第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 信源、消息、信号与信息 1
目录 1
1.3 通信系统模型 2
1.3.1 经典通信系统模型 2
1.3.2 现代通信系统的功能模型 2
1.4.1 通信技术发展大事记 4
1.4.2 促进通信技术发展的主要动因 4
1.4 通信技术的发展 4
1.5 通信原理课程内容及与其他课程的关系 5
1.6 通信原理课程与实际通信系统的关系 7
1.7 通信系统与计算机技术之间的关系 9
习题 10
思考题 11
第二章 随机变量与随机过程概要 12
2.1 随机变量 12
2.1.1 随机事件与概率 12
2.1.2 概率分布和概率密度 15
2.1.3 随机变量的统计平均（数学期望） 19
2.1.4 随机变量的函数 22
2.1.5 随机变量的特征函数 25
2.1.6 通信中的几种常用概率分布 27
2.1.7 概率的上边界 38
2.1.8 中心极限定理 42
2.2 随机过程 46
2.2.1 平稳随机过程 46
2.2.2 功率密度谱 49
2.2.3 窄带平稳随机过程 50
2.2.4 随机信号通过线性时不变系统的响应 53
2.2.5 时间离散随机信号与系统响应 55
2.2.6 周期平稳过程 57
习题 58
思考题 62
第三章 基础信息论 63
3.1 信源与熵 63
3.1.1 单符号离散信源 63
3.1.2 多符号离散信源 66
3.1.3 连续信源的熵 71
3.2.1 单符号离散信道 73
3.2 信道容量 73
3.2.2 多符号离散信道 77
3.2.3 连续信道与香农公式 78
3.3 信息率失真函数 80
3.3.1 失真度定义与保真度准则 80
3.3.2 信息率失真函数 82
3.3.3 典型信源的率失真函数 85
3.4 编码定理 86
3.4.1 离散无失真信源编码定理 86
3.4.2 保真度准则下的信源编码定理 87
3.4.3 有噪信道编码定理 88
习题 89
思考题 92
第四章 信道 93
4.1 信道的分类 93
4.2 有线信道 94
4.3 无线信道 94
4.4 恒参信道的链路计算 96
4.5.1 多径衰落信号的统计特征 98
4.5 多径衰落信道 98
4.5.2 多径信道的统计描述 101
4.6 信道的加性噪声与噪声计算 105
4.6.1 加性噪声 105
4.6.2 信道干扰 106
4.6.3 噪声计算一噪声系数和噪声温度 107
4.7 信道容量的物理意义 116
习题 116
思考题 121
5.1 字符编码与码元 122
第五章 信源编码 122
5.2 波形编码的理论基础——抽样定理 123
5.3 波形的量化 127
5.3.1 均匀量化 127
5.3.2 非均匀量化 130
5.4 语音的波形编码 135
5.4.1 脉冲编码调制（PCM） 135
5.4.2 差分脉冲编码调制（DPCM） 141
5.4.3 增量调制 143
5.4.4 波形编码的极限问题 146
5.5 语音的参量编码 147
5.5.1 参量编码原理 148
5.5.2 语音参量编码的实现 148
5.5.3 低速率语音编码器 154
5.6 语音编码小结 161
5.7 图像编码 162
5.7.1 引言 162
5.7.2 图像压缩编码原理 163
5.7.3 图像压缩编码标准 163
习题 168
思考题 172
第六章 信道复用 173
6.1 引言 173
6.2 频分复用 174
6.2.1 有线载波群路标准 174
6.2.2 正交频分复用（OFDM） 174
6.3 时分复用 176
6.3.1 时分复用原理 176
6.3.2 时分复用的群路标准 176
6.3.3 PCM基群的帧结构 177
6.3.4 数字复接终端机 179
6.3.5 异步时分复用（ATM） 180
6.4 光复接 180
6.5 移动通信的信道复用 181
6.5.1 移动通信的蜂窝结构 181
6.5.2 移动通信的网络结构 183
6.5.3 时分多址与码分多址 184
习题 187
思考题 189
7.1 引言 190
第七章 数字信号的基带传输 190
7.2 数字基带传输的常用码型 191
7.2.1 常用码的波形结构 191
7.2.2 基带传输系统的组成 195
7.2.3 基带码的功率谱分析 196
7.3 基带传输系统的波形设计 201
7.3.1 奈奎斯特准则：抽样值无失真 201
7.3.2 升余弦滚降信号 204
7.4 部分响应基带传输系统 205
7.5 眼图 210
7.6.1 均衡概述 211
7.6 均衡 211
7.6.2 线路均衡 212
7.6.3 横向均衡器 214
7.6.4 自适应均衡器 214
7.7 基带数据传输差错率计算 216
7.7.1 二元码的误比特率 216
7.7.2 三元码和多元码的差错率 219
7.7.3 误码率的测量 222
习题 222
思考题 227
第八章 信号的线性调制 228
8.1 引言 228
8.2 正弦信号的向量表征 228
8.3 模拟线性调制系统 229
8.3.1 线性调制系统的一般表达 229
8.3.2 模拟振幅调制（AM） 230
8.4 希尔伯特变换及SSB信号的时域表述 234
8.4.1 希尔伯特变换 234
8.4.2 SSB信号的时域表达 237
8.4.3 SSB调制器的实现 238
8.5 模拟线性调制系统的抗噪声性能 239
8.5.1 解调器通用模型 239
8.5.2 DSB信号的抗噪声性能 241
8.5.3 SSB信号的抗噪声性能 242
8.5.4 模拟AM信号的抗噪声性能 244
8.6 模拟线性调制技术的应用 246
8.7 数字信号的幅度调制（PAM） 248
8.7.1 多电平数字幅度调制 249
8.7.2 数字信号的正交调幅（QAM） 249
习题 254
思考题 259
第九章 信号的非线性调制 261
9.1 模拟信号非线性调制的数学表述 261
9.2 模拟信号的角调制分析 262
9.2.1 窄带角调制 262
9.2.2 宽带角调制 264
9.2.3 模拟调频信号的产生与解调 268
9.2.4 模拟调频信号的抗噪声性能 271
9.3.1 引言 276
9.3.2 PSK信号的空间模型 276
9.3 数字信号的角调制 276
9.3.3 FSK信号的空间模型 277
9.4 连续相位频移键控（CPFSK）信号分析 279
9.4.1 连续相位FSK（CPFSK） 279
9.4.2 CPFSK常用基带信号波形 281
9.4.3 最小移频键控（MSK）信号分析与实现 283
9.5 相移键控（PSK）信号分析及应用 292
9.5.1 PSK信号解调中的相位模糊问题 292
9.5.2 四相差分相移键控（QDPSK） 297
9.5.3 CDMA移动通信采用的QPSK调制解调方案 298
习题 301
思考题 308
第十章 加性高斯白噪声信道中的信号检测 310
10.1 信号的相关检测 310
10.1.1 接收机模型 310
10.1.2 信号相关检测模型 311
10.1.3 信号的基函数表述 314
10.1.4 脉冲调幅信号（PAM）的相关检测 319
10.2 信号的匹配滤波 320
10.2.1 匹配滤波器的输出信噪比 321
10.2.2 匹配滤波器的频域表述 322
10.3 信号的判决准则 324
10.3.1 最佳判决准则 324
10.3.2 最佳相关接收机的结构模型 327
10.4 最佳检测条件下的误码率 328
10.4.1 二进制双极性信号的错误概率 328
10.4.2 M元正交信号的错误概率 331
10.4.3 M元双正交信号的错误概率 333
10.4.5 M元PAM信号的错误概率 334
10.4.4 M元二进制编码信号的错误概率 334
10.4.6 M元PSK信号的错误概率 336
10.4.7 DPSK的误码率 340
10.4.8 QAM错误概率 342
10.4.9 数字调制信号性能的比较 345
10.5 有记忆信号的检测 347
10.5.1 有记忆二进差分码的状态图与网格图 347
10.5.2 最大似然序列检测 349
10.5.3 逐个符号最大后验概率（MAP）检测 352
10.6 连续相位（CPFSK）信号检测 354
10.6.1 CPFSK信号最佳检测器结构 355
10.6.2 CPFSK最大似然检测性能 358
10.6.3 CPFSK信号的逐个符号检测 363
10.7 加性高斯白噪声信道中随机相位信号检测 366
10.7.1 二进制随机相位信号检测 367
10.7.2 M元正交信号的最佳检测 371
习题 376
思考题 386
第十一章 信道编码 388
11.1 概述 388
11.2 线性分组码 390
11.2.1 线性分组码的构造 391
11.2.2 几种常用线性分组码 395
11.3 循环码 398
11.3.1 循环码的构造 398
11.3.2 系统循环码 403
11.3.3 循环码的编码器 405
11.3.4 实用循环码简介 411
11.4 线性分组码的译码 419
11.4.1 线性分组码的最佳软判决译码 419
11.4.2 线性分组码的硬判决译码 424
11.4.3 硬判决译码和软判决译码的性能比较 431
11.4.4 线性分组码的最小距离边界 433
11.5 卷积码 435
11.5.1 卷积码的编码原理 435
11.5.2 卷积码的编码描述 436
11.5.3 卷积码的自由距离与转移函数 445
11.5.4 卷积码的译码 450
11.5.5 卷积码的性能分析 461
11.6 其他 470
11.6.1 交织编码 471
11.6.2 级联码 476
11.6.3 Turbo码 478
11.6.4 网格编码调制 482
11.7 移动通信中的信道编码 488
11.7.1 GSM中的信道编码 488
11.7.2 CDMA系统中的信道编码 492
习题 495
思考题 501
第十二章 多径衰落信道信号的错误概率和分集接收 502
12.1 衰落信道的信号模型 502
12.2 衰落信道条件下的差错率 503
12.2.1 瑞利衰落条件下二进制PSK和FSK的差错率 504
12.2.2 Nakagami衰落条件下二进制PSK的差错率 505
12.3 多径衰落信道信号的分集接收 506
12.3.1 分集接收方法 506
12.3.2 二进制信号分集接收系统模型 507
12.3.3 二进制PSK、FSK分集接收信号性能 507
12.3.4 多相信号分集接收性能介绍 513
12.3.5 M元正交信号的分集接收性能 514
12.4.1 信道的抽头延时线模型 519
12.4 扩频码在衰落信道中的传输与接收 519
12.4.2 频率选择性衰落信道信号的RAKE分集接收 520
12.4.3 RAKE分集接收性能 522
12.4.4 IS-95中RAKE分集接收的工程实现 527
12.4.5 衰落信道的最佳信号形式与判决 529
习题 529
思考题 537
第十三章 扩频通信原理 538
13.1 概述 538
13.3.1 扩频序列信号表述与接收 539
13.3 直接序列扩频 539
13.2 扩频通信系统模型 539
13.3.2 扩频信号的译码性能 542
13.3.3 DS扩频技术的应用 548
13.3.4 脉冲干扰对DS扩频信号的影响 550
13.4 PN序列（扩频码）的生成 552
13.5 跳频扩频通信 555
13.5.1 FH扩频通信方案 555
13.5.2 加性高斯白噪声信道中FH扩频信号的性能 557
13.5.3 局部频带干扰下FH扩频信号的性能 559
13.5.4 基于FH扩频信号的CDMA系统 563
13.6 扩频信号的同步 564
13.6.1 扩频信号的捕获 565
13.6.2 扩频信号的同步跟踪 567
习题 570
思考题 576
第十四章 同步及信号接收 577
14.1 同步需求 577
14.2 载波信号恢复方法 578
14.2.1 非线性变换法 578
14.2.2 锁相环生成法 579
14.2.3 导频插入法 580
14.3 噪声对载波同步的影响 581
14.4 载波相位估计与信号接收 585
14.4.1 估值理论 585
14.4.2 相位估计似然函数 586
14.4.3 信号相干解调接收机模型 587
14.4.4 相位误差对解调的影响 588
14.4.5 最大似然载波相位估计 589
14.4.6 实现相位估值的锁相环 591
14.4.7 最大似然估计的性能 600
14.5.1 引言 604
14.5 码元同步 604
14.5.2 随机数码码元同步 605
14.5.3 码元同步误差对误码的影响 607
14.6 连续相位调制的码元同步 608
14.6.1 概述 608
14.6.2 数据信息辅助同步 611
14.6.3 非数据信息辅助同步 612
14.7 帧同步 614
14.8.2 移动通信网的网同步（基站同步） 618
14.8.1 固定通信网的网同步 618
14.8 网同步 618
习题 623
思考题 625
第十五章 通信系统 626
15.1 固定通信系统 626
15.2 移动通信系统 628
15.3 交换机 630
15.3.1 时分交换网络 630
15.3.2 时分空分组合交换网络 631
15.4 信令系统 634
习题 636
思考题 636
参考文献 637
附录A 线性预测系数的求解算法（列文森-杜宾算法） 639
附录B 基带信号的功率谱密度 645
附录C Q函数与补误差函数 647
附录D 码元进制（M）增加误码减小与香农极限 649
附录E 12位A/D与8位PCM编码对应表 651
附录F 常用三角公式 652
英文缩写名词对照表 659