本書(shū)力求系統(tǒng)地闡述現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本原理和新技術(shù),以數(shù)字通信系統(tǒng)為核心,突出數(shù)字通信的基本分析方法、工作原理,建立數(shù)字通信的整體概念,注重闡述數(shù)字通信技術(shù)的核心內(nèi)容。本書(shū)各章節(jié)的相關(guān)內(nèi)容銜接緊密,理論與實(shí)際緊密聯(lián)系,多采用對(duì)比或物理概念詮釋的方式以避免煩瑣的公式推導(dǎo),改進(jìn)圖表曲線(xiàn)繪制,增加了對(duì)現(xiàn)代通信系統(tǒng)的介紹。全書(shū)共11章,主要內(nèi)容包括:數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念、通信信道、隨機(jī)信號(hào)分析、模擬調(diào)制技術(shù)、信源編碼、多路復(fù)用技術(shù)與多址技術(shù)、數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸、數(shù)字載波調(diào)制傳輸、數(shù)字信號(hào)的最佳接收、擴(kuò)頻通信、現(xiàn)代通信系統(tǒng)介紹等。本書(shū)每章末均附有本章小結(jié)及習(xí)題,并提供配套的電子課件PPT、教案、習(xí)題參考答案等。
周冬梅,成都理工大學(xué)大學(xué)通信工程系教授、碩士生導(dǎo)師、教育部學(xué)位與研究生教育發(fā)展中心評(píng)審專(zhuān)家、四川省通信學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員。主講數(shù)字通信原理、射頻通信電路等多門(mén)通信類(lèi)本科生及研究生課程20余年;主持科研、教研項(xiàng)目十余項(xiàng),發(fā)表二十余篇SCI等高水平論文;主編、參編教材及專(zhuān)著5部;獲國(guó)內(nèi)外發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)。曾獲全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師、成都理工大學(xué)教學(xué)成果獎(jiǎng)、成都理工大學(xué)優(yōu)秀教師等榮譽(yù)。
第1章 數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念 1
1.1 信息 3
1.1.1 信息的特性 3
1.1.2 信源 3
1.1.3 信息度量 4
1.2 通信的基本概念 6
1.2.1 通信的定義 6
1.2.2 通信的分類(lèi) 6
1.2.3 通信方式 8
1.3 數(shù)字通信系統(tǒng) 10
1.3.1 數(shù)字通信的特點(diǎn) 10
1.3.2 數(shù)字通信系統(tǒng)的組成 11
1.3.3 數(shù)字通信系統(tǒng)的通信模式 13
1.3.4 主要性能指標(biāo) 14
本章小結(jié) 16
習(xí)題1 16
第2章 通信信道 18
2.1 信道的定義及分類(lèi) 19
2.2 信道模型 20
2.2.1 調(diào)制信道 20
2.2.2 編碼信道 21
2.3 信道帶寬 22
2.4 信道容量 22
2.5 有線(xiàn)通信信道 25
2.5.1 有線(xiàn)通信信道的傳輸特性 25
2.5.2 恒參信道及其特性 26
2.5.3 恒參信道的實(shí)際傳輸 28
2.6 無(wú)線(xiàn)通信信道 29
2.6.1 無(wú)線(xiàn)電波 29
2.6.2 電離層電波傳播 29
2.6.3 隨參信道 30
2.6.4 無(wú)線(xiàn)信道空間傳輸損耗 30
2.6.5 多徑衰落 33
2.6.6 信道特性的改善 35
本章小結(jié) 37
習(xí)題2 37
第3章 隨機(jī)信號(hào)分析 39
3.1 信號(hào)及其分類(lèi) 40
3.1.1 信號(hào)分類(lèi) 40
3.1.2 相關(guān)函數(shù) 42
3.1.3 頻譜密度 44
3.1.4 隨機(jī)信號(hào)的數(shù)學(xué)描述 46
3.2 隨機(jī)過(guò)程 48
3.2.1 隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性 48
3.2.2 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 50
3.2.3 高斯隨機(jī)過(guò)程 53
3.2.4 窄帶隨機(jī)過(guò)程 56
本章小結(jié) 57
習(xí)題3 57
第4章 模擬調(diào)制技術(shù) 59
4.1 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅(AM) 60
4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的基本原理 60
4.1.2 AM信號(hào)的頻譜 61
4.1.3 AM信號(hào)的解調(diào) 61
4.2 其他調(diào)幅方式 62
4.2.1 抑制載波雙邊帶調(diào)幅(DSB) 62
4.2.2 單邊帶調(diào)幅(SSB) 64
4.2.3 殘留邊帶調(diào)幅(VSB) 66
4.3 頻率調(diào)制(FM) 67
4.3.1 角度調(diào)制的基本原理 67
4.3.2 調(diào)頻信號(hào) 68
4.3.3 調(diào)頻信號(hào)的解調(diào) 70
4.4 模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 71
4.4.1 調(diào)幅系統(tǒng)的抗噪聲性能 71
4.4.2 調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能 74
4.4.3 調(diào)頻系統(tǒng)與調(diào)幅系統(tǒng)的比較 76
本章小結(jié) 77
習(xí)題4 77
第5章 信源編碼 79
5.1 信源編碼技術(shù) 81
5.1.1 信源編碼的基本概念 81
5.1.2 信源編碼的分類(lèi) 81
5.2 信號(hào)數(shù)字化傳輸 81
5.2.1 抽樣定理 82
5.2.2 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 83
5.2.3 量化 85
5.2.4 編碼 94
5.3 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 99
5.3.1 差分脈沖編碼調(diào)制 99
5.3.2 自適應(yīng)脈沖編碼調(diào)制 101
5.3.3 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制原理 102
5.4 增量調(diào)制 103
5.4.1 增量調(diào)制的基本概念 103
5.4.2 簡(jiǎn)單增量調(diào)制 104
5.4.3 增量調(diào)制系統(tǒng)的量化噪聲 107
5.4.4 增量調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能分析 109
5.4.5 改進(jìn)的?M系統(tǒng) 112
本章小結(jié) 113
習(xí)題5 113
第6章 多路復(fù)用技術(shù)與多址技術(shù) 115
6.1 多路復(fù)用技術(shù) 116
6.2 頻分多路復(fù)用(FDM)技術(shù) 117
6.2.1 頻分多路復(fù)用的基本原理 117
6.2.2 頻分多路復(fù)用方式 119
6.3 時(shí)分多路復(fù)用(TDM)技術(shù) 120
6.3.1 時(shí)分多路復(fù)用的基本原理 120
6.3.2 時(shí)分多路復(fù)用的實(shí)現(xiàn) 121
6.4 碼分多路復(fù)用(CDM)技術(shù)和波分多路復(fù)用(WDM)技術(shù) 122
6.4.1 碼分多路復(fù)用技術(shù) 122
6.4.2 波分多路復(fù)用技術(shù) 123
6.5 準(zhǔn)同步數(shù)字體系 124
6.5.1 PCM基群幀結(jié)構(gòu) 125
6.5.2 PCM 30/32路基群系統(tǒng)構(gòu)成 126
6.5.3 PCM的高次群數(shù)字復(fù)接 128
6.6 多址技術(shù) 133
6.6.1 常見(jiàn)的多址方式 133
6.6.2 多址技術(shù)和多路復(fù)用技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別 134
本章小結(jié) 135
習(xí)題6 135
第7章 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸 136
7.1 數(shù)字基帶信號(hào) 138
7.1.1 數(shù)字基帶信號(hào)的常用碼型 138
7.1.2 數(shù)字基帶信號(hào)功率譜 142
7.1.3 碼型變換的基本方法 143
7.2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 146
7.2.1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本組成 146
7.2.2 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析 147
7.2.3 碼間串?dāng)_的消除 147
7.3 無(wú)碼間串?dāng)_的基帶傳輸系統(tǒng) 148
7.3.1 理想基帶傳輸系統(tǒng) 148
7.3.2 無(wú)碼間串?dāng)_的等效特性 148
7.3.3 升余弦滾降傳輸特性 149
7.3.4 無(wú)碼間串?dāng)_時(shí)噪聲對(duì)傳輸性能的影響 151
7.4 眼圖 154
7.5 時(shí)域均衡技術(shù) 155
7.6 部分響應(yīng)技術(shù) 158
7.6.1 部分響應(yīng)系統(tǒng)與部分響應(yīng)波形 158
7.6.2 部分響應(yīng)系統(tǒng)的相關(guān)編碼和預(yù)編碼 161
本章小結(jié) 164
習(xí)題7 164
第8章 數(shù)字載波調(diào)制傳輸 166
8.1 數(shù)字調(diào)制與解調(diào) 167
8.2 振幅鍵控 168
8.2.1 二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK) 168
8.2.2 多進(jìn)制振幅鍵控(MASK) 172
8.3 頻移鍵控 174
8.3.1 二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK) 174
8.3.2 多進(jìn)制頻移鍵控(MFSK) 179
8.4 相移鍵控 181
8.4.1 二進(jìn)制相移鍵控(2PSK) 181
8.4.2 多進(jìn)制相移鍵控(MPSK) 187
8.5 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的噪聲性能分析 190
8.6 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的噪聲性能比較 191
8.6.1 多進(jìn)制調(diào)制誤碼特性比較 191
8.6.2 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)性能 191
8.7 現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) 192
8.7.1 正交振幅調(diào)制(QAM) 192
8.7.2 最小頻移鍵控(MSK) 197
8.7.3 高斯最小頻移鍵控(GMSK) 200
8.7.4 正交頻分復(fù)用(OFDM) 201
本章小結(jié) 203
習(xí)題8 203
第9章 數(shù)字信號(hào)的最佳接收 205
9.1 最大似然準(zhǔn)則 206
9.2 確知信號(hào)的最佳接收 208
9.2.1 二進(jìn)制確知信號(hào)的最佳接收機(jī) 209
9.2.2 多進(jìn)制確知信號(hào)的最佳接收機(jī) 210
9.3 隨相信號(hào)的最佳接收 211
9.3.1 隨相信號(hào)的定義 211
9.3.2 隨相信號(hào)的判決條件 211
9.4 匹配濾波器 212
9.4.1 匹配濾波器的基本原理 213
9.4.2 匹配濾波器的實(shí)現(xiàn)方法 217
9.4.3 匹配濾波器的性能分析 218
9.5 理想接收機(jī)模型 218
9.6 最佳接收機(jī)的性能分析 220
9.6.1 確知信號(hào)最佳接收誤碼率分析 220
9.6.2 調(diào)制方式對(duì)誤碼率的影響 222
9.6.3 最佳接收機(jī)與實(shí)際接收機(jī)的比較 223
本章小結(jié) 223
習(xí)題9 224
第10章 擴(kuò)頻通信 226
10.1 擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 227
10.1.1 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的原理 228
10.1.2 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 228
10.1.3 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的工作方式 229
10.1.4 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 231
10.2 偽隨機(jī)序列 232
10.2.1 偽隨機(jī)碼的種類(lèi) 232
10.2.2 偽隨機(jī)序列的數(shù)學(xué)表述 233
10.2.3 偽隨機(jī)序列的產(chǎn)生 234
10.3 m序列和M序列 236
10.3.1 線(xiàn)性反饋移位寄存器 236
10.3.2 m序列產(chǎn)生器 237
10.3.3 m序列的性質(zhì) 238
10.3.4 M序列 240
10.4 擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 241
10.4.1 超寬帶技術(shù) 241
10.4.2 多載波調(diào)制技術(shù) 242
10.4.3 軟件無(wú)線(xiàn)電 242
本章小結(jié) 243
習(xí)題10 243
第11章 現(xiàn)代通信系統(tǒng)介紹 244
11.1 現(xiàn)代通信網(wǎng) 245
11.1.1 通信網(wǎng)概述 245
11.1.2 現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成、功能及發(fā)展方向 247
11.2 現(xiàn)代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) 248
11.2.1 移動(dòng)通信的概念 248
11.2.2 GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng) 249
11.2.3 CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 253
11.2.4 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G) 255
11.2.5 第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G) 257
11.2.6 第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G) 260
11.2.7 第六代移動(dòng)通信系統(tǒng)(6G) 263
11.3 現(xiàn)代衛(wèi)星通信系統(tǒng) 264
11.3.1 現(xiàn)代衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述 264
11.3.2 現(xiàn)代衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成及工作原理 265
本章小結(jié) 268
習(xí)題11 268
參考文獻(xiàn) 269