通信系统原理 修订本PDF电子书下载

目录 1

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 1

1.1.3 媒体与多媒体 2

1.2 通信与通信系统 2

1.2.1 通信 2

1.2.2 通信系统 3

1.3.1 信道分类 6

1.3 信道和噪声 6

1.3.2 恒参与变参信道特征 7

1.3.3 信道的干扰 10

1.3.4 几种常用信道特征 10

1.4 通信频段的划分 12

1.5 通信系统质量指标 13

1.5.1 通信质量概述 13

1.5.2 通信系统有效性技术 13

1.5.3 通信系统可靠性技术 14

1.6 通信发展简史 16

1.7 复习与思考 18

2.1.1 通信系统常用信号类型 19

2.1 信号与系统表示法 19

第2章 信号与噪声分析 19

2.1.2 系统表示法 20

2.1.3 通信系统中的统计分析方法 21

2.2 信号频谱分析概述 21

2.2.1 傅里叶级数 21

2.2.2 傅里叶变换 22

2.2.3 卷积与相关 24

2.2.4 能量谱、功率谱及帕氏定理 25

2.3 希尔伯特变换 26

2.3.1 希氏变换 26

2.3.2 希氏变换的主要性质 27

2.3.3 预包络 28

2.4 随机变量的统计特征 28

2.4.1 概率的公理概念和运算 29

2.4.2 随机变量 31

2.4.3 随机变量的统计特征 32

2.4.4 常用的随机变量类型 34

2.4.5 随机变量统计平均 35

2.4.6 随机变量的变换 35

2.4.7 二维随机变量及其统计特征 36

2.4.8 二维高斯随机变量的统计特征 38

2.5.1 随机过程的概念和定义 39

2.5 随机过程 39

2.5.2 随机信号的统计特征和平稳随机过程 40

2.5.3 关于不相关、正交和统计独立的讨论 45

2.5.4 遍历性平稳随机过程 46

2.5.5 随机信号的功率谱 47

2.6 随机信号通过系统的分析 49

2.6.1 平稳随机信号通过线性系统 50

2.6.2 随机信号进入乘法器 51

2.7 高斯型随机过程 53

2.7.1 信道干扰与噪声 53

2.7.2 高斯型白噪声 53

2.7.3 热噪声 54

2.7.4 限带高斯白噪声 55

2.8 窄带高斯噪声 57

2.8.1 窄带高斯噪声的统计特征 57

2.8.2 高频载波加窄带高斯噪声 61

2.9 本章小结 63

2.10 复习与思考 63

2.11 习题 64

2.11.1 傅里叶变换及信号分析 64

2.11.2 概率与随机变量 65

2.11.3 二维随机变量 65

2.11.4 随机过程统计特征 66

2.11.5 随机信号与高斯噪声通过系统 67

2.11.6 两个随机过程的统计关系 68

第3章 模拟调制系统 69

3.1 调制的功能和分类 69

3.1.1 调制功能 69

3.1.2 调制的分类 70

3.2 调幅与双边带调制 71

3.2.1 调幅波时域波形 71

3.2.2 调幅波的频谱 72

3.2.4 双边带（调幅） 73

3.2.3 调幅信号的功率分配 73

3.3 单边带与残留边带调制 74

3.3.1 单边带信号的产生 74

3.3.2 残留边带（调幅） 77

3.4 线性调制的系统模型和解调 78

3.4.1 线性调制的通用模型 78

3.4.2 相干解调与非相干解调 79

3.5 线性调制系统的噪声性能分析 82

3.5.1 相干接收系统信噪比计算 82

3.5.2 信噪比得益G与比较 83

3.6.1 角度调制概念 86

3.5.3 AM信号包络解调性能 86

3.6 非线性调制 86

3.6.2 单音调角 88

3.7 窄带调角 89

3.7.1 窄带调频信号分析 90

3.7.2 窄带调相 91

3.8 宽带调角 91

3.8.1 WBFM时-频域特征 92

3.8.2 Jn（β）性质与FM信号频谱特征 93

3.8.3 调频信号有关参数分析 94

3.8.4 宽带调相的特点 95

3.9.1 窄带调角的相干解调及性能分析 96

3.9 调角波的解调及性能分析 96

3.9.2 角度调制的非相干解调与性能分析 99

3.9.3 FM门限效应 104

3.10 本章小结 106

3.11 复习与思考 107

3.12 习题 108

3.12.1 线性调制已调信号分析 108

3.12.2 解调与性能分析 110

3.12.3 调频信号分析 111

3.12.4 鉴频与性能分析 112

3.12.6 综合性题目 113

3.12.5 调相信号与解调性能 113

4.1 模拟信号数字化概述 115

第4章 模拟信号编码传输 115

4.2 抽样与脉冲模拟调制 116

4.2.1 低通信号抽样定理 116

4.2.2 模拟信号脉冲调制 119

4.3 量化与编码 120

4.3.1 量化与编码概念 120

4.3.2 编码技术概要 122

4.3.3 线性（均匀）量化与量化信噪比 124

4.4.1 非均匀量化 127

4.4 数字语音PCM 127

4.4.2 A律／13折线的PCM编码 129

4.4.3 PCM传输格式 131

4.5 差分脉码调制 135

4.5.1 预测编码概述 135

4.5.2 DPCM系统分析 136

4.6 增量调制 138

4.6.1 增量调制基本特点 138

4.6.2 过载特性 140

4.6.3 改进型DM 141

4.6.4 关于DM系统量化噪声 143

4.7 自适应差分脉码调制 144

4.8 自适应子带编码 146

4.9 本章小结 147

4.10 复习与思考 148

4.11 习题 149

4.11.1 线性量化PCM 149

4.11.2 非均匀量化PCM 151

4.11.3 预测编码 152

5.1 数字基带信号的特点 153

5.1.1 码型选择 153

第5章 数字信号基带传输 153

5.1.2 常用码型及其特点 154

5.2 数字基带信号功率谱 157

5.2.1 数字基带信号分析 157

5.2.2 功率谱计算 158

5.2.3 基带功率谱特征 159

5.3 符号间干扰 160

5.4 无失真数字基带传输——奈奎斯特第一准则 162

5.4.1 奈奎斯特准则的充要条件 162

5.4.2 奈奎斯特理想信道传输 164

5.4.3 升余弦频谱 165

5.5.1 双二进制信号——第Ⅰ类部分响应 167

5.4.4 接收定时抖动的影响 167

5.5 相关电平编码——奈奎斯特第二准则 167

5.5.2 修正的双二进制信号 170

5.5.3 相关电平编码的推广 172

5.6 波形成形的数字技术 173

5.7 信道均衡 174

5.7.1 均衡概念 174

5.7.2 抽头-延迟线均衡 175

5.7.3 自适应均衡 177

5.8 数字信号基带传输误码性能分析 178

5.9 眼图 180

5.9.2 眼图包括的主要参量 181

5.9.1 眼图的构成 181

5.10 本章小结 182

5.11 复习与思考 183

5.12 习题 184

5.12.1 码型与功率谱 184

5.12.2 奈氏准则及其实现 185

5.12.3 均衡 186

5.12.4 误码性能 187

6.2.1 ASK信号分析 188

6.2 二元幅移键控 188

6.1 数字频带调制概述 188

第6章 数字信号的频带传输 188

6.2.2 ASK信号相干接收 190

6.2.3 非相干ASK解调抗噪声性能分析 192

6.3 二元频移键控 193

6.3.1 相位不连续的频移键控信号 193

6.3.2 FSK信号的解调及抗噪声性能 196

6.3.3 连续相位频移键控信号 198

6.4 二元相移键控 200

6.4.1 二元相移键控的构成 200

6.4.2 PSK相干解调及抗噪声性能 201

6.4.3 相对（差分）相移键控 202

6.5 多元数字调幅与调频 208

6.5.1 多元数字调幅 209

6.5.2 多元数字调频 213

6.6 多元数字调相 215

6.6.1 MPSK信号表示法 215

6.6.2 多元调相信号空间特征与噪声性能 218

6.7 本章小结 224

6.8 复习与思考 225

6.9 习题 225

6.9.1 二元调制 225

6.9.2 多元调制 229

第7章 数字信号的最佳接收 231

7.1 最佳接收准则 231

7.1.1 最大输出信噪比准则 231

7.1.2 最小均方误差准则 232

7.1.3 最大后验概率准则 232

7.2 利用匹配滤波器的最佳接收 232

7.2.1 匹配滤波器的设计 232

7.2.2 匹配滤波器输出信号分析 234

7.2.3 匹配滤波器的实现 235

7.2.4 匹配滤波器的性质 237

7.2.5 匹配滤波器接收误码性能分析 238

7.2.6 匹配滤波器的应用 239

7.3 数字信号载波传输的最佳接收 242

7.3.1 未知相位信号的最佳接收 242

7.3.2 相关接收 244

7.4 理想接收机模型 246

7.5 最佳接收误码率统计分析 248

7.5.1 三种最佳接收机统一性及条件 248

7.5.2 误比特率分析计算 249

7.5.3 各种调制方式的系统误比特率 251

7.5.4 最佳接收与相干接收的比较 253

7.6 本章小结 254

7.7 复习与思考 255

7.8 习题 256

7.8.1 匹配滤波器接收 256

7.8.2 相关接收 258

第8章 信道编码 260

8.1 差错控制概述 260

8.1.1 二元对称信道和错误式样 260

8.1.2 差错控制分类 262

8.1.3 常用检错码 262

8.1.4 差错控制定理 263

8.2 线性分组码 264

8.2.1 概念与思路 265

8.2.2 （n,k）线性分组码的构成 265

8.2.3 伴随式解码 269

8.2.4 汉明界 270

8.2.5 汉明码及其扩展 270

8.2.6 完备码 271

8.2.7 分组码的对偶码 271

8.3 （n,k）循环码 272

8.3.1 码多项式表示及其运算 272

8.3.2 （n,k）循环码的特点 273

8.3.3 循环码编码步骤 274

8.3.4 循环码的对偶码和缩短码 275

8.3.5 伴随式纠错解码 275

8.4 几种重要的循环码 276

8.4.1 CRC码 276

8.4.2 BCH码 277

8.4.3 R-S码 277

8.5 卷积码 278

8.5.1 卷积码特征 278

8.5.2 卷积码数学描述 278

8.5.3 卷积码图示表示法 279

8.5.4 卷积码维特比解码 282

8.6 复合编码 284

8.6.1 链接码 284

8.6.2 交织码和乘积码 286

8.6.3 Turbo码 288

8.7 本章小结 290

8.8 复习与思考 291

8.9 习题 291

8.9.1 差错控制概念 291

8.9.2 （n,k）分组码 292

8.9.3 循环码特性 293

8.9.4 卷积码 294

8.9.5 复合编码 296

第9章 常用的现代调制技术 297

9.1 正交调幅 297

9.1.1 QAM信号的基本构成特点 297

9.1.2 MQAM信号相关接收与抗噪声性能 301

9.1.3 MQAM与MPSK性能比较 303

9.2 改进型QPSK 304

9.2.1 OQPSK 305

9.2.2 IJF-OQPSK 305

9.2.3 ？偏移QPSK 306

9.3 最小频移键控 308

9.3.1 MSK信号空间 309

9.3.2 MSK信号的最佳接收与性能特征 312

9.3.3 改进型MSK 314

9.4 扩频调制 318

9.4.1 扩频特点及分类 318

9.4.2 m序列 318

9.4.3 直接序列扩频 320

9.4.4 干扰容限Jm 322

9.4.5 跳频扩频概述 322

9.5.1 一体化编码调制基本思路 324

9.5 网格编码调制 324

9.5.2 TCM信号的构成 325

9.5.3 TCM信号解码 330

9.5.4 TCM-8VSB模式 330

9.6 正交频分复用（OFDM） 332

9.6.1 多载波和OFDM基本概念 332

9.6.2 OFDM技术实施 333

9.6.3 OFDM典型应用示例 336

9.7 本章小结 339

9.8 复习与思考 340

9.9.1 QAM与MSK 341

9.9 习题 341

9.9.2 扩频调制 343

9.9.3 TCM和OFDM 344

第10章 多用户通信 346

10.1 多用户通信概述 346

10.1.1 多用户通信及其分类 346

10.1.2 通信资源的分配方式 347

10.2 频分多址和时分多址 348

10.2.1 频分复用／多址（FDM/FDMA） 348

10.2.2 时分复用／多址（TDM/TDMA） 350

10.3.1 CDMA概述 353

10.3 码分多址（CDMA） 353

10.3.2 CDMA分类 354

10.3.3 CDMA系统的干扰问题 355

10.4 局域网中的多址技术 359

10.4.1 ALOHA 359

10.4.2 载波侦听多址网（CSMA） 362

10.4.3 接入控制的预定方式 363

10.5 其他多址技术 365

10.5.1 空分与极优多址 365

10.5.2 光接入系统中的多址技术 365

10.6.1 直线传播与损耗 367

10.6 无线多址系统中的电波传播和多径衰落 367

10.6.2 多径传播与衰落 368

10.6.3 多径衰落信道相关带宽和时间 369

10.6.4 衰落信道的统计特征 371

10.7 多径衰落信道的分集接收技术 372

10.7.1 分集技术概述 372

10.7.2 分集技术分类 372

10.7.3 分集合并技术 373

10.7.4 Rake接收 374

10.8 移动无线通信中的多址技术 374

10.8.1 数字移动无线通信概述 375

10.8.2 GSM系统中的多址技术 376

10.8.3 IS-54和IS-95多址技术特点 379

10.8.4 第三代移动通信的宽带CDMA技术 380

10.8.5 CDMA蜂窝小区的用户数估算 382

10.9 多址系统的容量估算 383

10.9.1 信道容量 383

10.9.2 FDMA和TDMA系统容量分析 384

10.9.3 CDMA系统容量 385

10.10 本章小结 386

10.11 复习与思考 387

10.12.1 多用户／多址 388

10.12 习题 388

10.12.2 GSM-TDMA 389

10.12.3 CDMA 389

10.12.4 传输损耗和多径衰落 390

附录A 概率积分函数表、误差函数表 391

A.1 概率积分函数表 391

A.2 误差函数表 392

A.3 三角函数恒等式 393

附录B 英文缩写词 394

习题答案 399

致谢 407

参考文献 408