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叢書名：電子信息科學與工程類專業(yè)規(guī)劃教材
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- 作者：張祖凡
- 出版時間：2018/7/1
- ISBN：9787121345296
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN911
- 頁碼：412
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書系統(tǒng)、深入地介紹了通信系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本分析方法，是通信及信息專業(yè)的專業(yè)基礎課程教材。全書共9章，內容包括：緒論、信號與噪聲分析、模擬調制系統(tǒng)、模擬信號的數(shù)字傳輸、數(shù)字信號的基帶傳輸、數(shù)字信號的頻帶傳輸、擴頻調制與多載波調制、信息論基礎和信道編碼。 本書敘述上力求概念清楚、重點突出、深入淺出、通俗易懂；內容上力求邏輯性、科學性、系統(tǒng)性與先進性的統(tǒng)一。書中列舉了大量的例題和圖示，各章節(jié)附有大量的習題供練習，便于教學和自學。
張祖凡，男，重慶郵電大學通信與信息工程學院教授、博士生導師，重慶市“巴渝學者”特聘教授。主要從事無線移動通信理論與技術的研究工作，先后承擔國家自然科學基金、國家科技重大專項、國家重大科學儀器設備開發(fā)專項、863計劃、科技部國際科技合作及省部級項目29項，在國內外期刊和會議上發(fā)表學術論文123篇，申請國家發(fā)明專利53件（授權22件），軟件著作權登記14件，向國際標準化組織3GPP輸出標準文稿1件，教學科研成果獲重慶市技術發(fā)明一等獎1項、重慶市科技進步三等獎1項、重慶市教學成果三等獎1項。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 通信的基本概念 1
1.2 通信系統(tǒng)模型 1
1.2.1 通信系統(tǒng)一般模型 1
1.2.2 模擬信源與數(shù)字信源 2
1.2.3 模擬通信系統(tǒng)模型 3
1.2.4 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 3
1.2.5 數(shù)字通信的特點 4
1.2.6 廣播通信與點對點通信 6
1.2.7 單工與雙工通信 6
1.2.8 存儲系統(tǒng) 7
1.3 信道 7
1.3.1 信道對信號的影響 7
1.3.2 有線信道 7
1.3.3 無線信道和電波傳播 9
1.4 信息及其度量 11
1.5 通信系統(tǒng)的主要性能指標 13
1.5.1 數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標 13
1.5.2 模擬通信系統(tǒng)的主要性能指標 14
1.5.3 香農(nóng)公式 14
1.6 通信發(fā)展簡史 17
習題1 18
第2章 信號與噪聲分析 20
2.1 確定信號分析 20
2.1.1 確定信號的分類 20
2.1.2 周期信號的傅里葉級數(shù) 21
2.1.3 傅里葉變換 23
2.1.4 能量譜密度和功率譜密度 25
2.1.5 確定信號的相關函數(shù) 28
2.1.6 確定信號通過線性系統(tǒng) 30
2.1.7 希爾伯特變換和解析信號 32
2.1.8 頻帶信號和帶通系統(tǒng)的等效基帶分析 34
2.2 隨機變量的統(tǒng)計特征 37
2.2.1 單個隨機變量的統(tǒng)計特征 37
2.2.2 多個隨機變量的統(tǒng)計特征 38
2.3 隨機過程的統(tǒng)計特性 39
2.3.1 隨機過程的一般表述 39
2.3.2 隨機過程的概率密度和數(shù)字特征 40
2.4 平穩(wěn)隨機過程 42
2.4.1 平穩(wěn)隨機過程的定義 42
2.4.2 各態(tài)歷經(jīng)性 43
2.4.3 平穩(wěn)隨機過程自相關函數(shù)的性質 43
2.4.4 平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度 44
2.5 高斯隨機過程 46
2.5.1 高斯過程的定義 46
2.5.2 高斯過程的性質 47
2.5.3 一維高斯分布 47
2.5.4 加性高斯白噪聲（AWGN） 47
2.5.5 Q函數(shù)和互補誤差函數(shù) 49
2.6 平穩(wěn)隨機過程通過線性系統(tǒng) 51
2.7 匹配濾波器 53
2.8 窄帶高斯白噪聲 57
2.8.1 窄帶高斯白噪聲的表達式 57
2.8.2 窄帶高斯白噪聲的統(tǒng)計特征 58
2.8.3 窄帶高斯白噪聲加正弦波的包絡分布 62
2.9 循環(huán)平穩(wěn)隨機過程 62
2.9.1 循環(huán)平穩(wěn)隨機過程的定義 62
2.9.2 循環(huán)平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度 63
2.9.3 平穩(wěn)隨機過程通過乘法器的輸出 63
習題2 66
第3章 模擬調制系統(tǒng) 70
3.1 模擬調制系統(tǒng)模型 70
3.2 幅度調制系統(tǒng)的原理 71
3.2.1 具有離散大載波的雙邊帶調幅（AM） 71
3.2.2 抑制載波的雙邊帶調幅（DSB） 75
3.2.3 單邊帶調幅（SSB） 77
3.2.4 殘留邊帶調幅（VSB） 80
3.3 幅度調制系統(tǒng)的抗噪聲性能 81
3.3.1 抗噪聲性能的分析模型和指標 82
3.3.2 相干解調的抗噪聲性能 82
3.3.3 包絡檢波的抗噪聲性能 86
3.4 角度調制系統(tǒng)的原理及抗噪聲性能 88
3.4.1 角度調制信號的時域表示 88
3.4.2 角度調制信號的頻譜特性 91
3.4.3 調頻信號的產(chǎn)生 93
3.4.4 調頻信號的解調 94
3.4.5 調頻系統(tǒng)的抗噪聲性能 95
3.4.6 模擬調制系統(tǒng)的性能比較 99
3.4.7 調頻系統(tǒng)的門限效應 100
3.4.8 調頻系統(tǒng)的加重技術 101
3.5 頻分復用 101
習題3 103
第4章 模擬信號的數(shù)字化 108
4.1 PCM通信系統(tǒng) 108
4.1.1 PCM通信系統(tǒng)模型 108
4.1.2 PCM通信系統(tǒng)的信息速率 109
4.2 抽樣 109
4.2.1 理想抽樣 110
4.2.2 自然抽樣 113
4.3 量化 114
4.3.1 均勻量化 114
4.3.2 非均勻量化 116
4.4 PCM編碼 119
4.4.1 常用的二進制碼型 119
4.4.2 A律13折線編碼 120
4.5 PCM系統(tǒng)的信噪比 124
4.6 差值脈沖編碼調制和增量調制 125
4.6.1 差值脈沖編碼調制 126
4.6.2 增量調制 127
4.7 時分復用 129
4.7.1 時分復用的基本原理 129
4.7.2 TDM-PCM系統(tǒng)的信息速率 131
4.7.3 PCM 30/32路系統(tǒng)的幀結構 131
4.7.4 數(shù)字復接系列 133
習題4 133
第5章 數(shù)字信號的基帶傳輸 137
5.1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型 137
5.2 數(shù)字基帶PAM信號波形及其功率譜密度 139
5.2.1 常用的數(shù)字PAM信號 139
5.2.2 數(shù)字PAM信號的功率譜密度 141
5.2.3 線路碼型 147
5.2.4 脈沖波形 150
5.3 AWGN信道條件下的2PAM數(shù)字基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能 150
5.3.1 雙極性2PAM數(shù)字基帶系統(tǒng)誤比特率分析 151
5.3.2 單極性2PAM數(shù)字基帶系統(tǒng)誤比特率分析 153
5.3.3 利用匹配濾波器進行最佳接收的誤比特率 154
5.3.4 2PAM數(shù)字基帶系統(tǒng)誤比特率比較 157
5.4 限帶信道中數(shù)字PAM信號的無碼間干擾基帶傳輸 159
5.4.1 基帶傳輸特性的分析模型 159
5.4.2 無碼間干擾的基帶傳輸特性滿足的條件 160
5.4.3 無碼間干擾的傳輸特性實例 163
5.4.4 理想限帶AWGN信道條件下的數(shù)字PAM信號的最佳基帶傳輸 167
5.4.5 信道均衡 169
5.5 眼圖 171
5.6 部分響應系統(tǒng) 172
5.6.1 第Ⅰ類部分響應系統(tǒng) 172
5.6.2 一般部分響應系統(tǒng) 176
習題5 177
第6章 數(shù)字信號的頻帶傳輸 182
6.1 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)模型 182
6.2 二進制數(shù)字信號的正弦型載波調制原理 183
6.2.1 二進制數(shù)字調制信號的時域表示 183
6.2.2 二進制數(shù)字調制信號的產(chǎn)生 185
6.2.3 二進制數(shù)字調制信號的功率譜及帶寬 187
6.3 多進制數(shù)字信號的正弦型載波調制原理 189
6.3.1 M進制幅移鍵控 189
6.3.2 M進制相移鍵控 191
6.3.3 M進制頻移鍵控 195
6.4 數(shù)字信號的矢量空間分析和最佳接收理論 196
6.4.1 數(shù)字信號的矢量空間分析 196
6.4.2 數(shù)字信號的星座圖 201
6.4.3 接收信號的矢量空間分析 205
6.4.4 AWGN信道條件下的最佳接收理論 208
6.5 AWGN信道條件下二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的抗噪聲性能 217
6.5.1 采用最佳接收的誤比特率分析 217
6.5.2 采用其他接收方式的誤比特率分析 223
6.6 AWGN信道條件下多進制數(shù)字調制系統(tǒng)的抗噪聲性能 231
6.6.1 MASK的最佳接收及其誤符號率分析 231
6.6.2 MPSK的最佳接收及其誤符號率分析 233
6.6.3 正交MFSK的最佳接收及其誤符號率分析 238
6.6.4 多進制數(shù)字調制系統(tǒng)的誤比特率 240
6.7 差分相移鍵控 241
6.7.1 二進制相對相移鍵控（2DPSK） 241
6.7.2 四進制相對相移鍵控（4DPSK） 244
6.8 正交幅度調制 245
6.8.1 MQAM信號的時域表示 245
6.8.2 MQAM信號的星座圖 245
6.8.3 方型星座MQAM信號的產(chǎn)生 247
6.8.4 方型星座MQAM信號的頻帶利用率 248
6.8.5 AWGN信道條件下MQAM信號的最佳接收和抗噪聲性能 248
6.9 理想限帶AWGN信道條件下的最佳頻帶傳輸系統(tǒng) 250
6.10 改進型四相相移鍵控 252
6.10.1 偏移四相相移鍵控 252
6.10.2 ?/4差分四相相移鍵控 254
6.11 恒包絡連續(xù)相位頻移鍵控 256
6.11.1 MSK信號 256
6.11.2 GMSK信號 261
6.12 基于性能指標要求的調制方案選擇 262
6.12.1 數(shù)字調制系統(tǒng)的性能分析 262
6.12.2 數(shù)字調制方案的選擇 264
思考題 265
習題6 265
第7章 擴頻調制與多載波調制 274
7.1 擴頻調制 274
7.1.1 擴頻調制的概念 274
7.1.2 偽噪聲序列 275
7.1.3 直接序列擴頻 277
7.1.4 跳頻擴頻 280
7.1.5 跳時擴頻 282
7.2 多載波調制 283
7.2.1 引言 283
7.2.2 正交頻分復用的基本原理 285
7.2.3 循環(huán)前綴 290
7.2.4 OFDM系統(tǒng)發(fā)送機和接收機的結構 292
7.2.5 OFDM系統(tǒng)中的頻率和定時同步 293
7.2.6 OFDM系統(tǒng)中的峰均比 294
7.2.7 OFDM技術應用實例——IEEE 802.11a 294
習題7 295
第8章 信息論基礎 297
8.1 信息傳輸系統(tǒng)模型 297
8.2 離散信源及其信息度量 298
8.2.1 離散信源的分類及統(tǒng)計特性 298
8.2.2 單符號離散信源熵 299
8.2.3 聯(lián)合熵和條件熵 301
8.2.4 多符號離散信源熵 303
8.2.5 離散信源的剩余度 305
8.3 離散信道及其信道容量 306
8.3.1 離散信道的分類及統(tǒng)計特性 306
8.3.2 互信息和平均互信息 308
8.3.3 信道容量的定義 311
8.3.4 典型離散信道的容量 312
8.3.5 信源與信道的匹配 313
8.4 連續(xù)信源熵與加性高斯信道容量 313
8.4.1 連續(xù)信源的分類及其統(tǒng)計特性 313
8.4.2 連續(xù)信源的熵 314
8.4.3 連續(xù)信道的統(tǒng)計特性 316
8.4.4 加性連續(xù)信道的平均互信息 316
8.4.5 加性高斯連續(xù)信道的容量 317
8.5 香農(nóng)編碼定理 319
8.5.1 無失真離散信源編碼定理 319
8.5.2 有噪信道編碼定理 323
8.5.3 限失真信源編碼定理 323
思考題 325
習題8 326
第9章 信道編碼 330
9.1 信道編碼通信模型 330
9.2 信道編碼的基本概念 331
9.2.1 信道編碼的分類 331
9.2.2 簡單的信道編碼 332
9.2.3 信道編碼的檢錯和糾錯能力 332
9.2.4 信道編碼的譯碼方法 334
9.2.5 差錯控制的三種方式 336
9.3 線性分組碼 336
9.3.1 線性分組碼的編碼 337
9.3.2 線性分組碼的譯碼 342
9.3.3 完備碼和漢明碼 348
9.3.4 對偶碼 349
9.3.5 擴展碼和縮短碼 349
9.4 循環(huán)碼 351
9.4.1 循環(huán)碼的碼多項式 352
9.4.2 循環(huán)碼的生成多項式和生成矩陣 353
9.4.3 循環(huán)碼的監(jiān)督多項式和監(jiān)督矩陣 356
9.4.4 循環(huán)碼的編碼電路 358
9.4.5 循環(huán)碼的伴隨式 361
9.4.6 循環(huán)碼的譯碼電路 363
9.4.7 CRC碼 366
9.4.8 BCH碼和RS碼 367
9.5 卷積碼 369
9.5.1 卷積碼的解析表示 369
9.5.2 卷積碼的圖形描述 373
9.5.3 卷積碼的譯碼方法 375
9.5.4 卷積碼的特性 377
9.5.5 刪余卷積碼 378
9.5.6 遞歸型系統(tǒng)卷積碼 379
9.6 交織碼 380
9.7 級聯(lián)碼 382
9.8 Turbo碼 383
9.9 LDPC碼 384
9.10 基于性能指標要求下的信道編碼方案選擇 385
9.10.1 香農(nóng)理論極限 385
9.10.2 編碼與調制的權衡 387
9.10.3 數(shù)字調制系統(tǒng)中信道編碼方案選擇 388
習題9 391
附錄A 常用三角公式 395
附錄B 傅里葉變換 396
附錄C Q函數(shù)和互補誤差函數(shù) 398
參考文獻 400
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