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第一章 绪论1

1.1通信技术的发展和展望1

目 录1

1.2信息、信息量与信道容量3

1.2.1消息、信号与信息3

1.2.2信息量4

1.2.3平均信息量5

1.2.4香农信道容量公式7

1.3.1通信系统的一般模型9

1.3通信系统的模型 .9

1.3.2通信系统的分类11

1.3.3模拟通信系统和数字通信系统12

1.4通信系统的主要性能指标13

1.4.1有效性13

1.4.2可靠性14

习题15

2.1.1信号的正交展开17

2.1 信号的正交展开及频谱分析17

第二章确定信号分析17

2.1.2信号的频谱分析19

2.2能量信号与功率信号21

2.2.1能量信号及能量谱密度函数21

2.2.2功率信号及功率谱密度函数22

2.3相关函数和功率谱密度函数25

2.3.1能量信号的相关函数25

2.3.3功率信号的相关函数28

2.3.2能量信号的相关定理28

2.4窄带系统及窄带信号分析31

2.4.1一般方法——傅里叶反变换法32

2.4.2解析法——等效低通网络函数法33

2.5 复数信号与时域希尔伯特（Hilbert）变换34

2.5.1复数信号的定义35

2.5.2复数信号的实部与虚部及希尔伯特变换36

2.5.3实时间信号的复指数表示和解析信号表示37

2.5.4窄带实时间信号自相关函数的复数化求解39

习题41

3.1 随机过程的基本概念45

第三章 随机信号和噪声分析45

3.2随机过程的统计描述47

3.2.1随机过程的分布函数和概率密度函数47

3.2.2随机过程的数字特征48

3.3平稳随机过程52

3.3.1平稳随机过程的定义及其含义52

3.3.2平稳随机过程的一维及二维概率密度函数52

3.3.3平稳随机过程的数字特征53

3.3.4平稳随机过程自相关函数的性质53

3.3.5平稳随机过程的各态历经性（遍历性）55

3.4平稳随机过程的自相关函数与功率谱密度的关系56

——维纳－欣钦定理56

3.5 两个随机过程之间的统计联系59

3.5.1联合分布函数和联合概率密度函数59

3.5.2互相关函数60

3.5.3互谱密度函数61

3.6正态随机过程62

3.6.1正态随机过程的定义62

3.6.2正态随机过程的性质62

3.7平稳随机过程通过线性系统64

3.8 白噪声、散弹噪声和热噪声68

3.9 白色随机过程通过窄带线性系统——窄带噪声71

3.9.1窄带噪声的波形特征73

3.9.2 nc（t）和ns（t）以及R（t）和θ（t）的统计特性73

3.10正弦波加窄带高斯噪声的统计特性78

习题81

第四章信号设计导论85

4.1信号及信号设计 .85

4.1.1信号设计的基本概念85

4.1.2信号设计的基本原则86

4.2 匹配滤波器87

4.2.1匹配滤波器的传输函数87

4.2.2匹配滤波器的输出响应90

4.2.3输入为非白噪声时匹配滤波器的传输特性94

4.3信号单元的相关函数95

4.3.1信号单元95

4.3.2波形信号单元的相关函数96

4.3.3序列信号单元的相关函数98

4.4.1鸟声信号的时域表示100

4.4鸟声信号单元100

4.4.2鸟声信号的频谱101

4.4.3鸟声信号单元的自相关函数103

4.5 巴克（Barker）序列105

4.5.1 巴克序列及其自相关函数105

4.5.2巴克序列的演变106

4.5.3巴克序列的检测问题107

4.6m序列信号单元110

4.6.1 m序列的产生110

4.6.2特征多项式与序列多项式113

4.6.3m序列的产生条件115

4.6.4 m序列信号单元的性质118

4.6.5非线性反馈移位寄存器序列——M序列126

4.6.6 m序列的应用129

4.7随机电报信号135

4.7.1信号过零点的概率分布136

4.7.2随机电报信号的自相关函数137

4.7.3功率谱密度138

4.8.1超正交单纯码139

4.8超正交单纯码及阿达玛（Hadarmard）矩阵139

4.8.2阿达玛矩阵H142

习题145

第五章幅度调制系统148

5.1 引言148

5.2 标准振幅调制（AM）149

5.2.1 AM信号的时域及频域表示149

5.2.2 AM信号的解调150

5.2.3 AM信号的功率分布和调制效率152

5.3.1DSB信号的时域表示155

5.3抑制载波双边带调制（DSB）155

5.3.2DSB信号的频域表示156

5.3.3DSB信号的解调156

5.4 单边带调制（SSB）157

5.4.1 SSB信号产生模型及已调信号频谱158

5.4.2 SSB信号的解调158

5.4.3 SSB信号的时域波形159

5.5 残留边带调制（VSB）161

5.5.1 VSB信号产生模型161

5.5.2 VSB信号的解调162

5.6 幅度调制系统的一般模型163

5.6.1幅度调制信号产生的一般模型164

5.6.2 SSB调制模型165

5.6.3 VSB调制模型169

5.7幅度调制信号解调的一般模型171

5.7.1 同步解调171

5.7.2包络解调171

5.8.1通信系统抗噪声性能的分析模型172

5.8幅度调制系统的抗噪声性能172

5.8.2幅度调制系统同步解调时的抗噪声性能174

5.8.3幅度调制系统包络解调时的抗噪声性能178

习题180

第六章角度调制系统183

6.1 引言183

6.2 角度调制的基本概念183

6.2.1相位调制（PM）184

6.2.2频率调制（FM）184

6.3.1窄带调频（NBFM）187

6.3调频信号频谱分析及卡森（Carsoin）带宽187

6.3.2简谐信号调制时的宽带调频188

6.3.3卡森带宽191

6.4调频信号的产生与解调191

6.4.1调频信号的产生191

6.4.2调频信号的解调192

6.5调频系统的抗噪声性能193

6.5.1窄带调频系统的抗噪声性能193

6.5.2宽带调频系统的抗噪声性能196

6.6加重措施对噪声特性的改善201

6.7 频分复用（FDM）203

习题205

第七章信源编码208

7.1 离散无记忆信源（DMS）编码208

7.1.1等长编码208

7.1.2不等长编码209

7.2抽样定理211

7.2.1低通信号的抽样定理211

7.2.2 自然抽样214

7.2.3平顶抽样216

7.2.4带通信号的抽样定理217

7.3脉冲模拟调制219

7.4脉冲编码调制（PCM）220

7.4.1 PCM基本原理220

7.4.2均匀量化与量化噪声221

7.4.3压扩原理及非均匀量化223

7.4.4 PCM编码227

7.4.5 PCM译码233

7.5.1时分复用（TDM）的原理234

7.5 PCM信号的时分复用234

7.5.2 PCM基群帧结构及高次群235

7.5.3 PCM信号的带宽237

7.5.4时分复用（TDM）与频分复用（FDM）的比较238

7.6 PCM系统的抗噪声性能238

7.6.1量化噪声的影响239

7.6.2误码对输出信号的影响239

7.7 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）240

7.8.1 AM的基本原理242

7.8 增量编码调制（DM或△M）242

7.8.2量化噪声及过载量化噪声244

7.8.3增量编码调制系统的抗噪声性能246

7.8.4增量总和（△-∑）调制和自适应数字压扩增量调制249

7.9 PCM系统与△M系统的比较254

7.10语音和图像信号的压缩编码255

7.10.1语音压缩编码255

7.10.2图像压缩编码257

习题258

8.1 引言262

第八章数字基带传输系统262

8.2数字基带信号263

8.2.1数字基带信号的要求263

8.2.2数字基带信号的波形264

8.2.3常用的基带传输码型266

8.3数字基带信号的功率谱269

8.4 无码间串扰传输系统及奈奎斯特（Nyquist）准则273

8.4.1基带系统传输特性及码间串扰273

8.4.2无码间串扰系统特性274

8.4.3奈奎斯特第一准则275

8.4.4无码间串扰的滚降系统特性276

8.5部分响应系统279

8.5.1余弦谱传输特性279

8.5.2正弦谱传输特性281

8.5.3部分响应系统282

8.6基带系统的最佳化283

8.6.1理想信道下的最佳基带系统284

8.6.2非理想信道下的最佳基带系统284

8.7.1理想系统的抗噪声性能286

8.7基带系统的抗噪声性能286

8.7.2最佳基带系统的抗噪声性能287

8.8均衡器原理289

8.8.1频域均衡290

8.8.2时域均衡292

8.9眼图297

习题299

9.2.1 2ASK信号303

9.2二进制数字已调信号及其功率谱303

9.1 引言303

第九章数字载波传输系统303

9.2.2 2FSK信号306

9.2.3 2PSK及2DPSK信号309

9.3二进制数字调制系统的性能分析312

9.3.1 2ASK系统的抗噪声性能312

9.3.2 2FSK系统的抗噪声性能316

9.3.3 2PSK及2DPSK系统抗噪声性能319

9.4各种数字调制系统的性能比较323

9.5数字信号的最佳接收324

9.5.1数字信号接收的统计描述325

9.5.2最佳接收机结构327

9.5.3二进制最佳接收机性能分析331

9.6 多进制数字调制系统335

9.6.1多进制幅度键控（MASK）336

9.6.2多进制移频键控（MFSK）337

9.6.3多进制移相键控（MPSK）338

9.7改进型数字调制系统344

9.7.1幅相键控（APK）方式（又称QAM）344

9.7.2连续相位移频键控（CPFSK）及MSK、TMF调制347

9.7.3高斯最小移频键控（GMSK）方式353

习题354

第十章差错控制编码357

10.1差错控制编码的基本原理357

10.1.1引起误码的原因及降低误码的常用方法357

10.1.2差错控制编码的基本方法及差错控制方式358

10.1.3有扰信道的编码定理360

10.1.4重复编码的例子361

10.1.5码间距离d及检错纠错能力362

10.2.1奇偶监督码366

10.2常用的简单编码366

10.2.2二维奇偶监督码367

10.2.3恒比码367

10.3线性分组码369

10.3.1线性分组码的概念369

10.3.2线性分组码的构成及监督矩阵369

10.3.3线性分组码的生成矩阵372

10.3.4线性分组码的伴随式和检错纠错能力374

10.3.5汉明码375

10.4.1循环码的基本概念及码多项式377

10.4循环码377

10.4.2循环码的生成多项式及生成矩阵379

10.4.3循环码的编码及解码381

10.5卷积码385

10.5.1卷积码385

10.5.2网格编码调制（TCM）392

10.5.3Turbo码394

习题399

11.1 同步的基本概念402

第十一章同步原理402

11.2 锁相环（PLL）的基本工作原理403

11.2.1模拟锁相环403

11.2.2数字锁相环408

11.3载波同步413

11.3.1插入导频法413

11.3.2直接提取载波法415

11.3.3载波同步的性能及相位误差对解调信号的影响419

11.4码元同步420

11.4.1插入导频法421

11.4.2直接提取位同步法422

11.4.3位同步相位误差对性能的影响423

11.5群（帧）同步424

11.5.1起止式同步法424

11.5.2连贯插入特殊码字同步法425

11.5.3间隔式插入同步码法426

11.5.4群同步系统的性能427

11.5.5关于自群同步简介428

11.6 数字通信网的网同步429

11.6.1主从同步方式430

11.6.2相互同步方式430

11.6.3独立时钟的同步方式432

习题434

第十二章通信网436

12.1 通信网的基本原理436

12.1.1通信网的概念436

12.1.2通信网的基本要求437

12.1.3通信网的交换方式440

12.1.4通信网的约定444

12.2.1通信网的拓扑结构446

12.2通信网的基本结构446

12.2.2通信网的类型448

12.2.3通信网的网络体系结构450

12.3数据通信网452

12.3.1概述452

12.3.2利用普通公用电话网进行数据通信454

12.3.3分组交换网456

12.3.4数字数据网（1DDN）460

12.4.1 ISDN的概念463

12.4综合业务数字网（ISDN）简介463

12.4.2 ISDN的网络功能体系结构464

12.4.3 ISDN的用户／网络接口465

习题467

附录468

附录A傅里叶变换的性质及常用傅氏变换对468

附录B误差函数表470

附录C英文缩略词473

参考资料476