數(shù)字通信原理（第3版）

第1章 緒論 1
1.1 近代與現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 1
1.2 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成 3
1.3 數(shù)字通信的特點(diǎn) 4
1.4 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本性能指標(biāo)及其度量參數(shù) 6
1.5 本書(shū)的內(nèi)容安排 7
習(xí)題 8
主要參考文獻(xiàn) 9
第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ) 10
2.1 引言 10
2.2 確定信號(hào)分析方法回顧 10
2.3 信號(hào)的向量表示 14
2.4 希爾伯特變換及應(yīng)用 16
2.5 隨機(jī)信號(hào)的基本概念和特點(diǎn) 21
2.6 隨機(jī)過(guò)程的主要統(tǒng)計(jì)特性 24
2.7 隨機(jī)變量函數(shù)的分布及數(shù)字特征 25
2.8 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào) 26
2.9 信號(hào)功率譜密度 28
2.10 通信系統(tǒng)中幾種常用的隨機(jī)過(guò)程 30
2.11 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程與時(shí)不變線(xiàn)性系統(tǒng) 35
2.12 循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 38
2.13 匹配濾波器 41
2.14 信號(hào)的帶寬 45
2.15 常用的幾種特殊函數(shù) 49
2.16 本章小結(jié) 49
習(xí)題 50
主要參考文獻(xiàn) 51
第3章 模擬信號(hào)的數(shù)字編碼 52
3.1 引言 52
3.2 低通和帶通信號(hào)抽樣定理 52
3.2.1 低通信號(hào)理想抽樣 52
3.2.2 低通信號(hào)自然抽樣 53
3.2.3 混疊現(xiàn)象與低通抽樣定理 54
3.2.4 帶通抽樣定理 56
3.3 模擬信號(hào)的量化 58
3.3.1 標(biāo)量量化 59
3.3.2 向量量化 61
3.3.3 均勻量化 61
3.3.4 非均勻量化 64
3.3.5 對(duì)數(shù)量化 69
3.4 脈沖編碼調(diào)制 74
3.4.1 常用的PCM編碼方式 75
3.4.2 A律與? 律PCM編碼 75
3.4.3 對(duì)數(shù)PCM與線(xiàn)性PCM間的變換 79
3.5 差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM） 81
3.5.1 預(yù)測(cè)編碼的基本概念 81
3.5.2 信號(hào)預(yù)測(cè)的基本方法 82
3.5.3 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 86
3.6 增量調(diào)制（ 調(diào)制） 89
3.6.1 簡(jiǎn)單增量調(diào)制 89
3.6.2 增量總和調(diào)制——?-Σ調(diào)制 92
3.6.3 數(shù)字壓擴(kuò)自適應(yīng)增量調(diào)制 94
3.7 不同編碼方式的誤碼性能分析 96
3.7.1 增量調(diào)制編碼的誤碼性能分析 96
3.7.2 線(xiàn)性PCM編碼的誤碼性能分析 98
3.7.3 兩種編碼的抗誤碼性能比較 99
3.8 本章小結(jié) 100
習(xí)題 100
主要參考文獻(xiàn) 101
第4章 信息論基礎(chǔ) 102
4.1 引言 102
4.2 信息的度量 102
4.2.1 離散信源信息的度量 103
4.2.2 離散信源的平均信息量——信源的熵 104
4.2.3 熵的化 104
4.2.4 離散信源的聯(lián)合熵與條件熵 108
4.3 離散信道及容量 109
4.3.1 信道的模型 109
4.3.2 互信息量 109
4.3.3 熵函數(shù)與平均互信息量之間的關(guān)系 111
4.3.4 離散信道的容量 112
4.3.5 離散無(wú)記憶對(duì)稱(chēng)信道及特性 116
4.4 連續(xù)信源、信道及容量 117
4.4.1 連續(xù)信源的相對(duì)熵 117
4.4.2 連續(xù)信源的相對(duì)條件熵和互信息量 119
4.4.3 連續(xù)信源的相對(duì)熵的化 121
4.4.4 加性高斯噪聲干擾信道的容量 123
4.4.5 信道容量和信道帶寬的歸一化分析 126
4.5 信源編碼的基本概念與方法 128
4.5.1 離散無(wú)記憶信源 129
4.5.2 離散無(wú)記憶信源的等長(zhǎng)編碼 130
4.5.3 離散無(wú)記憶信源的不等長(zhǎng)編碼 138
4.5.4 霍夫曼編碼 144
4.6 信道編碼的基本概念與方法 148
4.6.1 離散無(wú)記憶信道的轉(zhuǎn)移矩陣與后驗(yàn)概率矩陣 148
4.6.2 后驗(yàn)概率譯碼準(zhǔn)則 150
4.6.3 似然譯碼準(zhǔn)則 152
4.6.4 費(fèi)諾不等式 153
4.6.5 信道編碼定理 154
4.7 率失真理論 160
4.7.1 平均失真度 160
4.7.2 率失真函數(shù) 161
4.8 本章小結(jié) 169
習(xí)題 170
主要參考文獻(xiàn) 172
第5章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 173
5.1 引言 173
5.2 基帶傳輸系統(tǒng)基本模型 173
5.3 基帶信號(hào)的波形設(shè)計(jì)與編碼 174
5.3.1 基帶信號(hào)的波形設(shè)計(jì)原則 174
5.3.2 基帶信號(hào)的基本波形 175
5.3.3 常用的基帶信號(hào)傳輸碼型 176
5.4 基帶信號(hào)的功率譜 179
5.4.1 二進(jìn)制純隨機(jī)序列基帶信號(hào)的功率譜 179
5.4.2 二進(jìn)制平穩(wěn)序列基帶信號(hào)的功率譜 183
5.5 碼間串?dāng)_與波形傳輸無(wú)失真的條件 184
5.5.1 基帶信道的傳輸特性與碼間串?dāng)_ 184
5.5.2 奈奎斯特準(zhǔn)則 185
5.5.3 奈奎斯特第二準(zhǔn)則 192
5.5.4 奈奎斯特第三準(zhǔn)則 194
5.6 部分響應(yīng)基帶傳輸系統(tǒng) 195
5.6.1 部分響應(yīng)系統(tǒng)的信號(hào)波形特性 195
5.6.2 預(yù)編碼和相關(guān)編碼 198
5.7 基帶信號(hào)的檢測(cè)與接收 201
5.7.1 加性高斯白噪聲干擾下的信號(hào)檢測(cè) 201
5.7.2 基帶信號(hào)的接收 205
5.7.3 基帶傳輸系統(tǒng)特性的眼圖觀測(cè)方法 209
5.8 本章小結(jié) 210
習(xí)題 211
主要參考文獻(xiàn) 213
第6章 數(shù)字載波調(diào)制傳輸系統(tǒng) 214
6.1 引言 214
6.2 數(shù)字載波調(diào)制與解調(diào)的基本原理 215
6.2.1 數(shù)字載波調(diào)制的基本原理 215
6.2.2 數(shù)字載波調(diào)制信號(hào)的功率譜分析 217
6.2.3 數(shù)字載波調(diào)制信號(hào)解調(diào)的基本原理 219
6.3 二進(jìn)制數(shù)字載波調(diào)制傳輸系統(tǒng) 222
6.3.1 2ASK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 222
6.3.2 2PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 231
6.3.3 2DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 235
6.3.4 2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 240
6.3.5 二進(jìn)制調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的性能比較 246
6.4 多進(jìn)制數(shù)字載波調(diào)制傳輸系統(tǒng) 247
6.4.1 信號(hào)統(tǒng)計(jì)判決的基本原理 249
6.4.2 MASK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 252
6.4.3 MPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 255
6.4.4 MQAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 258
6.4.5 MFSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 262
6.5 恒包絡(luò)連續(xù)相位調(diào)制 266
6.5.1 MSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 266
6.5.2 GMSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 274
6.6 正交頻分復(fù)用載波調(diào)制傳輸系統(tǒng) 282
6.6.1 并行傳輸?shù)幕靖拍?282
6.6.2 OFDM的基本原理 283
6.6.3 OFDM信號(hào)的時(shí)間保護(hù)間隔與循環(huán)前綴 286
6.6.4 OFDM信號(hào)的功率譜及OFDM信號(hào)的特點(diǎn) 287
6.7 本章小結(jié) 289
習(xí)題 289
主要參考文獻(xiàn) 291
第7章 傳輸信道 292
7.1 引言 292
7.2 信道的定義和分類(lèi) 292
7.2.1 信道的定義 292
7.2.2 恒參信道 293
7.2.3 隨參信道 294
7.3 信道的損耗與衰落特性 295
7.3.1 自由空間傳輸損耗模型 296
7.3.2 傳輸路徑損耗模型 296
7.3.3 傳輸信道陰影衰落模型 297
7.3.4 路徑損耗與陰影衰落綜合模型 298
7.4 信道的統(tǒng)計(jì)多徑模型 298
7.4.1 多普勒頻移與多徑接收信號(hào) 298
7.4.2 窄帶衰落模型 300
7.4.3 寬帶衰落模型* 305
7.5 信道的容量分析 311
7.5.1 平坦衰落信道的容量 311
7.5.2 頻率選擇性衰落信道容量 314
7.6 信道估計(jì)與均衡 316
7.6.1 信道估計(jì)與均衡的基本概念 316
7.6.2 數(shù)字時(shí)域均衡的基本原理 319
7.6.3 數(shù)字時(shí)域均衡的常用方法 321
7.6.4 自適應(yīng)均衡器 325
7.7 本章小結(jié) 327
習(xí)題 327
主要參考文獻(xiàn) 328
第8章 差錯(cuò)控制編碼 329
8.1 引言 329
8.2 差錯(cuò)控制編碼的主要類(lèi)型和方式 329
8.2.1 差錯(cuò)控制編碼的主要類(lèi)型 329
8.2.2 差錯(cuò)控制的方式 329
8.3 簡(jiǎn)單的差錯(cuò)控制方法 330
8.3.1 奇偶校驗(yàn)碼 330
8.3.2 重復(fù)碼 331
8.3.3 水平奇偶校驗(yàn)碼 332
8.4 線(xiàn)性分組碼的代數(shù)基礎(chǔ)* 333
8.5 線(xiàn)性分組碼的基本性質(zhì) 341
8.5.1 碼距的概念 341
8.5.2 碼距與檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力的關(guān)系 342
8.5.3 線(xiàn)性分組碼的生成矩陣與監(jiān)督矩陣 344
8.5.4 線(xiàn)性分組碼的小碼距與小碼重的關(guān)系 349
8.5.5 線(xiàn)性分組碼的標(biāo)準(zhǔn)陣、陪集首和陪集 351
8.5.6 漢明碼 353
8.5.7 線(xiàn)性分組碼糾錯(cuò)能力分析 357
8.6 循環(huán)碼 359
8.6.1 循環(huán)碼的基本概念和定理 359
8.6.2 系統(tǒng)碼結(jié)構(gòu)的循環(huán)碼 364
8.6.3 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 370
8.6.4 漢明循環(huán)碼 371
8.6.5 BCH碼* 373
8.7 卷積碼 383
8.7.1 卷積碼編碼器的構(gòu)造和表示方法 383
8.7.2 卷積碼的卷積關(guān)系、生成矩陣與生成多項(xiàng)式 384
8.7.3 卷積碼的監(jiān)督矩陣與監(jiān)督多項(xiàng)式矩陣 391
8.7.4 卷積碼的伴隨式與代數(shù)譯碼 392
8.7.5 卷積碼的狀態(tài)圖、樹(shù)圖與網(wǎng)格圖描述 398
8.7.6 卷積碼的距離特性與轉(zhuǎn)移函數(shù) 401
8.7.7 卷積碼的概率譯碼原理 407
8.7.8 卷積碼的維特比譯碼 409
8.7.9 維特比譯碼器的性能分析* 419
8.7.10 卷積碼的碼率變換操作——鑿孔卷積碼* 422
8.8 調(diào)制與編碼的權(quán)衡 426
8.8.1 調(diào)制方式的權(quán)衡問(wèn)題 426
8.8.2 帶寬受限系統(tǒng)與功率受限系統(tǒng) 428
8.8.3 帶寬與功率均受限系統(tǒng) 429
8.9 本章小結(jié) 433
習(xí)題 433
主要參考文獻(xiàn) 436
第9章 同步原理與技術(shù) 437
9.1 引言 437
9.2 鎖相環(huán) 437
9.2.1 鎖相環(huán)的組成 437
9.2.2 鎖相環(huán)的工作原理 438
9.2.3 鎖相環(huán)的基本性能分析 439
9.3 載波同步 443
9.3.1 直接提取法 443
9.3.2 插入導(dǎo)頻法 447
9.3.3 載波相位的似然估計(jì)法* 448
9.4 符號(hào)同步 451
9.4.1 直接提取法 452
9.4.2 插入導(dǎo)頻法 454
9.4.3 符號(hào)同步的似然估計(jì)法* 455
9.4.4 載波相位和符號(hào)同步的聯(lián)合估計(jì)* 455
9.5 幀同步 457
9.5.1 幀同步標(biāo)識(shí)符的周期性插入法 457
9.5.2 幀同步標(biāo)識(shí)符的相關(guān)搜索法 460
9.6 本章小結(jié) 463
習(xí)題 463
主要參考文獻(xiàn) 465
第10章 擴(kuò)展頻譜通信技術(shù) 466
10.1 引言 466
10.2 擴(kuò)頻系統(tǒng)的基本概念 466
10.2.1 擴(kuò)頻系統(tǒng)的基本原理 466
10.2.2 擴(kuò)頻系統(tǒng)的分類(lèi) 467
10.2.3 擴(kuò)頻系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 470
10.2.4 擴(kuò)頻系統(tǒng)的特點(diǎn) 471
10.3 偽隨機(jī)序列 472
10.3.1 m序列 473
10.3.2 Gold序列 477
10.4 直接序列擴(kuò)頻技術(shù) 478
10.5 跳頻技術(shù) 479
10.5.1 跳頻系統(tǒng)工作原理 480
10.5.2 跳頻器 481
10.6 擴(kuò)頻系統(tǒng)