高等学校教材 现代通信原理 第3版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 通信技术的发展和展望 1

1.2 信息、信息量与信道容量公式 3

1.2.1 消息、信号与信息 3

1.2.2 信息量 3

1.2.3 平均信息量 4

1.3 通信系统模型 6

1.3.1 通信系统一般模型 6

1.3.2 通信系统的分类 7

1.3.3 模拟通信系统与数字通信系统 8

1.4 通信系统的主要性能指标 9

1.4.1 有效性 9

1.4.2 可靠性 10

1.5 香农信道容量公式 11

习题 13

第2章 确定信号分析 15

2.1 信号的正交展开与频谱分析 15

2.1.1 信号的正交展开 15

2.1.2 信号的频谱分析 17

2.2 能量信号与功率信号 19

2.2.1 能量信号与能量谱密度函数 19

2.2.2 功率信号与功率谱密度函数 20

2.3 相关函数与功率谱密度函数 22

2.3.1 能量信号的相关函数 22

2.3.2 能量信号的相关定理 24

2.3.3 功率信号的相关函数 25

2.4 窄带系统与窄带信号分析 27

2.4.1 一般方法——傅里叶逆变换法 28

2.4.2 解析法——等效低通网络函数法 28

2.5 信号带宽 29

2.6 复数信号与时域希尔伯特（Hilbert）变换 30

2.6.1 复数信号的定义 31

2.6.2 复数信号的实部与虚部及希尔伯特变换 32

2.6.3 实时间信号的复指数表示与解析信号表示 33

2.6.4 窄带实时间信号自相关函数的复数化求解 35

习题 36

第3章 随机信号与噪声分析 42

3.1 随机过程的基本概念 42

3.2 随机过程的统计描述 44

3.2.1 随机过程的分布函数与概率密度函数 44

3.2.2 随机过程的数字特征 45

3.3 平稳随机过程 48

3.3.1 平稳随机过程的定义及其含义 48

3.3.2 平稳随机过程的一维与二维概率密度函数 48

3.3.3 平稳随机过程的数字特征 49

3.3.4 平稳随机过程自相关函数的性质 49

3.3.5 平稳随机过程的各态历经性（遍历性） 50

3.4 维纳-欣钦定理 51

3.5 两个随机过程之间的统计联系 54

3.5.1 联合分布函数与联合概率密度函数 54

3.5.2 互相关函数 55

3.5.3 互谱密度函数 56

3.6 正态随机过程 56

3.6.1 正态随机过程的定义 56

3.6.2 正态随机过程的性质 57

3.7 平稳随机过程通过线性系统 58

3.8 白噪声、散弹噪声与热噪声 61

3.9 窄带噪声 64

3.9.1 窄带噪声的波形特征 65

3.9.2 同相分量与正交分量的统计特性 66

3.9.3 包络与相位的统计特性 68

3.10 正弦波加窄带高斯噪声的统计特性 70

习题 73

第4章 信号设计导论 78

4.1 信号与信号设计 78

4.1.1 信号设计的基本概念 78

4.1.2 信号设计的基本原则 79

4.2 匹配滤波器 80

4.2.1 匹配滤波器的传输函数 80

4.2.2 匹配滤波器的输出响应 83

4.2.3 输入为非白噪声时匹配滤波器的传输特性 86

4.3 信号单元的相关函数 87

4.3.1 信号单元 87

4.3.2 波形信号单元的相关函数 88

4.3.3 序列信号单元的相关函数 89

4.4 鸟声信号单元 91

4.4.1 鸟声信号的时域表示 91

4.4.2 鸟声信号的频谱 92

4.4.3 鸟声信号单元的自相关函数 93

4.5 巴克（Barker）序列 95

4.5.1 巴克序列及其自相关函数 95

4.5.2 巴克序列的演变 96

4.5.3 巴克序列的检测问题 97

4.6 m序列信号单元 99

4.6.1 m序列的产生 100

4.6.2 特征多项式与序列多项式 102

4.6.3 m序列的产生条件 104

4.6.4 m序列信号单元的性质 106

4.6.5 Gold序列 113

4.6.6 非线性反馈移位寄存器序列——M序列 115

4.6.7 m序列的应用 116

习题 121

第5章 模拟调制系统 124

5.1 引言 124

5.2 幅度调制系统 125

5.2.1 标准幅度调制（AM） 125

5.2.2 抑制载波双边带调制（DSB） 130

5.2.3 单边带调制（SSB） 132

5.2.4 残留边带调制（VSB） 135

5.3 幅度调制系统的一般模型 137

5.3.1 幅度调制信号产生的一般模型 137

5.3.2 幅度调制信号解调的一般模型 143

5.4 幅度调制系统的抗噪声性能 145

5.4.1 通信系统抗噪声性能的分析模型 145

5.4.2 幅度调制系统同步解调时的抗噪声性能 146

5.4.3 幅度调制系统包络解调时的抗噪声性能 150

5.5 角度调制系统 152

5.5.1 角度调制的基本概念 152

5.5.2 相位调制（PM） 152

5.5.3 频率调制（FM） 153

5.5.4 调频信号频谱分析与卡森（Carson）带宽 155

5.6 调频信号的产生与解调 159

5.6.1 调频信号的产生 159

5.6.2 调频信号的解调 159

5.7 调频系统的抗噪声性能 160

5.7.1 窄带调频系统的抗噪声性能 160

5.7.2 宽带调频系统的抗噪声性能 163

5.8 加重措施对噪声特性的改善 167

5.9 频分复用（FDM） 169

习题 170

第6章 信源编码 176

6.1 离散无记忆信源（DMS）编码 176

6.1.1 等长编码 177

6.1.2 不等长编码 177

6.2 抽样定理 179

6.2.1 低通信号的抽样定理 179

6.2.2 自然抽样 182

6.2.3 平顶抽样 183

6.2.4 带通信号的抽样定理 184

6.3 脉冲模拟调制 186

6.4 脉冲编码调制（PCM） 187

6.4.1 PCM基本原理 187

6.4.2 均匀量化与量化噪声 187

6.4.3 压扩原理与非均匀量化 189

6.4.4 PCM编码 193

6.4.5 PCM译码 198

6.5 PCM信号的时分复用 199

6.5.1 时分复用（TDM）原理 199

6.5.2 PCM基群帧结构与高次群 200

6.5.3 PCM信号的带宽 202

6.5.4 时分复用（TDM）与频分复用（FDM）的比较 202

6.6 PCM系统的抗噪声性能 203

6.6.1 量化噪声的影响 203

6.6.2 误码对输出信号的影响 203

6.7 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM） 204

6.8 增量编码调制（DM或△M） 206

6.8.1 △M的基本原理 206

6.8.2 量化噪声与过载噪声 207

6.8.3 增量编码调制系统的抗噪声性能 209

6.8.4 增量总和（△-∑）调制与自适应数字压扩增量调制 211

6.9 PCM系统与△M系统的比较 216

6.10 语音和图像信号的压缩编码 217

6.10.1 语音压缩编码 217

6.10.2 图像压缩编码 219

习题 219

第7章 数字基带传输系统 224

7.1 引言 224

7.2 数字基带信号 225

7.2.1 数字基带信号的要求 225

7.2.2 数字基带信号的波形 225

7.2.3 常用的基带传输码型 228

7.3 数字基带信号的功率谱 230

7.4 无码间串扰传输系统与奈奎斯特（Nyquist）准则 233

7.4.1 基带系统传输特性与码间串扰 233

7.4.2 无码间串扰系统特性 234

7.4.3 奈奎斯特第一准则 235

7.4.4 无码间串扰的滚降系统特性 236

7.5 部分响应系统 238

7.5.1 余弦谱传输特性 239

7.5.2 正弦谱传输特性 240

7.5.3 部分响应系统 241

7.6 基带系统的最佳化 242

7.6.1 理想信道下的最佳基带系统 243

7.6.2 非理想信道下的最佳基带系统 243

7.7 基带系统的抗噪声性能 245

7.7.1 理想系统的抗噪声性能 245

7.7.2 最佳基带系统的抗噪声性能 246

7.8 均衡器原理 248

7.8.1 频域均衡 248

7.8.2 时域均衡 250

7.9 眼图 254

习题 256

第8章 数字载波传输系统 261

8.1 引言 261

8.2 二进制数字调制信号及其功率谱 261

8.2.1 2ASK信号 262

8.2.2 2FSK信号 264

8.2.3 2PSK与2DPSK信号 266

8.3 二进制数字调制系统的性能分析 269

8.3.1 2ASK系统的抗噪声性能 269

8.3.2 2FSK系统的抗噪声性能 272

8.3.3 2PSK与2DPSK系统抗噪声性能 275

8.4 各种数字调制系统的性能比较 279

8.5 数字信号的最佳接收 280

8.5.1 数字信号接收的统计描述 280

8.5.2 最佳接收机结构 282

8.5.3 二进制最佳接收机性能分析 285

8.6 多进制数字调制系统 288

8.6.1 多进制幅移键控（MASK） 289

8.6.2 多进制频移键控（MFSK） 290

8.6.3 多进制相移键控（MPSK） 291

习题 296

第9章 改进型数字调制系统 300

9.1 引言 300

9.2 正交幅度调制（QAM） 301

9.2.1 QAM信号表示与星座图 301

9.2.2 QAM调制和解调 303

9.3 连续相位频移键控（CPFSK） 305

9.3.1 CPFSK基本原理 305

9.3.2 最小频移键控（MSK） 306

9.3.3 平滑调频（TFM） 309

9.4 高斯最小频移键控（GMSK） 310

9.5 正交频分复用（OFDM） 311

9.5.1 OFDM基本原理 311

9.5.2 OFDM的实现 314

9.5.3 OFDM信号的矩阵表示 315

9.5.4 OFDM的特点和应用 317

习题 318

第10章 差错控制编码 320

10.1 差错控制编码的基本原理 320

10.1.1 引起误码的原因与降低误码的常用方法 320

10.1.2 差错控制编码的基本方法与差错控制方式 321

10.1.3 有扰信道的编码定理 323

10.1.4 重复编码的例子 324

10.1.5 码间距离d及检错纠错能力 325

10.2 常用的简单编码 328

10.2.1 奇偶监督码 328

10.2.2 二维奇偶监督码 328

10.2.3 恒比码 329

10.3 线性分组码 330

10.3.1 线性分组码的概念 330

10.3.2 线性分组码的构成与监督矩阵 331

10.3.3 线性分组码的生成矩阵 333

10.3.4 线性分组码的伴随式与检错纠错能力 335

10.3.5 汉明码 336

10.4 循环码 337

10.4.1 循环码的基本概念与码多项式 337

10.4.2 循环码的生成多项式与生成矩阵 339

10.4.3 循环码的编码与解码 341

10.4.4 BCH码 344

10.4.5 CRC码 345

10.5 交织编码 346

10.5.1 交织编码的基本原理 346

10.5.2 交织编码的方法与性能 346

10.6 卷积码 347

10.6.1 卷积码 347

10.6.2 网格编码调制（TCM） 353

10.6.3 Turbo码 356

习题 359

第11章 同步原理 363

11.1 同步的基本概念 363

11.2 锁相环（PLL）的基本工作原理 364

11.2.1 模拟锁相环 364

11.2.2 数字锁相环 368

11.3 载波同步 373

11.3.1 插入导频法 373

11.3.2 直接提取载波法 374

11.3.3 载波同步的性能与相位误差对解调信号的影响 378

11.4 码元同步 379

11.4.1 插入导频法 379

11.4.2 直接提取位同步法 380

11.4.3 位同步相位误差对性能的影响 382

11.5 群（帧）同步 383

11.5.1 起止式同步法 383

11.5.2 连贯插入特殊码字同步法 383

11.5.3 间隔式插入同步码法 385

11.5.4 群同步系统的性能 385

11.5.5 关于自群同步简介 386

11.6 数字通信网的网同步 387

11.6.1 主从同步方式 388

11.6.2 相互同步方式 388

11.6.3 独立时钟的同步方式 389

习题 391

第12章 通信网 393

12.1 通信网的基本原理 393

12.1.1 通信网的概念 393

12.1.2 通信网的基本要求 395

12.1.3 通信网的交换方式 396

12.1.4 通信网的约定 398

12.1.5 多址接入 400

12.2 通信网的基本结构 401

12.2.1 通信网的拓扑结构 401

12.2.2 通信网的类型 403

12.2.3 通信网的网络体系结构 404

12.3 数据通信网 405

12.3.1 概述 405

12.3.2 利用普通公用电话网进行数据通信 407

12.3.3 分组交换网 409

12.3.4 数字数据网（DDN） 412

12.4 综合业务数字网（ISDN）简介 415

12.4.1 ISDN的概念 415

12.4.2 ISDN的网络功能体系结构 416

12.5 卫星及移动通信网络 417

12.5.1 蜂窝移动通信网 417

12.5.2 卫星移动通信网 421

习题 422

附录 424

附录A 傅里叶变换的性质与常用傅氏变换对 424

附录B 误差函数表 427

附录C 英文缩略词 430

部分习题答案 434

参考文献 435