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第1章 绪论1

1.1历史回顾1

1.1.1电报与电话1

1.2电子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通信信道及其特性8

1.4通信信道的数学模型13

1.5深入阅读14

第2章 信号与线性系统15

2.1基本概念15

2.1.1信号的基本运算15

2.1.2信号的分类16

2.1.3几种重要信号及其性质22

2.1.4系统的分类27

2.1.5LTI系统的时域分析29

2.2傅里叶级数30

2.2.1傅里叶级数及其性质31

2.2.2LTI系统对周期信号的响应38

2.2.3帕斯瓦尔关系式40

2.3傅里叶变换41

2.3.1从傅里叶级数到傅里叶变换41

2.3.2傅里叶变换的基本性质45

2.3.3周期信号的傅里叶变换55

2.3.4LTI系统的信号传输57

2.4滤波器设计59

2.5功率和能量62

2.5.1能量型信号62

2.5.2功率型信号65

2.6希尔伯特变换及其性质67

2.7低通和带通信号69

2.8深入阅读70

习题71

上机习题81

第3章 幅度调制84

3.1调制简介84

3.2幅度调制85

3.2.1双边带抑制载波幅度调制85

3.2.2常规幅度调制90

3.2.3单边带幅度调制94

3.2.4残留边带调幅96

3.3幅度调制器和解调器的实现98

3.4信号多路复用102

3.4.1频分多路复用103

3.4.2正交载波多路复用103

3.5AM无线电广播104

附录 3A:SSBAM信号表达式的推导过程106

习题107

上机习题112

第4章 角度调制115

4.1FM与PM信号的表示形式115

4.2角度调制信号的频谱特征118

4.2.1正弦信号的角度调制118

4.2.2任意消息信号的角度调制122

4.3角度调制器与解调器的实现122

4.4FM无线电广播与电视广播128

4.4.1FM无线电广播128

4.4.2电视广播130

4.5移动无线电话系统137

4.6深入阅读139

习题139

上机习题142

第5章 概率论和随机过程144

5.1概率与随机变量回顾144

5.1.1样本空间、事件和概率144

5.1.2条件概率145

5.1.3随机变量147

5.1.4随机变量的函数153

5.1.5复随机变量155

5.1.6随机变量的和159

5.2随机过程：基本概念159

5.2.1统计平均值162

5.2.2宽平稳过程163

5.2.3复随机过程164

5.2.4随机过程与线性系统165

5.2.5平稳过程的功率谱密度167

5.2.6求和过程的功率谱密度170

5.3高斯过程及白过程170

5.3.1高斯过程171

5.3.2白过程172

5.3.3滤波噪声过程174

5.4深入阅读177

习题178

上机习题185

第6章 模拟通信系统中噪声的影响190

6.1噪声对幅度调制系统的影响190

6.1.1噪声对基带系统的影响190

6.1.2噪声对DSB-SCAM的影响190

6.1.3噪声对SSBAM的影响192

6.1.4噪声对常规AM的影响193

6.2噪声对角度调制的影响196

6.2.1角度调制的门限效应202

6.2.2预加重滤波和去加重滤波204

6.3模拟调制系统的比较207

6.4使用锁相环进行载频相位估计208

6.4.1加性噪声对相位估计的影晌210

6.5模拟通信系统中传输损耗和噪声的影响215

6.5.1热噪声源的特征215

6.5.2有效噪声温度与噪声系数216

6.5.3传输损耗218

6.5.4信号传输中继器219

6.6深入阅读221

习题221

上机习题225

第7章 模数转换227

7.1信号抽样与由抽样重构信号227

7.1.1抽样定理227

7.2量化231

7.2.1标量量化231

7.2.2矢量量化236

7.3编码238

7.4波形编码238

7.4.1脉冲编码调制239

7.4.2差分脉冲编码调制241

7.4.3增量调制242

7.5分析－合成技术244

7.6数字音频传输和数字音频记录247

7.6.1电话传输系统中的数字音频信号247

7.6.2数字音频录制248

7.7JPEG图像编码标准251

7.8深入阅读254

习题254

上机习题258

第8章 加性高斯白噪声基带信道中的数字调制260

8.1信号波形的几何表示260

8.2二进制脉冲调制263

8.2.1二进制脉冲幅度调制263

8.2.2二进制脉冲位置调制265

8.3加性高斯白噪声环境中二进制已调信号的最佳接收机267

8.3.1相关型解调器268

8.3.2匹配滤波器型解调器273

8.3.3二进制信号最佳检测器的性能279

8.4M进制脉冲调制281

8.4.1M进制脉冲幅度调制282

8.4.2M进制正交信号283

8.4.3双正交信号285

8.4.4单纯形信号287

8.4.5二进制编码信号波形288

8.4.6AWGN信道中M进制信号的最佳接收机290

8.5M进制脉冲调制的差错概率298

8.5.1M进制脉冲幅度调制的差错概率298

8.5.2M进制正交信号的差错概率301

8.5.3差错概率的一致边界303

8.5.4M进制双正交信号的差错概率306

8.5.5M进制单纯形信号的差错概率306

8.5.6二进制编码信号的差错概率307

8.5.7数字脉冲调制方法的比较308

8.6码元同步308

8.6.1超前－滞后门同步器309

8.6.2最小均方误差法310

8.6.3最大似然法312

8.6.4谱线法312

8.7深入阅读314

习题315

上机习题323

第9章 带限AWGN信道中的数字传输329

9.1带限信道中的数字传输329

9.1.1带限基带信道中的数字PAM传输332

9.2带限信道的信号设计333

9.2.1无码间干扰的带限信号设计——奈奎斯特准则335

9.2.2具有受控ISI的带限信号设计——部分响应信号339

9.3数字PAM信号检测的差错概率341

9.3.1无ISI的数字PAM信号检测的差错概率342

9.3.2具有受控ISI的数据的逐码元检测342

9.3.3部分响应信号逐码元检测的差错概率345

9.3.4部分响应信号的最大似然序列检测347

9.4存在信道失真时的系统设计348

9.4.1确知信道的发送滤波器与接收滤波器设计350

9.4.2信道均衡351

9.5深入阅读365

习题365

上机习题369

第10章 经过载波调制的数字信息传输375

10.1调幅数字信号375

10.1.1调幅信号的解调与检测377

10.2调相数字信号380

10.2.1调相信号的解调与检测383

10.2.2差分相位调制与解调387

10.2.3相位相干PSK调制的差错概率388

10.2.4DPSK的差错概率392

10.3正交调幅数字信号393

10.3.1正交调幅信号的解调与检测396

10.3.2QAM的差错概率398

10.4调频数字信号401

10.4.1调频信号的解调与检测403

10.4.2FSK非相干检测的差错概率408

10.4.3连续相位FSK410

10.5调制方法的比较418

10.6载波调制信号的码元同步421

10.7深入阅读422

习题422

上机习题428

第11章 数字通信专题选讲433

11.1多径衰落信道中的数字传输433

11.1.1时变多径信道模型433

11.1.2非频率选择性瑞利衰落信道的二值调制性能436

11.1.3通过信号分集改善性能439

11.1.4频率选择性信道和RAKE解调器441

11.2多载波调制和OFDM444

11.2.1OFDM系统的调制和解调445

11.2.2采用FFT算法实现OFDM系统446

11.2.3OFDM信号的频谱特性448

11.2.4OFDM系统的峰值与平均值功率比450

11.2.5OFDM系统的应用451

11.3扩频通信系统453

11.3.1扩频数字通信系统模型453

11.3.2直接序列扩频系统454

11.3.3DS扩频信号的一些应用461

11.3.4PN序列的生成463

11.3.5跳频扩频465

11.4数字蜂窝通信系统467

11.4.1GSM系统467

11.4.2基于1S-95的CDMA系统470

11.4.3第三代蜂窝通信系统472

11.5.1再生中继器473

11.5有线和无线通信信道性能分析473

11.5.2无线信道中的链路预算分析474

11.6深入阅读476

习题477

上机习题482

第12章 信息论概述486

12.1信源的数学模型486

12.1.1信息的度量488

12.1.2联合熵与条件熵489

12.1.3互信息492

12.1.4微分熵492

12.2信源编码定理493

12.3信源编码算法495

12.3.1霍夫曼信源编码算法495

12.3.2Lempel-Ziv信源编码算法498

12.4通信信道模型500

12.5信道容量501

12.5.1高斯信道容量504

12.6通信的容限506

12.7深入阅读509

习题509

上机习题516

第13章 可靠通信中的编码518

13.1编码的优点518

13.2线性分组码521

13.2.1线性分组码的译码及其性能525

13.2.2一些重要的线性分组码530

13.2.3检错与纠错531

13.2.4突发错误纠错编码532

13.3卷积码533

13.3.1卷积码的基本性质534

13.3.2卷积码的最大似然译码——维特比算法537

13.3.3卷积码的其他译码算法540

13.3.4卷积码的错误概率界限540

13.4基于组合码的优良编码543

13.4.1乘积码544

13.4.2链接码544

13.4.3Turbo码545

13.4.4BCJR算法546

13.4.5Turbo码的性能548

13.5低密度奇偶校验码550

13.6带限信道的编码552

13.6.1编码与调制的结合552

13.6.2网格编码调制553

13.7衰落信道的编码和分集：多天线系统和空时码558

13.8编码的应用实例562

13.8.1深层空间通信的编码562

13.8.2电话线路调制解调器的编码563

13.9深入阅读564

习题564

上机习题568