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第1章 绪论 1

1.1历史回顾 1

1.1.1电报与电话 1

1.2电子通信系统的基本组成 3

1.2.1数字通信系统 5

1.2.2数字通信的早期工作 7

1.3通信信道及其特性 8

1.4通信信道的数学模型 13

1.5深入阅读 14

第2章 信号与线性系统 15

2.1基本概念 15

2.1.1信号的基本运算 15

2.1.2信号的分类 16

2.1.3几种重要信号及其性质 22

2.1.4系统的分类 27

2.1.5LTI系统的时域分析 29

2.2傅里叶级数 30

2.2.1傅里叶级数及其性质 31

2.2.2LTI系统对周期信号的响应 38

2.2.3帕斯瓦尔关系式 40

2.3傅里叶变换 41

2.3.1从傅里叶级数到傅里叶变换 41

2.3.2傅里叶变换的基本性质 45

2.3.3周期信号的傅里叶变换 55

2.3.4LTI系统的信号传输 57

2.4滤波器设计 59

2.5功率和能量 62

2.5.1能量型信号 62

2.5.2功率型信号 65

2.6希尔伯特变换及其性质 67

2.7低通和带通信号 69

2.8深入阅读 70

习题 71

上机习题 81

第3章 幅度调制 84

3.1调制简介 84

3.2幅度调制 85

3.2.1双边带抑制载波幅度调制 85

3.2.2常规幅度调制 90

3.2.3单边带幅度调制 94

3.2.4残留边带调幅 96

3.3幅度调制器和解调器的实现 98

3.4信号多路复用 102

3.4.1频分多路复用 103

3.4.2正交载波多路复用 103

3.5AM无线电广播 104

附录 3A:SSBAM信号表达式的推导过程 106

习题 107

上机习题 112

第4章 角度调制 115

4.1FM与PM信号的表示形式 115

4.2角度调制信号的频谱特征 118

4.2.1正弦信号的角度调制 118

4.2.2任意消息信号的角度调制 122

4.3角度调制器与解调器的实现 122

4.4FM无线电广播与电视广播 128

4.4.1FM无线电广播 128

4.4.2电视广播 130

4.5移动无线电话系统 137

4.6深入阅读 139

习题 139

上机习题 142

第5章 概率论和随机过程 144

5.1概率与随机变量回顾 144

5.1.1样本空间、事件和概率 144

5.1.2条件概率 145

5.1.3随机变量 147

5.1.4随机变量的函数 153

5.1.5复随机变量 155

5.1.6随机变量的和 159

5.2随机过程：基本概念 159

5.2.1统计平均值 162

5.2.2宽平稳过程 163

5.2.3复随机过程 164

5.2.4随机过程与线性系统 165

5.2.5平稳过程的功率谱密度 167

5.2.6求和过程的功率谱密度 170

5.3高斯过程及白过程 170

5.3.1高斯过程 171

5.3.2白过程 172

5.3.3滤波噪声过程 174

5.4深入阅读 177

习题 178

上机习题 185

第6章 模拟通信系统中噪声的影响 190

6.1噪声对幅度调制系统的影响 190

6.1.1噪声对基带系统的影响 190

6.1.2噪声对DSB-SCAM的影响 190

6.1.3噪声对SSBAM的影响 192

6.1.4噪声对常规AM的影响 193

6.2噪声对角度调制的影响 196

6.2.1角度调制的门限效应 202

6.2.2预加重滤波和去加重滤波 204

6.3模拟调制系统的比较 207

6.4使用锁相环进行载频相位估计 208

6.4.1加性噪声对相位估计的影晌 210

6.5模拟通信系统中传输损耗和噪声的影响 215

6.5.1热噪声源的特征 215

6.5.2有效噪声温度与噪声系数 216

6.5.3传输损耗 218

6.5.4信号传输中继器 219

6.6深入阅读 221

习题 221

上机习题 225

第7章 模数转换 227

7.1信号抽样与由抽样重构信号 227

7.1.1抽样定理 227

7.2量化 231

7.2.1标量量化 231

7.2.2矢量量化 236

7.3编码 238

7.4波形编码 238

7.4.1脉冲编码调制 239

7.4.2差分脉冲编码调制 241

7.4.3增量调制 242

7.5分析－合成技术 244

7.6数字音频传输和数字音频记录 247

7.6.1电话传输系统中的数字音频信号 247

7.6.2数字音频录制 248

7.7JPEG图像编码标准 251

7.8深入阅读 254

习题 254

上机习题 258

第8章 加性高斯白噪声基带信道中的数字调制 260

8.1信号波形的几何表示 260

8.2二进制脉冲调制 263

8.2.1二进制脉冲幅度调制 263

8.2.2二进制脉冲位置调制 265

8.3加性高斯白噪声环境中二进制已调信号的最佳接收机 267

8.3.1相关型解调器 268

8.3.2匹配滤波器型解调器 273

8.3.3二进制信号最佳检测器的性能 279

8.4M进制脉冲调制 281

8.4.1M进制脉冲幅度调制 282

8.4.2M进制正交信号 283

8.4.3双正交信号 285

8.4.4单纯形信号 287

8.4.5二进制编码信号波形 288

8.4.6AWGN信道中M进制信号的最佳接收机 290

8.5M进制脉冲调制的差错概率 298

8.5.1M进制脉冲幅度调制的差错概率 298

8.5.2M进制正交信号的差错概率 301

8.5.3差错概率的一致边界 303

8.5.4M进制双正交信号的差错概率 306

8.5.5M进制单纯形信号的差错概率 306

8.5.6二进制编码信号的差错概率 307

8.5.7数字脉冲调制方法的比较 308

8.6码元同步 308

8.6.1超前－滞后门同步器 309

8.6.2最小均方误差法 310

8.6.3最大似然法 312

8.6.4谱线法 312

8.7深入阅读 314

习题 315

上机习题 323

第9章 带限AWGN信道中的数字传输 329

9.1带限信道中的数字传输 329

9.1.1带限基带信道中的数字PAM传输 332

9.2带限信道的信号设计 333

9.2.1无码间干扰的带限信号设计——奈奎斯特准则 335

9.2.2具有受控ISI的带限信号设计——部分响应信号 339

9.3数字PAM信号检测的差错概率 341

9.3.1无ISI的数字PAM信号检测的差错概率 342

9.3.2具有受控ISI的数据的逐码元检测 342

9.3.3部分响应信号逐码元检测的差错概率 345

9.3.4部分响应信号的最大似然序列检测 347

9.4存在信道失真时的系统设计 348

9.4.1确知信道的发送滤波器与接收滤波器设计 350

9.4.2信道均衡 351

9.5深入阅读 365

习题 365

上机习题 369

第10章 经过载波调制的数字信息传输 375

10.1调幅数字信号 375

10.1.1调幅信号的解调与检测 377

10.2调相数字信号 380

10.2.1调相信号的解调与检测 383

10.2.2差分相位调制与解调 387

10.2.3相位相干PSK调制的差错概率 388

10.2.4DPSK的差错概率 392

10.3正交调幅数字信号 393

10.3.1正交调幅信号的解调与检测 396

10.3.2QAM的差错概率 398

10.4调频数字信号 401

10.4.1调频信号的解调与检测 403

10.4.2FSK非相干检测的差错概率 408

10.4.3连续相位FSK 410

10.5调制方法的比较 418

10.6载波调制信号的码元同步 421

10.7深入阅读 422

习题 422

上机习题 428

第11章 数字通信专题选讲 433

11.1多径衰落信道中的数字传输 433

11.1.1时变多径信道模型 433

11.1.2非频率选择性瑞利衰落信道的二值调制性能 436

11.1.3通过信号分集改善性能 439

11.1.4频率选择性信道和RAKE解调器 441

11.2多载波调制和OFDM 444

11.2.1OFDM系统的调制和解调 445

11.2.2采用FFT算法实现OFDM系统 446

11.2.3OFDM信号的频谱特性 448

11.2.4OFDM系统的峰值与平均值功率比 450

11.2.5OFDM系统的应用 451

11.3扩频通信系统 453

11.3.1扩频数字通信系统模型 453

11.3.2直接序列扩频系统 454

11.3.3DS扩频信号的一些应用 461

11.3.4PN序列的生成 463

11.3.5跳频扩频 465

11.4数字蜂窝通信系统 467

11.4.1GSM系统 467

11.4.2基于1S-95的CDMA系统 470

11.4.3第三代蜂窝通信系统 472

11.5.1再生中继器 473

11.5有线和无线通信信道性能分析 473

11.5.2无线信道中的链路预算分析 474

11.6深入阅读 476

习题 477

上机习题 482

第12章 信息论概述 486

12.1信源的数学模型 486

12.1.1信息的度量 488

12.1.2联合熵与条件熵 489

12.1.3互信息 492

12.1.4微分熵 492

12.2信源编码定理 493

12.3信源编码算法 495

12.3.1霍夫曼信源编码算法 495

12.3.2Lempel-Ziv信源编码算法 498

12.4通信信道模型 500

12.5信道容量 501

12.5.1高斯信道容量 504

12.6通信的容限 506

12.7深入阅读 509

习题 509

上机习题 516

第13章 可靠通信中的编码 518

13.1编码的优点 518

13.2线性分组码 521

13.2.1线性分组码的译码及其性能 525

13.2.2一些重要的线性分组码 530

13.2.3检错与纠错 531

13.2.4突发错误纠错编码 532

13.3卷积码 533

13.3.1卷积码的基本性质 534

13.3.2卷积码的最大似然译码——维特比算法 537

13.3.3卷积码的其他译码算法 540

13.3.4卷积码的错误概率界限 540

13.4基于组合码的优良编码 543

13.4.1乘积码 544

13.4.2链接码 544

13.4.3Turbo码 545

13.4.4BCJR算法 546

13.4.5Turbo码的性能 548

13.5低密度奇偶校验码 550

13.6带限信道的编码 552

13.6.1编码与调制的结合 552

13.6.2网格编码调制 553

13.7衰落信道的编码和分集：多天线系统和空时码 558

13.8编码的应用实例 562

13.8.1深层空间通信的编码 562

13.8.2电话线路调制解调器的编码 563

13.9深入阅读 564

习题 564

上机习题 568