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第1章 绪论 1

1.1 通信与通信系统 1

1.1.1 通信的基本含义 1

1.1.2 通信系统模型 2

1.1.3 模拟通信、数字通信和数据通信 3

1.2 通信系统分类与通信方式 6

1.2.1 通信系统的分类 6

1.2.2 通信方式 8

1.3 信息及其度量 10

1.4 信道和噪声 11

1.4.1 信道分类 11

1.4.2 有线信道与无线信道 11

1.4.3 信道模型 15

1.4.4 恒参信道与变参信道特征 17

1.4.5 信道中的噪声 18

1.4.6 信道容量的概念 19

1.5 通信系统的主要性能指标 23

1.5.1 通信系统的有效性 23

1.5.2 通信系统的可靠性 24

1.5.3 频带利用率和功率利用率 25

1.6 通信发展简史 26

1.7 小结 27

1.8 思考题 28

1.9 习题 28

第2章 信号与噪声分析 30

2.1 信号表示法 30

2.2 信号频谱分析概述 31

2.2.1 傅里叶级数 32

2.2.2 傅里叶变换 33

2.2.3 卷积与相关 35

2.2.4 能量谱、功率谱及帕氏定理 36

2.3 随机变量的统计特征 38

2.3.1 随机变量 38

2.3.2 随机变量的统计特征 39

2.3.3 随机变量的数字特征 41

2.3.4 常用的随机变量类型 42

2.4 随机过程 44

2.4.1 随机过程的概念和定义 44

2.4.2 随机信号的统计特征 45

2.4.3 平稳随机过程 47

2.4.4 自相关函数性质和重要关系式 48

2.4.5 平稳随机过程的功率谱 50

2.5 遍历性平稳随机过程 51

2.6 关于不相关、正交和统计独立的讨论 52

2.6.1 三种统计特征的概念 52

2.6.2 统计独立与不相关 52

2.7 平稳随机信号通过线性系统 53

2.7.1 响应信号的均值 53

2.6.3 不相关与正交以及不独立的关系 53

2.7.2 响应信号的自相关函数及功率谱 54

2.8 高斯型随机过程 55

2.8.1 信道干扰与噪声 55

2.8.2 高斯型白噪声 55

2.8.3 热噪声 56

2.8.4 限带高斯白噪声 57

2.9 窄带高斯噪声 58

2.9.1 窄带高斯噪声的统计特征 58

2.9.2 高频载波加窄带高斯噪声 60

2.9.3 高斯过程与高斯白噪声特征的描述 61

2.10 小结 62

2.11 思考题 62

2.12 习题 63

2.13 仿真实验题——随机过程仿真 68

第3章 连续波调制系统 70

3.1 调制的功能和分类 70

3.1.1 调制的功能 71

3.1.2 调制的分类 71

3.2 幅度调制（线性调制） 72

3.2.1 调幅（AM） 73

3.2.2 抑制载波双边带调幅（DSB） 77

3.2.3 单边带调幅（SSB） 78

3.2.4 残留边带调幅（VSB） 81

3.3 调幅信号的解调 83

3.3.1 调幅信号的相干解调 83

3.3.2 调幅信号的非相干解调 84

3.4 本地载波同步的方法 86

3.5 线性调制系统的抗噪声性能 88

3.5.1 线性调制相干解调的抗噪声性能 88

3.5.2 AM信号包络检波的抗噪声性能 91

3.6 角度调制（非线性调制） 94

3.6.1 角度调制的基本概念 94

3.6.2 窄带角度调制 96

3.6.3 宽带角调 98

3.6.4 角调波的产生和解调 101

3.7 角调系统的抗噪声性能 106

3.7.1 窄带角调相干解调的抗噪声性能 106

3.7.2 宽带角调非相干解调的抗噪声性能 108

3.7.3 调频（FM）的门限效应 111

3.7.4 调频中的预加重和去加重 114

3.8 频分复用（FDM）技术 115

3.9 小结 117

3.10 思考题 119

3.11 习题 120

3.12 仿真实验题——模拟调制仿真 125

第4章 模拟信号的数字传输 128

4.1 抽样定理 128

4.1.1 低通信号的抽样定理 128

4.1.2 带通信号的抽样 132

4.1.3 模拟脉冲调制 133

4.2 脉冲编码调制（PCM） 134

4.2.1 脉码调制的基本原理 135

4.2.2 量化 137

4.2.3 压缩与扩张 139

4.2.4 编码 144

4.2.5 逐次比较型编译码原理 146

4.2.6 二进制PCM系统的抗噪声性能 149

4.3 差分脉码调制（DPCM） 150

4.3.1 预测编码的概念 150

4.3.2 DPCM基本原理 151

4.3.3 DPCM性能评价 152

4.4 增量调制（△M或DM） 153

4.4.1 △M基本特点 153

4.4.2 △M与PCM系统的比较 156

4.5 自适应差值脉码调制（ADPCM） 158

4.6 时分复用与复接 159

4.6.1 时分复用（TDM）原理 159

4.6.2 准同步数字系列（PDH） 162

4.6.3 同步数字系列（SDH） 167

4.7 小结 170

4.8 思考题 171

4.9 习题 172

4.10 仿真实验题——PCM系统计算机仿真 175

第5章 数字信号的基带传输 179

5.1 概述 179

5.2 数字基带信号的常用码型 180

5.3 数字基带信号的功率谱分析 188

5.4.1 基带传输系统模型和码间串扰的概念 191

5.4 无码间串扰的基带传输特性 191

5.4.2 无码间串扰的条件——奈奎斯特第一准则 192

5.5 部分响应传输系统——奈奎斯特第二准则 196

5.5.1 第Ⅰ类部分响应波形 197

5.5.2 部分响应的一般形式 199

5.6 无码间串扰基带传输系统的抗噪声性能 201

5.7 眼图 203

5.8 信道均衡 204

5.8.1 时域均衡原理 205

5.8.2 时域均衡器的实现 206

5.9.1 位同步 208

5.9 定时同步的基本方法 208

5.9.2 帧同步 212

5.10 小结 213

5.11 思考题 214

5.12 习题 214

5.13 仿真实验题——基带数字传输的仿真 217

第6章 数字信号的频带传输 220

6.1 概述 220

6.2.1 二进制振幅键控（2ASK） 221

6.2 二进制数字调制原理 221

6.2.2 二进制频移键控（2FSK） 223

6.2.3 二进制相移键控（2PSK） 228

6.2.4 二进制差分相移键控（2DPSK） 230

6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能 232

6.3.1 非相干解调系统的抗噪声性能 232

6.3.2 相干解调系统的抗噪声性能 235

6.3.3 二进制数字调制系统的性能指标 238

6.4 多进制数字调制系统 239

6.4.1 概述 239

6.4.2 多进制振幅键控（MASK） 240

6.4.3 多进制频移键控（MFSK） 242

6.4.4 多进制相移键控（MPSK） 243

6.4.5 多进制差分相移键控（MDPSK） 248

6.4.6 多进制数字调制系统的抗噪声性能 250

6.5 小结 251

6.6 思考题 252

6.7 习题 253

6.8 仿真实验题——多元数字调制系统性能仿真 254

7.1 正交调幅（QAM） 258

第7章 现代数字调制技术 258

7.1.1 多进制正交调幅（MQAM） 259

7.1.2 无载波振幅／相位调制（CAP） 261

7.2 改进型QPSK 263

7.2.1 交错正交相移键控（OQPSK） 264

7.2.2 π/4差分正交相移键控（π/4DQPSK） 265

7.3 最小频移键控（MSK） 267

7.4 高斯最小频移键控（GMSK） 269

7.5 正交频分复用（OFDM） 271

7.5.1 概述 271

7.5.2 OFDM系统的优缺点 272

7.5.3 OFDM系统的基本原理 273

7.5.4 OFDM系统的应用 276

7.6 扩频调制 277

7.6.1 概述 277

7.6.2 直接序列扩频 282

7.6.3 跳频扩频 284

7.6.4 扩频码序列 286

7.6.5 扩频码的同步 291

7.7 数字调制应用举例——调制解调器 292

7.8 小结 295

7.9 思考题 295

7.10 习题 296

7.11 仿真实验题——幅相调制仿真 297

第8章 数字信号的最佳接收 300

8.1 最佳接收准则 300

8.1.1 最大输出信噪比准则 301

8.1.2 最小均方误差准则 301

8.1.3 最大后验概率或最大似然判决准则 301

8.2.1 匹配滤波器的设计 302

8.2 利用匹配滤波器的最佳接收 302

8.2.2 匹配滤波器输出信号分析 304

8.2.3 匹配滤波器的实现 305

8.2.4 匹配滤波器接收误码性能分析 307

8.3 数字信号载波传输的最佳接收 308

8.3.1 未知相位信号的最佳接收 309

8.3.2 相关接收 311

8.4 理想接收机模型 314

8.4.1 理想接收机数学模型分析 314

8.4.2 与相关接收的等效性分析 315

8.5 最佳接收误码率统计分析 316

8.5.1 几种最佳接收的统一性及条件 316

8.5.2 误比特率分析计算 317

8.5.3 各种调制方式的系统误比特率 319

8.5.4 最佳接收与相干接收的比较 321

8.6 小结 321

8.7 思考题 322

8.8 习题 323

8.9 仿真实验题——数字信号最佳接收仿真 326

9.1 多用户信道的分类 328

第9章 多用户通信 328

9.1.1 多址接入信道 329

9.1.2 广播信道 329

9.1.3 中继信道 330

9.1.4 干扰信道 331

9.1.5 多用户通信网 331

9.1.6 具有反馈的信道 331

9.2 多址技术 332

9.2.1 概述 332

9.2.2 几种基本多址方式的原理和特点 333

9.2.3 卫星通信中的多址技术 336

9.2.4 蜂窝移动通信中的多址技术 343

9.2.5 局域网中的多址技术 345

9.2.6 光纤接入网中的多址技术 347

9.3 无线接入信道中的衰落与多径传播 350

9.3.1 概述 350

9.3.2 多径衰落 351

9.3.3 多径时延和时延扩展 353

9.3.4 相关带宽 355

9.3.5 多普勒频移和相关时间 356

9.4.1 分集接收的基本概念与分类 357

9.4 分集技术与RAKE接收 357

9.4.2 分集合并技术 359

9.4.3 RAKE接收技术 359

9.5 智能天线技术 360

9.6 小结 362

9.7 思考题 363

9.8 习题 364

9.9 仿真实验题——伪随机码的产生与分析仿真 365

10.1.1 信息的含义与特征 369

10.1 信息的度量 369

第10章 信息论基础 369

10.1.2 离散事件的自信息 370

10.1.3 离散事件之间的互信息 371

10.1.4 离散信源的熵 372

10.1.5 离散集合之间的平均互信息 374

10.1.6 连续信息的度量 374

10.2 无失真信源编码 377

10.2.1 概述 378

10.2.2 分组码 379

10.2.3 变长码信源编码定理 380

10.2.4 二元Huffman编码 382

10.3 信道容量与有噪信道编码 383

10.3.1 离散信道 383

10.3.2 离散无记忆信道容量 385

10.3.3 有噪信道编码 387

10.3.4 AWGN信道容量 388

10.4 限失真信源编码 390

10.4.1 信息率失真函数 390

10.4.2 限失真信源编码定理 392

10.4.3 有损数据压缩技术简介 394

10.5 小结 396

10.6 思考题 397

10.7 习题 398

10.8 仿真实验题——信源编码仿真 400

第11章 信道编码 403

11.1 差错控制概述 403

11.1.1 二元对称信道和错误式样 403

11.1.2 差错控制分类 404

11.1.3 常用检错码 405

11.1.4 差错控制定理 407

11.2.1 概念与思路 408

11.2 线性分组码 408

11.2.2 （n,k）线性分组码的构成 409

11.2.3 伴随式解码 412

11.2.4 汉明界 413

11.2.5 汉明码及其扩展 414

11.2.6 完备码 415

11.2.7 分组码的对偶码 415

11.3.1 码字的多项式表示及其运算 416

11.3 （n,k）循环码 416

11.3.2 （n,k）循环码的特点 417

11.3.3 循环码编码步骤 418

11.3.4 循环码的对偶码和缩短码 419

11.3.5 伴随式纠错解码 420

11.4 三种重要的循环码 421

11.4.1 CRC码 421

11.4.2 BCH码 422

11.5 卷积码 423

11.5.1 卷积码特征 423

11.4.3 R-S码 423

11.5.2 卷积码数学描述 424

11.5.3 卷积码图示表示法 425

11.5.4 卷积码维特比解码 428

11.6 复合编码 431

11.6.1 链接码 431

11.6.2 交织码和乘积码 433

11.6.3 Turbo码 436

11.7 网格编码调制 437

11.7.1 TCM基本特点 437

11.8 小结 439

11.7.2 TCM抗干扰性能分析 439

11.9 思考题 441

11.10 习题 441

11.11 仿真实验题——信道容量仿真 444

附录A 常用三角公式 447

附录B 贝塞尔函数表Jn（β） 448

附录C Q函数和误差函数表 449

英文缩略词英汉对照表 452

部分习题答案 457

参考文献 465