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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 消息、信息与信号1

1.3 模拟信号与数字信号2

1.4 模拟通信与数字通信2

1.5 数字通信系统的组成3

1.6 数字通信系统的特点4

1.6.1 数字通信系统的主要优点4

1.6.2 数字通信系统的主要缺点5

1.7 数字通信系统的主要性能指标5

1.7.1 传输速率5

1.7.2 差错率6

1.7.3 功率利用率和频带利用率6

1.7.4 数字通信系统的可靠性6

1.7.5 数字通信系统的有效性7

1.7.6 数字通信系统的经济性7

1.8 数字通信网7

1.9 数字通信系统的应用与发展8

第2章 信源编码10

2.1 信源10

2.1.1 无记忆信源10

2.1.2 定长码11

2.2 信源编码11

2.3 话音信号的主要特性12

2.3.1 话音信号的幅度概率密度12

2.3.2 话音信号的功率密度谱13

2.3.3 话音信号的动态范围13

2.3.4 衡量话音信号传输质量的直观指标13

2.3.5 话音信号的数字化及其还原14

2.4 抽样的概念14

2.4.1 抽样原理14

2.4.2 抽样定理14

2.4.3 抽样后序列的频谱15

2.4.4 抽样信号的保持15

2.4.5 低通型抽样定理16

2.4.6 带通型抽样定理17

2.4.7 抽样门17

2.5 量化的概念21

2.5.1 抽样信号的量化21

2.5.2 量化噪声22

2.5.3 量化信噪比23

2.5.4 非均匀量化24

2.5.5 压扩特性25

2.5.6 常用量化方法28

2.6 编码的概念29

2.6.1 信源编码30

2.6.2 编码原理与解码30

2.6.3 电视信号的编码39

第3章 信道编码41

3.1 信道编码的概念41

3.2 信道编码的基本定理41

3.3 差错控制编码43

3.3.1 差错控制编码的分类44

3.3.2 差错控制的常用方式44

3.3.3 码组结构与检错、纠错能力46

3.3.4 最小距离 d0与纠错能力的关系48

3.3.5 编码效率49

3.3.6 差错控制系统的性能50

3.4 常用的简单差错控制编码50

3.4.1 奇偶监督码51

3.4.2 行列监督码51

3.4.3 恒比码51

3.4.4 正反码52

3.5 线性分组码52

3.5.1 校验矩阵与生成矩阵53

3.5.2 线性分组码的纠、检错能力56

3.5.3 校验矩阵与最小距离的关系59

3.5.4 线性分组码的伴随式60

3.5.5 线性分组码的译码60

3.5.6 汉明码61

3.5.7 增余汉明码62

3.5.8 循环码63

3.6 卷积码70

3.6.1 卷积码编码70

3.6.2 卷积码解码71

第4章 数字调制与解调72

4.1 概述72

4.2 数字调制的基本方式72

4.2.1 振幅调制(AM)73

4.2.2 频率调制(FM)74

4.2.3 相位调制(PM)75

4.3 振幅键控系统(ASK)77

4.3.1 线性调制信号分析77

4.3.2 双边带振幅键控信号(DSB-ASK)79

4.3.3 单边带振幅键控信号(SSB-ASK)81

4.3.4 残留边带振幅键控信号(VSB-ASK)83

4.3.5 正交双边带振幅调制(QAM)85

4.3.6 线性调制信号的产生86

4.3.7 线性调制信号的解调87

4.3.8 二进制振幅键控(2ASK)信号的频谱与带宽90

4.3.9 线性调制系统的抗噪声性能91

4.4 频率键控系统(FSK)96

4.4.1 二进制频移键控信号的产生97

4.4.2 2FSK 信号的频谱与带宽98

4.4.3 2FSK 信号的解调99

4.4.4 2FSK 信号的频率建立过程100

4.4.5 2FSK 系统的抗噪声性能103

4.5 相位键控系统(PSK)106

4.5.1 绝对相移键控与相对相移键控106

4.5.2 二进制相移键控信号的产生108

4.5.3 2PSK 信号的频谱与带宽109

4.5.4 二进制相移键控信号的解调110

4.5.5 二进制相移键控系统的抗噪声性能111

4.6 二进制数字调制系统抗噪声性能的比较115

4.7 多进制及改进型数字调制系统116

4.7.1 多进制数字调幅117

4.7.2 多进制数字调频118

4.7.3 多进制数字调相118

4.7.4 最小频移键控(MSK)123

4.7.5 幅相键控(APK)125

4.7.6 平滑频率调制(TFM)127

第5章 信道与噪声130

5.1 概述130

5.2 信道的种类与模型130

5.3 有线信道130

5.3.1 明线131

5.3.2 双绞线131

5.3.3 对称电缆132

5.3.4 同轴电缆132

5.3.5 光导纤维133

5.4 无线信道133

5.4.1 极长波信道134

5.4.2 超长波信道134

5.4.3 特长波信道134

5.4.4 甚长波信道135

5.4.5 长波信道135

5.4.6 中波信道135

5.4.7 短波信道135

5.4.8 超短波信道135

5.4.9 微波信道136

5.4.10 流星余迹通信信道137

5.4.11 红外线通信信道137

5.4.12 激光通信信道137

5.5 恒参信道及其对数字信号传输的影响138

5.5.1 恒参信道等效四端网络的频率响应138

5.5.2 恒参信道等效四端网络的时间响应138

5.5.3 信号无失真传输的条件139

5.6 变参信道及其对数字信号传输的影响140

5.6.1 变参信道的多径传播对数字信号的影响141

5.6.2 多径传播对码元传输的影响142

5.6.3 选择性衰落143

5.6.4 分集接收144

5.7 信道噪声145

5.7.1 噪声的来源与类型145

5.7.2 有限频带白噪声与噪声网络模型146

5.7.3 噪声系数与窄带噪声的测量149

第6章 定时与同步151

6.1 定时和同步的基本概念151

6.2 锁相环(PLL)的基本原理及其特性152

6.2.1 模拟锁相环153

6.2.2 数字锁相环157

6.3 载波同步161

6.3.1 插入导频法162

6.3.2 直接提取载波法163

6.3.3 载波同步的性能及相位误差对解调信号的影响167

6.4 位同步168

6.4.1 外同步法(插入导频法)169

6.4.2 自同步法(直接提取位同步法)170

6.4.3 位同步相位误差对性能的影响171

6.5 帧同步172

6.5.1 起止式同步法173

6.5.2 加高式(或加宽式)同步法173

6.5.3 连贯式插入法174

6.5.4 间隔式插入同步码法178

6.5.5 帧同步系统的性能178

6.5.6 帧同步的保护181

6.6 数字通信网的网同步184

6.6.1 主从同步法184

6.6.2 相互同步法185

6.6.3 码速调整法186

6.6.4 水库法187

第7章 数字信号的传输188

7.1 概述188

7.2 数字信号传输的基本理论190

7.2.1 数字信号及分析190

7.2.2 信道传输对信号波形的影响193

7.2.3 数字信号传输的基本准则195

7.3 数字信号基带传输系统的构成196

7.4 基带信号的传输与码间干扰198

7.5 基带传输中码间干扰的消除199

7.5.1 奈奎斯特第一准则(取样值无失真传输)199

7.5.2 奈奎斯特第二准则(转换点无失真)200

7.5.3 奈奎斯特第三准则(脉冲波形面积保持不变)201

7.6 部分响应基带传输系统202

7.6.1 部分响应波形202

7.6.2 差错传播203

7.6.3 部分响应基带传输系统的相关码和预编码204

7.6.4 部分响应波形的一般表示式205

7.7 理想数字基带传输系统的抗噪声性能206

7.8 多电平码基带传输的抗噪声性能210

7.9 基带系统测量工具——眼图213

7.10 均衡原理215

7.11 扰码与解扰217

第8章 数字信号最佳接收220

8.1 统计描述与最佳准则220

8.1.1 接收端信号和干扰的统计描述220

8.1.2 最佳接收准则223

8.2 确知信号的最佳接收——相干接收226

8.2.1 二进制确知信号的最佳接收226

8.2.2 二进制确知信号最佳接收机的性能228

8.2.3 二进制确知信号的最佳形式232

8.2.4 多进制确知信号的最佳接收机及其性能233

8.3 随机相位信号的最佳接收——非相干接收237

8.3.1 二进制随相信号的最佳接收机237

8.3.2 二进制随相信号的最佳接收机性能241

8.3.3 多进制随相信号的最佳接收244

8.4 起伏信号的最佳接收246

8.5 实际接收机与最佳接收机的性能比较248

8.6 匹配滤波器250

8.6.1 匹配滤波器的原理250

8.6.2 匹配滤波器的实现问题255

8.6.3 匹配滤波器在最佳接收中的应用260

8.7 基带系统的最佳化262

8.7.1 最佳基带系统的概念262

8.7.2 理想信道下的最佳基带系统262

8.7.3 非理想信道下的最佳基带系统265

第9章 通信的加密268

9.1 密码技术的一般概念268

9.2 密码技术的内容270

9.2.1 密码体系的模型270

9.2.2 完全保密271

9.2.3 实际保密272

9.3 密码体制272

9.3.1 序列密码体制272

9.3.2 分组密码273

9.3.3 公开密钥密码273

9.4 认证、签名技术274

9.5 扩频275

9.6 跳频277

9.7 通信的加密技术279

9.7.1 语音保密通信系统280

9.7.2 图像保密通信系统283

9.7.3 数据保密通信系统284

9.7.4 通信网的保密通信系统284

参考文献285