第1章 绪论 1
1.1 通信的基本概念 1
1.1.1 通信的定义 1
1.1.2 通信的分类 1
目录 1
1.1.3 通信方式 3
1.2 通信系统的组成 4
1.2.1 一般组成 4
1.2.3 数字通信系统组成 5
1.2.2 模拟通信系统组成 5
1.2.4 数字通信的优缺点 7
1.3 通信发展概况 8
1.4 通信系统的主要性能指标 9
1.4.1 一般通信系统的性能指标 9
1.4.2 信息及其量度 10
1.4.3 数字通信系统有效性指标的具体表述 11
1.5.1 信道的定义 12
1.5 信道 12
1.4.4 数字通信系统可靠性指标的具体表述 12
1.5.2 信道的分类 13
1.5.3 信道的模型 13
1.5.4 恒参信道及其对所传信号的影响 15
1.5.5 变参信道及其对所传信号的影响 17
本章小结 21
思考与练习 21
2.1 引言 23
第2章 通信中的信号分析 23
2.2 信号与系统的时域分析 24
2.2.1 信号的分类 24
2.2.2 阶跃信号和冲激信号 25
2.2.3 系统的分类 26
2.2.4 冲激响应与卷积积分 27
2.3 信号与系统的频域分析 28
2.3.1 周期信号的频谱分析 28
2.3.2 非周期信号的频谱分析 29
2.3.3 傅里叶变换的性质及应用 30
2.4.1 随机过程的基本概念 33
2.4 随机过程的概念与描述 33
2.4.2 随机过程的统计描述 34
2.4.3 随机过程的数值特征 34
2.5 平稳随机过程及其特性分析 36
2.5.1 平稳随机过程 36
2.5.2 平稳随机过程的特性分析 37
2.6 通信系统中常见的噪声 38
2.6.2 高斯噪声 39
2.6.1 白噪声 39
2.6.3 窄带高斯噪声 41
2.7 噪声对信号和系统的影响 42
2.7.1 正弦波加窄带高斯噪声 42
2.7.2 随机过程通过线性系统 44
本章小结 45
思考与练习 46
3.1.1 调制的作用 48
3.1 概述 48
第3章 模拟调制系统 48
3.1.2 调制的分类 49
3.1.3 本章研究的问题 50
3.2 线性调制 51
3.2.1 振幅调制 51
3.2.2 双边带调制 55
3.2.3 单边带调制 57
3.2.4 残留边带调制 64
3.3 线性调制系统性能分析 68
3.3.1 相干解调系统性能分析 69
3.3.2 非相干解调系统性能分析 74
3.4 非线性调制 77
3.4.1 角度调制的基本概念 77
3.4.2 调频信号的产生 85
3.4.3 调频信号的解调 87
3.5 调频系统的性能分析 91
3.5.1 分析模型 91
3.5.2 非相干解调系统性能分析 91
3.6 调频信号解调的门限效应 95
3.7 加重技术 97
3.8 频分复用技术 99
本章小结 100
思考与练习 101
第4章 数字基带传输系统 106
4.1 数字基带信号的常用码型 106
4.2 数字基带信号的功率谱密度 113
4.2.1 随机序列的功率谱密度 113
4.2.2 功率谱密度计算举例 116
4.3 数字基带传输系统 117
4.3.1 数字基带传输系统的基本组成 117
4.3.2 数字基带传输系统的数学分析 118
4.3.3 码间串扰的消除 119
4.4 数字基带传输中的码间串扰 120
4.4.1 无码间串扰的基带传输系统 120
4.4.2 理想基带传输系统 120
4.4.3 无码间串扰的等效特性 121
4.4.4 升余弦滚降传输特性 122
4.5.1 信号与噪声分析 124
4.5 数字基带传输系统的性能分析 124
4.5.2 误码率Pe的计算公式 125
4.6 眼图 127
4.7 时域均衡 128
4.8 部分响应系统 130
4.8.1 部分响应波形 130
4.8.2 差错传播 131
4.8.4 部分响应波形的一般表示式 132
4.8.3 相关编码和预编码 132
本章小结 134
思考与练习 134
第5章 数字频带传输系统 137
5.1 二进制数字振幅键控 137
5.1.1 2ASK信号的时域、频域和空间表示 137
5.1.2 2ASK调制系统 140
5.2 二进制数字频率键控 146
5.2.1 2FSK信号的时域、频域和空间表示 146
5.2.2 2FSK的调制系统 148
5.3 二进制数字相位键控 155
5.3.1 2PSK、2DPSK信号的时域、频域和空间表示 155
5.3.2 2PSK与2DPSK的调制系统 158
5.4 二进制数字调制系统比较 165
5.4.1 传输带宽和频带利用率 165
5.4.2 误码率和信号功率 165
5.4.3 信道特性对调制系统的影响 166
5.5.1 M进制幅移键控 167
5.5 多进制数字频带系统 167
5.4.4 设备复杂性与成本 167
5.5.2 M进制频移键控 168
5.5.3 M进制相移键控 169
5.6 正交振幅调制 173
5.6.1 MQAM信号的星座图表示 173
5.6.2 QAM的调制解调原理 174
5.6.3 QAM的改进方案 175
5.7 恒包络调制方式 175
5.7.1 MSK原理 176
5.7.2 GMSK 178
5.7.3 4PSK的改进型 178
5.8 多载波调制 181
本章小结 182
思考与练习 183
第6章 模拟信号的数字传输 187
6.1 引言 187
6.2 抽样定理 188
6.3 脉冲振幅调制 189
6.3.1 自然抽样 190
6.3.2 平顶抽样 191
6.4 模拟信号的量化 193
6.4.1 量化的基本概念 193
6.4.2 均匀量化和量化信噪功率比 194
6.4.3 非均匀量化 195
6.5 脉冲编码调制原理 199
6.5.1 常用的二进制编码码型 199
6.5.2 13折线的码位安排 201
6.5.3 逐次比较型编码原理 202
6.5.4 译码原理 205
6.5.5 PCM信号的码元速率和带宽 206
6.5.6 PCM系统的抗噪性能 206
6.6 增量调制 207
6.6.1 简单增量调制 208
6.6.2 增量调制的过载特性与编码的动态范围 210
6.6.3 增量调制的抗噪性能 212
6.7.1 总和增量调制 214
6.7 改进型增量调制 214
6.7.2 数字音节压扩自适应增量调制 216
6.7.3 数字音节压扩调制 218
6.7.4 脉码增量调制 218
6.8 时分复用和多路数字电话系统 219
6.8.1 PAM时分复用原理 220
6.8.2 时分复用的PCM系统 221
6.8.3 32路PCM的帧结构 222
6.8.4 PCM的高次群 223
6.9.1 压缩编码中的主要概念 224
6.9 压缩编码技术 224
6.9.2 压缩编码的基本原理和方法 225
6.9.3 音频信号的压缩方法与标准 226
本章小结 228
思考与练习 229
第7章 同步原理 231
7.1 同步的分类 231
7.1.1 按同步的功能分类 231
7.2.1 直接法 233
7.2 载波同步 233
7.2.2 插入导频法 237
7.2.3 载波同步的性能指标 241
7.2.4 载波频率误差和相位误差对解调性能的影响 243
7.3 位同步 244
7.3.1 位同步作用与分类 244
7.3.2 插入导频法 245
7.3.3 直接法 246
7.3.4 位同步系统性能指标 248
7.4.1 帧同步的方法 251
7.4 帧同步 251
7.4.2 帧同步的性能 258
7.4.3 帧同步的保护 259
本章小结 262
思考与练习 262
第8章 差错控制编码 265
8.1 概述 265
8.1.1 信道编码 265
8.1.2 差错控制方式 265
8.1.4 纠错编码的基本原理 266
8.1.3 纠错码的分类 266
8.2 常用的几种简单分组码 267
8.2.1 奇偶监督码 267
8.2.2 行列监督码 268
8.2.3 恒比码 268
8.3 线性分组码 269
8.3.1 基本概念 269
8.3.2 监督矩阵H和生成矩阵G 270
8.3.3 伴随式S 271
8.4 循环码 272
8.4.1 生成多项式及生成矩阵 273
8.4.2 监督多项式及监督矩阵 273
8.4.3 编码方法和电路 274
8.4.4 译码方法和电路 275
8.4.5 BCH码 275
8.5 纠正和检测突发错误的分组码 276
8.5.2 Fire码 277
8.5.1 交错码 277
8.5.3 RS码 278
8.6 卷积码 278
8.6.1 基本概念 278
8.6.2 卷积码的描述 279
8.6.3 卷积码的译码 280
8.7 新的信道编码技术简介 281
8.7.1 网格编码调制 281
8.7.2 Turbo码 284
本章小结 286
思考与练习 287
第9章 数字信号最佳接收原理 290
9.1 二元假设检验的各种判决准则 290
9.1.1 二元假设检验的模型 290
9.1.2 最大后验概率准则 291
9.1.3 最小平均风险准则 292
9.1.4 错误概率最小准则 293
9.2.1 最佳接收机结构 294
9.2 二元确知信号的最佳接收 294
9.2.2 最佳接收机的检测性能 298
9.2.3 实际接收机与最佳接收机的比较 300
9.3 二元随相信号的最佳接收 301
9.3.1 最佳接收机模型 302
9.3.2 最佳接收机检测性能 304
9.4 匹配滤波器及其应用 306
9.4.1 匹配滤波器的原理 306
9.4.2 匹配滤波器的性质 308
9.4.3 匹配滤波器组成的最佳接收机 310
本章小结 312
思考与练习 313
第10章 信息论基础 316
10.1 引言 316
10.2 信源及信源的熵 317
10.2.1 信源的描述及分类 317
10.2.2 自信息量 318
10.2.3 离散信源的熵 319
10.3.1 编码的定义 320
10.3 无失真信源编码 320
10.3.2 定长编码定理 322
10.3.3 变长编码定理 323
10.3.4 哈夫曼编码方法 324
10.4 信道模型及信道容量 326
10.4.1 信道模型 326
10.4.2 互信息量 327
10.4.3 DMC信道的容量 329
10.5.2 香农公式的应用 330
10.5.1 香农公式 330
10.5 香农公式及其应用 330
本章小结 331
思考与练习 332
第11章 现代通信系统简介 333
11.1 同步数字系列的微波通信系统 333
11.1.1 微波通信主要设备的性能指标 333
11.1.2 SDH微波通信系统的组成 335
11.1.3 SDH数字微波技术发展趋势 336
11.2 VSAT卫星通信系统 337
11.2.1 系统的组成 338
11.2.2 VSAT的接入方式 338
11.2.3 VSAT的主要类型和特点 340
11.3 海事卫星移动通信系统 341
11.3.1 系统的组成 341
11.3.2 Inmarsat航空卫星通信系统 342
11.3.3 Inmarsat-P 343
11.4.1 GSM的特点 345
11.4 GSM数字蜂窝移动通信系统 345
11.4.2 GSM系统体系结构 347
11.4.3 GSM系统的无线接口 349
11.4.4 GSM的信道类型 350
11.4.5 GSM系统研究的新进展 351
11.5 CDMA数字蜂窝移动通信系统 352
11.5.1 CDMA系统原理及特点 352
11.5.2 频率和信道规范 353
11.5.3 CDMA下行信道 354
11.5.4 CDMA上行信道 356
11.5.5 第三代移动通信系统 357
本章小结 359
思考与练习 360
附录A 常用三角公式 361
附录B 希尔伯特变换 362
附录C Q函数和误差函数 365
附录D 信号空间方法 367
附录E 缩略语英汉对照表 371
参考文献 378