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第1章 通信系统概述1

1.1 信息与信息技术1

1.1.1 信息1

1.1.2 信息技术2

1.1.3 媒体与多媒体2

1.1.4 信息量3

1.2 通信与通信系统3

1.2.1 通信4

1.2.2 通信系统4

1.3 传输信道和噪声7

1.3.1 信道分类7

1.3.2 恒参与变参信道特征8

1.3.3 信道的干扰11

1.3.4 几种常用信道特征12

1.3.5 信道容量的概念13

1.4 通信频段的划分17

1.5 通信系统质量指标18

1.5.1 通信质量概述18

1.5.2 通信系统有效性技术19

1.5.3 通信系统可靠性技术19

1.6 通信发展简史20

1.7 复习与思考22

第2章 信号与噪声分析23

2.1 信号与系统表示法23

2.1.1 通信系统常用信号类型23

2.1.2 系统表示法25

2.2 信号频谱分析概略25

2.2.1 傅里叶级数26

2.2.2 傅里叶变换26

2.2.3 卷积与相关28

2.2.4 能量谱、功率谱及帕氏定理29

2.3 希尔伯特变换31

2.3.1 希氏变换31

2.3.2 希氏变换的主要性质32

2.3.3 预包络32

2.4 随机变量的统计特征33

2.4.1 概率的公理概念和运算33

2.4.2 随机变量36

2.4.3 随机变量的统计特征37

2.4.4 常用的随机变量类型38

2.4.5 随机变量统计平均40

2.4.6 随机变量的变换40

2.4.7 二维随机变量及其统计特征41

2.4.8 二维高斯随机变量的统计特征42

2.5 随机过程44

2.5.1 随机过程的概念和定义44

2.5.2 随机信号的统计特征和平稳随机过程45

2.5.3 关于不相关、正交和统计独立的讨论49

2.5.4 遍历性平稳随机过程50

2.5.5 平稳随机信号的功率谱51

2.6 随机信号通过系统的分析53

2.6.1 平稳随机信号通过线性系统54

2.6.2 随机信号进入乘法器55

2.7 高斯型随机过程56

2.7.1 高斯随机过程的统计特征56

2.7.2 白噪声57

2.7.3 热噪声57

2.7.4 限带高斯白噪声58

2.8 窄带高斯噪声60

2.8.1 窄带高斯噪声的统计特征60

2.8.2 高频载波加窄带高斯噪声64

2.9 本章小结66

2.10 复习与思考66

2.11 习题67

2.11.1 傅里叶变换及信号分析67

2.11.2 概率与随机变量67

2.11.3 随机过程统计特征68

2.11.4 随机信号与高斯噪声通过系统68

2.11.5 两个随机过程的统计关系69

第3章 模拟调制系统70

3.1 调制的功能和分类70

3.1.1 调制功能70

3.1.2 调制的分类71

3.2 调幅与双边带调制72

3.2.1 调幅（AM）波时域波形72

3.2.2 调幅波的频谱73

3.2.3 调幅信号的功率分配73

3.2.4 双边带调制74

3.3 单边带与残留边带调制75

3.3.1 单边带信号的产生75

3.3.2 残留边带调制78

3.4 线性调制的系统模型和解调79

3.4.1 线性调制的通用模型79

3.4.2 相干解调与非相干解调80

3.5 线性调制系统的噪声性能分析82

3.5.1 相干解调系统信噪比计算82

3.5.2 线性调制系统性能评价83

3.6 非线性调制85

3.6.1 角度调制概念85

3.6.2 单音调角86

3.7 窄带调角87

3.7.1 窄带调频信号分析88

3.7.2 窄带调相89

3.8 宽带调频信号分析89

3.8.1 WBFM时-频域特征89

3.8.2 Jn（β）性质与FM信号频谱特征91

3.8.3 调频信号有关参数分析92

3.9 调频波的解调及性能分析93

3.9.1 宽带调频信号的非相干解调与性能分析93

3.9.2 FM系统的预／去加重技术96

3.9.3 FM门限效应98

3.10 本章小结100

3.11 复习与思考101

3.12 习题101

3.12.1 线性调制系统信号分析101

3.12.2 解调与性能分析102

3.12.3 调频信号分析103

3.12.4 鉴频与性能分析104

3.12.5 调相信号与解调性能105

3.12.6 综合性题目105

第4章 模拟信号编码传输107

4.1 模拟信号数字化概述107

4.1.1 脉冲编码调制概念107

4.1.2 PCM和数字信号优点108

4.2 抽样与脉冲模拟调制108

4.2.1 低通信号抽样定理108

4.2.2 模拟信号脉冲调制111

4.3 量化与编码113

4.3.1 量化与编码概念113

4.3.2 编码技术概要116

4.3.3 线性（均匀）量化与量化信噪比117

4.4 语音PCM121

4.4.1 非均匀量化122

4.4.2 A律／13折线的PCM编码123

4.4.3 PCM传输格式125

4.5 差分脉码调制130

4.5.1 预测编码概述130

4.5.2 DPCM系统分析130

4.6 增量调制134

4.6.1 增量调制基本特点134

4.6.2 过载特性135

4.6.3 改进型DM136

4.6.4 DM系统量化噪声138

4.7 自适应差分脉码调制139

4.8 本章小结142

4.9 复习与思考142

4.10 习题143

4.10.1 线性量化PCM143

4.10.2 非均匀量化PCM144

4.10.3 预测编码145

第5章 数字信号基带传输146

5.1 数字基带信号的脉冲波形表示和传输码型146

5.1.1 表示数字基带信号的常用脉冲波形146

5.1.2 几种常用的传输码型148

5.1.3 传输码型选择和波形设计要求150

5.2 数字基带信号功率谱151

5.2.1 数字基带信号分析151

5.2.2 功率谱计算152

5.2.3 基带功率谱特征153

5.3 符号间干扰154

5.4 无失真数字基带传输——奈奎斯特第一准则155

5.4.1 奈奎斯特准则的充要条件155

5.4.2 奈奎斯特理想信道传输157

5.4.3 升余弦响应频谱——奈氏第一准则实现方法158

5.5 部分响应系统——奈奎斯特第二准则160

5.5.1 双二进制信号——第1类部分响应160

5.5.2 第Ⅳ类部分响应163

5.5.3 相关电平编码的推广165

5.6 波形成形的数字技术166

5.7 信道均衡167

5.7.1 均衡概念167

5.7.2 抽头-延迟线均衡167

5.7.3 自适应均衡170

5.8 数字信号基带传输误码性能分析171

5.9 眼图174

5.9.1 眼图的构成174

5.9.2 眼图包括的主要参量174

5.10 本章小结175

5.11 复习与思考176

5.12 习题177

5.12.1 码型与功率谱177

5.12.2 奈氏准则及其实现178

5.12.3 均衡179

5.12.4 误码性能180

第6章 数字信号的频带传输181

6.1 概述181

6.1.1 数字信号正弦载波调制181

6.1.2 数字调制技术系列和分类182

6.2 二元幅移键控182

6.2.1 ASK信号分析182

6.2.2 ASK信号相干检测184

6.2.3 非相干ASK抗噪声性能分析185

6.3 二元频移键控187

6.3.1 相位不连续的频移键控信号187

6.3.2 FSK信号的检测及抗噪声性能189

6.3.3 连续相位频移键控信号191

6.4 二元相移键控193

6.4.1 二元相移键控的构成193

6.4.2 PSK相干检测及抗噪声性能195

6.4.3 相对（差分）相移键控196

6.5 三种二元数字调制的性能比较198

6.6 多元数字调幅与调频201

6.6.1 多元调制的特点201

6.6.2 多元数字调幅201

6.6.3 多元数字调频204

6.7 多元数字调相206

6.7.1 MPSK信号表示法206

6.7.2 多元调相信号空间特征与噪声性能209

6.8 本章小结214

6.9 复习与思考214

6.10 习题215

第7章 数字信号的最佳接收218

7.1 最佳接收准则218

7.1.1 最大输出信噪比准则218

7.1.2 最小均方误差准则219

7.1.3 最大后验概率或最大似然接收准则219

7.2 利用匹配滤波器的最佳接收220

7.2.1 匹配滤波器的设计220

7.2.2 匹配滤波器输出信号分析222

7.2.3 匹配滤波器的实现222

7.3 带通数字信号的最佳接收225

7.3.1 未知相位载波信号的最佳接收225

7.3.2 相关接收229

7.4 理想接收机模型232

7.5 最佳接收误码率统计分析234

7.5.1 三种最佳接收机统一性及条件234

7.5.2 误比特率分析计算235

7.6 本章小结238

7.7 复习与思考239

7.8 习题239

7.8.1 匹配滤波器接收239

7.8.2 相关接收241

第8章 信道编码242

8.1 差错控制概述242

8.1.1 二元对称信道和错误式样242

8.1.2 差错控制分类244

8.1.3 常用差错控制码245

8.1.4 差错控制定理247

8.2 线性分组码248

8.2.1 概念与思路248

8.2.2 （n,k）线性分组码的构成249

8.2.3 伴随式解码252

8.2.4 汉明界253

8.2.5 汉明码及其扩展254

8.2.6 完备码255

8.2.7 分组码的对偶码255

8.3 （n,k）循环码255

8.3.1 码多项式表示及其运算255

8.3.2 （n,k）循环码的描述257

8.3.3 循环码编码方法和编码电路258

8.3.4 循环码的对偶码与缩短码259

8.3.5 伴随式纠错解码260

8.4 几种重要的循环码260

8.4.1 CRC码261

8.4.2 BCH码261

8.4.3 R-S码262

8.5 卷积码262

8.5.1 卷积码特征262

8.5.2 卷积码数学描述263

8.5.3 卷积码图示法264

8.5.4 卷积码维特比解码与纠错能力266

8.6 复合编码269

8.6.1 级联码269

8.6.2 交织码和乘积码271

8.6.3 Turbo码274

8.7 本章小结275

8.8 复习与思考276

8.9 习题277

8.9.1 差错控制概念277

8.9.2 （n,k）分组码277

8.9.3 循环码特性278

8.9.4 卷积码279

8.9.5 复合编码279

第9章 先进的数字调制技术281

9.1 概述281

9.2 正交调幅（幅-相调制）282

9.2.1 QAM信号的基本构成特点282

9.2.2 MQAM信号相关接收与抗噪声性能286

9.2.3 MQAM与MPSK性能比较287

9.3 改进型QPSK289

9.3.1 OQPSK与DOQPSK289

9.3.2 IJF-OQPSK290

.9.3.3 π/4QPSK与π/4DQPSK291

9.4 最小频移键控293

9.4.1 MSK信号空间293

9.4.2 MSK信号的最佳接收与性能特征297

9.4.3 改进型MSK299

9.5 扩频调制302

9.4.1 扩频调制的基本原理302

9.5.2 PN与m序列304

9.5.3 直接序列扩频（DS-SS）306

9.5.4 干扰容限Jm308

9.5.5 跳频扩频概述309

9.6 网格编码调制311

9.6.1 编码调制一体化基本思路311

9.6.2 TCM信号的构成312

9.6.3 TCM信号解码316

9.6.4 8VSB-TCM模式317

9.7 正交频分复用（OFDM）318

9.7.1 多载波和OFDM基本概念318

9.7.2 OFDM技术实施319

9.7.3 OFDM典型应用示例和性能评价322

9.8 本章小结326

9.9 复习与思考327

9.10 习题327

9.10.1 QAM与MSK327

9.10.2 扩频调制328

9.10.3 TCM和OFDM329

第10章 多用户通信330

10.1 多用户通信概述330

10.1.1 多用户通信及其分类330

10.1.2 通信资源的分配方式331

10.2 频分多址和时分多址332

10.2.1 频分复用／多址（FDM/FDMA）332

10.2.2 时分复用／多址（TDM/TDMA）334

10.3 码分多址（CDMA）336

10.3.1 CDMA概述336

10.3.2 CDMA分类337

10.3.3 CDMA系统的干扰问题338

10.4 局域网中的多址技术342

10.4.1 ALOHA342

10.4.2 载波侦听多址网（CSMA）344

10.4.3 接入控制的预约方式346

10.5 其他多址技术347

10.5.1 空分与极化多址347

10.5.2 光接入系统中的多址技术347

10.6 无线多址系统中的电波传播和多径衰落348

10.6.1 多径传播与衰落348

10.6.2 多径衰落信道相干带宽和相干时间349

10.7 多径衰落信道的分集接收技术351

10.7.1 分集技术概述351

10.7.2 分集技术分类352

10.7.3 分集中的合并技术353

10.7.4 Rake接收353

10.8 移动无线通信中的多址技术典型示例（简介）354

10.8.1 数字移动无线多址系统特征354

10.8.2 GSM系统中的多址技术356

10.8.3 IS-54和IS-95多址技术特点359

10.8.4 “3G”——第三代移动通信的宽带CDMA技术360

10.9 本章小结362

10.10 复习与思考363

10.11 习题363

10.11.1 多用户／多址概念363

10.11.2 GSM-TDMA364

10.11.3 CDMA364

10.11.4 传输损耗和多径衰落365

附录A 概率积分函数表、误差函数表366

A1 概率积分函数表366

A2 误差函数表367

附录B 三角函数恒等式368

附录C 英文缩写词369

部分习题答案374

参考文献380