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第一章　概论1

1-1 什么是数字通信1

1-2　数字通信系统举例2

1-3　数字通信系统模型4

1-4　数字通信系统的主要指标6

第二章　概率论及随机过程的基本知识9

引言9

2-1　概率的基本概念9

2-1-1 事件与概率9

2-1-2　概率的几何解释12

2-1-3 条件概率与统计独立13

2-1-4　全概率定理与贝叶斯定理15

2-1-5 贝努利定理17

2-2　随机变量的概率分布18

2-2-1 分布函数与概率密度18

2-2-2 多元随机变量23

2-2-3　随机变量的函数27

2-2-4　数字特征34

2-2-5　特征函数40

2-2-6 正态分布42

2-3　随机过程的理论基础48

2-3-1 随机过程的基本概念48

2-3-2　平稳随机过程及各态历经性51

2-3-3　随机过程的功率谱密度53

2-3-4　周期性随机过程的功率谱密度58

2-3-5 相关函数和功率谱密度的性质60

2-3-6 两个随机过程之间的统计联系63

2-3-7　正态随机过程65

第三章　随机信号通过线性系统67

引言67

3-1　线性系统分析原理67

3-1-1 系统函数68

3-1-2　冲激响应函数70

3-2　随机信号通过线性系统73

3-2-1　输出随机过程的数字特征73

3-2-2 线性系统的噪声等效带宽75

3-2-3　输出随机过程的概率分布77

3-3　随机过程通过窄带线性系统77

3-3-1 窄带随机过程77

3-3-2　正态窄带随机过程的包络和相位的分布78

3-3-3　正弦信号加正态窄带随机过程的包络和相位的分布82

3-4　匹配滤波器87

3-4-1 问题的提出：错误概率与信噪比87

3-4-2 匹配滤波器的传输特性88

3-4-3 匹配滤波器的输出信号与噪声92

3-4-4 匹配滤波器举例94

3-4-5　输入噪声为非白噪声时最佳滤波器的传输特性103

第四章　信道表述105

4-1 引言105

4-2　信道的一般模型105

4-3　随机多径传输及对流层散射信道109

4-3-1 随机多径信道的传输函数110

4-3-2 包络和相位的分布111

4-3-3　时间自相关函数113

4-3-4　频率自相关函数114

4-3-5　频率选择性衰落115

4-3-6 多普勒效应，衰落功率谱，衰落速率118

4-3-7　差分迟延，多径的可分辨度120

4-3-8 包络时间导数r′（t）的分布120

4-3-9 包络频率导数？（u）的分布121

4-3-10　瞬时频率？′（t）的分布122

4-3-11　包络迟延？（u）的分布122

4-3-12　时间导数？″（t）的分布123

4-3-13　频率导数？（u）的分布124

4-3-14　实验观察到的传输损耗变化124

4-3-15　对流层散射信道模型125

4-3-16　实验观察到的快速起伏的时间自相关函数125

4-3-17　对流层散射信道的差分迟延126

4-3-18　实验观察到的频率自相关函数126

附录128

第五章　数字信号最佳接收原理130

引言130

5-1　最佳接收基础131

5-1-1 消息、信号及干扰的统计描述131

5-1-2　频域与时域的正交展开式133

5-1-3　关于最佳接收的准则136

5-2　恒参信道下数字信号的最佳接收——相干接收138

5-2-1 二元制时的最佳接收机结构139

5-2-2　二元制时的最佳接收机性能143

5-2-3　二元制时的最佳信号形式146

5-2-4 多元制时最佳接收机的结构及其性能147

5-2-5 多元制时的最佳信号形式151

5-3　随相数字信号的最佳接收——非相干接收153

5-3-1 二元随相信号的最佳接收153

5-3-2　二元制非相干接收时的最佳信号形式159

5-3-3 多元随相信号的最佳接收161

第六章　基带传输系统165

6-1 基带信号165

6-1-1 基带信号的表示165

6-1-2 基带信号的波形和频谱167

6-1-3　奈奎斯特准则170

6-1-4　实用基带信号173

6-2　基带传输系统的设计176

6-2-1　基带传输系统模型176

6-2-2 理想信道的最佳传输系统177

6-2-3　非理想信道的最佳传输系统179

6-3　基带传输系统的均衡182

6-3-1 眼图182

6-3-2　横向滤波器均衡184

6-3-3 自动均衡系统186

6-4　基带传输系统的典型电路189

6-4-1 基带脉冲变换与发送滤波器190

6-4-2　接收积分电路193

6-4-3　取样判决电路195

第七章　线性调制系统197

7-1　线性调制信号198

7-1-1 线性调制信号的一般分析199

7-1-2　振幅键控信号200

7-1-3　单边带调制信号201

7-1-4　残留边带调制信号204

7-2　线性调制信号的产生206

7-2-1 振幅键控信号的产生207

7-2-2　单边带信号产生器208

7-2-3　残留边带信号产生器211

7-3　线性调制信号的解调212

7-3-1 振幅键控信号的解调212

7-3-2　单边带信号与残留边带信号的解调216

7-3-3　等效基带传输系统218

7-4　采用相关电平编码的线性调制系统220

7-4-1 相关电平编码的基本原理221

7-4-2 相位变化的调幅系统225

7-4-3 采用相关电平编码的单边带系统226

第八章　数字频率调制系统228

8-1　数字频率调制信号228

8-1-1 相位离散的数字调频信号228

8-1-2 相位连续的数字调频信号230

8-2　数字调频信号的产生232

8-2-1 频率转换法232

8-2-2　直接调频法234

8-3　数字调频信号的解调236

8-3-1 最佳非相干解调器236

8-3-2 匹配滤波器的实现方法237

8-3-3　限幅鉴频解调法243

8-3-4　零交点计数检波法244

8-4　数字调频系统抗干扰性能分析245

8-5　多元数字频率调制系统247

8-5-1 多元数字调频信号的产生248

8-5-2 多元数字调频信号的解调250

8-5-3 起伏噪声下多元数字频率调制系统的抗干扰性能252

第九章　数字相位调制系统255

9-1 数字相位调制的一般原理255

9-1-1 移相信号的表示与分析255

9-1-2　绝对移相与相对移相257

9-2　二相差分移相系统259

9-2-1 二相差分移相原理259

9-2-2　二相差分移相信号的产生260

9-2-3 二相差分移相信号的解调265

9-2-4 鉴相器电路及其工作原理268

9-2-5　二相移相系统的抗干扰性能273

9-3　多相数字调制系统277

9-3-1 相干四相调制278

9-3-2　差分四相调制280

9-3-3 多相数字调制系统的抗干扰性能300

第十章　衰落信道下数字信号的传输304

引言304

10-1　衰落的本质及其分类304

10-2　衰落情况下数字通信系统的性能307

10-3　瑞利衰落下数字信号的最佳接收309

10-4　分集接收314

10-4-1 分集方式与接收信号的相关性314

10-4-2 最佳非相干分集接收317

10-4-3 关于分集信号的合并方法322

10-5　衰落下调制及检测技术的选择328

10-5-1 多元制及多路并行传送制328

10-5-2 时频调制330

10-5-3　时频相调制337

10-5-4 自适应接收技术简介340

第十一章　同步原理343

11-1 位同步343

11-1-1 滤波法提取位同步信号343

11-1-2　锁相原理346

11-1-3　模拟锁相法提取位同步信号352

11-1-4　数字式锁相353

11-1-5 几种同步方案介绍361

11-2　载波同步364

11-2-1 直接法365

11-2-2　插入导频法368

11-2-3 相干载波相位误差的影响373

11-3　群同步376

11-3-1 引言376

11-3-2 利用特殊码组作同步码组时的概率计算377

11-3-3 巴克码379

11-3-4 群同步保护381

第十二章　正交编码及其应用385

12-1　正交编码及正交性385

12-1-1 正交和相关函数的定义385

12-1-2　超正交性和单纯码387

12-1-3　正交码和双正交码391

12-1-4　哈达马矩阵391

12-2　最长线性移位寄存器序列（M序列）393

12-2-1 双值自相关序列和伪随机序列393

12-2-2 M序列的产生395

12-2-3 特征多项式和母函数的关系397

12-2-4 SR序列的周期与产生M序列的充要条件398

12-2-5 M序列诸性质的证明402

12-2-6 M序列的采样404

12-3　其它PN序列407

12-3-1 二次剩余序列（L序列）407

12-3-2　双素数序列（TP序列）409

12-3-3 非周期自相关函数和巴克（Barker）序列410

12-4 PN序列的实现412

12-4-1 直接产生法412

12-4-2 间接产生法（一）416

12-4-3　间接产生法（二）418

12-5　正交编码应用举例420

12-5-1 迪其洛克（Digilock）正交编码通信系统420

12-5-2 采用M序列的瑞克（Rake）系统426

12-5-3 利用M序列进行多地址通信430

12-5-4 PN序列的其它用途434

第十三章　误差控制与纠错编码437

引言437

13-1　误差控制的基本思想和方法439

13-1-1 误差控制的基本形式439

13-1-2　检测（发现）错误的常用方法443

13-2　线性分组码446

13-2-1 基本概念446

13-2-2　汉明距离与重量448

13-2-3 线性码449

13-2-4 汉明码457

13-2-5 循环码458

13-2-6　大数逻辑可译码480

13-2-7 捕错译码488

13-2-8 纠正突发错误码492

13-2-9 纠正突发错误和随机错误的码499

13-3　卷积码503

13-3-1 卷积码的一般概念504

13-3-2 纠正随机错误的卷积码510

13-3-3 纠正突发错误的卷积码521

13-3-4 纠正随机与突发错误的卷积码530

13-3-5　卷积码的概率译码535

13-3-6　分组码与卷积码的比较546

13-4　设计误差控制系统中的几个问题547

13-4-1 用户的要求547

13-4-2　信道的错误统计特性548

13-4-3 各种误差控制方式的性能估计与比较552

13-4-4　设计误差控制系统的一般步骤556