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目录1

第一篇1

第1章 概论1

1.1 通信的发展1

1.2 消息、信息和信号1

1.3 数字通信3

1.3.1 基本概念3

1.3.3 数字通信系统模型4

1.3.2 数字通信的优点4

1.3.4 数字通信系统的主要性能指标6

1.4 信道8

1.4.1 无线信道8

1.4.2 有线信道13

1.4.3 信道模型15

1.4.4 信道特性对信号传输的影响16

1.5 信道中的噪声19

习题20

思考题20

1.6 小结20

第2章 信号22

2.1 信号的类型22

2.1.1 确知信号和随机信号22

2.1.2 能量信号和功率信号22

2.2 确知信号的性质23

2.2.1 频域性质23

2.2.2 时域性质29

2.3.1 随机变量的概率分布30

2.3 随机信号的性质30

2.3.2 随机变量的概率密度31

2.4 常见随机变量举例32

2.5 随机变量的数字特征33

2.5.1 数学期望33

2.5.2 方差34

2.5.3 矩34

2.6 随机过程35

2.6.1 随机过程的基本概念35

2.6.3 各态历经性36

2.6.2 平稳随机过程36

2.6.4 平稳随机过程的自相关函数和功率谱密度37

2.7 高斯过程42

2.8 窄带随机过程45

2.8.1 窄带随机过程的基本概念45

2.8.2 窄带随机过程的性质46

2.9 正弦波加窄带高斯过程48

2.10 信号通过线性系统49

2.10.1 线性系统的基本概念49

2.10.2 确知信号通过线性系统50

2.10.3 随机信号通过线性系统53

2.11 小结55

思考题56

习题57

第3章 模拟调制系统59

3.1 概述59

3.2 线性调制59

3.2.1 振幅调制（AM）60

3.2.2 双边带（DSB）调制62

3.2.3 单边带（SSB）调制63

3.2.4 残留边带（VSB）调制64

3.3 非线性调制65

3.3.1 基本原理65

3.3.2 已调信号的频谱和带宽67

3.3.3 角度调制信号的接收69

3.4 小结69

思考题69

习题70

4.2 模拟信号的抽样71

4.2.1 低通模拟信号的抽样71

4.1 引言71

第4章 模拟信号的数字化71

4.2.2 带通模拟信号的抽样73

4.2.3 模拟脉冲调制76

4.3 抽样信号的量化76

4.3.1 量化原理76

4.3.2 均匀量化77

4.3.3 非均匀量化78

4.4.1 脉冲编码调制（PCM）的基本原理83

4.4 脉冲编码调制83

4.4.2 自然二进制码和折叠二进制码84

4.4.3 PCM系统的量化噪声86

4.5 差分脉冲编码调制87

4.5.1 差分脉冲编码调制（DPCM）的原理87

4.5.2 DPCM系统的量化噪声和信号量噪比88

4.6 增量调制89

4.6.1 增量调制原理89

4.6.2 增量调制系统中的量化噪声90

思考题92

4.7 小结92

习题93

第5章 基带数字信号的表示和传输94

5.1 概述94

5.2 字符的编码方法94

5.3 基带数字信号的波形95

5.4 基带数字信号的传输码型96

5.5 基带数字信号的频率特性98

5.5.1 计算vc（t）的功率谱密度99

5.5.2 计算uc（t）的功率谱密度100

5.5.3 计算s（t）的功率谱密度101

5.5.4 功率谱密度计算举例101

5.6 基带数字信号传输与码间串扰102

5.6.1 基带数字信号传输系统模型102

5.6.2 码间串扰及奈奎斯特准则103

5.6.3 部分响应系统105

5.7 眼图109

5.8.2 横向滤波器基本原理111

5.8.1 概述111

5.8 时域均衡器111

5.8.3 横向滤波器的实现114

5.9 小结115

思考题116

习题116

第6章 基本的数字调制系统119

6.1 概述119

6.2 二进制振幅键控（2ASK）120

6.2.1 基本原理120

6.2.2 功率谱密度121

6.2.3 误码率122

6.3 二进制频移键控（2FSK）127

6.3.1 基本原理127

6.3.2 功率谱密度128

6.3.3 最小频率间隔130

6.3.4 误码率130

6.4 二进制相移键控（2PSK）133

6.4.1 基本原理133

6.4.2 功率谱密度135

6.4.3 误码率136

6.5 二进制差分相移键控（2DPSK）137

6.5.1 基本原理137

6.5.2 功率谱密度139

6.5.3 误码率140

6.6 二进制数字键控传输系统性能比较143

6.7 多进制数字键控144

6.7.1 多进制振幅键控（MASK）145

6.7.2 多进制频移键控（MFSK）146

6.7.3 多进制相移键控（MPSK）149

6.7.4 多进制差分相移键控（MDPSK）152

6.7.5 振幅／相位联合键控（APK）157

6.7.6 多进制数字键控实用系统举例159

6.8 小结160

思考题160

习题161

7.1 概述162

7.2 载波同步方法162

第7章 同步162

7.2.1 插入导频法163

7.2.2 直接提取法164

7.2.3 载波同步性能166

7.3 位同步168

7.3.1 外同步法168

7.3.2 自同步法168

7.3.3 位同步误差对误码率的影响171

7.4 群同步171

7.4.1 概述171

7.4.2 集中插入法173

7.4.3 分散插入法174

7.4.4 群同步性能176

7.5 网同步177

7.5.1 概述177

7.5.2 开环法177

7.5.3 闭环法179

7.6 小结180

思考题181

习题182

第二篇183

第8章 数字信号最佳接收原理183

8.1 数字信号的统计表述183

8.2 数字信号的最佳接收准则184

8.3 确知数字信号的最佳接收机186

8.4 确知数字信号最佳接收机的误码率188

8.5 随相数字信号的最佳接收192

8.6 起伏数字信号的最佳接收194

8.8.1 数字信号的匹配滤波接收法196

8.7 实际接收机和最佳接收机的性能比较196

8.8 数字信号的匹配滤波接收原理196

8.8.2 数字信号的相关接收法200

8.9 最佳基带传输系统201

8.10 小结204

思考题204

习题205

第9章 多路复用和多址技术206

9.1 概述206

9.2 频分复用（FDM）207

9.3 时分复用（TDM）209

9.3.1 准同步数字体系（PDH）210

9.3.2 复接与码速调整213

9.3.3 同步数字体系（SDH）215

9.4 码分复用（CDM）217

9.4.1 基本原理217

9.4.2 正交码219

9.4.3 伪随机码221

9.5.1 频分多址226

9.5 多址技术226

9.5.2 时分多址227

9.5.3 局域网中的多址技术233

9.6 小结236

思考题237

习题238

第10章 信道编码和差错控制240

10.1 概述240

10.2 纠错编码的基本原理242

10.3 纠错编码系统的性能244

10.4 奇偶监督码245

10.4.1 一维奇偶监督码245

10.4.2 二维奇偶监督码246

10.5 线性分组码247

10.6 循环码251

10.6.1 循环码的概念251

10.6.2 循环码的运算252

10.6.3 循环码的编码方法255

10.6.4 循环码的解码方法255

10.6.6 BCH码256

10.6.5 截短循环码256

10.7 卷积码258

10.7.1 卷积码的编码258

10.6.7 RS码258

10.7.2 卷积码的解码259

10.8 Turbo码263

10.9 小结266

思考题267

习题267

11.2 偏置正交相移键控及π/4正交差分相移键控269

第11章 先进的数字带通调制和解调269

11.1 概述269

11.3 最小频移键控及高斯最小频移键控270

11.3.1 MSK信号的基本原理270

11.3.2 MSK信号的相位连续性271

11.3.3 MSK信号的正交表示法272

11.3.4 MSK信号的产生和解调274

11.3.5 MSK信号的功率谱276

11.4.1 概述277

11.4 正交频分复用277

11.3.6 MSK信号的误码率性能277

11.3.7 高斯最小频移键控277

11.4.2 OFDM的基本原理278

11.4.3 OFDM的实现280

11.5 网格编码调制282

11.5.1 网格编码调制的基本概念282

11.5.2 TCM信号的产生282

11.5.3 TCM信号的解调284

11.6 扩展频谱技术285

11.6.1 概述285

11.6.2 直接序列扩谱286

11.6.3 跳频扩谱288

11.6.4 扩谱码的同步288

11.6.5 分离多径技术289

11.7 小结291

思考题291

习题292

12.1 离散信源的熵293

第12章 信息理论293

12.2 离散信道模型294

12.3 联合熵和条件熵295

12.4 无噪声信道容量295

12.5 信源编码297

12.5.1 无噪声信道编码原理297

12.5.2 信源编码的分类和效率300

12.5.3 扩展二进制信源的熵300

12.5.4 香农-费诺码301

12.5.5 霍夫曼码302

12.6 白色加性高斯噪声信道的容量302

12.7 小结305

思考题306

习题306

第13章 通信网308

13.1 通信网的类型308

13.2 电话网309

13.2.1 电话网的结构309

13.2.3 电话网中的信令310

13.2.2 电话网中的交换310

13.2.4 电话网的性能指标311

13.3 数据通信网313

13.3.1 概述313

13.3.2 数据通信网中的交换313

13.3.3 分组交换原理314

13.3.4 开放系统互连参考模型315

13.4 综合业务数字网（ISDN）317

13.4.1 窄带综合业务数字网（N-ISDN）317

13.4.2 宽带综合业务数字网（B-ISDN）319

13.5 移动通信网322

13.6 小结327

思考题328

习题329

第14章 通信安全330

14.1 概述330

14.2 单密钥加密通信系统330

14.3 分组密码和流密码331

14.4.1 完善安全性333

14.4 用信息论研究密码的方法333

14.4.2 唯一解距离334

14.4.3 数据压缩在密码编码中的作用335

14.4.4 扩散与混淆335

14.5 数据加密标准336

14.6 公共密钥密码编码方法338

14.7 RSA算法340

14.8 小结341

习题342

思考题342

附录A 巴塞伐尔（Parseval）定理343

附录B 误差函数值表344

附录C 七位美国标准信息交换码（ASCII）346

附录D CCITT 5号码347

附录E 我国标准7位编码字符集348

附录F 贝塞尔函数值表348

附录G 伽罗华域GF（2m）349

英文缩略词英汉对照表350

参考文献353