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目录 1

第1章 绪论 1

1.1 通信的概念及系统模型 1

1.1.1 通信的概念 1

1.1.2 通信系统模型 1

1.1.3 模拟通信系统模型和数字通信系统模型 1

1.2 通信的发展过程 3

1.3 通信系统的分类及通信方式 4

1.3.1 通信系统的分类 4

1.3.2 通信方式 6

1.4 信息及其度量 7

1.5 通信系统的主要性能指标 9

习题 10

第2章 确知信号分析 12

2.1 引言 12

2.2 信号与系统的基本分析方法 12

2.3 能量谱密度和功率谱密度 17

2.3.1 信号的能量和功率 17

2.3.3 能量谱密度和功率谱密度 18

2.3.2 巴塞伐尔（Parseval）定理 18

2.3.4 能量信号和功率信号通过线性系统 19

2.4 卷积 20

2.4.1 卷积的定义 20

2.4.2 卷积的性质 21

2.5 相关函数 21

2.5.1 波形的互相关与自相关 21

2.5.2 相关函数与谱密度 23

习题 25

3.2 概率论的基本概念 27

第3章 随机信号分析 27

3.1 引言 27

3.3 随机过程的基本概念 28

3.3.1 随机过程 28

3.3.2 随机过程的统计特性 29

3.3.3 随机过程的数字特征 30

3.4 平稳随机过程 31

3.4.1 平稳随机过程的定义 31

3.5.1 自相关函数的性质 32

3.4.2 平稳随机过程的各态历经性 32

3.5 平稳随机过程的自相关函数和功率谱密度 32

3.5.2 平稳随机过程的功率谱密度及其与自相关函数的关系 33

3.6 高斯过程 35

3.6.1 高斯过程的定义 35

3.6.2 高斯过程的性质 36

3.6.3 高斯白噪声 38

3.7 窄带随机过程 39

3.7.1 窄带随机过程的概念 39

3.7.2 同相分量和正交分量的统计特性 39

3.7.3 包络和相位的统计特性 41

3.8 正弦波加窄带随机过程 42

3.9 随机过程通过线性系统 44

习题 47

第4章 信道 49

4.1 引言 49

4.2 信道的定义及其数学模型 49

4.2.1 信道的定义 49

4.2.2 信道的数学模型 50

4.3.1 恒参信道 52

4.3 恒参信道及其对信号传输的影响 52

4.3.2 恒参信道特性及其对信号传输的影响 58

4.4 随参信道及其对信号传输的影响 60

4.4.1 随参信道 60

4.4.2 随参信道特性及其对信号传输的影响 64

4.4.3 随参信道特性的改善——分集接收 67

4.5 信道的加性噪声 68

4.6 信道的容量 70

4.6.1 离散信道的信道容量 70

4.6.2 连续信道的信道容量 72

习题 73

第5章 模拟调制系统 75

5.1 引言 75

5.2 幅度调制与解调 75

5.2.1 标准调幅（AM） 75

5.2.2 抑制载波双边带（DSB）调制 76

5.2.3 单边带（SSB）调制 78

5.2.4 残留边带（VSB）调制 79

5.2.5 调幅系统的解调 80

5.3 线性调制系统的抗噪声性能 81

5.3.1 通信系统抗噪声性能的分析模型 81

5.3.2 线性调制系统相干解调器的抗噪声性能 82

5.3.3 线性调制系统非相干解调器的抗噪声性能 85

5.4 角度调制 87

5.4.1 角度调制的基本概念 87

5.4.2 窄带调频（NBFM） 89

5.4.3 宽带调频（WBFM） 90

5.4.4 调频信号的功率分布 91

5.4.5 调频信号的产生与解调 92

5.5 频率调制系统的抗噪声性能 94

5.5.1 NBFM的抗噪声性能 94

5.5.2 WBFM的抗噪声性能 95

5.6 频率调制系统的预加重和去加重 98

5.7 调频系统的专用芯片 100

5.7.1 低功耗调频调制器芯片 100

5.7.2 高增益低功耗解调器芯片 100

习题 101

5.8 各种模拟调制系统的比较 101

第6章 模拟信号数字化 104

6.1 引言 104

6.2 抽样定理 104

6.2.1 低通信号抽样定理 104

6.2.2 带通信号抽样定理 106

6.3 脉冲振幅调制（PAM） 107

6.3.1 自然抽样 108

6.3.2 平顶抽样 109

6.4 脉冲编码调制（PCM） 110

6.4.1 量化 111

6.4.2 编码和译码 117

6.4.3 PCM集成编、译码器简介 121

6.4.4 PCM系统的抗噪声性能 122

6.5 增量调制（ΔM）系统 124

6.5.1 增量调制的基本原理 125

6.5.2 增量调制系统中量化噪声和过载噪声的影响 126

6.5.3 增量调制系统中加性高斯白噪声的影响 128

6.5.4 PCM和ΔM系统的性能比较 129

6.6.1 总和增量调制（Δ-∑M） 131

6.6 几种改进型增量调制 131

6.6.2 数字压扩自适应增量调制 132

6.6.3 差分脉冲编码调制（DPCM） 133

6.6.4 增量调制解调器芯片 134

6.7 语音与图像压缩编码简介 135

6.7.1 语音压缩编码简介 135

6.7.2 图像压缩编码简介 137

习题 138

7.2 数字基带传输的常用码型 141

7.1 引言 141

第7章 数字信号的基带传输系统 141

7.2.1 码型设计的原则 142

7.2.2 常用码型 142

7.3 数字基带信号的频谱分析 148

7.3.1 数字基带信号的频谱特性 148

7.3.2 常用数字基带信号功率谱密度举例 152

7.4 基带传输的码间串扰与无码间串扰的基带传输 154

7.4.1 数字基带信号传输系统模型 154

7.4.2 基带传输的码间串扰 154

7.4.3 无码间串扰的基带传输特性 156

7.4.4 无码间串扰的理想低通滤波器 158

7.4.5 无码间串扰的滚降系统 159

7.5 部分响应技术 160

7.5.1 第1类部分响应 161

7.5.2 差错传播和预编码 161

7.5.3 第Ⅳ类部分响应波形 163

7.6 无码间串扰的基带传输系统的抗噪声性能 164

7.7 眼图 166

7.8.1 时域均衡器的基本工作原理 167

7.8 均衡 167

7.8.2 时域均衡器的输出及抽头系数的计算 169

习题 172

第8章 数字调制系统 174

8.1 引言 174

8.2 二进制数字调制原理 174

8.2.1 二进制幅移键控（2ASK） 174

8.2.2 二进制频移键控（2FSK） 175

8.2.3 二进制相移键控（2PSK） 177

8.3.1 ASK信号的功率谱 180

8.3 二进制数字调制信号的频谱特性 180

8.3.2 FSK信号的功率谱 181

8.3.3 PSK信号的功率谱 181

8.4 二进制数字调制系统的抗噪声性能 182

8.4.1 二进制幅移键控系统的抗噪声性能 182

8.4.2 二进制频移键控系统的抗噪声性能 185

8.4.3 二进制相移键控系统的抗噪声性能 186

8.4.4 二进制数字调制系统的性能比较 187

8.5.1 MASK调制原理 189

8.5 多进制数字调制系统 189

8.5.2 MFSK调制原理 190

8.5.3 MPSK调制原理 191

8.5.4 M进制数字调制系统的抗噪声性能 195

8.6 现代数字调制技术 196

8.6.1 正交幅度调制QAM（Quadrature Amplitude Modulation） 196

8.6.2 偏移四相相移键控OQPSK（Offset Quadri-Phase Shift Keying） 198

8.6.3 π/4-QPSK 199

8.6.4 最小频移键控MSK 200

8.6.5 其他恒包络调制 203

习题 206

第9章 数字信号的最佳接收 208

9.1 引言 208

9.2 最大输出信噪比准则及其最佳接收机 208

9.3 最小均方差准则及其最佳接收机 212

9.4 最小差错概率准则及其最佳接收机 213

9.4.1 最佳接收准则 213

9.4.2 恒参信道确知信号的最佳接收 215

9.5 二进制数字调制信号的最佳接收 217

9.5.1 2ASK系统最佳接收机结构 217

9.5.2 2FSK系统最佳接收机结构 218

9.5.3 2PSK系统最佳接收机结构 218

9.6 最佳接收机的性能 219

9.6.1 最佳接收机的性能及其潜力 219

9.6.2 最佳接收机与实际接收机的性能比较 222

习题 223

10.2.1 频分多路复用 225

10.2 频分复用（FDM）及多级调制 225

10.1 引言 225

第10章 信道复用和多址方式 225

10.2.2 多级调制 226

10.3 时分复用（TDM） 227

10.4 数字复接技术 228

10.4.1 数字复接设备的构成 228

10.4.2 复接标准 229

10.4.3 复接方式 229

10.4.4 同步复接 230

10.4.5 异步复接 232

10.5 码分复用 235

10.5.1 概念 235

10.5.2 伪随机码 237

10.5.3 直接序列（DS）通信系统 240

10.5.4 跳频序列（FH）通信系统 240

10.6 多址通信方式 241

10.6.1 频分多址（FDMA） 242

10.6.2 时分多址（TDMA） 242

10.6.3 码分多址（CDMA） 243

习题 244

第11章 同步原理 245

11.1 载波同步 245

11.1.1 插入导频法 245

11.1.2 直接法 246

11.1.3 同相正交法（科斯塔斯环） 247

11.1.4 载波同步系统的性能 248

11.2 位同步 251

11.2.1 插入导频法 251

11.2.2 自同步法 252

11.2.3 位同步系统的性能 255

11.3 帧同步 257

11.3.1 起止式同步法 258

11.3.2 对帧同步系统的要求 258

11.3.3 集中插入同步法 259

11.3.4 分散插入同步法 262

11.3.5 帧同步系统的性能 264

11.4 跳频信号的同步 265

11.4.1 跳频同步的内容及方法 266

11.4.2 跳频系统的等待自同步法 266

11.5.1 全网同步系统 269

11.5 网同步 269

11.5.2 准同步系统 270

习题 271

第12章 差错控制编码 272

12.1 引言 272

12.2 纠错编码的原理 273

12.2.1 纠错编码的原理 273

12.2.2 差错控制编码的基本概念 274

12.3.1 奇偶监督码 276

12.3 常用的简单编码 276

12.3.2 二维奇偶监督码 277

12.3.3 恒比码 277

12.3.4 正反码 277

12.4 线性分组码 278

12.4.1 汉明码的编码原理 279

12.4.2 汉明码的译码 282

12.5 循环码 283

12.5.1 循环码的概念 283

12.5.2 码多项式及按模运算 284

12.5.3 码的生成多项式和生成矩阵 285

12.5.4 循环码的编码 287

12.5.5 循环码的解码 288

12.5.6 实用循环码 290

12.6 卷积码 292

12.6.1 卷积码的编码原理 293

12.6.2 卷积码的图解表示 294

12.6.3 卷积码的生成矩阵和监督矩阵 295

12.6.4 卷积码译码 299

12.7.2 归一化欧几里德距离 303

12.7 网格编码调制 303

12.7.1 TCM编码器结构 303

12.7.3 信号点集的划分 304

12.7.4 TCM码网格图及卷积码编码器 305

习题 306

第13章 通信网 309

13.1 通信网概述 309

13.1.1 通信网的概念及构成要素 309

13.1.2 通信网的业务 309

13.1.4 现代通信网的构成和发展 310

13.1.3 通信网的分类 310

13.2 通信网的基本理论 311

13.2.1 通信网的拓扑结构 311

13.2.2 通信网中的交换 312

13.2.3 通信网的约定 314

13.3 基本通信网 318

13.3.1 电话通信网 318

13.3.2 数字数据网 320

13.3.4 综合业务数字网（ISDN） 322

13.3.3 计算机网络 322

习题 324

第14章 通信系统举例 326

14.1 移动通信系统 326

14.1.1 移动通信系统的发展概况 326

14.1.2 移动通信的特点 326

14.1.3 移动通信关键技术 327

14.1.4 GSM数字蜂窝移动通信系统 328

14.2 光纤通信系统 331

14.2.1 光纤通信的发展概况和优点 331

14.2.3 光纤 332

14.2.2 光纤通信系统的基本组成 332

14.2.5 光源与光发射机 333

14.2.4 光缆 333

14.2.6 光检测器与光接收机 335

14.2.7 光放大器 336

14.2.8 光通信网新技术 337

14.2.9 光波分复用（WDM）技术基本原理 338

14.2.10 WDM光网络 339

14.2.11 光孤子通信系统 340

14.2.12 中国光网络的发展 340

14.3.2 卫星通信系统的分类和优缺点 341

14.3 卫星通信系统 341

14.3.1 卫星通信系统的发展 341

14.3.3 卫星通信系统的组成 343

14.3.4 卫星通信系统的工作原理 343

习题 344

附录A 误差函数、互补误差函数表 345

附录B 英文缩写名词对照表 346

附录C 部分习题答案 348

参考文献 356