本書根據國內“通信原理”課程的傳統(tǒng)教學體系，結合近年來通信技術的發(fā)展，全面講述了現(xiàn)代通信的基本原理和分析方法，是作者通過長期的教學實踐為通信及電子信息類專業(yè)編寫的教材。
本書具體內容包括緒論、確知信號和隨機信號分析、模擬調制系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、數(shù)字調制系統(tǒng)、模擬信號的數(shù)字化傳輸、信道、數(shù)字信號的*佳接收、差錯控制編碼、擴頻通信等。
本書在注重傳統(tǒng)通信理論系統(tǒng)性的同時，注意與其他專業(yè)課程的銜接。本書內容系統(tǒng)性強、闡述簡練、深入淺出、圖文并茂，在對系統(tǒng)進行嚴格理論分析的基礎上盡量結合實際通信系統(tǒng)進行原理闡述。各章后均附有思考題和習題，旨在促進讀者思考、理解有關基本原理與概念，幫助讀者學習和掌握基礎通信理論。
本書可作為高等院校通信與電子信息類及相關專業(yè)本科生教材，也可作為研究生和成人教育的主要參考教材。
前言
第1章緒論1
1.1通信的基本概念1
1.2通信系統(tǒng)和通信網1
1.3模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)2
1.3.1模擬通信系統(tǒng)3
1.3.2數(shù)字通信系統(tǒng)4
1.3.3模擬通信和數(shù)字通信的比較5
1.4信息及其度量5
1.5通信系統(tǒng)的主要性能指標7
思考題9
習題10
第2章確知信號分析11
2.1引言11
2.2信號與系統(tǒng)的表示法11
2.2.1信號的分類11
2.2.2系統(tǒng)的描述12
2.3信號的頻域分析13
2.3.1周期信號的傅里葉級數(shù)13
2.3.2傅里葉變換14
2.4能量譜密度與功率譜密度17
2.4.1能量譜密度17
2.4.2功率譜密度17
2.5確知信號的卷積與相關18
2.5.1卷積與卷積定理18
2.5.2信號的相關19
2.6確知信號通過線性系統(tǒng)22
2.6.1信號通過線性系統(tǒng)的分析方法22
2.6.2信號的無失真?zhèn)鬏敆l件23
2.6.3信號與系統(tǒng)的帶寬24
2.6.4低通濾波器與帶通濾波器26
2.7希爾伯特變換與解析信號26
2.7.1希爾伯特變換26
2.7.2解析信號29
思考題30
習題30
第3章隨機信號分析31
3.1隨機過程的一般描述31
3.1.1隨機過程的基本概念31
3.1.2隨機過程的概率分布31
3.2隨機過程的部分描述——數(shù)字特征32
3.2.1數(shù)學期望32
3.2.2方差33
3.2.3自協(xié)方差函數(shù)和自相關函數(shù)33
3.2.4互協(xié)方差函數(shù)和互相關函數(shù)33
3.3平穩(wěn)隨機過程34
3.3.1平穩(wěn)隨機過程的定義34
3.3.2各態(tài)歷經性35
3.3.3平穩(wěn)隨機過程的相關函數(shù)
與功率譜密度35
3.3.4循環(huán)平穩(wěn)隨機過程39
3.4高斯隨機過程40
3.4.1高斯隨機變量與高斯隨機過程40
3.4.2高斯隨機過程的性質41
3.4.3與高斯分布有關的重要函數(shù)42
3.5窄帶隨機過程42
3.5.1窄帶隨機過程的定義42
3.5.2窄帶隨機過程的表示方式43
3.5.3同相分量與正交分量的
統(tǒng)計特性43
3.5.4包絡與相位的統(tǒng)計特性45
3.5.5同相分量與正交分量隨機過程的
功率譜密度46
3.6余弦波加窄帶平穩(wěn)高斯過程48
3.7隨機過程通過系統(tǒng)分析49
3.7.1平穩(wěn)隨機過程通過線性系統(tǒng)49
3.7.2平穩(wěn)隨機過程通過乘法器51
3.8高斯白噪聲與限帶白噪聲53
3.8.1高斯白噪聲53
3.8.2限帶白噪聲54
思考題55
習題55
第4章模擬調制系統(tǒng)59
4.1引言59
4.2幅度調制系統(tǒng)60
4.2.1調幅與雙邊帶調制60
4.2.2單邊帶與殘留邊帶調制65
4.3幅度調制系統(tǒng)的抗噪聲性能70
4.3.1DSB與SSB系統(tǒng)的抗噪聲性能71
4.3.2AM系統(tǒng)的抗噪聲性能73
4.4角度調制75
4.4.1角度調制的時域特性分析76
4.4.2角度調制的頻域特性分析77
4.4.3角度調制的功率與帶寬79
4.4.4調頻信號的產生與解調80
4.5調頻信號的抗噪聲性能82
4.6各種模擬調制系統(tǒng)的比較87
4.7頻分復用88
思考題89
習題90
第5章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)96
5.1引言96
5.2數(shù)字基帶信號96
5.2.1二元碼96
5.2.21B2B碼97
5.2.3傳號反轉碼和三階高密度
雙極性碼98
5.2.4多元碼99
5.3數(shù)字基帶信號的功率譜密度100
5.4無碼間干擾的數(shù)字基帶系統(tǒng)104
5.4.1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的模型104
5.4.2數(shù)字基帶信號的傳輸過程105
5.4.3無碼間干擾的條件107
5.4.4無碼間干擾的傳輸特性設計109
5.5部分響應系統(tǒng)113
5.5.1第Ⅰ類部分響應系統(tǒng)113
5.5.2第Ⅳ類部分響應系統(tǒng)117
5.5.3部分響應關系的推廣119
5.6數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能121
5.6.1數(shù)字基帶信號的接收121
5.6.2高斯白噪聲對二電平數(shù)字基帶
傳輸系統(tǒng)的影響121
5.6.3高斯白噪聲對多電平數(shù)字基帶
傳輸系統(tǒng)的影響124
5.7眼圖125
5.8時域均衡127
5.8.1時域均衡器的基本原理127
5.8.2時域均衡器的結構129
思考題131
習題132
第6章數(shù)字調制系統(tǒng)137
6.1二進制幅移鍵控137
6.1.12ASK信號時域與頻域分析137
6.1.22ASK信號抗噪聲性能分析140
6.2二進制頻移鍵控145
6.2.12FSK信號時域與頻域分析145
6.2.22FSK信號抗噪聲性能分析147
6.3二進制絕對相移鍵控與二進制相對
相移鍵控152
6.3.12PSK與2DPSK時域與頻域
分析152
6.3.22PSK與2DPSK信號抗噪聲
性能分析156
6.4各種二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的比較161
6.4.1傳輸帶寬和頻帶利用率161
6.4.2誤碼率162
6.4.3對信道特性變化的敏感性162
6.4.4設備的復雜程度與成本163
6.5多進制數(shù)字調制系統(tǒng)163
6.5.1多進制幅度調制原理及抗噪聲
性能164
6.5.2多進制頻率調制原理及抗噪聲
性能166
6.5.3多進制相位調制原理及抗噪聲
性能168
6.6無碼間干擾的數(shù)字調制系統(tǒng)174
6.6.1數(shù)字調制系統(tǒng)的無碼間干擾
條件175
6.6.2余弦滾降特性175
6.7常用的現(xiàn)代調制技術177
6.7.1正交調幅177
6.7.2最小頻移鍵控183
6.7.3高斯最小頻移鍵控187
6.7.4正交頻分復用189
6.7.5新型多載波——濾波器組技術195
思考題198
習題198
第7章模擬信號的數(shù)字化傳輸201
7.1引言201
7.2模擬信號的抽樣201
7.2.1低通信號抽樣定理201
7.2.2帶通信號抽樣定理205
7.3脈沖振幅調制209
7.3.1自然抽樣209
7.3.2平頂抽樣210
7.4模擬信號的量化213
7.4.1量化的基本概念213
7.4.2均勻量化信噪比214
7.4.3非均勻量化216
7.4.4矢量量化220
7.5脈沖編碼調制221
7.5.1A律13折線的PCM編碼221
7.5.2PCM系統(tǒng)的抗噪聲性能226
7.6差值脈沖編碼調制與增量調制228
7.6.1差值脈沖編碼調制系統(tǒng)228
7.6.2增量調制原理229
7.7赫夫曼編碼229
7.8語音和圖像壓縮編碼231
7.8.1語音壓縮編碼231
7.8.2圖像壓縮編碼232
7.9時分復用和數(shù)字傳輸技術234
7.9.1時分復用的基本原理234
7.9.2PCM基群幀結構與傳輸速率236
7.9.3準同步數(shù)字體系、同步數(shù)字體系
與光傳送網237
思考題238
習題239
第8章信道241
8.1信道的定義及分類241
8.2調制信道與編碼信道模型242
8.2.1調制信道模型242
8.2.2編碼信道模型243
8.3恒參信道及其對信號傳輸?shù)挠绊?44
8.3.1恒參信道及其特性244
8.3.2恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊?45
8.4隨參信道及其對信號傳輸?shù)挠绊?46
8.4.1隨參信道舉例246
8.4.2隨參信道的數(shù)學模型247
8.4.3隨參信道特性及其對信號傳輸
的影響248
8.4.4隨參信道特性的改善252
8.5信道噪聲253
8.6信道容量255
思考題258
習題258
第9章數(shù)字信號的最佳接收260
9.1相關接收機260
9.1.1接收波形的統(tǒng)計特性260
9.1.2關于最小差錯概率準則261
9.1.3二進制確知信號的相關接收機
結構263
9.1.4二進制確知信號的相關接收機
性能264
9.1.5多進制正交確知信號的相關
接收270
9.2匹配濾波接收機272
9.2.1匹配濾波器原理272
9.2.2二進制確知信號的匹配濾波
接收275
9.3最佳基帶傳輸系統(tǒng)277
思考題278
習題279
第10章差錯控制編碼282
10.1檢錯和糾錯的基本概念282
10.2幾種常見的簡單檢錯碼287
10.3線性分組碼289
10.3.1線性分組碼的基本概念289
10.3.2生成矩陣及其特性290
10.3.3監(jiān)督矩陣及其特性291
10.3.4編碼和譯碼292
10.3.5漢明碼294
10.3.6縮短碼295
10.4循環(huán)碼296
10.4.1循環(huán)碼的多項式描述296
10.4.2循環(huán)碼的生成矩陣與生成
多項式298
10.4.3循環(huán)碼編碼299
10.4.4循環(huán)碼譯碼301
10.4.5縮短循環(huán)碼304
10.4.6循環(huán)冗余校驗碼305
10.5BCH碼306
10.5.1多項式域306
10.5.2BCH碼原理309
10.5.3RS碼311
10.6卷積碼313
10.6.1卷積碼的基本概念313
10.6.2卷積碼的圖形描述314
10.6.3卷積碼的解析描述317
10.6.4卷積碼譯碼321
10.6.5遞歸系統(tǒng)卷積碼323
10.6.6刪余卷積碼325
10.7交織編碼326
10.8級聯(lián)碼與Turbo碼329
10.8.1級聯(lián)碼329
10.8.2Turbo碼329
10.9低密度奇偶校驗碼331
10.9.1LDPC碼的基本概念331
10.9.2LDPC碼的編碼和譯碼331
10.9.3LDPC碼與Turbo碼的誤碼率
性能比較332
思考題333
習題333
第11章擴頻通信336
11.1擴頻通信的基本概念336
11.2m序列338
11.2.1m序列的產生338
11.2.2特征多項式與序列多項式
的關系341
11.2.3m序列的性質342
11.2.4m序列波形的自相關函數(shù)和
功率譜密度344
11.3直接序列擴頻系統(tǒng)345
11.3.1直擴信號的產生346
11.3.2直擴信號的頻譜特性347
11.3.3直擴信號的解擴與解調348
11.3.4直擴系統(tǒng)的抗干擾性能349
11.3.5碼分多址352
11.4正交編碼353
11.4.1哈達瑪矩陣353
11.4.2沃爾什函數(shù)與沃爾什碼354
11.4.3碼分復用355
思考題355
習題356
附錄360
附錄A常用三角函數(shù)公式360
附錄B常用信號的傅里葉變換361
附錄CQ函數(shù)表和誤差函數(shù)表362
附錄D貝塞爾函數(shù)表364
參考文獻365
書單推薦
