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第1章 通信与通信系统1

1.1 通信的概念1

1.2 通信系统3

1.2.1 通信系统的组成3

1.2.2 通信系统的分类4

1.2.3 模拟通信系统5

1.2.4 数字通信系统6

1.2.5 数据通信系统8

1.3 通信方式12

1.4 信息的度量14

1.5 通信系统的性能指标16

1.5.1 模拟通信系统的性能指标16

1.5.2 数字通信系统的性能指标17

1.6 小知识——莫尔斯20

1.7 思考题与习题21

第2章 确知信号23

2.1 信号的定义与分类23

2.2 确知信号的分析28

2.2.1 周期信号的频谱28

2.2.2 非周期信号的频谱31

2.2.3 信号的能量谱密度和功率谱密度34

2.2.4 波形的互相关和自相关35

2.2.5 相关函数与谱密度的关系37

2.3 小知识——麦克斯韦37

2.4 思考题与习题38

第3章 随机过程40

3.1 随机变量与随机过程40

3.1.1 随机变量与分布函数40

3.1.2 随机过程与分布函数41

3.1.3 随机过程的数字特征43

3.2 平稳随机过程45

3.2.1 平稳随机过程的定义45

3.2.2 各态历经性46

3.2.3 平稳随机过程的自相关函数48

3.2.4 平稳随机过程的功率谱密度48

3.3 高斯随机过程49

3.3.1 高斯随机过程的定义50

3.3.2 高斯随机过程的特性50

3.3.3 高斯随机变量50

3.4 平稳随机过程通过线性系统52

3.5 窄带随机过程54

3.5.1 ？（t）和？（t）的统计特性55

3.5.2 ？（t）和？（t）的统计特性56

3.6 正弦波加窄带高斯噪声57

3.7 白噪声和带限噪声58

3.7.1 白噪声58

3.7.2 带限噪声59

3.8 小知识——贝尔61

3.9 思考题与习题62

第4章 信道与噪声65

4.1 信道65

4.1.1 信道的概念及分类65

4.1.2 狭义信道与广义信道65

4.1.3 调制信道与编码信道66

4.1.4 传输介质66

4.2 噪声70

4.3 信道的数学模型72

4.3.1 调制信道模型72

4.3.2 编码信道模型73

4.4 信道特性及其对信号传输的影响75

4.4.1 恒参信道特性及其对信号传输的影响75

4.4.2 随参信道特性及其对信号传输的影响77

4.5 信道容量与香农公式80

4.6 信道通频带82

4.7 信道带宽与信道容量的关系84

4.8 多路复用的基本概念86

4.9 小知识——赫兹88

4.10 思考题与习题88

第5章 模拟调制90

5.1 调制的概念90

5.2 抑制载波的双边带调幅（DSB）92

5.2.1 DSB调制与解调92

5.2.2 DSB特点与应用94

5.3 常规双边带调幅（AM）94

5.3.1 AM调制与解调94

5.3.2 AM特点与应用94

5.4 单边带调制（SSB）98

5.4.1 SSB调制与解调98

5.4.2 SSB特点与应用101

5.5 残留边带调制（VSB）101

5.5.1 VSB调制与解调101

5.5.2 VSB特点与应用103

5.6 线性调制系统的抗噪声性能104

5.6.1 分析模型104

5.6.2 线性调制-相干解调系统的性能105

5.6.3 AM调制-包络检波系统的性能108

5.7 角调制111

5.7.1 角调制的概念111

5.7.2 窄带调频113

5.7.3 宽带调频114

5.7.4 调频信号的产生117

5.7.5 调频信号的解调118

5.7.6 调频系统的抗噪声性能119

5.7.7 FM特点与应用123

5.8 模拟调制系统性能比较123

5.9 频分复用125

5.10 调制功能与分类126

5.10.1 调制的主要功能126

5.10.2 调制的主要分类126

5.11 小知识——马可尼127

5.12 思考题与习题128

第6章 脉冲调制与模数转换131

6.1 模拟脉冲调制131

6.1.1 脉冲幅度调制（PAM）131

6.1.2 脉冲宽度调制（PWM）132

6.1.3 脉冲相位调制（PPM）132

6.2 脉冲编码调制（PCM）132

6.2.1 PCM基本概念133

6.2.2 抽样134

6.2.3 量化137

6.2.4 编码144

6.2.5 译码150

6.2.6 PCM系统的抗噪声性能151

6.2.7 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）152

6.3 简单增量调制△M153

6.3.1 基本原理153

6.3.2 调制（编码）原理153

6.3.3 解调（译码）原理155

6.3.4 不过载条件和编码范围155

6.4 增量总和调制（△-∑）156

6.4.1 调制（编码）原理157

6.4.2 解调（译码）原理158

6.5 抽样定理158

6.5.1 低通抽样定理158

6.5.2 带通抽样定理160

6.6 PCM和△M系统的比较162

6.7 时分复用163

6.7.1 时分复用原理163

6.7.2 PCM基群帧结构164

6.7.3 统计时分复用的概念165

6.7.4 数字复接原理166

6.8 小知识——香农168

6.9 思考题与习题169

第7章 数字信号的基带传输171

7.1 基带传输概念171

7.2 常用基带信号及其频谱174

7.2.1 二元码174

7.2.2 三元码176

7.2.3 nBmB码和nBmT码178

7.2.4 多元码178

7.2.5 基带信号的频谱特性178

7.3 基带传输与码间串扰184

7.3.1 基带传输系统的组成184

7.3.2 基带传输的定量分析185

7.4 无码间串扰的基带传输特性187

7.4.1 消除码间串扰的基本思想187

7.4.2 无码间串扰的条件187

7.4.3 H（ω）的设计189

7.5 无码间串扰基带系统的抗噪声性能193

7.6 眼图195

7.7 均衡技术197

7.7.1 时域均衡原理197

7.7.2 均衡效果的衡量199

7.7.3 均衡器的实现与调整202

7.8 部分响应系统204

7.8.1 第Ⅰ类部分响应波形204

7.8.2 部分响应的一般形式207

7.9 小知识——按键电话机209

7.10 思考题与习题210

第8章 数字信号的带通传输214

8.1 二进制幅移键控（2ASK）214

8.1.1 2ASK调制原理214

8.1.2 2ASK频域特性215

8.1.3 2ASK解调原理216

8.2 二进制频移键控（2FSK）217

8.2.1 2FSK调制原理217

8.2.2 2FSK频域特性218

8.2.3 2FSK解调原理218

8.3 二进制相移键控（2PSK）219

8.3.1 2PSK调制原理219

8.3.2 2PSK频域特性220

8.3.3 2PSK解调原理221

8.4 二进制差分相移键控（2DPSK）222

8.4.1 2DPSK调制原理222

8.4.2 2DPSK频域特性222

8.4.3 2DPSK解调原理223

8.5 二进制数字调制系统的抗噪声性能224

8.5.1 2ASK系统的抗噪声性能224

8.5.2 2FSK系统的抗噪声性能229

8.5.3 2PSK和2DPSK系统的抗噪声性能232

8.6 二进制数字调制系统的性能比较236

8.6.1 误码率和频带利用率236

8.6.2 信道适应能力237

8.7 多进制数字调制238

8.7.1 多进制幅度键控（MASK）239

8.7.2 多进制频移键控（MFSK）240

8.7.3 多进制相移键控（MPSK）240

8.7.4 多进制数字调制系统的误码率242

8.8 几种现代调制技术简介244

8.8.1 正交振幅调制244

8.8.2 最小频移键控247

8.8.3 正交频分复用251

8.9 小知识——收音机的工作原理252

8.10 思考题与习题253

第9章 数字信号的最佳接收256

9.1 匹配滤波器256

9.1.1 匹配滤波器的传输特性256

9.1.2 冲激响应与抽样时刻258

9.1.3 匹配滤波器的输出信号258

9.2 误码率最小准则261

9.3 确知信号的最佳接收机263

9.3.1 二进制确知信号的最佳接收机结构263

9.3.2 二进制确知信号最佳接收机的误码率265

9.4 随相信号的最佳接收271

9.4.1 二进制随相信号的最佳接收机结构271

9.4.2 二进制随相信号最佳接收机的误码率274

9.5 最佳接收机与实际接收机的性能比较276

9.6 最佳基带传输系统277

9.6.1 最佳基带传输系统设计277

9.6.2 最佳基带传输系统的误码率278

9.7 小知识——电视机工作原理280

9.8 思考题与习题281

第10章 差错控制编码285

10.1 差错控制编码的基本思想285

10.1.1 差错类型286

10.1.2 差错控制方式287

10.1.3 差错控制编码分类289

10.1.4 检错和纠错原理289

10.1.5 汉明距离与检纠错能力290

10.1.6 编码效率292

10.2 几种常用的检错码292

10.2.1 奇偶校验码292

10.2.2 水平奇偶校验码293

10.2.3 二维奇偶校验码293

10.2.4 群计数码294

10.2.5 恒比码294

10.3 线性分组码295

10.3.1 基本概念295

10.3.2 汉明码编译码原理296

10.3.3 线性分组码的编码298

10.3.4 线性分组码的译码300

10.4 循环码303

10.4.1 循环码的概念303

10.4.2 循环码的码多项式303

10.4.3 循环码的生成多项式和生成矩阵304

10.4.4 循环码的编码和译码306

10.4.5 循环码的检错纠错能力310

10.4.6 CRC码310

10.4.7 BCH码311

10.4.8 RS码312

10.5 卷积码313

10.5.1 卷积码的概念313

10.5.2 卷积码的编、译码原理313

10.6 小知识——雷达的发明316

10.7 思考题与习题316

第11章 同步原理319

11.1 同步的概念与分类319

11.2 载波同步320

11.2.1 插入导频法320

11.2.2 直接法323

11.2.3 载波相位误差对解调性能的影响326

11.3 位同步328

11.3.1 插入导频法328

11.3.2 直接法330

11.3.3 位同步误差对系统性能的影响333

11.4 群同步335

11.4.1 起止式同步法335

11.4.2 连贯式插入法336

11.4.3 间隔式插入法338

11.4.4 群同步系统的性能339

11.4.5 群同步的保护340

11.5 小知识——光纤之父高锟341

11.6 思考题与习题342

附录A 常用数学公式344

A.1 三角函数公式344

A.2 对数换底公式344

A.3 冲激函数及其特性344

A.4 常用傅里叶变换345

附录B 误差函数值表346

附录C 贝塞尔函数值表350

附录D 部分习题参考答案351

参考文献361