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目录 1

第1章 绪论 1

1.1　消息、信号与信息 1

1.1.1 定义 1

1.1.2　信息的度量 2

1.2　通信系统一般模型 4

1.3　模拟通信系统与数字通信系统 5

1.3.1　定义 5

1.3.2　数字通信系统 6

1.3.3　模拟通信系统 9

1.4　通信网基本概念 10

1.4.1　通信网的种类和拓扑结构 10

1.4.2　通信网的组成 11

1.4.3　信令和协议 11

1.5　通信系统的分类和通信方式 14

1.5.1　通信系统的分类 14

1.5.2　通信方式 16

1.6　通信系统的性能指标 16

1.7　通信技术的发展简史和展望 17

1.7.1　通信技术发展简史 17

1.7.2　通信发展的趋势 18

思考题 20

习题 21

第2章 预备知识 22

2.1 引言 22

2.2　确知信号分析 22

2.2.1　信号的傅里叶变换 23

2.2.2　信号的能量谱与功率谱 24

2.2.3 自相关函数与互相关函数 24

2.2.4 自相关函数与能量谱密度函数及功率谱密度函数的关系 25

2.3.1 随机过程的分布函数和概率密度函数 26

2.3　随机过程分析 26

2.3.2　随机过程的数字特征 27

2.3.3 平稳随机过程 27

2.3.4　高斯随机过程 28

2.3.5 高斯白噪声和高斯窄带白噪声 30

2.3.6　正弦波加窄带高斯过程 31

2.3.7　平稳随机过程通过线性系统 31

2.3.8　随机变量 32

2.4　数字信号的最佳接收 33

2.4.1　似然比准则 33

2.4.3　最佳接收机的匹配滤波器形式 34

2.4.2　最佳接收机的相关器形式 34

2.5　锁相环基本原理 38

2.5.1　锁相环构成及分类 38

2.5.2　模拟锁相环的数学模型 39

2.5.3　锁相环的工作状态 40

2.5.4　锁相环的捕捉带与同步带 41

2.5.5　锁相环的频率特性 42

2.5.6　锁相环的稳定性 45

2.6　锁相环抗噪声性能 47

2.6.1　锁相环对输入白噪声的滤除能力 47

思考题 49

2.6.2　锁相环对输入干扰信号的滤除能力 49

习题 50

第3章　信道 52

3.1　信道分类 52

3.2　调制信道与编码信道 53

3.2.1　调制信道 53

3.2.2　编码信道 54

3.3　恒参信道 54

3.3.1　恒参信道实例 54

3.3.2　恒参信道传输特性及其对信号传输的影响 57

3.4.1　变参信道实例 58

3.4　变参信道 58

3.4.2　变参信道传输特性及其对信号传输的影响 60

3.5　变参信道特性的改善 63

3.5.1　分集方式 63

3.5.2　合并方式 64

3.6 信道加性噪声 64

3.6.1 噪声来源及分类 65

3.6.2 起伏噪声的统计特性 65

3.6.3 等效噪声带宽 66

3.7 信道容量 66

习题 69

思考题 69

第4章 模拟调制系统 71

4.1 幅度调制原理 71

4.1.1 幅度调制系统构成 71

4.1.2 AM 72

4.1.3 DSB 73

4.1.4 SSB 74

4.1.5 VSB 77

4.2.1 基本概念 79

4.2 角度调制原理 79

4.2.2 调频方法 82

4.2.3 鉴频方法 83

4.3 模拟调制系统的抗噪性能 84

4.3.1 AM系统的抗噪性能 85

4.3.2 DSB系统的抗噪性能 86

4.3.3 SSB系统的抗噪性能 87

4.3.4 FM系统的抗噪性能 87

4.4 各类模拟通信系统的性能比较 90

4.5.1 载波同步方法 93

4.5 模拟调制系统的载波同步原理 93

4.5.2 载波同步器的性能指标 95

思考题 96

习题 96

第5章 数字基带系统 100

5.1 引言 100

5.2 数字基带信号码型 102

5.2.1 二进制码 102

5.2.2 1B2B码 103

5.2.3 AMI码和HDB3码 104

5.3　数字基带信号的频谱 105

5.2.4 多进制码 105

5.3.1　无记忆相同波形二进制数字基带信号的功率谱密度 106

5.3.2　无记忆多进制数字基带信号的功率谱密度 108

5.3.3　有记忆相同波形随机序列的功率谱密度 109

5.4　无码间串扰数字基带系统 111

5.4.1　数学模型 111

5.4.2　无码间串扰系统的冲激响应 112

5.4.3　无码间串扰系统的频率特性 113

5.4.4　余弦滚降数字基带系统 114

5.5.1　第Ⅰ类部分响应系统 117

5.5　部分响应系统 117

5.5.2　第Ⅳ类部分响应系统 118

5.5.3　M进制部分响应系统的一般形式 119

5.6 眼图 121

5.7　时域均衡 123

5.7.1　时域均衡原理 123

5.7.2　时域均衡算法及实现 125

5.8　基带传输系统的抗噪性能 127

5.8.1　二进制数字基带系统的误码率 127

5.8.2　M进制数字基带系统的误码率 129

5.9.1　数字基带信号最佳接收机 130

5.8.3　M进制双极性部分响应系统的误码率 130

5.9　数字基带信号最佳接收机及最佳传输系统 130

5.9.2　数字基带信号最佳传输系统 132

5.10　数字基带系统的位同步原理 134

5.10.1　接收滤波器输出信号的频谱 134

5.10.2　滤波法 135

5.10.3　锁相环法 136

5.10.4　位同步器的性能指标 139

5.11　扰码和解扰 141

5.11.1　m序列的产生和性质 142

5.11.2　扰码和解扰原理 145

思考题 147

习题 147

第6章　数字调制系统 151

6.1 引言 151

6.2　二进制数字调制原理 151

6.2.1　二进制振幅键控（2ASK） 151

6.2.2　二进制移频键控（2FSK） 153

6.2.3　二进制移相键控（2PSK或BPSK） 155

6.2.4　二进制差分移相键控（2DPSK） 156

6.3.1　M进制振幅键控（MASK） 160

6.3　多进制数字调制原理 160

6.3.2　M进制移频键控（MFSK） 161

6.3.3　M进制移相键控（MPSK） 162

6.3.4　M进制正交振幅调制（MQAM） 168

6.4　无码间串扰数字调制系统 170

6.4.1　数字调制系统无码间串扰条件 171

6.4.2　余弦滚降频率特性 171

6.5　正交部分响应幅度调制系统 173

6.6　数字调制系统的抗噪声性能 174

6.6.1 振幅键控系统的抗噪声性能 174

6.6.2　移频键控系统的抗噪性能 177

6.6.3　移相键控系统的抗噪性能 179

6.7　各类数字调制系统的性能比较 182

6.7.1 有效性 182

6.7.2　可靠性 182

6.8　数字已调信号最佳接收机及最佳传输系统 186

6.8.1 线性数字已调信号最佳接收机及最佳传输系统 186

6.8.2　MFSK信号最佳接收机 189

6.8.3　数字已调信号最佳接收机及最佳传输系统的抗噪性能 190

6.9.1　非线性变换法（直接法） 192

6.9　数字调制系统的载波同步原理 192

6.9.2　插入导频法 197

6.10　恒包络调制基本原理 198

6.10.1 π/4差分四相移相键控（π/4-DQPSK） 199

6.10.2　最小移频键控（MSK） 202

6.10.3　GMSK 208

思考题 214

习题 215

第7章　模拟信号数字化与信源压缩编码 218

7.1　概述 218

7.2.1　低通信号抽样定理 219

7.2　抽样定理 219

7.2.2　带通信号抽样定理 221

7.3　量化 222

7.3.1　量化的基本概念 222

7.3.2　均匀量化与线性PCM 223

7.3.3　非均匀量化与对数PCM 225

7.4 A　律PCM与μ律PCM 226

7.4.1　A律PCM 226

7.4.2 μ律PCM 231

7.4.3　孔径失真及补偿 232

7.4.4　PCM通信系统输出信噪比 233

7.5 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM） 234

7.6　增量调制（△M） 236

7.6.1　简单△M 236

7.6.2 自适应△M 239

7.6.3 增量总和（△-∑）调制 240

7.6.4　△M系统与PCM系统的性能比较 241

7.7　矢量量化 241

7.8　哈夫曼编码 245

7.9.1　语音压缩编码 247

7.9　语音和图像压缩编码 247

7.9.2　图像压缩编码 248

思考题 250

习题 251

第8章　复用与多址 254

8.1 引言 254

8.2　频分复用（FDM） 254

8.2.1 FDM基本原理 254

8.2.2 正交频分复用（OFDM） 255

8.2.3　波分复用（WDM） 256

8.3.1 TDM系统原理 257

8.3 时分复用（TDM） 257

8.3.2　PCM基群帧结构 259

8.3.3　PCM数字复接系列 261

8.4　数字复接技术 262

8.4.1 PDH复接原理 262

8.4.2　SDH复接基本概念 264

8.5　多址通信方式 267

8.5.1 频分多址（FDMA） 267

8.5.2　时分多址（TDMA） 268

8.5.3　码分多址（CDMA） 269

8.6.1　帧同步码插入方法 270

8.6　帧同步原理 270

8.6.2　集中插入式帧同步器 271

8.6.3　集中插入帧同步器的性能指标 275

8.7　网同步的基本概念 276

8.7.1　主从同步方式 276

8.7.2　相互同步方式 277

8.7.3　独立时钟同步方式 277

思考题 278

习题 278

9.1　引言 280

第9章　扩频通信原理 280

9.2　直扩系统原理 281

9.2.1　扩频与解扩 281

9.2.2　抗随机噪声能力 283

9.2.3　抗人为干扰的能力 286

9.2.4　抗多径干扰能力 286

9.2.5　多址能力 288

9.2.6　干扰容限 289

9.3　跳频通信系统原理 289

9.3.1　扩频与解扩 289

9.3.2　抗噪性能 290

9.4　扩频码的捕捉与跟踪 292

9.4.1　直扩系统扩频码的捕捉与跟踪 292

9.4.2　跳频系统扩频码的捕捉与跟踪 294

9.5　扩频码的生成及特性 295

9.5.1　m序列 295

9.5.2　Gold序列 297

9.5.3　跳频序列 298

思考题 299

习题 299

10.1.1 概述 301

第10章　信道编码 301

10.1　信道编码的基本概念 301

10.1.2　常用的差错控制方式 302

10.1.3　差错控制码分类 304

10.1.4　码重、码距及检错纠错能力 304

10.1.5　最大似然译码准则 306

10.2　常用的简单信道码 306

10.2.1　奇偶监督码 306

10.2.2　二维奇偶监督码 306

10.2.3　恒比码 307

10.3.1　生成矩阵 308

10.2.4　群计数码 308

10.3　线性分组码 308

10.3.2　监督方程和监督矩阵 309

10.3.3　纠错原理 310

10.3.4　汉明码 310

10.4　循环码 310

10.4.1　循环码的生成多项式 311

10.4.2　循环码的编码和译码 312

10.4.3　常用的几种循环码 314

10.5.1　卷积码的编码及描述 318

10.5　卷积码 318

10.5.2　卷积码的译码 321

10.6 网格编码调制（TCM） 325

10.6.1　TCM的基本原理 326

10.6.2　编码 327

10.7　级联码与Turbo码 328

10.7.1　级联码 328

10.7.2　Turbo码基本概念 331

10.7.3　Turbo码编解码原理 331

10.7.4　Turbo码性能 333

思考题 335

习题 335

第11章　数字交换技术 337

11.1　通信网与交换 337

11.1.1 概述 337

11.1.2　交换的基本概念与方式 339

11.2　数字交换网络 343

11.2.1　数字接线器 343

11.2.2　数字交换网络 348

11.3.1　程控交换系统组成 350

11.3　数字程控交换机的基本概念 350

11.3.2　呼叫处理的一般过程 353

11.4　信令系统 354

11.4.1　信令系统概述 354

11.4.2　No.7信令基本概念 355

11.4.3　No.7信令网 361

11.5　软交换技术 363

11.5.1　软交换的概念 363

11.5.3　软交换的体系结构 364

11.5.2　软交换的主要功能 364

11.5.4　软交换的应用 365

11.6　光交换 366

11.6.1　概述 366

11.6.2　电路类交换 367

11.6.3　分组类光交换 368

思考题 372

第12章　数字通信系统 374

12.1　数字光纤通信系统 374

12.1.1 基本概念 374

12.1.2　光纤和光缆 375

12.1.3　光源和光发射机 377

12.1.4　数字光接收机 379

12.1.5　光中继器 380

12.1.6　光纤通信发展动态 380

12.2　数字微波通信系统 382

12.2.1　基本概念 382

12.2.2　数字微波通信系统的组成 385

12.2.3　数字微波收发信设备 386

12.3　数字卫星通信系统 390

12.3.1　基本概念 390

12.3.2　卫星通信系统构成 394

12.3.3　甚小天线地球站卫星网络系统 400

12.3.4　卫星移动通信系统 401

12.4　数字移动通信系统 406

12.4.1　移动通信概述 406

12.4.2　GSM数字蜂窝移动通信系统 410

12.4.3　CDMA数字蜂窝移动通信系统 415

12.4.4　第三代移动通信系统 421

思考题 422

附录 424

参考文献 434