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第1章 通信系统概述 1

*1.1 信息与通信 1

1.1.1 信息、信号与信息格式 1

目录 1

1.1.2 通信 2

1.1.3 信息技术 2

1.2 通信系统 3

1.2.1 信息系统 3

1.2.2 通信系统 3

1.2.3 现代通信系统 3

1.2.4 同步技术概述 5

1.3.1 信道分类 6

1.3 信道分类与特性 6

1.3.2 几种常用信道基本特征 7

1.4 通信频段划分 9

1.4.1 通信频段划分和无线频谱规划 9

1.4.2 无线传播的特点 10

1.5 通信系统质量指标 11

1.5.1 系统质量体系 11

1.5.2 提高有效性技术 11

1.5.3 提高可靠性技术 12

*1.6 通信发展历程 12

2.1.1 周期信号表示方法——傅里叶级数 13

第2章 信号与噪声分析 13

2.1 确知信号时－频域特征 13

2.1.2 傅里叶时－频域分析方法 14

2.1.3 能量谱与功率谱 16

2.2 希氏变换 18

2.3 确知信号通过线性时不变系统 19

2.4 随机变量统计特征 20

2.4.1 一维统计特征 20

2.4.2 二维统计特征 21

2.4.3 随机变量变换 23

2.5.1 随机过程及其统计特征 24

2.5 平稳随机过程统计特征 24

2.5.2 平稳随机过程与广义平稳过程 26

2.5.3 遍历性平稳过程 26

2.5.4 平稳随机信号功率谱（密度） 27

2.6 平稳随机过程通过系统的响应统计特征 28

2.6.1 通过线性系统 28

2.6.2 平稳过程通过非线性系统 28

2.7 高斯白噪声的特征 30

2.7.1 信号与干扰 30

2.7.2 高斯白噪声 30

2.7.3 高斯随机过程的特点 32

2.8.1 确知信号特征 35

2.8 复习与思考 35

2.8.2 平稳随机过程统计特征 36

2.8.3 高斯噪声统计特征 36

2.9 填空简答 37

2.9.1 信号分析 37

2.9.2 概率与随机变量 37

2.9.3 随机过程统计特征 38

2.9.4 高斯过程与噪声特征 39

2.10 习题 39

2.10.1 傅里叶变换及信号分析 39

2.10.2 概率与随机变量 40

2.10.4 随机过程统计特征 41

2.10.3 二维随机变量 41

2.10.5 随机信号与高斯噪声通过系统 42

2.10.6 两个随机过程的统计关系 43

第3章 模拟调制系统 44

3.1 模拟信号连续波调制系统模型 44

3.1.1 模拟调制概念 44

3.1.2 线性调制系统信号分析 45

3.2 线性调制信号解调与性能分析 49

3.2.1 解调方式与步骤 49

3.2.2 （抗）噪声性能分析 50

3.2.3 进一步讨论的问题 52

3.3.2 调角信号的时频域分析 54

3.3 非线性调制 54

3.3.1 角度调制数学模型 54

3.4 调频波的解调性能分析 56

3.4.1 窄带调频相干解调的性能 56

3.4.2 WBFM非相干解调与特性分析 56

3.4.3 调频系统若干技术问题 58

3.5 调相波特点 60

3.5.1 发送调相波信号分析 60

3.5.2 PM信号主要参量 60

3.5.3 WBPM信号解调与性能 60

3.6 模拟调制综合应用举例 61

3.8.1 线性调制系统信号分析 65

3.7 复习与思考 65

3.8 填空简答 65

3.8.2 线性调制解调性能分析 66

3.8.3 调角波信号分析 67

3.8.4 调角波性能分析 67

*3.8.5 综合应用 68

3.9 习题 68

3.9.1 线性调制已调信号分析 68

3.9.2 解调与性能分析 70

3.9.3 调频信号分析 71

3.9.4 鉴频与性能分析 72

3.9.5 调相信号与解调性能 73

3.9.6 综合性题目 74

第4章 模拟信号数字化 75

4.1 数字化编码特点与优点 75

4.1.1 数字调制 75

4.1.2 PCM和数字信号优点 76

4.2 低通抽样 76

4.2.1 抽样定理要点 76

*4.2.2 平顶抽样 76

4.3.1 均匀量化与编码 78

4.3.2 编码方式 78

4.3 量化与性能分析 78

*4.2.3 进一步认识抽样定理 78

4.3.3 量化噪声性能分析 79

4.4 非均匀量化 80

4.4.1 针对性 80

4.4.2 语音信号非均匀量化策略 81

4.4.3 A律语音13折线压缩－扩张特性 82

4.5 PCM基群传输系统 83

4.5.1 A律30/32路PCM基群（E1）系统 83

4.6 线性预测编码 84

4.6.1 差分脉码调制 84

4.5.2 μ律基群概要 84

4.6.2 增量调制 87

4.6.3 改进型增量调制 88

4.6.4 自适应差分脉码调制（ADPCM） 89

4.7 复习与思考 89

4.8 填空简答 90

4.8.1 抽样与数字化概念 90

4.8.2 量化概念 91

4.8.3 语音PCM编码 91

4.8.4 预测编码（DPCM、DM、ADPCM） 92

4.9.1 线性量化PCM 93

4.9 习题 93

4.9.2 非均匀量化PCM 94

4.9.3 预测编码 95

第5章 数字信号的基带传输 96

5.1 码型、波形及功率谱 96

5.1.1 选择码型、波形的具体考虑因素 96

5.1.2 主要码型的特点与优点 96

5.1.3 功率谱特性及要求 97

5.2 奈奎斯特准则——消除符号间干扰理论与实践 98

5.2.1 消除符号间干扰——奈氏准则的充要条件 98

5.2.2 部分响应——奈奎斯特第二准则 102

*5.2.3 相关电平编码推广——部分响应系列 104

5.3.1 均衡的必要性 106

5.3 均衡 106

5.3.2 时域线性均衡 107

5.4 数字信号基带传输系统误码性能分析 108

5.4.1 数字基带信号传输与接收特点 108

5.4.2 误码性能分析方法 109

5.5 复习与思考 113

5.6 填空简答 113

5.6.1 数字基带波形序列特性 113

5.6.2 奈氏准则——消除ISI原理 114

5.6.3 均衡概念 114

5.7 习题 115

5.7.1 码型与功率谱 115

5.6.4 数字基带系统误码性能 115

5.7.2 奈氏准则及其实现 116

5.7.3 均衡 117

5.7.4 误码性能 118

第6章 数字信号的频带传输 119

6.1 二元幅移键控系统分析 119

6.1.1 ASK信号分析 119

6.1.2 相干解调及性能分析 120

6.1.3 非相干噪声性能分析 120

6.2 二元频移键控系统分析 121

6.2.1 FSK信号设计与分析 121

6.2.3 CPFSK特点 122

6.2.2 两种FSK及其参数 122

6.2.4 FSK信号相干性能分析 123

6.2.5 FSK非相干性能分析 123

6.3 二元相移键控系统分析 125

6.3.1 绝对相移键控（PSK）特点 125

6.3.2 差分相移键控 126

6.4.3 种二元调制系统性能比较 127

6.5 多元数字调制系统 129

6.5.1 概念与要点 129

6.5.2 多元数字调幅 129

6.5.3 多元数字调频 130

6.5.4 多元数字调相 131

6.6 正交调幅 136

6.6.1 QAM信号设计特点 136

*6.6.2 MQAM相干接收抗噪声性能 138

6.6.3 MQAM与MPSK比较 139

*6.6.4 改进型QPSK 140

6.7 最小频移键控 140

6.7.1 MSK信号分析 140

*6.7.2 MSK信号相干接收 142

6.7.3 MSK信号系统特点 143

*6.7.4 改进型MSK 144

6.8 复习与思考 146

6.9.1 二元键控信号特点与比较 147

6.9.2 各种二元调制系统性能比较 147

6.9 填空简答 147

6.9.3 QAM和QPSK,MPSK 148

6.9.4 其他恒包络技术 149

6.10 习题 149

6.10.1 二元调制 149

6.10.2 多元调制 153

7.1 扩频调制特征及分类 155

7.1.1 扩频特点 155

第7章 扩频调制原理 155

7.1.2 发展背景及优势 156

7.1.3 数字扩频调制方式 156

7.2 PN序列 156

7.2.1 m序列 156

7.2.2 m序列性质 157

7.3 直接序列扩频 158

7.3.1 基带DS-SS 158

7.3.2 直接序列扩频的频带传输 159

7.3.3 射频DS-SS系统性能分析 160

7.3.4 干扰容限Jm 161

7.4.1 概念与分类 162

7.4 跳频扩频 162

7.4.2 慢跳频与快跳频 163

7.4.3 码分复用与码分多址 164

7.5 码分多址——扩频应用 166

7.5.1 CDMA概念 166

7.5.2 PN序列部分互相关及Gold序列 168

*7.5.3 CDMA应用系统 168

7.6 复习与思考 169

7.7 填空简答 170

7.7.1 PN码和m序列 170

7.7.4 跳频扩频 171

7.7.2 扩频原理 171

7.7.3 直接序列扩频 171

7.7.5 移动蜂窝无线与CDMA 172

7.8 习题 173

7.8.1 PN序列与m序列 173

7.8.2 直接序列扩频 173

7.8.3 跳频扩频 174

7.8.4 系统及性能分析 175

第8章 数字信号的最佳接收 177

8.1 最佳接收准则 177

8.2.1 思路和设计方案 178

8.2 匹配滤波器最佳接收 178

8.2.2 匹配滤波器特性与信号分析 179

8.2.3 匹配接收系统误码性能 181

8.2.4 匹配滤波器最佳接收应用 183

8.3 相关接收 183

8.3.1 未知相位信号的最佳接收 183

8.3.2 相关接收 186

*8.4 理想接收机模型 188

8.4.1 理想接收思路构成 188

8.5.2 误码性能统一分析方法 189

8.5.1 3种最佳接收机统一性及其条件 189

8.5 最佳接收误码率统计分析 189

8.4.2 理想接收与相关接收的等效性 189

8.5.3 相关接收与相干接收的性能比较 191

8.6 复习与思考 192

8.7 填空简答 193

8.7.1 匹配滤波器接收 193

8.7.2 相关接收 194

8.7.3 最大似然接收 194

8.8 习题 195

8.8.1 匹配滤波器接收 195

8.8.2 相关接收 197

9.1.1 波形编码 199

第9章 信道编码 199

9.1 信道编码概念 199

9.1.2 传输差错概念 201

9.1.3 信道编码定理 203

9.1.4 差错控制（能力）定理 203

9.2 线性分组码 204

9.2.1 构思特点 204

9.2.2 （n,k）码编制过程举例 204

9.2.3 解码伴随式与纠错 205

9.3 汉明对（n,k）的贡献 206

*9.3.1 汉明界 206

9.3.2 汉明码、完备码 207

9.3.3 汉明码的扩展与扩展码 208

9.4 （n,k）循环码 209

9.4.1 预备知识 209

9.4.2 （n,k）循环码的特点 210

9.4.3 由生成多项式构成循环码 211

9.4.4 循环码编码步骤 212

9.4.5 解码与伴随式纠错 213

9.4.6 生成矩阵多项式 214

*9.5 认识3种常用最佳（n,k）循环码 215

9.5.1 循环冗余校验码（CRC） 215

9.6 卷积码 216

9.6.1 卷积码特性 216

9.5.3 R-S码 216

9.5.2 BCH码 216

9.6.2 卷积码数学描述 218

9.6.3 卷积码图示法 219

9.6.4 卷积码维特比解码最佳实施 221

*9.7 网格编码调制 222

9.7.1 TCM——组合编码调制特点 222

9.7.2 实施TCM 223

9.8 复习与思考 223

9.9.1 信道编码概念 224

9.9 填空简答 224

9.9.2 （n,k）分组码特征 225

9.9.3 （n,k）循环码特征 226

9.9.4 （n0,k0,N）卷积码特征 226

9.10 习题 227

9.10.1 差错控制概念 227

9.10.2 （n,k）分组码 228

9.10.3 循环码特征 229

9.10.4 卷积码分析 230

10.1.4 综合业务数字网（ISDN） 232

10.1.3 城域网（MAN） 232

10.1.2 分组交换网 232

10.1 通信网的发展 232

第10章 现代通信技术及其发展 232

10.1.1 公用电话网（PSTN） 232

10.1.5 智能网（IN） 233

10.1.6 无线网 233

10.1.7 数据通信（网） 233

10.1.8 Internet 233

10.1.9 接入网 234

10.1.10 电信网与信息网的区别 234

10.2 ISDN综合业务数字网 234

10.2.1 概念 234

10.2.4 用户－网络接口（UNI） 235

10.2.2 ISDN特点 235

10.2.3 ISDN业务 235

10.3 ATM——异步转移模式 236

10.3.1 B-ISDN产生与ATM目标传输模式 236

10.3.2 ATM特征与优势 236

10.3.3 ATM基本概念 237

10.3.4 ATM虚连接——传输与交换 237

10.3.5 ATM网的网络结构 238

10.4 同步数字体系SDH 238

10.4.1 什么是SDH 238

10.4.2 SDH传送网分层模型特点 238

*10.4.4 数字数据网（DDN） 239

10.4.3 SDH基本单元——网元（NE） 239

10.5 关于数据通信 241

10.5.1 数据通信网概述 241

10.5.2 数据通信网络体系结构 241

10.5.3 现代数据通信网的发展 241

10.5.4 局域网的发展 241

*10.5.5 帧中继网 241

10.5.6 有关网络部件的功能 242

10.6 Internet 243

10.6.1 Internet概念 243

10.6.2 TCP/IP构成（传输控制协议／网间互连协议） 243

10.6.3 关于IP协议——IPv4与IPv6 244

10.6.4 IP网有关技术简介 245

10.7 光纤通信系统 246

10.7.1 光纤通信优点及分类 246

10.7.2 光纤传输特性 247

10.7.3 光纤接入网（OAN） 247

10.7.4 光通信发展 248

10.8 无线通信 250

10.8.1 蜂窝无线移动电话系统 250

10.8.2 蜂窝系统的干扰和系统的容量 250

10.8.3 衰落效应和衰落分布 250

10.8.4 多址技术 251

10.8.5 无线网络的发展 252

10.8.6 其他无线技术 254

10.9 接入网——“最后一公里” 255

10.9.1 接入网概念 255

10.9.2 xDSL接人系列 255

10.9.3 综合业务接入网 256

10.9.4 光接入网 256

10.9.5 无线接入 256

10.10 卫星通信 256

10.10.1 概述 256

10.11.1 数字微波链路 257

10.11 数字微波（链路） 257

10.10.3 VSAT 257

10.10.2 静止卫星参数 257

10.11.2 链路特性及影响因素 258

10.11.3 保护与分集 258

10.12 现代通信网发展趋势 259

10.12.1 三网融合加速进程 259

10.12.2 下一代网的特点 259

10.12.3 IP网的缺陷与“后IP”变革 259

10.12.4 通信网变革——会聚网（Converged Networks） 259

习题答案 262

附录A 概率积分与误差函数（表） 274

附录B 三角函数恒等式（表） 277

参考文献 278