解调性能的影响 326

11.3 位同步 328

11.3.1 插入导频法 328

11.3.2 直接法 330

11.3.3 位同步误差对系统性能的影响 333

11.4 群同步 335

11.4.1 起止式同步法 335

11.4.2 连贯式插入法 336

11.4.3 间隔式插入法 338

11.4.4 群同步系统的性能 339

11.4.5 群同步的保护 340

11.5 小知识——光纤之父高锟 341

11.6 思考题与习题 342

附录A 常用数学公式 344

A.1 三角函数公式 344

A.2 对数换底公式 344

A.3 冲激函数及其特性 344

A.4 常用傅里叶变换 345

附录B 误差函数值表 346

附录C 贝塞尔函数值表 350

附录D 部分习题参考答案 351

参考文献 361