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第1章 通信系统概述 1

1.1 信息与信息技术 1

1.1.1 信息 1

1.1.2 信息技术 2

1.1.3 媒体与多媒体 2

1.1.4 信息量 3

1.2 通信与通信系统 3

1.2.1 通信 4

1.2.2 通信系统 4

1.3 传输信道和噪声 7

1.3.1 信道分类 7

1.3.2 恒参与变参信道特征 8

1.3.3 信道的干扰 11

1.3.4 几种常用信道特征 12

1.3.5 信道容量的概念 13

1.4 通信频段的划分 17

1.5 通信系统质量指标 18

1.5.1 通信质量概述 18

1.5.2 通信系统有效性技术 19

1.5.3 通信系统可靠性技术 19

1.6 通信发展简史 20

1.7 复习与思考 22

第2章 信号与噪声分析 23

2.1 信号与系统表示法 23

2.1.1 通信系统常用信号类型 23

2.1.2 系统表示法 25

2.2 信号频谱分析概略 25

2.2.1 傅里叶级数 26

2.2.2 傅里叶变换 26

2.2.3 卷积与相关 28

2.2.4 能量谱、功率谱及帕氏定理 29

2.3 希尔伯特变换 31

2.3.1 希氏变换 31

2.3.2 希氏变换的主要性质 32

2.3.3 预包络 32

2.4 随机变量的统计特征 33

2.4.1 概率的公理概念和运算 33

2.4.2 随机变量 36

2.4.3 随机变量的统计特征 37

2.4.4 常用的随机变量类型 38

2.4.5 随机变量统计平均 40

2.4.6 随机变量的变换 40

2.4.7 二维随机变量及其统计特征 41

2.4.8 二维高斯随机变量的统计特征 42

2.5 随机过程 44

2.5.1 随机过程的概念和定义 44

2.5.2 随机信号的统计特征和平稳随机过程 45

2.5.3 关于不相关、正交和统计独立的讨论 49

2.5.4 遍历性平稳随机过程 50

2.5.5 平稳随机信号的功率谱 51

2.6 随机信号通过系统的分析 53

2.6.1 平稳随机信号通过线性系统 54

2.6.2 随机信号进入乘法器 55

2.7 高斯型随机过程 56

2.7.1 高斯随机过程的统计特征 56

2.7.2 白噪声 57

2.7.3 热噪声 57

2.7.4 限带高斯白噪声 58

2.8 窄带高斯噪声 60

2.8.1 窄带高斯噪声的统计特征 60

2.8.2 高频载波加窄带高斯噪声 64

2.9 本章小结 66

2.10 复习与思考 66

2.11 习题 67

2.11.1 傅里叶变换及信号分析 67

2.11.2 概率与随机变量 67

2.11.3 随机过程统计特征 68

2.11.4 随机信号与高斯噪声通过系统 68

2.11.5 两个随机过程的统计关系 69

第3章 模拟调制系统 70

3.1 调制的功能和分类 70

3.1.1 调制功能 70

3.1.2 调制的分类 71

3.2 调幅与双边带调制 72

3.2.1 调幅（AM）波时域波形 72

3.2.2 调幅波的频谱 73

3.2.3 调幅信号的功率分配 73

3.2.4 双边带调制 74

3.3 单边带与残留边带调制 75

3.3.1 单边带信号的产生 75

3.3.2 残留边带调制 78

3.4 线性调制的系统模型和解调 79

3.4.1 线性调制的通用模型 79

3.4.2 相干解调与非相干解调 80

3.5 线性调制系统的噪声性能分析 82

3.5.1 相干解调系统信噪比计算 82

3.5.2 线性调制系统性能评价 83

3.6 非线性调制 85

3.6.1 角度调制概念 85

3.6.2 单音调角 86

3.7 窄带调角 87

3.7.1 窄带调频信号分析 88

3.7.2 窄带调相 89

3.8 宽带调频信号分析 89

3.8.1 WBFM时-频域特征 89

3.8.2 Jn（β）性质与FM信号频谱特征 91

3.8.3 调频信号有关参数分析 92

3.9 调频波的解调及性能分析 93

3.9.1 宽带调频信号的非相干解调与性能分析 93

3.9.2 FM系统的预／去加重技术 96

3.9.3 FM门限效应 98

3.10 本章小结 100

3.11 复习与思考 101

3.12 习题 101

3.12.1 线性调制系统信号分析 101

3.12.2 解调与性能分析 102

3.12.3 调频信号分析 103

3.12.4 鉴频与性能分析 104

3.12.5 调相信号与解调性能 105

3.12.6 综合性题目 105

第4章 模拟信号编码传输 107

4.1 模拟信号数字化概述 107

4.1.1 脉冲编码调制概念 107

4.1.2 PCM和数字信号优点 108

4.2 抽样与脉冲模拟调制 108

4.2.1 低通信号抽样定理 108

4.2.2 模拟信号脉冲调制 111

4.3 量化与编码 113

4.3.1 量化与编码概念 113

4.3.2 编码技术概要 116

4.3.3 线性（均匀）量化与量化信噪比 117

4.4 语音PCM 121

4.4.1 非均匀量化 122

4.4.2 A律／13折线的PCM编码 123

4.4.3 PCM传输格式 125

4.5 差分脉码调制 130

4.5.1 预测编码概述 130

4.5.2 DPCM系统分析 130

4.6 增量调制 134

4.6.1 增量调制基本特点 134

4.6.2 过载特性 135

4.6.3 改进型DM 136

4.6.4 DM系统量化噪声 138

4.7 自适应差分脉码调制 139

4.8 本章小结 142

4.9 复习与思考 142

4.10 习题 143

4.10.1 线性量化PCM 143

4.10.2 非均匀量化PCM 144

4.10.3 预测编码 145

第5章 数字信号基带传输 146

5.1 数字基带信号的脉冲波形表示和传输码型 146

5.1.1 表示数字基带信号的常用脉冲波形 146

5.1.2 几种常用的传输码型 148

5.1.3 传输码型选择和波形设计要求 150

5.2 数字基带信号功率谱 151

5.2.1 数字基带信号分析 151

5.2.2 功率谱计算 152

5.2.3 基带功率谱特征 153

5.3 符号间干扰 154

5.4 无失真数字基带传输——奈奎斯特第一准则 155

5.4.1 奈奎斯特准则的充要条件 155

5.4.2 奈奎斯特理想信道传输 157

5.4.3 升余弦响应频谱——奈氏第一准则实现方法 158

5.5 部分响应系统——奈奎斯特第二准则 160

5.5.1 双二进制信号——第1类部分响应 160

5.5.2 第Ⅳ类部分响应 163

5.5.3 相关电平编码的推广 165

5.6 波形成形的数字技术 166

5.7 信道均衡 167

5.7.1 均衡概念 167

5.7.2 抽头-延迟线均衡 167

5.7.3 自适应均衡 170

5.8 数字信号基带传输误码性能分析 171

5.9 眼图 174

5.9.1 眼图的构成 174

5.9.2 眼图包括的主要参量 174

5.10 本章小结 175

5.11 复习与思考 176

5.12 习题 177

5.12.1 码型与功率谱 177

5.12.2 奈氏准则及其实现 178

5.12.3 均衡 179

5.12.4 误码性能 180

第6章 数字信号的频带传输 181

6.1 概述 181

6.1.1 数字信号正弦载波调制 181

6.1.2 数字调制技术系列和分类 182

6.2 二元幅移键控 182

6.2.1 ASK信号分析 182

6.2.2 ASK信号相干检测 184

6.2.3 非相干ASK抗噪声性能分析 185

6.3 二元频移键控 187

6.3.1 相位不连续的频移键控信号 187

6.3.2 FSK信号的检测及抗噪声性能 189

6.3.3 连续相位频移键控信号 191

6.4 二元相移键控 193

6.4.1 二元相移键控的构成 193

6.4.2 PSK相干检测及抗噪声性能 195

6.4.3 相对（差分）相移键控 196

6.5 三种二元数字调制的性能比较 198

6.6 多元数字调幅与调频 201

6.6.1 多元调制的特点 201

6.6.2 多元数字调幅 201

6.6.3 多元数字调频 204

6.7 多元数字调相 206

6.7.1 MPSK信号表示法 206

6.7.2 多元调相信号空间特征与噪声性能 209

6.8 本章小结 214

6.9 复习与思考 214

6.10 习题 215

第7章 数字信号的最佳接收 218

7.1 最佳接收准则 218

7.1.1 最大输出信噪比准则 218

7.1.2 最小均方误差准则 219

7.1.3 最大后验概率或最大似然接收准则 219

7.2 利用匹配滤波器的最佳接收 220

7.2.1 匹配滤波器的设计 220

7.2.2 匹配滤波器输出信号分析 222

7.2.3 匹配滤波器的实现 222

7.3 带通数字信号的最佳接收 225

7.3.1 未知相位载波信号的最佳接收 225

7.3.2 相关接收 229

7.4 理想接收机模型 232

7.5 最佳接收误码率统计分析 234

7.5.1 三种最佳接收机统一性及条件 234

7.5.2 误比特率分析计算 235

7.6 本章小结 238

7.7 复习与思考 239

7.8 习题 239

7.8.1 匹配滤波器接收 239

7.8.2 相关接收 241

第8章 信道编码 242

8.1 差错控制概述 242

8.1.1 二元对称信道和错误式样 242

8.1.2 差错控制分类 244

8.1.3 常用差错控制码 245

8.1.4 差错控制定理 247

8.2 线性分组码 248

8.2.1 概念与思路 248

8.2.2 （n,k）线性分组码的构成 249

8.2.3 伴随式解码 252

8.2.4 汉明界 253

8.2.5 汉明码及其扩展 254

8.2.6 完备码 255

8.2.7 分组码的对偶码 255

8.3 （n,k）循环码 255

8.3.1 码多项式表示及其运算 255

8.3.2 （n,k）循环码的描述 257

8.3.3 循环码编码方法和编码电路 258

8.3.4 循环码的对偶码与缩短码 259

8.3.5 伴随式纠错解码 260

8.4 几种重要的循环码 260

8.4.1 CRC码 261

8.4.2 BCH码 261

8.4.3 R-S码 262

8.5 卷积码 262

8.5.1 卷积码特征 262

8.5.2 卷积码数学描述 263

8.5.3 卷积码图示法 264

8.5.4 卷积码维特比解码与纠错能力 266

8.6 复合编码 269

8.6.1 级联码 269

8.6.2 交织码和乘积码 271

8.6.3 Turbo码 274

8.7 本章小结 275

8.8 复习与思考 276

8.9 习题 277

8.9.1 差错控制概念 277

8.9.2 （n,k）分组码 277

8.9.3 循环码特性 278

8.9.4 卷积码 279

8.9.5 复合编码 279

第9章 先进的数字调制技术 281

9.1 概述 281

9.2 正交调幅（幅-相调制） 282

9.2.1 QAM信号的基本构成特点 282

9.2.2 MQAM信号相关接收与抗噪声性能 286

9.2.3 MQAM与MPSK性能比较 287

9.3 改进型QPSK 289

9.3.1 OQPSK与DOQPSK 289

9.3.2 IJF-OQPSK 290

.9.3.3 π/4QPSK与π/4DQPSK 291

9.4 最小频移键控 293

9.4.1 MSK信号空间 293

9.4.2 MSK信号的最佳接收与性能特征 297

9.4.3 改进型MSK 299

9.5 扩频调制 302

9.4.1 扩频调制的基本原理 302

9.5.2 PN与m序列 304

9.5.3 直接序列扩频（DS-SS） 306

9.5.4 干扰容限Jm 308

9.5.5 跳频扩频概述 309

9.6 网格编码调制 311

9.6.1 编码调制一体化基本思路 311

9.6.2 TCM信号的构成 312

9.6.3 TCM信号解码 316

9.6.4 8VSB-TCM模式 317

9.7 正交频分复用（OFDM） 318

9.7.1 多载波和OFDM基本概念 318

9.7.2 OFDM技术实施 319

9.7.3 OFDM典型应用示例和性能评价 322

9.8 本章小结 326

9.9 复习与思考 327

9.10 习题 327

9.10.1 QAM与MSK 327

9.10.2 扩频调制 328

9.10.3 TCM和OFDM 329

第10章 多用户通信 330

10.1 多用户通信概述 330

10.1.1 多用户通信及其分类 330

10.1.2 通信资源的分配方式 331

10.2 频分多址和时分多址 332

10.2.1 频分复用／多址（FDM/FDMA） 332

10.2.2 时分复用／多址（TDM/TDMA） 334

10.3 码分多址（CDMA） 336

10.3.1 CDMA概述 336

10.3.2 CDMA分类 337

10.3.3 CDMA系统的干扰问题 338

10.4 局域网中的多址技术 342

10.4.1 ALOHA 342

10.4.2 载波侦听多址网（CSMA） 344

10.4.3 接入控制的预约方式 346

10.5 其他多址技术 347

10.5.1 空分与极化多址 347

10.5.2 光接入系统中的多址技术 347

10.6 无线多址系统中的电波传播和多径衰落 348

10.6.1 多径传播与衰落 348

10.6.2 多径衰落信道相干带宽和相干时间 349

10.7 多径衰落信道的分集接收技术 351

10.7.1 分集技术概述 351

10.7.2 分集技术分类 352

10.7.3 分集中的合并技术 353

10.7.4 Rake接收 353

10.8 移动无线通信中的多址技术典型示例（简介） 354

10.8.1 数字移动无线多址系统特征 354

10.8.2 GSM系统中的多址技术 356

10.8.3 IS-54和IS-95多址技术特点 359

10.8.4 “3G”——第三代移动通信的宽带CDMA技术 360

10.9 本章小结 362

10.10 复习与思考 363

10.11 习题 363

10.11.1 多用户／多址概念 363

10.11.2 GSM-TDMA 364

10.11.3 CDMA 364

10.11.4 传输损耗和多径衰落 365

附录A 概率积分函数表、误差函数表 366

A1 概率积分函数表 366

A2 误差函数表 367

附录B 三角函数恒等式 368

附录C 英文缩写词 369

部分习题答案 374

参考文献 380