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第1章 绪论1

1.1 近代与现代通信技术的发展历史和现状1

1.2 数字通信系统的基本组成3

1.3 数字通信的特点3

1.4 数字通信系统的基本性能指标及其度量参数6

1.5 本书的内容安排7

习题8

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13

2.4 希尔伯特变换及应用15

2.5 随机信号的基本概念和特点21

2.6 随机过程的主要统计特性23

2.7 随机变量函数的分布及数字特征25

2.8 平稳随机信号26

2.9 信号功率谱密度28

2.10 通信系统中几种常用的随机过程30

2.11 平稳随机过程与时不变线性系统36

2.12 循环平稳随机过程39

2.13 匹配滤波器43

2.14 信号的带宽47

2.15 常用的几种特殊函数50

2.16 本章小结51

习题51

主要参考文献53

第3章 模拟信号的数字编码54

3.1 引言54

3.2 低通和带通信号抽样定理54

3.2.1 低通信号理想抽样54

3.2 2低通信号自然抽样55

3.2.3 混叠现象与低通抽样定理56

3.2.4 带通抽样定理58

3.3 模拟信号的量化61

3.3.1 标量量化61

3.3.2 矢量量化63

3.3.3 均匀量化64

3.3.4 非均匀量化67

3.3.5 对数量化72

3.4 脉冲编码调制77

3.4.1 常用的PCM编码方式77

3.4.2 A律与μ律PCM编码78

3.4.3 对数PCM与线性PCM间的变换81

3.5 差分脉冲编码调制（DPCM）83

3.5.1 预测编码的基本概念84

3.5.2 信号预测的基本方法85

3.5.3 自适应差分脉冲编码调制89

3.6 增量调制（△M调制）91

3.6.1 简单增量调制92

3.6.2 增量总和调制——△-Σ调制95

3.6.3 数字压扩自适应增量调制97

3.7 不同编码方式的误码性能分析99

3.7.1 增量调制编码的误码性能分析99

3.7.2 线性PCM编码的误码性能分析101

3.7.3 两种编码的抗误码性能比较102

3.8 本章小结103

习题103

主要参考文献104

第4章 信息论基础105

4.1 引言105

4.2 信息的度量105

4.2.1 离散信源信息的度量106

4.2.2 离散信源的平均信息量——信源的熵107

4.2.3 熵的最大化107

4.2.4 离散信源的联合熵与条件熵111

4.3 离散信道及容量112

4.3.1 信道的模型112

4.3.2 互信息量113

4.3.3 熵函数与平均互信息量之间的关系114

4.3.4 离散信道的容量116

4.3.5 离散无记忆对称信道及特性119

4.4 连续信源、信道及容量121

4.4.1 连续信源的相对熵121

4.4.2 连续信源的相对条件熵和互信息量123

4.4.3 连续信源的相对熵的最大化125

4.4.4 加性高斯噪声干扰信道的容量127

4.4.5 信道容量和信道带宽的归一化分析131

4.5 信源编码的基本概念与方法133

4.5.1 离散无记忆信源133

4.5.2 离散无记忆信源的等长编码135

4.5.3 离散无记忆信源的不等长编码143

4.5.4 霍夫曼编码149

4.6 信道编码的基本概念与方法154

4.6.1 离散无记忆信道的转移矩阵与后验概率矩阵154

4.6.2 最大后验概率译码准则156

4.6.3 最大似然译码准则157

4.6.4 费诺不等式158

4.6.5 信道编码定理160

4.7 率失真理论166

4.7.1 平均失真度166

4.7.2 率失真函数167

4.8 本章小结176

习题176

主要参考文献179

第5章 数字基带传输系统180

5.1 引言180

5.2 基带传输系统基本模型180

5.3 基带信号的波形设计与编码181

5.3.1 基带信号的波形设计原则181

5.3.2 基带信号的基本波形182

5.3.3 常用的基带信号传输码型183

5.4 基带信号的功率谱186

5.4.1 二进制纯随机序列基带信号的功率谱186

5.4.2 二进制平稳序列基带信号的功率谱190

5.5 码间串扰与波形传输无失真的条件192

5.5.1 基带信道的传输特性与码间串扰192

5.5.2 奈奎斯特第一准则193

5.5.3 奈奎斯特第二准则200

5.5.4 奈奎斯特第三准则202

5.6 部分响应基带传输系统203

5.6.1 部分响应系统的信号波形特性203

5.6.2 预编码和相关编码207

5.7 基带信号的检测与最佳接收210

5.7.1 加性高斯白噪声干扰下的信号检测210

5.7.2 基带信号的最佳接收215

5.7.3 基带传输系统特性的眼图观测方法219

5.8 本章小结220

习题220

主要参考文献223

第6章 数字载波调制传输系统224

6.1 引言224

6.2 数字载波调制与解调的基本原理225

6.2.1 数字载波调制的基本原理225

6.2.2 数字载波调制信号的功率谱分析227

6.2.3 数字载波调制信号解调的基本原理229

6.3 二进制数字载波调制传输系统232

6.3.1 2ASK调制解调系统232

6.3.2 2PSK调制解调系统242

6.3.3 2DPSK调制解调系统247

6.3.4 2FSK调制解调系统252

6.3.5 二进制调制解调系统的性能比较258

6.4 多进制数字载波调制传输系统259

6.4.1 信号统计判决的基本原理261

6.4.2 MASK调制解调系统265

6.4.3 MPSK调制解调系统268

6.4.4 MQAM调制解调系统272

6.4.5 MFSK调制解调系统276

6.5 恒包络连续相位调制280

6.5.1 MSK调制解调系统280

6.5.2 GMSK调制解调系统289

6.6 正交频分复用载波调制传输系统298

6.6.1 并行传输的基本概念298

6.6.2 OFDM的基本原理299

6.6.3 OFDM信号的时间保护间隔与循环前缀302

6.6.4 OFDM信号的功率谱及OFDM信号的特点303

6.7 本章小结305

习题306

主要参考文献308

第7章 传输信道309

7.1 引言309

7.2 信道的定义和分类309

72.1 信道的定义309

7.2.2 恒参信道310

72.3 随参信道311

7.3 信道的损耗与衰落特性312

73.1 自由空间传输损耗模型313

73.2 传输路径损耗模型313

7.3.3 传输信道阴影衰落模型314

7.3.4 路径损耗与阴影衰落综合模型315

7.4 信道的统计多径模型316

7.4.1 多普勒频移与多径接收信号316

7.4.2 窄带衰落模型318

7.4.3 宽带衰落模型322

7.5 信道的容量分析329

7.5.1 平坦衰落信道的容量329

7.5.2 频率选择性衰落信道容量332

7.6 信道估计与均衡334

7.6.1 信道估计与均衡的基本概念334

7.6.2 最大似然序列估计法338

7.6.3 数字时域均衡的基本原理339

7.6.4 数字时域均衡的常用方法341

7.6.5 自适应均衡器345

7.7 本章小结347

习题347

主要参考文献349

第8章 差错控制编码350

8.1 引言350

8.2 差错控制编码的主要类型和方式350

8.2.1 差错控制编码的主要类型350

8.2.2 差错控制的方式350

8.3 简单的差错控制方法351

8.3.1 奇偶校验码351

8.3.2 重复码352

8.3.3 水平奇偶校验码353

8.4 线性分组码的代数基础354

8.5 线性分组码的基本性质362

8.5.1 码距的概念363

8.5.2 码距与检错、纠错能力的关系364

8.5.3 线性分组码的生成矩阵与监督矩阵366

8.5.4 线性分组码的最小码距与最小码重的关系371

8.5.5 线性分组码的标准阵、陪集首和陪集373

8.5.6 汉明码375

8.5.7 线性分组码纠错能力分析379

8.6 循环码381

8.6.1 循环码的基本概念和定理381

8.6.2 系统码结构的循环码386

8.6.3 循环冗余校验码393

8.6.4 汉明循环码394

8.6.5 BCH码396

8.7 卷积码406

8.7.1 卷积码编码器的构造和表示方法406

8.7.2 卷积码的卷积关系、生成矩阵与生成多项式407

8.7.3 卷积码的监督矩阵与监督多项式矩阵414

8.7.4 卷积码的伴随式与代数译码416

8.7.5 卷积码的状态图、树图与网格图描述421

8.7.6 卷积码的距离特性与转移函数425

8.7.7 卷积码的概率译码原理430

8.7.8 卷积码的维特比译码433

8.7.9 维特比译码器的性能分析443

8.7.10 卷积码的码率变换操作——凿孔卷积码446

8.8 调制与编码的权衡450

8.8.1 调制方式的权衡问题450

8.8.2 带宽受限系统与功率受限系统452

8.8.3 带宽与功率均受限系统454

8.9 本章小结458

习题458

主要参考文献460

第9章 同步原理与技术461

9.1 引言461

9.2锁相环461

9.2.1 锁相环的组成461

9.2.2 锁相环的工作原理462

9.2.3 锁相环的基本性能分析463

9.3载波同步467

9.3.1 直接提取法467

9.3.2 插入导频法472

9.3.3 载波相位的似然估计法473

9.4 符号同步477

9.4.1 直接提取法477

9.4.2 插入导频法479

9.4.3 符号同步的似然估计法480

9.4.4 载波相位和符号同步的联合估计481

9.5 帧同步482

9.5.1 帧同步标识符的周期性插入法483

9.5.2 帧同步标识符的相关搜索法486

9.6本章小结489

习题489

主要参考文献491

第10章 扩展频谱通信技术492

10.1 引言492

10.2 扩频系统的基本概念492

10.2.1 扩频系统的基本原理492

10.2.2 扩频系统的分类493

10.2.3 扩频系统的主要技术指标496

10.2.4 扩频系统的特点497

10.3 伪随机序列498

10.3.1 m序列499

10.3.2 Gold序列503

10.4 直接序列扩频技术505

10.5 跳频技术506

105.1 跳频系统工作原理506

105.2 跳频器508

10.6 扩频系统的同步510

10.6.1 扩频码的捕获510

10.6.2 扩频码的跟踪513

10.7 扩频技术的应用515

10.7.1 扩频技术在军事通信中的应用515

10.7.2 扩频技术在民用通信中的应用516

10.8 本章小结518

习题518

主要参考文献519

第11章 信道复用与多址技术520

11.1 引言520

11.2 频分复用与频分多址521

11.3 时分复用与时分多址522

11.4 码分复用与码分多址523

11.5 空分复用与空分多址526

11.6 统计复用与随机多址527

11.7 综合复用533

11.8 本章小结534

习题534

主要参考文献534

附录 缩写索引表535