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第1章 绪论1

1.1 通信技术的发展和展望1

1.2 信息、信息量与信道容量公式3

1.2.1 消息、信号与信息3

1.2.2 信息量3

1.2.3 平均信息量4

1.3 通信系统模型6

1.3.1 通信系统一般模型6

1.3.2 通信系统的分类7

1.3.3 模拟通信系统与数字通信系统8

1.4 通信系统的主要性能指标9

1.4.1 有效性9

1.4.2 可靠性10

1.5 香农信道容量公式11

习题13

第2章 确定信号分析15

2.1 信号的正交展开与频谱分析15

2.1.1 信号的正交展开15

2.1.2 信号的频谱分析17

2.2 能量信号与功率信号19

2.2.1 能量信号与能量谱密度函数19

2.2.2 功率信号与功率谱密度函数20

2.3 相关函数与功率谱密度函数22

2.3.1 能量信号的相关函数22

2.3.2 能量信号的相关定理24

2.3.3 功率信号的相关函数25

2.4 窄带系统与窄带信号分析27

2.4.1 一般方法——傅里叶逆变换法28

2.4.2 解析法——等效低通网络函数法28

2.5 信号带宽29

2.6 复数信号与时域希尔伯特（Hilbert）变换30

2.6.1 复数信号的定义31

2.6.2 复数信号的实部与虚部及希尔伯特变换32

2.6.3 实时间信号的复指数表示与解析信号表示33

2.6.4 窄带实时间信号自相关函数的复数化求解35

习题36

第3章 随机信号与噪声分析42

3.1 随机过程的基本概念42

3.2 随机过程的统计描述44

3.2.1 随机过程的分布函数与概率密度函数44

3.2.2 随机过程的数字特征45

3.3 平稳随机过程48

3.3.1 平稳随机过程的定义及其含义48

3.3.2 平稳随机过程的一维与二维概率密度函数48

3.3.3 平稳随机过程的数字特征49

3.3.4 平稳随机过程自相关函数的性质49

3.3.5 平稳随机过程的各态历经性（遍历性）50

3.4 维纳-欣钦定理51

3.5 两个随机过程之间的统计联系54

3.5.1 联合分布函数与联合概率密度函数54

3.5.2 互相关函数55

3.5.3 互谱密度函数56

3.6 正态随机过程56

3.6.1 正态随机过程的定义56

3.6.2 正态随机过程的性质57

3.7 平稳随机过程通过线性系统58

3.8 白噪声、散弹噪声与热噪声61

3.9 窄带噪声64

3.9.1 窄带噪声的波形特征65

3.9.2 同相分量与正交分量的统计特性66

3.9.3 包络与相位的统计特性68

3.10 正弦波加窄带高斯噪声的统计特性70

习题73

第4章 信号设计导论78

4.1 信号与信号设计78

4.1.1 信号设计的基本概念78

4.1.2 信号设计的基本原则79

4.2 匹配滤波器80

4.2.1 匹配滤波器的传输函数80

4.2.2 匹配滤波器的输出响应83

4.2.3 输入为非白噪声时匹配滤波器的传输特性86

4.3 信号单元的相关函数87

4.3.1 信号单元87

4.3.2 波形信号单元的相关函数88

4.3.3 序列信号单元的相关函数89

4.4 鸟声信号单元91

4.4.1 鸟声信号的时域表示91

4.4.2 鸟声信号的频谱92

4.4.3 鸟声信号单元的自相关函数93

4.5 巴克（Barker）序列95

4.5.1 巴克序列及其自相关函数95

4.5.2 巴克序列的演变96

4.5.3 巴克序列的检测问题97

4.6 m序列信号单元99

4.6.1 m序列的产生100

4.6.2 特征多项式与序列多项式102

4.6.3 m序列的产生条件104

4.6.4 m序列信号单元的性质106

4.6.5 Gold序列113

4.6.6 非线性反馈移位寄存器序列——M序列115

4.6.7 m序列的应用116

习题121

第5章 模拟调制系统124

5.1 引言124

5.2 幅度调制系统125

5.2.1 标准幅度调制（AM）125

5.2.2 抑制载波双边带调制（DSB）130

5.2.3 单边带调制（SSB）132

5.2.4 残留边带调制（VSB）135

5.3 幅度调制系统的一般模型137

5.3.1 幅度调制信号产生的一般模型137

5.3.2 幅度调制信号解调的一般模型143

5.4 幅度调制系统的抗噪声性能145

5.4.1 通信系统抗噪声性能的分析模型145

5.4.2 幅度调制系统同步解调时的抗噪声性能146

5.4.3 幅度调制系统包络解调时的抗噪声性能150

5.5 角度调制系统152

5.5.1 角度调制的基本概念152

5.5.2 相位调制（PM）152

5.5.3 频率调制（FM）153

5.5.4 调频信号频谱分析与卡森（Carson）带宽155

5.6 调频信号的产生与解调159

5.6.1 调频信号的产生159

5.6.2 调频信号的解调159

5.7 调频系统的抗噪声性能160

5.7.1 窄带调频系统的抗噪声性能160

5.7.2 宽带调频系统的抗噪声性能163

5.8 加重措施对噪声特性的改善167

5.9 频分复用（FDM）169

习题170

第6章 信源编码176

6.1 离散无记忆信源（DMS）编码176

6.1.1 等长编码177

6.1.2 不等长编码177

6.2 抽样定理179

6.2.1 低通信号的抽样定理179

6.2.2 自然抽样182

6.2.3 平顶抽样183

6.2.4 带通信号的抽样定理184

6.3 脉冲模拟调制186

6.4 脉冲编码调制（PCM）187

6.4.1 PCM基本原理187

6.4.2 均匀量化与量化噪声187

6.4.3 压扩原理与非均匀量化189

6.4.4 PCM编码193

6.4.5 PCM译码198

6.5 PCM信号的时分复用199

6.5.1 时分复用（TDM）原理199

6.5.2 PCM基群帧结构与高次群200

6.5.3 PCM信号的带宽202

6.5.4 时分复用（TDM）与频分复用（FDM）的比较202

6.6 PCM系统的抗噪声性能203

6.6.1 量化噪声的影响203

6.6.2 误码对输出信号的影响203

6.7 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）204

6.8 增量编码调制（DM或△M）206

6.8.1 △M的基本原理206

6.8.2 量化噪声与过载噪声207

6.8.3 增量编码调制系统的抗噪声性能209

6.8.4 增量总和（△-∑）调制与自适应数字压扩增量调制211

6.9 PCM系统与△M系统的比较216

6.10 语音和图像信号的压缩编码217

6.10.1 语音压缩编码217

6.10.2 图像压缩编码219

习题219

第7章 数字基带传输系统224

7.1 引言224

7.2 数字基带信号225

7.2.1 数字基带信号的要求225

7.2.2 数字基带信号的波形225

7.2.3 常用的基带传输码型228

7.3 数字基带信号的功率谱230

7.4 无码间串扰传输系统与奈奎斯特（Nyquist）准则233

7.4.1 基带系统传输特性与码间串扰233

7.4.2 无码间串扰系统特性234

7.4.3 奈奎斯特第一准则235

7.4.4 无码间串扰的滚降系统特性236

7.5 部分响应系统238

7.5.1 余弦谱传输特性239

7.5.2 正弦谱传输特性240

7.5.3 部分响应系统241

7.6 基带系统的最佳化242

7.6.1 理想信道下的最佳基带系统243

7.6.2 非理想信道下的最佳基带系统243

7.7 基带系统的抗噪声性能245

7.7.1 理想系统的抗噪声性能245

7.7.2 最佳基带系统的抗噪声性能246

7.8 均衡器原理248

7.8.1 频域均衡248

7.8.2 时域均衡250

7.9 眼图254

习题256

第8章 数字载波传输系统261

8.1 引言261

8.2 二进制数字调制信号及其功率谱261

8.2.1 2ASK信号262

8.2.2 2FSK信号264

8.2.3 2PSK与2DPSK信号266

8.3 二进制数字调制系统的性能分析269

8.3.1 2ASK系统的抗噪声性能269

8.3.2 2FSK系统的抗噪声性能272

8.3.3 2PSK与2DPSK系统抗噪声性能275

8.4 各种数字调制系统的性能比较279

8.5 数字信号的最佳接收280

8.5.1 数字信号接收的统计描述280

8.5.2 最佳接收机结构282

8.5.3 二进制最佳接收机性能分析285

8.6 多进制数字调制系统288

8.6.1 多进制幅移键控（MASK）289

8.6.2 多进制频移键控（MFSK）290

8.6.3 多进制相移键控（MPSK）291

习题296

第9章 改进型数字调制系统300

9.1 引言300

9.2 正交幅度调制（QAM）301

9.2.1 QAM信号表示与星座图301

9.2.2 QAM调制和解调303

9.3 连续相位频移键控（CPFSK）305

9.3.1 CPFSK基本原理305

9.3.2 最小频移键控（MSK）306

9.3.3 平滑调频（TFM）309

9.4 高斯最小频移键控（GMSK）310

9.5 正交频分复用（OFDM）311

9.5.1 OFDM基本原理311

9.5.2 OFDM的实现314

9.5.3 OFDM信号的矩阵表示315

9.5.4 OFDM的特点和应用317

习题318

第10章 差错控制编码320

10.1 差错控制编码的基本原理320

10.1.1 引起误码的原因与降低误码的常用方法320

10.1.2 差错控制编码的基本方法与差错控制方式321

10.1.3 有扰信道的编码定理323

10.1.4 重复编码的例子324

10.1.5 码间距离d及检错纠错能力325

10.2 常用的简单编码328

10.2.1 奇偶监督码328

10.2.2 二维奇偶监督码328

10.2.3 恒比码329

10.3 线性分组码330

10.3.1 线性分组码的概念330

10.3.2 线性分组码的构成与监督矩阵331

10.3.3 线性分组码的生成矩阵333

10.3.4 线性分组码的伴随式与检错纠错能力335

10.3.5 汉明码336

10.4 循环码337

10.4.1 循环码的基本概念与码多项式337

10.4.2 循环码的生成多项式与生成矩阵339

10.4.3 循环码的编码与解码341

10.4.4 BCH码344

10.4.5 CRC码345

10.5 交织编码346

10.5.1 交织编码的基本原理346

10.5.2 交织编码的方法与性能346

10.6 卷积码347

10.6.1 卷积码347

10.6.2 网格编码调制（TCM）353

10.6.3 Turbo码356

习题359

第11章 同步原理363

11.1 同步的基本概念363

11.2 锁相环（PLL）的基本工作原理364

11.2.1 模拟锁相环364

11.2.2 数字锁相环368

11.3 载波同步373

11.3.1 插入导频法373

11.3.2 直接提取载波法374

11.3.3 载波同步的性能与相位误差对解调信号的影响378

11.4 码元同步379

11.4.1 插入导频法379

11.4.2 直接提取位同步法380

11.4.3 位同步相位误差对性能的影响382

11.5 群（帧）同步383

11.5.1 起止式同步法383

11.5.2 连贯插入特殊码字同步法383

11.5.3 间隔式插入同步码法385

11.5.4 群同步系统的性能385

11.5.5 关于自群同步简介386

11.6 数字通信网的网同步387

11.6.1 主从同步方式388

11.6.2 相互同步方式388

11.6.3 独立时钟的同步方式389

习题391

第12章 通信网393

12.1 通信网的基本原理393

12.1.1 通信网的概念393

12.1.2 通信网的基本要求395

12.1.3 通信网的交换方式396

12.1.4 通信网的约定398

12.1.5 多址接入400

12.2 通信网的基本结构401

12.2.1 通信网的拓扑结构401

12.2.2 通信网的类型403

12.2.3 通信网的网络体系结构404

12.3 数据通信网405

12.3.1 概述405

12.3.2 利用普通公用电话网进行数据通信407

12.3.3 分组交换网409

12.3.4 数字数据网（DDN）412

12.4 综合业务数字网（ISDN）简介415

12.4.1 ISDN的概念415

12.4.2 ISDN的网络功能体系结构416

12.5 卫星及移动通信网络417

12.5.1 蜂窝移动通信网417

12.5.2 卫星移动通信网421

习题422

附录424

附录A 傅里叶变换的性质与常用傅氏变换对424

附录B 误差函数表427

附录C 英文缩略词430

部分习题答案434

参考文献435