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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

1.3.2 数字通信的优点 3

1.3.3 数字通信系统模型 4

1.3.4 数字通信系统的主要性能指标 6

1.4 信道 7

1.4.1 无线信道 7

1.4.2 有线信道 12

1.4.3 信道模型 13

1.4.4 信道特性对信号传输的影响 15

1.5 信道中的噪声 18

1.6 小结 18

思考题 19

习题 19

第2章 信号 20

2.1 信号的类型 20

2.1.1 确知信号和随机信号 20

2.1.2 能量信号和功率信号 20

2.2 确知信号的性质 21

2.2.1 频域性质 21

2.2.2 时域性质 26

2.3 随机信号的性质 27

2.3.1 随机变量的概率分布 27

2.3.2 随机变量的概率密度 29

2.4 常见随机变量举例 29

2.5 随机变量的数字特征 30

2.5.1 数学期望 30

2.5.2 方差 31

2.5.3 矩 31

2.6 随机过程 32

2.6.1 随机过程的基本概念 32

2.6.2 平稳随机过程 33

2.6.3 各态历经性 33

2.6.4 平稳随机过程的自相关函数和功率谱密度 34

2.7 高斯过程 39

2.8 窄带随机过程 41

2.8.1 窄带随机过程的基本概念 41

2.8.2 窄带随机过程的性质 42

2.9 正弦波加窄带高斯过程 44

2.10 信号通过线性系统 45

2.10.1 线性系统的基本概念 45

2.10.2 确知信号通过线性系统 46

2.10.3 随机信号通过线性系统 49

2.11 小结 51

思考题 52

习题 52

第3章 模拟调制系统 56

3.1 概述 56

3.2 线性调制 56

3.2.1 振幅调制（AM） 57

3.2.2 双边带（DSB）调制 59

3.2.3 单边带（SSB）调制 59

3.2.4 残留边带（VSB）调制 61

3.3 非线性调制 62

3.3.1 基本原理 62

3.3.2 已调信号的频谱和带宽 63

3.3.3 角度调制信号的接收 65

3.4 小结 65

思考题 66

习题 66

第4章 模拟信号的数字化 69

4.1 引言 69

4.2 模拟信号的抽样 69

4.2.1 低通模拟信号的抽样 69

4.2.2 带通模拟信号的抽样 71

4.2.3 模拟脉冲调制 72

4.3 抽样信号的量化 73

4.3.1 量化原理 73

4.3.2 均匀量化 73

4.3.3 非均匀量化 74

4.4 脉冲编码调制 79

4.4.1 脉冲编码调制（PCM）的基本原理 79

4.4.2 自然二进制码和折叠二进制码 80

4.4.3 PCM系统的量化噪声 82

4.5 差分脉冲编码调制 82

4.5.1 差分脉冲编码调制（DPCM）的原理 82

4.5.2 DPCM系统的量化噪声和信号量噪比 83

4.6 增量调制 84

4.6.1 增量调制原理 84

4.6.2 增量调制系统中的量化噪声 85

4.7 小结 87

思考题 87

习题 88

第5章 基带数字信号的表示和传输 90

5.1 概述 90

5.2 字符的编码方法 90

5.3 基带数字信号的波形 90

5.4 基带数字信号的传输码型 92

5.5 基带数字信号的频率特性 94

5.5.1 计算ve（t）的功率谱密度 95

5.5.2 计算uc（t）的功率谱密度 96

5.5.3 计算s（t）的功率谱密度 96

5.5.4 功率谱密度计算举例 97

5.6 基带数字信号传输与码间串扰 98

5.6.1 基带数字信号传输系统模型 98

5.6.2 码间串扰及奈奎斯特准则 98

5.6.3 部分响应系统 101

5.7 眼图 105

5.8 时域均衡器 106

5.8.1 概述 106

5.8.2 横向滤波器基本原理 106

5.8.3 横向滤波器的实现 109

5.9 小结 110

思考题 111

习题 111

第6章 基本的数字调制系统 114

6.1 概述 114

6.2 二进制振幅键控（2ASK） 115

6.2.1 基本原理 115

6.2.2 功率谱密度 116

6.2.3 误码率 117

6.3 二进制频移键控（2FSK） 121

6.3.1 基本原理 121

6.3.2 功率谱密度 123

6.3.3 最小频率间隔 124

6.3.4 误码率 125

6.4 二进制相移键控（2PSK） 127

6.4.1 基本原理 127

6.4.2 功率谱密度 129

6.4.3 误码率 130

6.5 二进制差分相移键控（2DPSK） 131

6.5.1 基本原理 131

6.5.2 功率谱密度 133

6.5.3 误码率 133

6.6 二进制数字键控传输系统性能比较 135

6.7 多进制数字键控 136

6.7.1 多进制振幅键控（MASK） 137

6.7.2 多进制频移键控（MFSK） 138

6.7.3 多进制相移键控（MPSK） 141

6.7.4 多进制差分相移键控（MDPSK） 144

6.7.5 振幅／相位联合键控（APK） 147

6.7.6 多进制数字键控实用系统举例 149

6.8 小结 150

思考题 150

习题 151

第7章 同步 153

7.1 概述 153

7.2 载波同步方法 153

7.2.1 插入导频法 154

7.2.2 直接提取法 154

7.2.3 载波同步性能 157

7.3 位同步 158

7.3.1 外同步法 159

7.3.2 自同步法 159

7.3.3 位同步误差对误码率的影响 161

7.4 群同步 162

7.4.1 概述 162

7.4.2 集中插入法 163

7.4.3 分散插入法 164

7.4.4 群同步性能 166

7.5 网同步 167

7.5.1 概述 167

7.5.2 开环法 167

7.5.3 闭环法 169

7.6 小结 170

思考题 171

习题 171

第二篇 173

第8章 数字信号最佳接收原理 173

8.1 数字信号的统计表述 173

8.2 数字信号的最佳接收准则 174

8.3 确知数字信号的最佳接收机 176

8.4 确知数字信号最佳接收机的误码率 177

8.5 随相数字信号的最佳接收 180

8.6 起伏数字信号的最佳接收 182

8.7 实际接收机和最佳接收机的性能比较 184

8.8 数字信号的匹配滤波接收原理 184

8.8.1 数字信号的匹配滤波接收法 184

8.8.2 数字信号的相关接收法 188

8.9 最佳基带传输系统 189

8.10 小结 191

思考题 192

习题 192

第9章 多路复用和多址技术 194

9.1 概述 194

9.2 频分复用（FDM） 195

9.3 时分复用（TDM） 197

9.3.1 准同步数字体系（PDH） 198

9.3.2 复接与码速调整 200

9.3.3 同步数字体系（SDH） 201

9.4 码分复用（CDM） 203

9.4.1 基本原理 203

9.4.2 正交码 206

9.4.3 伪随机码 207

9.5 多址技术 211

9.5.1 频分多址 211

9.5.2 时分多址 213

9.5.3 局域网中的多址技术 218

9.6 小结 221

思考题 222

习题 223

第10章 信道编码和差错控制 225

10.1 概述 225

10.2 纠错编码的基本原理 227

10.3 纠错编码系统的性能 229

10.4 奇偶监督码 230

10.4.1 一维奇偶监督码 230

10.4.2 二维奇偶监督码 231

10.5 线性分组码 231

10.6 循环码 235

10.6.1 循环码的概念 235

10.6.2 循环码的运算 236

10.6.3 循环码的编码方法 238

10.6.4 循环码的解码方法 239

10.6.5 截短循环码 240

10.6.6 BCH码 240

10.6.7 RS码 242

10.7 卷积码 242

10.7.1 卷积码的编码 242

10.7.2 卷积码的解码 243

10.8 Turbo码和LDPC码 246

10.9 小结 249

思考题 250

习题 250

第11章 先进的数字带通调制和解调 253

1 1.1 概述 253

11.2 偏置正交相移键控及π/相移正交相移键控 253

11.3 最小频移键控及高斯最小频移键控 254

11.3.1 MSK信号的基本原理 254

11.3.2 MSK信号的相位连续性 255

11.3.3 MSK信号的正交表示法 256

11.3.4 MSK信号的产生和解调 258

11.3.5 MSK信号的功率谱密度 259

11.3.6 MSK信号的误码率性能 260

11.3.7 高斯最小频移键控 260

11.4 正交频分复用 260

11.4.1 概述 260

11.4.2 OFDM的基本原理 261

11.4.3 OFDM的实现 263

11.5 网格编码调制 264

11.5.1 网格编码调制的基本概念 264

11.5.2 TCM信号的产生 265

11.5.3 TCM信号的解调 267

11.6 扩展频谱技术 268

11.6.1 概述 268

11.6.2 直接序列扩谱 268

11.6.3 跳频扩谱 270

11.6.4 扩谱码的同步 271

11.6.5 分离多径技术 271

11.7 小结 273

思考题 273

习题 274

第12章 信源压缩编码 275

12.1 矢量量化 275

12.2 语音压缩编码 277

12.2.1 语音参量编码 277

12.2.2 混合编码 278

12.3 图像压缩编码 279

12.3.1 静止图像压缩编码 279

12.3.2 动态图像压缩编码 281

12.4 数字数据压缩编码 281

12.4.1 基本原理 281

12.4.2 霍夫曼码 282

12.5 白色加性高斯噪声信道的容量 284

12.6 小结 287

思考题 288

习题 288

第13章 通信安全 289

13.1 概述 289

13.2 单密钥加密通信系统 289

13.3 分组密码和流密码 290

13.4 用信息论研究密码的方法 292

13.4.1 完善安全性 292

13.4.2 唯一解距离 293

13.4.3 数据压缩在密码编码中的作用 294

13.4.4 扩散与混淆 294

13.5 数据加密标准 295

13.6 公共密钥密码编码方法 297

13.7 RSA算法 298

13.8 小结 300

思考题 300

习题 300

附录A 巴塞伐尔（Parseva1）定理 301

附录B 误差函数值表 302

附录C 七位美国标准信息交换码（ASCII） 304

附录D CCITT 5号码 305

附录E 我国标准7位编码字符集 306

附录F 贝塞尔函数值表 307

附录G 伽罗华域GF（2m） 308

附录H 三角函数公式 309

英文缩略词英汉对照表 310

参考文献 313

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