1 通信系统概论 1
1.1 信息通信技术的由来 1
1.2 信息通信的网络化 3
1.3 信息通信的智能化 5
1.4 通信系统的分类 6
1.5 ISO分层标准 8
1.5.1 应用层 9
1.5.2 表示层 10
1.5.3 会话层 10
1.5.4 传输层 11
1.5.5 网络层 12
1.5.7 物理层 13
1.5.6 数据链路层 13
1.6 标准的物理层技术 14
1.7 通信信息理论发展中的几个重要的工作 15
1.8 现代通信技术面临的挑战 17
2 通信技术的信息理论基础 19
2.1 信息的度量——信息熵 19
2.1.1 几个基本定义 19
2.1.2 信息量参数的基本性质 20
2.2 链式法则与信息处理 24
2.3 Fano不等式 26
2.4 数据压缩与信源处理技术 28
2.4.1 定长编码定理 30
2.4.2 变长编码定理 31
2.5.1 信道容量的定义 32
2.5 信道容量的定义与计算 32
2.5.2 信道容量的计算理论 34
2.5.3 信道容量的迭代算法 38
2.6 微分熵与信道容量公式 38
2.6.1 微分熵的定义 38
2.6.2 微分熵与离散熵的关系 39
2.6.3 相对熵与互信息 40
2.6.4 微分熵的极值问题 42
2.6.5 加性高斯白噪声信道的信道容量公式 45
2.6.6 Shannon信道容量公式 47
2.7 Fano不等式与信道编码定理 49
习题 50
3.1 随机信号的抽样定理 53
3 语音信号的波形编码理论 53
3.2 采样值量化的概念 56
3.3 标量量化技术 57
3.3.1 最佳标量量化 57
3.3.2 均匀量化处理 59
3.3.3 非均匀量化与国际标准 61
3.3.4 对数压扩特性的折线近似 63
3.4 矢量量化技术 64
3.4.1 失真的度量问题 65
3.4.2 最小均方失真的矢量量化器的设计 65
3.4.3 快速编码算法——投影法 66
3.5 线性预测编码 67
3.5.1 预测编码的基本原理 68
3.5.2 线性预测编码的基本问题 68
3.6 二次压缩编码技术 70
3.6.1 Shannon编码 70
3.5.3 线性预测编码的应用——DPCM 70
3.6.2 Fano编码 75
3.6.3 Huffman编码 76
3.6.4 游程编码 77
习题 78
4 图像信号的编码理论 81
4.1 多媒体通信与图像压缩技术 81
4.2 静止图像压缩编码的分类 81
4.3 基于DPCM的无失真编码 82
4.4 限失真编码的失真度量标准 82
4.5 基于正交变换的图像压缩编码方法 84
4.5.1 变换压缩原理 84
4.5.2 正交变换的特性 84
4.5.3 最优正交变换 85
4.6 离散余弦变换DCT 88
4.6.1 一维离散余弦变换 88
4.6.2 二维离散余弦变换 89
4.7 国际标准JPEG的介绍 90
4.8 活动图像压缩编码 91
4.8.1 MPEG-1标准 92
4.8.2 MPEG-2标准 94
4.8.3 MPEG-4标准 96
习题 98
5 数字信号传输的基本原理 100
5.1 点到点的数字通信 100
5.2 模拟信号的波形传输与调制 101
5.3 模拟线性调制 101
5.3.1 双边带调制 103
5.3.2 单边带调制 104
5.3.3 Hilbert变换 105
5.3.4 残留边带调制 109
5.3.5 相干解调 110
5.4 模拟非线性调制 111
5.4.1 频率调制与相位调制的基本概念 111
5.4.2 窄带调频与调相 112
5.4.3 宽带调频与调相 114
习题 117
6 数字信号的调制与解调技术 119
6.1 数字信道的物理模型 119
6.2 信号的空间表示 119
6.2.1 向量空间 119
6.2.2 信号空间的概念 120
6.4.1 脉冲幅度调制 121
6.3 数字调制信号的表示理论 121
6.4 无记忆调制 121
6.4.2 相位调制信号 123
6.4.3 正交幅度调制 124
6.4.4 联合相位幅度调制 125
6.4.5 多维调制信号 125
6.4.6 多维正交频率调制 126
6.5 有记忆的线性调制 127
6.5.1 简单的有记忆线性调制 127
6.5.2 码型处理技术 128
6.5.3 Manchester码 131
6.5.4 Miller码 131
6.6 利用马尔可夫链定义的线性调制 132
6.7.1 连续相位的频移键控调制 133
6.7 有记忆的非线性调制 133
6.7.2 一般性连续相位调制 134
6.7.3 最小频移键控调制 135
6.7.4 最小频移键控调制的另一种表示形式 136
6.8 CPM信号的线性表示 137
6.9 线性调制信号的功率谱分析 139
6.9.1 无记忆的线性调制信号的功率谱 141
6.9.2 有记忆的线性调制信号的功率谱 141
6.9.3 连续调制信号的功率谱计算 143
6.10 数字信号的解调方法 148
6.10.1 相关解调器 149
6.10.2 匹配滤波解调器 150
6.10.3 最佳匹配滤波器 150
6.11 数字信号的最佳检测器 152
6.12 最佳序列检测算法 154
6.13 逐符号的MAP检测算法 157
6.14 CPM信号的最佳检测 158
6.15 码元检测算法的误码性能分析 160
6.15.1 二进制调制的错误概率 160
6.15.2 二元正交调制信号的误码率 161
6.15.3 DPSK的误码性能 162
6.15.4 M元PAM调制的错误概率 163
6.15.5 M元PSK调制的错误概率 164
6.15.6 QAM的错误概率 166
6.16 数字再生中继和模拟中继系统性能评估 170
习题 171
7.1 带限信道的工程应用 174
7 带限信道的信号波形设计 174
7.2 数字信号采样 175
7.2.1 点态抽样 175
7.2.2 积分抽样 176
7.3 无失真抽样的波形设计准则——Nyquist准则 177
7.3.1 点态抽样信号值无失真准则 178
7.3.2 积分抽样无失真准则——Nyquist第三准则 181
7.4 抑制码间串扰和时钟抖动的最优波形设计准则 183
7.5 最佳接收滤波器的匹配准则 188
7.6 可控码间串扰技术——部分响应信号 190
7.7 部分响应信号的检测 193
7.7.1 基于数据预编码的逐符号检测 193
7.7.2 T-H预编码均衡 195
7.7.3 最大似然检测 196
7.8 传输系统的性能评估 198
7.8.1 直观评价方法——信号眼图 198
7.8.2 客观评价方法——误码率 199
7.9 时域均衡与抗码间干扰 201
7.9.1 最大似然序列检测 202
7.9.2 线性滤波均衡 202
7.9.3 判决反馈均衡 207
习题 209
8 时钟同步与载波恢复 213
8.1 信号参数估计与似然函数 214
8.2 信号解调中的载波恢复与时钟同步 215
8.3 载波相位估计 216
8.3.1 锁相环及其工作原理 217
8.3.2 判决反馈相位估计 220
8.3.3 非面向判定载波相位估计 222
8.4 时钟同步估计 226
8.4.1 定时估计的似然函数 226
8.4.2 非面向判决的时钟同步估计 227
8.4.3 时钟估计的数字滤波法 228
8.5 联合时钟与载波相位估计算法 231
习题 233
9 差错控制与信道编码理论 235
9.1 引言 235
9.2 差错控制的实现模式 236
9.2.1 检错重发 236
9.2.2 前向纠错 238
9.3 线性分组码 239
9.3.1 生成矩阵与校验矩阵 240
9.3.2 几个特殊的分组码 243
9.3.3 汉明码 245
9.3.4 Hadamard码 246
9.3.5 循环码 246
9.3.6 BCH码 252
9.3.7 BCH码的进一步讨论 255
9.3.8 RS码 257
9.3.9 LDPC码 264
9.3.10 分组码的性能界 267
9.4 卷积码 269
9.4.1 卷积码的工程描述 269
9.4.2 卷积码的设计理论 272
9.4.3 具有反馈形式的卷积编码器的设计与表示 273
9.4.4 卷积编码器的转移函数 274
9.4.5 最优的卷积码 275
9.4.6 卷积码的最大似然译码算法 Viterbi算法 277
9.4.7 删除卷积码 283
9.5 卷积编码的应用 284
9.5.1 TCM编码理论 285
9.5.2 Turbo码 291
习题 294
10 多路复用与多坦技术 298
10.1 概述 298
10.2 频分复用 299
10.3 时分复用 300
10.3.1 准同步数字系列 301
10.3.2 PCM基群的帧结构 302
10.3.4 码速调整技术 304
10.3.3 复接原理 304
10.3.5 同步数字系列 313
10.3.6 异步传输模式 314
10.4 码分复用 315
10.4.1 正交码设计 316
10.4.2 伪随机码与m序列 316
10.5 多址技术 319
10.5.1 多址系统的容量分析 319
10.5.2 码分多址技术 321
10.5.3 各种检测算法及性能分析 323
10.6 IS-95CDMA系统介绍 326
10.7 多址技术的发展 329
习题 329
参考文献 331