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第1章 绪论1

1.1 历史回顾1

1.2 电通信系统的基本组成3

1.2.1 数字通信系统5

1.2.2 数字通信的早期工作7

1.3 通信信道及其特征8

1.4 通信信道的数学模型13

1.5 本书的结构15

1.6 深入学习16

第2章 信号和系统的频域分析17

2.1 傅里叶级数17

2.1.1 实信号的傅里叶级数：三角傅里叶级数21

2.2 傅里叶变换23

2.2.1 实信号、偶信号和奇信号的傅里叶变换26

2.2.2 傅里叶变换的基本性质27

2.2.3 周期信号的傅里叶变换29

2.3 功率和能量30

2.3.1 能量型信号31

2.3.2 功率型信号31

2.4 带宽受限信号的抽样34

2.5 带通信号37

2.6 深入学习44

习题44

第3章 模拟信号的发送和接收55

3.1 调制简介55

3.2 振幅调制（AM）56

3.2.1 双边带抑制载波AM56

3.2.2 常规振幅调制61

3.2.3 单边带AM64

3.2.4 残留边带AM67

3.2.5 AM调制器和解调器的实现69

3.2.6 信号多路复用74

3.3 角度调制75

3.3.1 FM信号和PM信号的表示形式76

3.3.2 角度调制信号的频谱特性79

3.3.3 角度调制器和解调器的实现84

3.4 无线电广播和电视广播91

3.4.1 AM无线电广播91

3.4.2 FM无线电广播93

3.4.3 电视广播95

3.5 移动无线电系统102

3.6 深入学习103

习题103

4.1 概率及随机变量114

第4章 随机过程114

4.2 随机过程：基本概念127

4.2.1 随机过程的描述128

4.2.2 统计平均130

4.2.3 平稳过程133

4.2.4 随机过程与线性系统139

4.3 频域中的随机过程141

4.3.1 随机过程的功率谱141

4.3.2 线性时不变系统的传输146

4.4 高斯过程及白过程148

4.4.1 高斯过程149

4.4.2 白过程150

4.5 带限过程及抽样153

4.6 带通过程155

习题162

4.7 深入学习162

第5章 模拟通信系统中的噪声影响174

5.1 噪声对线性调制系统的影响174

5.1.1 噪声对基带系统的影响174

5.1.2 噪声对DSB-SC AM的影响174

5.1.3 噪声对SSB AM的影响176

5.1.4 噪声对常规调幅的影响177

5.2 使用锁相环（PLL）进行载频相位估计181

5.2.1 锁相环181

5.2.2 加性噪声对相位估计的影响184

5.3 噪声对角度调制的影响188

5.3.1 角度调制的门限效应196

5.3.2 预加重和去加重滤波199

5.4 模拟调制系统的比较202

5.5 模拟通信系统中传输损耗和噪声的影响203

5.5.1 热噪声源的特征204

5.5.2 噪声温度效应及噪声系数205

5.5.3 传输损耗207

5.5.4 信号传输中继器208

5.6 深入学习210

习题211

第6章 信源与信源编码215

6.1 信源的数学模型215

6.1.1 信息的度量216

6.1.2 联合熵与条件熵218

6.2 信源编码理论219

6.3 信源编码算法221

6.3.1 霍夫曼信源编码算法221

6.3.2 Lempel-Ziv信源编码算法225

6.4 率失真理论226

6.4.1 互信息量227

6.4.2 微分熵228

6.4.3 率失真函数229

6.5 量化233

6.5.1 标量量化233

6.5.2 矢量量化241

6.6 波形编码243

6.6.1 脉冲编码调制（PCM）243

6.6.2 差分脉冲编码调制（DPCM）247

6.6.3 增量调制（ΔM）249

6.7 分析－合成技术251

6.8 数字音频传输和数字音频记录254

6.8.1 电话传输系统中的数字音频信号254

6.8.2 数字音频录制256

6.9 JPEG图像编码标准259

6.10 深入学习262

习题262

第7章 加性高斯白噪声信道中的数字传输272

7.1 信号波形的几何表示272

7.2 脉冲振幅调制275

7.3 二维信号波形280

7.3.1 基带信号280

7.3.2 二维带通信号——载波相位调制282

7.3.3 二维带通信号——正交振幅调制285

7.4 多维信号波形287

7.4.1 正交信号波形287

7.4.2 双正交信号波形291

7.4.3 单纯信号波形292

7.4.4 二进制编码的信号波形293

7.5 加性高斯白噪声信道中数字已调信号的最佳接收机295

7.5.1 相关型解调器296

7.5.2 匹配滤波器型解调器299

7.5.3 最佳检测器305

7.5.4 载波振幅已调信号的解调和检测309

7.5.5 载波相位已调信号的解调和检测311

7.5.6 正交振幅已调信号的解调和检测316

7.5.7 频率已调信号的解调和检测318

7.6 加性高斯白噪声中信号检测的错误概率323

7.6.1 二进制调制的错误概率323

7.6.2 M进制PAM的错误概率326

7.6.3 相位相干PSK调制的错误概率329

7.6.4 DPSK的系统错误概率333

7.6.5 QAM的错误概率334

7.6.6 M进制正交信号的错误概率338

7.6.7 M进制双正交信号的错误概率341

7.6.8 M进制单纯信号的错误概率343

7.6.9 FSK的非相干检测的错误概率343

7.6.10 调制方式的比较345

7.7 有线和无线通信信道的性能分析348

7.7.1 再生中继器348

7.7.2 无线信道中的链路预算分析350

7.8 码元同步353

7.8.1 超前－滞后门同步法353

7.8.2 最小均方误差法355

7.8.3 最大似然准则法357

7.8.4 频谱线法358

7.8.5 载波已调信号的码元同步360

7.9 深入学习360

习题361

8.1 通过带限信道的数字传输377

第8章 通过带限AWGN信道的数字传输377

8.1.1 带限基带信道上的数字PAM传输380

8.1.2 带限带通信道上的数字传输382

8.2 数字已调信号的功率谱383

8.2.1 基带信号的功率谱383

8.2.2 载波已调信号的功率谱388

8.3 带限信道的信号设计389

8.3.1 无码间干扰的带限信号的设计——奈奎斯特准则390

8.3.2 具有可控ISI的带限信号395

8.4 检测数字PAM的错误概率397

8.4.1 具有零ISI的PAM检测的错误概率397

8.4.2 可控ISI的逐码元数据检测398

8.4.3 部分响应信号检测的错误概率400

8.5.1 有记忆的调制编码与调制信号403

8.5 与记忆有关的数字调制信号403

8.5.2 最大似然序列检测器415

8.5.3 部分响应信号的最大似然序列检测417

8.5.4 有记忆数字信号的功率谱421

8.6 存在信道失真的系统设计424

8.6.1 已知信道的发送和接收滤波器的设计426

8.6.2 信道均衡428

8.7 多载波调制和OFDM442

8.7.1 FFT算法实现的OFDM系统443

8.8 深入学习445

习题446

第9章 信道容量与信道编码457

9.1 信道模型457

9.2 信道容量459

9.2.1 高斯信道容量462

9.3 通信的容限464

9.3.1 模拟信号的PCM传输467

9.4 可靠通信的编码469

9.4.1 正交信号错误概率的紧界469

9.4.2 编码的原则472

9.5 线性分组码477

9.5.1 线性分组码的译码及其性能481

9.5.2 突发错误纠错编码487

9.6 循环码488

9.6.1 循环码的结构488

9.7 卷积码495

9.7.1 卷积码的基本性质496

9.7.2 卷积码的最佳译码——维特比算法499

9.7.4 卷积码的错误概率界限503

9.7.3 卷积码的其他译码算法503

9.8 复合编码506

9.8.1 乘积码506

9.8.2 链接码507

9.8.3 Turbo码508

9.8.4 BCJR算法509

9.8.5 Turbo码的性能510

9.9 带限信道的编码512

9.9.1 编码与调制的结合512

9.9.2 网格编码调制514

9.10 信道编码的实际应用519

9.10.1 深层空间通信的编码519

9.10.2 电话线路调制解调器的编码520

9.10.3 光盘编码522

习题523

9.11 深入学习523

第10章 无线通信533

10.1 衰落多径信道上的数字传输533

10.1.1 时变多径信道的信道模型534

10.1.2 衰落多径信道的信号设计540

10.1.3 频率非选择性瑞利衰落信道上的二进制调制性能541

10.1.4 通过信号分集提高系统性能544

10.1.5 频率选择性信道的调制和解调——RAKE解调器548

10.1.6 多天线系统和空时编码550

10.2 连续载波相位调制553

10.2.1 连续相位FSK（CPFSK）554

10.2.2 连续相位调制（CPM）560

10.2.3 CPFSK和CPM的频谱特性563

10.2.4 CPM信号的解调和检测567

10.2.5 CPM在AWGN信道和瑞利衰落信道中的性能571

10.3 扩频通信系统573

10.3.1 扩频数字通信系统的模型574

10.3.2 直接序列扩频系统575

10.3.3 直接序列扩频信号的应用584

10.3.4 脉冲干扰和衰落的影响586

10.3.5 PN序列的生成588

10.3.6 跳频扩频591

10.3.7 扩频系统的同步596

10.4 数字蜂窝通信系统601

10.4.1 GSM系统601

10.4.2 基于IS-95的CDMA系统604

10.5 深入学习607

习题608

附录A 多信道二进制信号接收时的错误概率613

参考文献615