第一章 绪论 1
1.1 通信系统基本概念 1
1.2 调制和解调 2
1.3 模拟通信和数字通信 5
1.4 信道 7
1.4.1 传输媒质 8
1.4.2 恒参信道 10
1.4.3 随参信道 12
1.5 信息量和信道容量 13
1.5.1 离散信源的信息量 14
1.5.2 连续信源的信息量 17
1.5.3 信道容量 18
1.6 通信系统的主要性能 19
1.7 通信发展简史 21
习题1 21
第二章 信号与频谱 23
2.1 线状频谱和傅里叶级数 23
2.1.1 正弦信号和线状频谱 23
2.1.2 周期信号的频谱和傅里叶级数 26
2.2 连续频谱和傅里叶积分 30
2.2.1 能量信号和功率信号 30
2.2.2 非周期信号的频谱——连续频谱 31
2.3 冲激函数 34
2.3.1 时域冲激函数 34
2.3.2 频域冲激函数 35
2.4.2 叠加特性 37
2.4.1 对偶特性 37
2.4 傅里叶变换的基本特性 37
2.4.3 时延特性 38
2.4.4 频移特性 39
2.4.5 微分特性 40
2.4.6 卷积定理 42
2.4.7 能量定理和能量谱密度 44
2.4.8 尺度变换 44
2.4.9 积分特性 47
2.5 信号通过线性系统 49
2.5.1 线性非时变系统 49
2.5.2 信号通过线性系统的响应 51
2.5.3 线性系统的频率响应 53
2.5.4 线性系统无失真传输条件 56
习题2 59
第三章 概率与随机变量 62
3.1 事件与概率 62
3.2 概率运算 65
3.2.1 事件集合 65
3.2.2 和事件概率 67
3.2.3 条件概率、独立事件 68
3.2.4 全概率公式和贝叶斯公式 69
3.3 一维随机变量、分布函数和概率密度 71
3.3.1 随机变量的概念 71
3.3.2 随机变量的分布函数 72
3.3.3 随机变量的概率密度 74
3.3.4 随机变量的函数 76
3.4.1 二维随机变量的分布函数 77
3.4 二维随机变量、分布函数和概率密度 77
3.4.2 二维离散随机变量 78
3.4.3 二维连续随机变量及二维概率密度 81
3.4.4 二维混合随机变量 84
3.5 常用概率分布举例 85
3.5.1 均匀分布 85
3.5.2 二项式分布 85
3.5.3 泊松分布 86
3.5.4 高斯分布 87
3.6 随机变量的数字特征 91
3.6.1 数学期望(统计平均值) 91
3.6.2 方差、标准差 95
3.6.3 相关系数 97
习题3 98
第四章 随机过程 101
4.1 随机过程概念 101
4.1.1 什么是随机过程 101
4.1.2 随机过程的统计描述 102
4.1.3 平稳随机过程 103
4.1.4 平稳随机过程的各态历经性 104
4.2 平稳随机信号的自相关函数与功率谱密度 105
4.2.1 自相关函数 105
4.2.2 功率谱密度 106
4.3 平稳随机信号通过线性系统 109
4.4 窄带随机信号 112
4.4.1 窄带随机信号概念及其表示 112
4.4.2 同相分量和正交分量的统计特性 113
4.4.3 同相和正交分量统计特性的证明 115
4.5 高斯随机过程 118
4.5.1 高斯随机过程概念 118
4.5.2 窄带高斯噪声包络的一维分布 118
4.5.3 正弦波叠加窄带高斯噪声的包络的一维分布 120
4.6 匹配滤波器 122
习题4 126
第五章 连续波模拟调制 129
5.1 线性调制 129
5.1.1 普通调幅调制(AM)和双边带调制(DSB) 129
5.1.2 单边带调制(SSB) 134
5.1.3 残余边带调制(VSB) 139
5.2 角度调制 142
5.2.1 角度调制概念 142
5.2.2 调频(FM)信号特性 143
5.2.3 调频信号产生和解调 149
5.3 连续波模拟调制系统的抗噪声性能 152
5.3.1 分析抗噪声性能的接收系统模型 152
5.3.2 双边带调制系统的抗噪声性能 154
5.3.3 单边带调制系统的抗噪声性能 155
5.3.4 普通调幅调制系统的抗噪声性能 155
5.3.5 调频调制系统的抗噪声性能 158
5.4 连续波模拟调制系统比较 164
5.5 频分多路复用(FDM) 165
5.5.1 频分多路复用原理 165
5.5.2 频分多路复用举例 166
习题5 169
6.1 数字基带传输系统模型 174
第六章 数字信号基带传输 174
6.2 传输码码型 176
6.2.1 选择传输码码型原则 176
6.2.2 常用传输码码型举例 177
6.3 数字信号的功率谱 183
6.3.1 随机脉冲振幅调制信号的功率谱 183
6.3.2 数字基带信号功率谱计算举例 185
6.4 数字基带传输中的码间干扰 188
6.4.1 数字基带传输中产生误码的原因 188
6.4.2 基带传输系统无码间干扰的条件 190
6.4.3 无码间干扰基带传输特性举例 193
6.5 无码间干扰数字基带系统的抗噪声性能 195
6.5.1 二元码误码率 196
6.5.2 等概率多元码误码率 198
6.6 确知信号的最佳接收及最佳接收误码率 199
6.6.1 确知信号最佳接收准则 199
6.6.2 确知信号最佳接收机组成 205
6.6.3 最大似然接收误码率 209
6.6.4 带限信道最佳基带系统 215
6.7 部分响应基带传输系统 216
6.7.1 第一类部分响应系统 217
6.7.2 第四类部分响应系统 221
6.8 眼图 224
6.9 时域均衡 226
习题6 230
7.1 二元数字调制 234
7.1.1 二元振幅键控(2ASK) 234
第七章 连续波数字调制 234
7.1.2 二元频移键控(2FSK) 237
7.1.3 二元相移键控(2PSK) 242
7.1.4 二元差分相移键控(2DPSK) 244
7.2 二元数字调制系统的抗噪声性能 247
7.2.1 二元数字调制系统采用相干解调时的误码率 247
7.2.2 二元数字调制系统采用非相干解调时的误码率 252
7.2.3 二元数字调制系统抗噪声性能比较 265
7.3 多元数字调制 267
7.3.1 多元振幅键控(MASK) 267
7.3.2 多元频率键控(MFSK) 269
7.3.3 多元相移键控(MPSK) 271
7.3.4 四元差分相移键控(4DPSK) 277
7.3.5 振幅相位键控(APK) 284
7.4 窄带调制 288
7.4.1 限带QPSK,OQPSK和—DQPSK 288
7.4.2 恒包络连续相位调制 291
7.5 多载波调制 295
7.6 在衰落信道上传输数字信号 298
习题7 301
第八章 脉冲编码调制(PCM) 304
8.1 PCM通信系统基本组成 304
8.2 抽样及其恢复 305
8.2.1 抽样定理 305
8.2.2 实际抽样及其恢复 310
8.3 量化 311
8.3.1 均匀量化 312
8.3.2 非均匀量化 317
8.4 编码和译码 326
8.4.1 编码码型 326
8.4.2 PCM编、译码规则 327
8.4.3 PCM编、译码器原理 329
8.5 单片PCM编、解码器 332
8.6 差分脉码调制(DPCM) 334
8.7 增量调制(△M) 336
8.7.1 简单增量调制 336
8.7.2 增量总和调制(△-∑M) 341
8.7.3 数字检测、音节压扩增量调制 344
习题8 347
9.1 载波同步 349
第九章 同步和时分多路复用 349
9.1.1 插入导频法 350
9.1.2 直接法 351
9.1.3 载波同步系统性能及其对通信的影响 354
9.2 位同步 356
9.2.1 滤波法位同步 357
9.2.2 锁相法 359
9.2.3 位同步系统性能及位同步相位误差对数字通信的影响 368
9.3 时分多路复用(TDM) 371
9.3.1 时分多路复用原理 371
9.3.2 PCM基群帧结构 372
9.3.3 数字复接 374
9.4 帧同步 380
9.4.1 帧同步类型及对帧同步的要求 380
9.4.2 逐码移位法帧同步 381
9.4.3 置位同步法帧同步 384
9.4.4 帧同步系统性能 389
习题9 393
第十章 差错控制编码 395
10.1 差错控制编码的基本概念 395
10.1.1 差错控制编码的基本原理 395
10.1.2 对差错控制编码的主要要求 396
10.1.3 差错控制方法分类 397
10.1.4 差错控制编码分类 398
10.1.5 常用简单的检错码举例 399
10.2 线性分组码 401
10.2.1 线性分组码的基本概念 401
10.2.2 线性分组码基本原理 404
10.2.3 循环码 408
10.2.4 汉明码 417
10.2.5 分组码的交织 418
10.3 卷积码 420
10.3.1 卷积码概念 420
10.3.2 卷积码编码器的工作原理及卷积码的描述 421
10.3.3 卷积码的距离特性 427
10.3.4 卷积码解码方法简介 429
习题10 430
附录 433
A 施瓦兹不等式证明 433
B 求标准正交函数系的Gram-Schmidt方法 434
C 二元多项式 435
D 部分习题答案 436