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第一篇 傅里叶级数与傅里叶变换第1章 信号与系统基本概念1

1.1 信号分类1

1.1.1 连续信号与离散信号1

1.1.2 确定信号与随机信号2

1.2 信号的时域分析与频域分析2

1.3 能量信号与功率信号2

1.4 系统分类3

1.4.1 连续时间系统与离散时间系统3

1.4.2 线性系统与非线性系统3

1.4.3 时不变系统与时变系统3

1.4.4 因果系统与非因果系统4

第2章 确定信号时域分析简介5

2.1 确定信号时域描述5

2.2 普通信号时域描述5

2.2.1 直流信号5

2.2.2 指数信号5

2.2.3 正弦信号6

2.2.4 复指数信号7

2.3 奇异信号时域描述7

2.3.1 冲激信号8

2.3.2 阶跃信号9

2.3.3 斜坡信号10

2.4 冲激信号的性质11

第3章 卷积积分与冲激响应12

3.1 信号分解为直流分量与交流分量之和12

3.2 任意信号可分解为无限多个冲激信号的叠加（冲激信号序列）12

3.3 冲激响应14

3.4 卷积与系统的输出响应（零状态响应）15

3.5 卷积的性质16

第4章 傅里叶频谱分析17

4.1 周期信号的三角形式傅里叶级数展开式17

4.2 周期信号的指数形式傅里叶级数展开式20

4.3 周期信号频谱分析23

4.3.1 周期信号的频谱特点24

4.3.2 离散频谱特性26

4.3.3 幅度衰减特性27

4.3.4 周期信号的有效带宽与信号持续时间成反比27

4.4 非周期信号的傅里叶变换28

4.5 典型信号的傅里叶变换30

4.5.1 单位冲激信号的傅里叶变换30

4.5.2 直流信号的傅里叶变换31

4.5.3 虚指数信号的傅里叶变换32

4.5.4 正弦信号与余弦信号的傅里叶变换32

4.5.5 周期信号的傅里叶变换33

4.6 傅里叶变换的特性34

4.7 系统频域分析35

第5章 能量谱密度与功率谱密度37

5.1 能量谱密度37

5.1.1 帕什瓦尔能量守恒定理37

5.1.2 能量谱密度推导38

5.2 功率谱密度39

5.2.1 功率谱密度推导39

5.2.2 功率谱密度的物理意义40

参考文献41

第二篇 随机过程42

第6章 分布函数与概率密度42

6.1 概率基础概念42

6.1.1 随机现象42

6.1.2 随机事件42

6.1.3 概率定义42

6.1.4 随机变量45

6.1.5 离散型随机变量与连续型随机变量45

6.1.6 离散型随机变量的分布列45

6.1.7 互不相容事件与互不相容事件概率加法定理46

6.1.8 条件概率、概率乘法定理与随机事件独立性46

6.1.9 全概公式47

6.2 分布函数（CDF）与概率密度函数（PDF）48

6.2.1 分布函数48

6.2.2 概率密度函数51

6.2.3 小结53

6.3 正态分布54

6.3.1 正态分布定义54

6.3.2 正态分布性质55

第7章 随机变量的数字特征56

7.1 数学期望56

7.1.1 数学期望定义56

7.1.2 数学期望的4个性质57

7.2 方差与均方差58

7.2.1 方差定义58

7.2.2 方差的计算58

7.2.3 均方差（标准差）59

7.2.4 方差的性质59

7.3 原点矩与中心矩59

7.3.1 原点矩59

7.3.2 中心矩60

第8章 二维随机变量61

8.1 二维随机变量的分布61

8.2 二维随机变量的分布函数62

8.3 二维连续随机变量的概率密度函数及联合分布与边际分布63

8.3.1 二维连续随机变量的概率密度函数63

8.3.2 二维连续随机变量的联合分布与边际分布64

8.4 随机变量的独立性65

8.5 二维随机变量的数字特征65

8.6 相关系数ρζη67

8.7 中心极限定理概念69

8.8 小结69

第9章 随机过程70

9.1 随机过程基本概念70

9.2 随机过程的分布函数和概率密度函数71

9.2.1 一维分布函数和概率密度函数71

9.2.2 二维分布函数和概率密度函数72

9.2.3 随机过程的数字特征72

9.3 平稳随机过程75

9.3.1 平稳随机过程定义75

9.3.2 各态历经性与时间平均76

9.3.3 平稳随机过程自相关函数的性质78

9.4 平稳随机过程的功率谱密度78

9.4.1 随机过程的功率谱密度78

9.4.2 平稳随机过程的功率谱密度与自相关函数的关系（维纳—辛钦定理）79

9.4.3 平稳随机过程功率谱密度的性质80

参考文献81

第三篇 差错控制编码与伪随机码第10章 差错控制编码82

10.1 差错控制基本概念82

10.2 差错控制方式82

10.3 纠错编码基本概念83

10.4 模2运算规则85

10.5 奇偶监督码与水平奇偶监督码85

10.6 汉明（Hamming）码86

10.7 线性分组码89

10.7.1 监督矩阵H89

10.7.2 生成矩阵G91

10.7.3 利用校正子的和进行错码检测92

10.7.4 线性分组码小结93

10.8 循环码94

10.8.1 循环码的循环特性94

10.8.2 循环码的生成多项式g（x）和生成矩阵G99

10.8.3 循环码的编码方法102

10.8.4 循环码的解码方法103

10.8.5 循环码小结104

10.8.6 循环冗余码（CRC）104

10.9 卷积码106

第11章 伪随机码107

11.1 伪随机序列107

11.2 m序列的均衡、游程和移位相加性质110

11.3 m序列的自相关函数110

11.3.1 周期函数的自相关函数110

11.3.2 一般二进制序列的自相关函数111

11.3.3 m序列的相关函数111

11.4 二进制序列和m序列的互相关函数113

11.4.1 一般二进制序列的互相关函数113

11.4.2 m序列的互相关函数113

11.5 m序列的功率谱密度114

11.6 m序列的伪噪声特性115

参考文献116

第四篇 基带及频带数据传输第12章 基带数据传输117

12.1 数据通信基本概念117

12.1.1 通信系统组成117

12.1.2 信息的度量118

12.1.3 比特率与波特率120

12.1.4 数据传输方式121

12.1.5 （平均）误码率与频谱利用率122

12.1.6 信道容量122

12.1.7 白噪声及限带白噪声123

12.2 基带信号定义与基带传输系统的构成125

12.2.1 基带信号定义125

12.2.2 基带传输系统的构成125

12.3 6种典型数字信号波形以及波形、码元、电平（状态）和进制之间的关系126

12.4 3种常用线路码（AMI、HDB3和CMI）129

12.5 基带数据信号的功率谱密度131

12.5.1 基带数据信号描述131

12.5.2 随机数据序列功率谱密度一般表达式132

12.5.3 双极性归零序列功率谱密度133

12.5.4 双极性不归零序列功率谱密度134

12.5.5 单极性归零序列功率谱密度134

12.5.6 单极性不归零序列功率谱密度135

12.6 奈奎斯特第一准则136

12.7 具有滚降幅频特性的低通网络139

12.8 部分响应形成系统141

12.9 时域均衡与扰码142

12.9.1 时域均衡142

12.9.2 数据序列的扰乱与解扰142

12.10 基带信号接收及基带传输系统误码性能分析143

12.10.1 加性白高斯噪声信道的组成143

12.10.2 低通滤波器解调方案及误码率143

12.11 Q函数和误差函数erf149

12.11.1 Q函数及其性质149

12.11.2 误差函数erf150

12.11.3 互补误差函数erfc150

12.11.4 Q函数与误差函数的关系151

第13章 频带数据传输152

13.1 频带传输概论152

13.2 二进制振幅键控（2ASK）152

13.2.1 2ASK调制／解调工作原理及波形153

13.2.2 2ASK信号表达式及功率谱密度153

13.2.3 振幅键控调制中的几个分支158

13.3 二进制相移键控（2PSK和2DPSK）158

13.3.1 2PSK和2DPSK调制波形及工作原理158

13.3.2 2PSK信号的功率谱密度161

13.3.3 2PSK信号的矢量表示162

13.3.4 2PSK和2DPSK信号的产生与解调162

13.4 匹配滤波器164

13.5 二进制频带传输的误码性能168

13.5.1 接收端采用相干解调时的系统误码性能168

13.5.2 接收端采用非相干解调时的系统误码性能169

13.6 二进制数字调制系统的性能比较170

13.6.1 误码率170

13.6.2 频谱利用率η172

13.7 信噪比S/N、Eb/n0及各种定义下的带宽172

13.8 多进制正交幅度调制（MQAM）174

13.8.1 正交幅度调制工作原理及表达式174

13.8.2 正交幅度调制的星座表示法176

13.8.3 正交幅度调制信号的功率谱密度、误码率和频谱利用率176

13.8.4 格雷码178

13.9 QPSK及4DPSK调制179

13.9.1 MPSK信号表达式179

13.9.2 QPSK及4DPSK工作原理180

13.9.3 QPSK信号的误码率（误比特率）185

13.9.4 QPSK信号的功率谱密度185

13.9.5 MPSK信号的频谱利用率186

13.10 OQPSK调制与π／4QPSK调制186

13.10.1 偏移四相相移键控（OQPSK）187

13.10.2 π／4四相相移键控（π／4QPSK）190

13.11 GMSK调制193

13.11.1 2FSK调制194

13.11.2 最小频移键控（MSK）196

13.11.3 数字调频信号的相关系数197

13.11.4 MSK信号的产生原理198

13.11.5 MSK信号功率谱密度200

13.11.6 高斯最小频移键控（GMSK）调制201

参考文献201

第五篇 通信技术基础202

第14章 7号信令系统202

14.1 信令的基本概念202

14.1.1 信令的概念202

14.1.2 信令方式203

14.1.3 信令系统203

14.2 信令的分类203

14.2.1 随路信令和共路信令203

14.2.2 线路信令、路由信令和管理信令204

14.2.3 用户线信令和局间信令204

14.3 7号信令的产生205

14.4 7号信令的协议结构205

14.4.1 MTP（消息传递部分）206

14.4.2 TUP（电话用户部分）206

14.4.3 ISUP（ISDN用户部分）206

14.4.4 SCCP（信令连接控制部分）206

14.4.5 ISP（中间业务部分）207

14.4.6 TCAP（事务处理能力应用部分）207

14.4.7 TC-用户207

第15章 ISDN与ATM208

15.1 ISDN技术208

15.1.1 ISDN基本概念208

15.1.2 ISDN网络208

15.1.3 ISDN的应用209

15.2 ATM技术209

15.2.1 ATM概念209

15.2.2 ATM传输通道210

15.2.3 ATM信元结构210

15.2.4 ATM网络通信过程211

15.2.5 ATM网络接口212

15.2.6 ATM分层模型和支持的4类业务213

15.2.7 ATM的优点与缺点215

15.3 3种ATM传输网络216

第16章 帧中继、X.25、DDN及ADSL218

16.1 帧中继技术218

16.1.1 帧中继基本概念218

16.1.2 帧中继的技术特点218

16.1.3 帧中继的应用219

16.2 X.25技术219

16.2.1 X.25基本概念219

16.2.2 X.25网络的优点和缺点220

16.3 数字数据网（DDN）221

16.3.1 DDN基本概念221

16.3.2 DDN的复用及数字交叉连接系统224

16.4 X.25、帧中继与DDN的对比225

16.5 ADSL226

16.5.1 ADSL技术产生背景226

16.5.2 xDSL技术系列227

16.5.3 ADSL采用离散多音频调制228

16.5.4 ADSL系统229

16.5.5 ADSL应用231

第17章 PCM、PDH及SDH233

17.1 脉冲编码调制233

17.2 时分多路复用235

17.2.1 时分多路复用原理235

17.2.2 PCM30/32复用制式的帧结构236

17.3 准同步数字序列238

17.3.1 PDH基本概念238

17.3.2 PDH体系的优缺点239

17.4 SDH（以及SONET）240

17.4.1 SDH的引入240

17.4.2 SDH概念及其优缺点240

17.4.3 SDH传输系统的再生段、复用段和通道241

17.4.4 SDH的速率体系241

17.4.5 SDH的帧结构243

17.4.6 SDH的复用结构244

参考文献247

附录1 抽样函数波形及数值计算249

附录2 常用三角函数公式、指数与对数250

附录3 偶函数与奇函数性质、欧拉公式252

附录4 复数253