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目录1

第1章 绪论1

1.1　消息、信号与信息1

1.1.1 定义1

1.1.2　信息的度量2

1.2　通信系统一般模型4

1.3　模拟通信系统与数字通信系统5

1.3.1　定义5

1.3.2　数字通信系统6

1.3.3　模拟通信系统9

1.4　通信网基本概念10

1.4.1　通信网的种类和拓扑结构10

1.4.2　通信网的组成11

1.4.3　信令和协议11

1.5　通信系统的分类和通信方式14

1.5.1　通信系统的分类14

1.5.2　通信方式16

1.6　通信系统的性能指标16

1.7　通信技术的发展简史和展望17

1.7.1　通信技术发展简史17

1.7.2　通信发展的趋势18

思考题20

习题21

第2章 预备知识22

2.1 引言22

2.2　确知信号分析22

2.2.1　信号的傅里叶变换23

2.2.2　信号的能量谱与功率谱24

2.2.3 自相关函数与互相关函数24

2.2.4 自相关函数与能量谱密度函数及功率谱密度函数的关系25

2.3.1 随机过程的分布函数和概率密度函数26

2.3　随机过程分析26

2.3.2　随机过程的数字特征27

2.3.3 平稳随机过程27

2.3.4　高斯随机过程28

2.3.5 高斯白噪声和高斯窄带白噪声30

2.3.6　正弦波加窄带高斯过程31

2.3.7　平稳随机过程通过线性系统31

2.3.8　随机变量32

2.4　数字信号的最佳接收33

2.4.1　似然比准则33

2.4.3　最佳接收机的匹配滤波器形式34

2.4.2　最佳接收机的相关器形式34

2.5　锁相环基本原理38

2.5.1　锁相环构成及分类38

2.5.2　模拟锁相环的数学模型39

2.5.3　锁相环的工作状态40

2.5.4　锁相环的捕捉带与同步带41

2.5.5　锁相环的频率特性42

2.5.6　锁相环的稳定性45

2.6　锁相环抗噪声性能47

2.6.1　锁相环对输入白噪声的滤除能力47

思考题49

2.6.2　锁相环对输入干扰信号的滤除能力49

习题50

第3章　信道52

3.1　信道分类52

3.2　调制信道与编码信道53

3.2.1　调制信道53

3.2.2　编码信道54

3.3　恒参信道54

3.3.1　恒参信道实例54

3.3.2　恒参信道传输特性及其对信号传输的影响57

3.4.1　变参信道实例58

3.4　变参信道58

3.4.2　变参信道传输特性及其对信号传输的影响60

3.5　变参信道特性的改善63

3.5.1　分集方式63

3.5.2　合并方式64

3.6 信道加性噪声64

3.6.1 噪声来源及分类65

3.6.2 起伏噪声的统计特性65

3.6.3 等效噪声带宽66

3.7 信道容量66

习题69

思考题69

第4章 模拟调制系统71

4.1 幅度调制原理71

4.1.1 幅度调制系统构成71

4.1.2 AM72

4.1.3 DSB73

4.1.4 SSB74

4.1.5 VSB77

4.2.1 基本概念79

4.2 角度调制原理79

4.2.2 调频方法82

4.2.3 鉴频方法83

4.3 模拟调制系统的抗噪性能84

4.3.1 AM系统的抗噪性能85

4.3.2 DSB系统的抗噪性能86

4.3.3 SSB系统的抗噪性能87

4.3.4 FM系统的抗噪性能87

4.4 各类模拟通信系统的性能比较90

4.5.1 载波同步方法93

4.5 模拟调制系统的载波同步原理93

4.5.2 载波同步器的性能指标95

思考题96

习题96

第5章 数字基带系统100

5.1 引言100

5.2 数字基带信号码型102

5.2.1 二进制码102

5.2.2 1B2B码103

5.2.3 AMI码和HDB3码104

5.3　数字基带信号的频谱105

5.2.4 多进制码105

5.3.1　无记忆相同波形二进制数字基带信号的功率谱密度106

5.3.2　无记忆多进制数字基带信号的功率谱密度108

5.3.3　有记忆相同波形随机序列的功率谱密度109

5.4　无码间串扰数字基带系统111

5.4.1　数学模型111

5.4.2　无码间串扰系统的冲激响应112

5.4.3　无码间串扰系统的频率特性113

5.4.4　余弦滚降数字基带系统114

5.5.1　第Ⅰ类部分响应系统117

5.5　部分响应系统117

5.5.2　第Ⅳ类部分响应系统118

5.5.3　M进制部分响应系统的一般形式119

5.6 眼图121

5.7　时域均衡123

5.7.1　时域均衡原理123

5.7.2　时域均衡算法及实现125

5.8　基带传输系统的抗噪性能127

5.8.1　二进制数字基带系统的误码率127

5.8.2　M进制数字基带系统的误码率129

5.9.1　数字基带信号最佳接收机130

5.8.3　M进制双极性部分响应系统的误码率130

5.9　数字基带信号最佳接收机及最佳传输系统130

5.9.2　数字基带信号最佳传输系统132

5.10　数字基带系统的位同步原理134

5.10.1　接收滤波器输出信号的频谱134

5.10.2　滤波法135

5.10.3　锁相环法136

5.10.4　位同步器的性能指标139

5.11　扰码和解扰141

5.11.1　m序列的产生和性质142

5.11.2　扰码和解扰原理145

思考题147

习题147

第6章　数字调制系统151

6.1 引言151

6.2　二进制数字调制原理151

6.2.1　二进制振幅键控（2ASK）151

6.2.2　二进制移频键控（2FSK）153

6.2.3　二进制移相键控（2PSK或BPSK）155

6.2.4　二进制差分移相键控（2DPSK）156

6.3.1　M进制振幅键控（MASK）160

6.3　多进制数字调制原理160

6.3.2　M进制移频键控（MFSK）161

6.3.3　M进制移相键控（MPSK）162

6.3.4　M进制正交振幅调制（MQAM）168

6.4　无码间串扰数字调制系统170

6.4.1　数字调制系统无码间串扰条件171

6.4.2　余弦滚降频率特性171

6.5　正交部分响应幅度调制系统173

6.6　数字调制系统的抗噪声性能174

6.6.1 振幅键控系统的抗噪声性能174

6.6.2　移频键控系统的抗噪性能177

6.6.3　移相键控系统的抗噪性能179

6.7　各类数字调制系统的性能比较182

6.7.1 有效性182

6.7.2　可靠性182

6.8　数字已调信号最佳接收机及最佳传输系统186

6.8.1 线性数字已调信号最佳接收机及最佳传输系统186

6.8.2　MFSK信号最佳接收机189

6.8.3　数字已调信号最佳接收机及最佳传输系统的抗噪性能190

6.9.1　非线性变换法（直接法）192

6.9　数字调制系统的载波同步原理192

6.9.2　插入导频法197

6.10　恒包络调制基本原理198

6.10.1 π/4差分四相移相键控（π/4-DQPSK）199

6.10.2　最小移频键控（MSK）202

6.10.3　GMSK208

思考题214

习题215

第7章　模拟信号数字化与信源压缩编码218

7.1　概述218

7.2.1　低通信号抽样定理219

7.2　抽样定理219

7.2.2　带通信号抽样定理221

7.3　量化222

7.3.1　量化的基本概念222

7.3.2　均匀量化与线性PCM223

7.3.3　非均匀量化与对数PCM225

7.4 A　律PCM与μ律PCM226

7.4.1　A律PCM226

7.4.2 μ律PCM231

7.4.3　孔径失真及补偿232

7.4.4　PCM通信系统输出信噪比233

7.5 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）234

7.6　增量调制（△M）236

7.6.1　简单△M236

7.6.2 自适应△M239

7.6.3 增量总和（△-∑）调制240

7.6.4　△M系统与PCM系统的性能比较241

7.7　矢量量化241

7.8　哈夫曼编码245

7.9.1　语音压缩编码247

7.9　语音和图像压缩编码247

7.9.2　图像压缩编码248

思考题250

习题251

第8章　复用与多址254

8.1 引言254

8.2　频分复用（FDM）254

8.2.1 FDM基本原理254

8.2.2 正交频分复用（OFDM）255

8.2.3　波分复用（WDM）256

8.3.1 TDM系统原理257

8.3 时分复用（TDM）257

8.3.2　PCM基群帧结构259

8.3.3　PCM数字复接系列261

8.4　数字复接技术262

8.4.1 PDH复接原理262

8.4.2　SDH复接基本概念264

8.5　多址通信方式267

8.5.1 频分多址（FDMA）267

8.5.2　时分多址（TDMA）268

8.5.3　码分多址（CDMA）269

8.6.1　帧同步码插入方法270

8.6　帧同步原理270

8.6.2　集中插入式帧同步器271

8.6.3　集中插入帧同步器的性能指标275

8.7　网同步的基本概念276

8.7.1　主从同步方式276

8.7.2　相互同步方式277

8.7.3　独立时钟同步方式277

思考题278

习题278

9.1　引言280

第9章　扩频通信原理280

9.2　直扩系统原理281

9.2.1　扩频与解扩281

9.2.2　抗随机噪声能力283

9.2.3　抗人为干扰的能力286

9.2.4　抗多径干扰能力286

9.2.5　多址能力288

9.2.6　干扰容限289

9.3　跳频通信系统原理289

9.3.1　扩频与解扩289

9.3.2　抗噪性能290

9.4　扩频码的捕捉与跟踪292

9.4.1　直扩系统扩频码的捕捉与跟踪292

9.4.2　跳频系统扩频码的捕捉与跟踪294

9.5　扩频码的生成及特性295

9.5.1　m序列295

9.5.2　Gold序列297

9.5.3　跳频序列298

思考题299

习题299

10.1.1 概述301

第10章　信道编码301

10.1　信道编码的基本概念301

10.1.2　常用的差错控制方式302

10.1.3　差错控制码分类304

10.1.4　码重、码距及检错纠错能力304

10.1.5　最大似然译码准则306

10.2　常用的简单信道码306

10.2.1　奇偶监督码306

10.2.2　二维奇偶监督码306

10.2.3　恒比码307

10.3.1　生成矩阵308

10.2.4　群计数码308

10.3　线性分组码308

10.3.2　监督方程和监督矩阵309

10.3.3　纠错原理310

10.3.4　汉明码310

10.4　循环码310

10.4.1　循环码的生成多项式311

10.4.2　循环码的编码和译码312

10.4.3　常用的几种循环码314

10.5.1　卷积码的编码及描述318

10.5　卷积码318

10.5.2　卷积码的译码321

10.6 网格编码调制（TCM）325

10.6.1　TCM的基本原理326

10.6.2　编码327

10.7　级联码与Turbo码328

10.7.1　级联码328

10.7.2　Turbo码基本概念331

10.7.3　Turbo码编解码原理331

10.7.4　Turbo码性能333

思考题335

习题335

第11章　数字交换技术337

11.1　通信网与交换337

11.1.1 概述337

11.1.2　交换的基本概念与方式339

11.2　数字交换网络343

11.2.1　数字接线器343

11.2.2　数字交换网络348

11.3.1　程控交换系统组成350

11.3　数字程控交换机的基本概念350

11.3.2　呼叫处理的一般过程353

11.4　信令系统354

11.4.1　信令系统概述354

11.4.2　No.7信令基本概念355

11.4.3　No.7信令网361

11.5　软交换技术363

11.5.1　软交换的概念363

11.5.3　软交换的体系结构364

11.5.2　软交换的主要功能364

11.5.4　软交换的应用365

11.6　光交换366

11.6.1　概述366

11.6.2　电路类交换367

11.6.3　分组类光交换368

思考题372

第12章　数字通信系统374

12.1　数字光纤通信系统374

12.1.1 基本概念374

12.1.2　光纤和光缆375

12.1.3　光源和光发射机377

12.1.4　数字光接收机379

12.1.5　光中继器380

12.1.6　光纤通信发展动态380

12.2　数字微波通信系统382

12.2.1　基本概念382

12.2.2　数字微波通信系统的组成385

12.2.3　数字微波收发信设备386

12.3　数字卫星通信系统390

12.3.1　基本概念390

12.3.2　卫星通信系统构成394

12.3.3　甚小天线地球站卫星网络系统400

12.3.4　卫星移动通信系统401

12.4　数字移动通信系统406

12.4.1　移动通信概述406

12.4.2　GSM数字蜂窝移动通信系统410

12.4.3　CDMA数字蜂窝移动通信系统415

12.4.4　第三代移动通信系统421

思考题422

附录424

参考文献434