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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2近代与现代通信技术的发展历史和现状1

1.3数字通信系统的基本组成2

1.4数字通信的特点3

1.5数字通信系统基本的性能指标及其度量参数5

1.6本书的内容安排7

习题18

主要参考文献8

第2章 信号分析基础9

2.1引言9

2.2确定信号分析方法回顾9

2.3信号的矢量表示12

2.4希尔伯特变换及应用14

2.5随机信号的基本概念和特点19

2.6随机过程的主要统计特性21

2.7随机变量函数的分布及数字特征23

2.8平稳随机信号24

2.9信号功率密度谱25

2.10通信系统中几种常用的随机过程27

2.11平稳随机过程与时不变线性系统32

2.12循环平稳随机过程35

2.13匹配滤波器38

2.14信号的带宽41

2.15本章小结44

习题245

主要参考文献46

第3章 模拟信号的数字编码47

3.1低通和带通信号抽样定理47

3.1.1低通信号理想抽样47

3.1.2低通信号自然抽样48

3.1.3混叠现象与低通抽样定理49

3.1.4带通抽样定理51

3.2模拟信号的量化53

3.2.1标量量化54

3.2.2矢量量化55

3.2.3均匀量化56

3.2.4非均匀量化59

3.2.5对数量化63

3.3脉冲编码调制69

3.3.1常用的PCM编码方式69

3.3.2 A律与μ律PCM编码70

3.3.3对数PCM与线性PCM间的变换73

3.4差分脉冲编码调制（DPCM）75

3.4.1预测编码的基本概念75

3.4.2信号预测的基本方法77

3.4.3自适应差分脉冲编码调制81

3.5增量调制（△M调制）83

3.5.1简单增量调制83

3.5.2增量总和调制——△-∑调制86

3.5.3数字压扩自适应增量调制88

3.6不同编码方式的误码性能分析90

3.6.1增量调制编码的误码性能分析90

3.6.2线性PCM编码的误码性能分析92

3.6.3两种编码的抗误码性能比较92

3.7本章小结93

习题394

主要参考文献95

第4章 信息论基础96

4.1引言96

4.2信息的度量96

4.2.1离散信源信息的度量97

4.2.2离散信源的平均信息量——信源的熵98

4.2.3熵的最大化98

4.2.4离散信源的联合熵与条件熵101

4.3离散信道及容量102

4.3.1信道的模型102

4.3.2互信息量103

4.3.3熵函数与平均互信息量之间的关系104

4.3.4离散信道的容量105

4.3.5离散无记忆对称信道及特性108

4.4连续信源、信道及容量110

4.4.1连续信源的相对熵110

4.4.2连续信源的相对条件熵和互信息量112

4.4.3连续信源的相对熵的最大化113

4.4.4加性高斯噪声干扰信道的容量115

4.4.5信道容量和信道带宽的归一化分析118

4.5信源编码基本方法121

4.5.1离散无记忆信源121

4.5.2离散无记忆信源的等长编码123

4.5.3离散无记忆信源的不等长编码129

4.5.4霍夫曼（Huffman）编码135

4.6率失真理论139

4.6.1平均失真度139

4.6.2率失真函数140

4.7本章小结147

习题4148

主要参考文献150

第5章 数字基带传输系统151

5.1引言151

5.2基带传输系统基本模型151

5.3基带信号的波形设计与编码152

5.3.1基带信号的波形设计原则152

5.3.2基带信号的基本波形152

5.3.3常用的基带信号传输码型154

5.4基带信号的功率谱157

5.4.1.进制纯随机序列基带信号的功率谱157

5.4.2二进制平稳序列基带信号的功率谱160

5.5码间串扰与波形传输无失真的条件162

5.5.1基带信道的传输特性与码间串扰162

5.5.2奈奎斯特第一准则163

5.5.3奈奎斯特第二准则169

5.5.4奈奎斯特第三准则172

5.6部分响应基带传输系统173

5.6.1部分响应系统的信号波形特性173

5.6.2预编码和相关编码177

5.7基带信号的检测与最佳接收180

5.7.1加性高斯白噪声干扰下的信号检测180

5.7.2基带信号的最佳接收184

5.7.3基带传输系统特性的眼图观测方法188

5.8本章小结189

习题5189

主要参考文献192

第6章 数字载波调制传输系统193

6.1引言193

6.2数字载波调制与解调的基本原理194

6.2.1数字载波调制的基本原理194

6.2.2数字载波调制信号的功率谱分析196

6.2.3数字载波调制信号解调的基本原理198

6.3二进制数字载波调制传输系统201

6.3.1 2ASK调制解调系统201

6.3.2 2PSK调制解调系统210

6.3.3 2DPSK调制解调系统215

6.3.4 2FSK调制解调系统220

6.3.5二进制调制解调系统的性能比较226

6.4多进制数字载波调制传输系统227

6.4.1信号统计判决的基本原理228

6.4.2 MASK调制解调系统231

6.4.3 MPSK调制解调系统235

6.4.4 MQAM调制解调系统238

6.4.5 MFSK调制解调系统242

6.5恒包络连续相位调制246

6.5.1 MSK调制解调系统246

6.5.2 GMSK调制解调系统254

6.6正交频分复用载波调制传输系统262

6.6.1并行传输的基本概念262

6.6.2 OFDM的基本原理263

6.6.3 OFDM信号的时间保护间隔与循环前缀266

6.6.4 OFDM信号的功率谱及OFDM信号的特点268

6.7本章小结269

习题6270

主要参考文献272

第7章 传输信道273

7.1信道的定义和分类273

7.1.1信道的定义273

7.1.2恒参信道273

7.1.3随参信道274

7.2信道的损耗与衰落特性276

7.2.1自由空间传输损耗模型276

7.2.2传输路径损耗模型277

7.2.3传输信道阴影衰落模型278

7.2.4路径损耗与阴影衰落综合模型279

7.3信道的统计多径模型279

7.3.1多普勒频移与多径接收信号279

7.3.2窄带衰落模型281

7.3.3宽带衰落模型285

7.4信道的容量分析291

7.4.1平坦衰落信道的容量292

7.4.2频率选择性衰落信道容量294

7.5信道估计与均衡296

7.5.1信道估计与均衡的基本概念296

7.5.2最大似然序列估计法299

7.5.3数字时域均衡的基本原理301

7.5.4数字时域均衡的常用方法302

7.5.5自适应均衡器306

7.6本章小结308

习题7308

主要参考文献309

第8章 差错控制编码310

8.1引言310

8.2差错控制编码的主要类型和方式310

8.2.1差错控制编码的主要类型310

8.2.2差错控制的方式310

8.3简单的差错控制方法311

8.3.1奇偶校验码311

8.3.2重复码312

8.3.3水平奇偶校验码313

8.4信道编码的基本概念和定理314

8.5线性分组码的代数基础323

8.6线性分组码的基本性质331

8.6.1码距的概念331

8.6.2码距与检错纠错能力的关系332

8.6.3线性分组码的生成矩阵与监督矩阵334

8.6.4线性分组码的最小码距与最小码重的关系339

8.6.5线性分组码的标准阵、陪集首和陪集341

8.6.6汉明码342

8.6.7线性分组码纠错能力分析346

8.7循环码348

8.7.1循环码的基本概念和定理348

8.7.2系统码结构的循环码352

8.7.3汉明循环码359

8.7.4 BCH码361

8.8卷积码370

8.8.1卷积码编码器的构造和表示方法370

8.8.2卷积码的卷积关系、生成矩阵与生成多项式371

8.8.3卷积码的监督矩阵与监督多项式矩阵378

8.8.4卷积码的伴随式与代数译码380

8.8.5卷积码的状态图、树图与网格图描述385

8.8.6卷积码的距离特性与转移函数388

8.8.7卷积码的概率译码原理394

8.8.8卷积码的维特比译码396

8.8.9维特比译码器的性能分析406

8.8.10卷积码的码率变换操作——凿孔卷积码410

8.9调制与编码的权衡414

8.9.1调制方式的权衡问题414

8.9.2带宽受限系统与功率受限系统416

8.9.3带宽与功率均受限的系统417

8.10本章小结421

习题8421

主要参考文献424

第9章 同步原理与技术425

9.1引言425

9.2锁相环425

9.2.1锁相环的组成425

9.2.2锁相环的工作原理426

9.2.3锁相环的基本性能分析427

9.3载波同步430

9.3.1直接提取法430

9.3.2插入导频法435

9.3.3载波相位的似然估计法436

9.4符号同步439

9.4.1直接提取法439

9.4.2插入导频法441

9.4.3符号同步的似然估计法441

9.4.4载波相位和符号同步的联合估计442

9.5帧同步444

9.5.1帧同步标识符的周期性插入法444

9.5.2帧同步标识符的相关搜索法447

9.6本章小结449

习题9450

主要参考文献451

第10章 扩展频谱通信技术453

10.1扩频系统的基本概念453

10.1.1扩频系统的基本原理453

10.1.2扩频系统的分类454

10.1.3扩频系统的技术指标456

10.1.4扩频系统的优点457

10.2伪随机序列457

10.2.1 m序列458

10.2.2 Gold序列462

10.3直接序列扩频技术463

10.3.1 BPSK直接序列扩频463

10.3.2 QPSK直接序列扩频465

10.4跳频技术466

10.4.1跳频系统工作原理466

10.4.2跳频器468

10.5扩频系统的同步470

10.5.1扩频码的捕获471

10.5.2扩频码的跟踪473

10.6扩频技术的应用476

10.6.1扩频技术在军事通信中的应用476

10.6.2扩频技术在民用通信中的应用477

10.7本章小结479

习题10479

主要参考文献480

第11章 信道复用与多址技术481

11.1引言481

11.2频分复用与频分多址482

11.3时分复用与时分多址483

11.4码分复用与码分多址485

11.5空分复用与空分多址487

11.6统计复用与随机多址488

11.7综合复用494

11.8 本章小结495

习题11495

主要参考文献496

附录 缩写索引表497