通信原理 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 通信的基本概念 2

1.2 历史回顾 4

1.3 消息与信源 6

1.3.1 数字信源与模拟信源 6

1.3.2 随机信号与确定信号 9

1.3.3 信息及其度量 10

1.3.4 常见的消息类型 12

1.4 信道 14

1.4.1 信道的影响 14

1.4.2 加性噪声信道模型 15

1.4.3 常用信道 16

1.5 频带与电波传播 18

1.5.1 频带的名称 19

1.5.2 无线电波的传播 19

1.5.3 无线频谱及其管理 22

1.5.4 频分复用 22

1.6 数字与模拟通信系统 23

1.6.1 模拟通信系统 23

1.6.2 数字通信系统 25

1.6.3 通信系统的基本性能指标 27

1.6.4 信道的容量 27

1.7 通信网络 28

本章关键词 29

习题 30

第2章 基础知识 31

2.1 确知信号 32

2.1.1 信号及其基本参数 32

2.1.2 傅里叶变换与信号的频谱密度 34

2.1.3 能量谱密度与功率谱密度 35

2.1.4 信号的频带与带宽 37

2.2 随机信号 38

2.2.1 概念与定义 38

2.2.2 基本特性 39

2.2.3 平稳随机过程 40

2.2.4 两个信号的联合特性 41

2.2.5 功率谱密度 42

2.3 高斯信号与高斯白噪声 43

2.3.1 高斯分布与高斯信号 43

2.3.2 白噪声 44

2.3.3 高斯白噪声 46

2.4 信号通过线性时不变系统 46

2.4.1 确知信号通过系统 46

2.4.2 无失真传输条件 47

2.4.3 平稳随机信号通过系统 47

2.4.4 系统的等效噪声带宽 49

2.5 带通信号 50

2.5.1 希尔伯特变换与解析信号 50

2.5.2 带通信号及其复包络 51

2.5.3 频谱搬移 52

2.5.4 带通系统 53

2.5.5 带通高斯白噪声 54

本章关键词 57

习题 57

第3章 模拟传输 60

3.1 幅度调制 61

3.1.1 常规调幅（AM） 61

3.1.2 抑制载波双边带调幅（DSB-SC） 65

3.1.3 单边带调幅（SSB） 66

3.1.4 残留边带调幅（VSB） 70

3.2 模拟角度调制 71

3.2.1 角调制的基本概念 71

3.2.2 角度调制信号的频谱特性 73

3.2.3 窄带角度调制 76

3.2.4 调角信号的产生 76

3.2.5 调角信号的接收 77

3.3 幅度调制系统的抗噪声性能 79

3.3.1 模拟传输中的噪声问题 79

3.3.2 常规AM系统（非相干解调） 81

3.3.3 DSB-SC与AM（相干解调）系统 82

3.3.4 SSB系统 83

3.4 角度调制系统的抗噪声性能 84

3.4.1 FM与PM系统的抗噪声性能 84

3.4.2 预加重／去加重技术 86

3.4.3 角度调制系统的噪声性能分析 87

3.4.4 改善门限效应的解调方法 90

3.5 各类通信系统的比较与应用 92

3.5.1 各类通信系统的比较 92

3.5.2 频分多路复用 94

3.5.3 模拟调制应用举例 95

本章关键词 100

习题 101

第4章 数字基带传输 106

4.1 二元与多元数字基带信号 107

4.1.1 数据传输的基本概念 107

4.1.2 二元与多元PAM信号 110

4.1.3 数字基带信号的传输速率 112

4.2 数字基带信号的功率谱与带宽 113

4.2.1 信号的功率谱 113

4.2.2 信号的带宽 115

4.2.3 一般PAM信号功率谱公式及推导 115

4.3 二元信号的接收方法与误码分析 118

4.3.1 噪声中二元信号的接收方法 118

4.3.2 接收系统的误码性能 120

4.3.3 匹配滤波器 122

4.3.4 误码过程的分析 124

4.3.5 一般接收系统的误码率计算 128

4.4 多元信号的接收方法与误码分析 129

4.4.1 接收方法与误码性能 130

4.4.2 误比特率 130

4.4.3 格雷编码 131

4.4.4 误码分析 132

4.5 码间串扰与带限信道上的传输方法 134

4.5.1 码间串扰问题 135

4.5.2 无码间串扰传输与Nyquist准则 136

4.5.3 带限信道上的无码间串扰传输 138

4.5.4 升余弦滚降滤波器 139

4.5.5 带限AWGN信道上的最佳传输系统 141

4.5.6 眼图 142

4.6 信道均衡 144

4.6.1 均衡原理 144

4.6.2 数字均衡器 145

4.6.3 基本均衡算法 146

4.6.4 自适应均衡算法 148

4.7 部分响应系统 148

4.7.1 第Ⅰ类部分响应系统（又名双二进制系统） 149

4.7.2 第Ⅳ类部分响应系统（又名改进双二进制系统） 152

4.7.3 部分响应系统的一般形式 153

4.8 符号同步 154

4.8.1 基本概念 154

4.8.2 非线性滤波同步法——开环自同步法 156

4.8.3 早迟门同步法——闭环自同步法 158

4.9 线路码型 159

4.9.1 基本线路码型 160

4.9.2 HDB3码及其他 163

本章关键词 164

习题 165

第5章 基本的数字频带传输 170

5.1 BASK 172

5.1.1 基本原理 172

5.1.2 功率谱与带宽 174

5.1.3 包络检波的误码性能分析 174

5.2 BFSK 176

5.2.1 基本原理 176

5.2.2 功率谱与带宽 179

5.2.3 包络检波法的误码性能分析 180

5.3 BPSK与DPSK 181

5.3.1 2PSK 181

5.3.2 2DPSK 184

5.3.3 载波同步 188

5.4 QPSK与DQPSK 189

5.4.1 QPSK信号的基本原理 189

5.4.2 QPSK的调制解调方法及误比特性能 192

5.4.3 DQPSK 194

5.4.4 OQPSK与π/4 DQPSK 195

5.5 基本频带调制的讨论 196

5.5.1 ASK与FSK的相干解调 197

5.5.2 无码间串扰传输 197

5.5.3 差错概率的比较 199

5.5.4 功率谱与带宽的讨论 200

5.6 多元数字频带调制 201

5.6.1 MASK 202

5.6.2 MFSK 202

5.6.3 MPSK 204

5.6.4 QAM 205

5.6.5 信号功率谱与带宽 206

5.6.6 误码性能与比较 207

5.7 复包络与等效基带系统 208

5.7.1 已调信号的复包络 209

5.7.2 等效基带传输系统 209

本章关键词 211

习题 211

第6章 模拟信号数字化与PCM 215

6.1 模拟信号的抽样 216

6.1.1 带限信号的抽样 216

6.1.2 实际抽样 218

6.1.3 模拟脉冲调制 220

6.1.4 带通信号的抽样 220

6.2 均匀量化与最佳量化 222

6.2.1 量化原理 222

6.2.2 均匀量化器 224

6.2.3 最佳量化器 225

6.3 量化信噪比与对数量化 227

6.3.1 量化信噪比 227

6.3.2 对数量化 229

6.3.3 A律与μ律及其折线近似 231

6.4 脉冲编码调制 234

6.4.1 PCM的基本原理 234

6.4.2 编码规则 235

6.4.3 PCM传输系统的信噪比 236

6.5 差分脉冲编码调制与增量调制 237

6.5.1 语音压缩编码 237

6.5.2 差分脉冲编码调制 238

6.5.3 增量调制 239

6.6 时分复用 242

6.6.1 TDM的基本原理 242

6.6.2 帧同步方法 244

6.6.3 E1与T1 244

6.6.4 准同步与同步数字体系 246

6.6.5 复接与码率调整 248

本章关键词 250

习题 250

第7章 信号空间分析与多元数字传输 253

7.1 信号空间分析 254

7.1.1 矢量空间回顾 254

7.1.2 信号空间的基本概念 256

7.1.3 信号的合成器、分析器与相关器 258

7.1.4 信号组及Gram-Schmidt正交化方法 259

7.1.5 AWGN信道及其等效矢量形式 260

7.2 信号星座图 263

7.2.1 数字传输系统的一般模型 263

7.2.2 信号空间与信号点集举例 264

7.2.3 信号星座图 266

7.2.4 云图 267

7.3 最佳接收系统 268

7.3.1 最佳接收原理 269

7.3.2 最佳接收机结构 272

7.3.3 最小差错概率 275

7.4 MASK、MPSK与QAM及性能分析 278

7.4.1 信号星座图 278

7.4.2 最佳接收机 280

7.4.3 MASK最小差错概率 280

7.4.4 M PSK最小差错概率 282

7.4.5 QAM最小差错概率 283

7.4.6 差错概率的比较 285

7.5 MFSK及性能分析 286

7.5.1 信号正交性条件 286

7.5.2 信号星座图与最佳接收机 287

7.5.3 最小差错概率 288

本章关键词 290

习题 290

第8章 现代数字传输技术 294

8.1 MSK与GMSK 295

8.1.1 连续相位FSK（CPFSK） 295

8.1.2 最小频移键控（MSK） 297

8.1.3 高斯滤波的MSK（GMSK） 302

8.2 OFDM 304

8.2.1 多载波调制的由来 304

8.2.2 OFDM方案 306

8.2.3 利用FFT的数字实现方法 307

8.2.4 保护间隔与循环前缀 309

8.2.5 OFDM系统方案 310

8.3 扩展频谱技术与CDMA 313

8.3.1 直接序列扩频 314

8.3.2 CDMA 316

8.3.3 伪随机序列及其同步方法 319

8.3.4 跳频扩频 322

本章关键词 325

习题 325

第9章 多用户与无线通信 328

9.1 多址技术 329

9.1.1 多路复用与多址技术概述 329

9.1.2 FDM/FDMA举例 331

9.1.3 TDM/TDMA举例 332

9.1.4 CDM/CDMA及举例 334

9.1.5 随机接入多址技术 335

9.2 无线通信链路预算分析 336

9.2.1 无线传输中的增益与损耗 336

9.2.2 噪声温度与噪声系数 338

9.2.3 链路预算分析 340

9.3 多径衰落与信号分集接收技术 342

9.3.1 无线电波传播机理 343

9.3.2 多径衰落信道举例 343

9.3.3 瑞利和莱斯衰减模型 345

9.3.4 时延扩展与相关带宽 345

9.3.5 分集技术及分类 346

9.3.6 分集合并技术 347

9.3.7 Rake接收机 349

本章关键词 350

习题 350

第10章 信息论基础 353

10.1 熵与互信息 354

10.1.1 熵及其特性 354

10.1.2 联合熵与条件熵 356

10.1.3 互信息 358

10.2 离散信道与信道容量 360

10.2.1 离散信道模型 360

10.2.2 信道容量 361

10.2.3 典型序列 363

10.3 相对熵与高斯信道容量 365

10.3.1 连续信号的相对熵与互信息 365

10.3.2 高斯信道的容量 366

10.3.3 信道容量公式的讨论 368

10.4 离散信源编码与压缩算法 370

10.4.1 定长编码与信源编码定理 370

10.4.2 变长编码及相关定理 371

10.4.3 Huffman算法 372

10.5 率失真函数与限失真编码定理 373

10.5.1 失真与率失真定理 374

10.5.2 二进制信源编码器的率失真函数 375

10.5.3 高斯信源编码器的率失真函数 376

本章关键词 377

习题 378

第11章 纠错编码 381

11.1 编码信息传输模型 382

11.1.1 信息、信号与编码的传输模型 382

11.1.2 分组码 385

11.2 无差错信息传输原理 386

11.2.1 传输速率与误码率 386

11.2.2 香农信道编码定理与香农限 389

11.2.3 编码增益 392

11.3 纠错编码与译码基本原理 394

11.3.1 纠错码的基本结构 394

11.3.2 检错与纠错的基本方法 396

11.3.3 译码模式与检纠错能力 398

11.3.4 纠错码的应用与发展 400

11.4 线性分组码 404

11.4.1 生成矩阵与校验矩阵 404

11.4.2 典型码例 407

11.5 线性循环码 415

11.5.1 线性循环码的描述 415

11.5.2 BCH码与RS码 422

11.5.3 CRC码与差错检测译码 427

11.6 二元线性卷积码 431

11.6.1 二元线性卷积码的描述 431

11.6.2 维特比译码与好码 437

本章关键词 440

习题 441

附录A 常用数学公式 444

附录B 典型概率分布及主要统计特性 446

附录C Q （x）函数表 449

参考文献 450