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第1章　基带信号及其处理 1

1.1　信号与频谱 1

1.1.1　通信系统中的信号 1

1.1.2　模拟信号及其频谱分析 3

1.1.3　数字信号及其频谱分析 9

1.1.4　实验设备与软硬件环境 12

1.1.5　实验内容 12

1.1.6　实验步骤 13

1.1.7　实验报告及思考题 16

1.2　基带信号的A/D和D/A变换 17

1.2.1　基带信号的A/D变换 17

1.2.2　基带信号的D/A变换 26

1.2.3　实验设备与软硬件环境 26

1.2.4　实验内容 27

1.2.5　实验步骤 27

1.2.6　实验报告及思考题 30

1.3　信源编码 30

1.3.1　信源编码基本概念 31

1.3.2　典型的信源编码方法 32

1.3.3　无失真信源编码和限失真信源编码 37

1.3.4　实验设备及软硬件环境 39

1.3.5　实验内容 40

1.3.6　实验步骤 41

1.3.7　实验报告及思考题 46

附录 46

1.4　加密和解密 47

1.4.1　网络通信的保密机制 47

1.4.2　密码算法分类 48

1.4.3　对称密码系统和公钥密码系统 49

1.4.4　RSA公钥系统 52

1.4.5　加密和解密实验的软硬件实现 56

1.4.6　实验设备及软硬件环境 57

1.4.7　实验内容 58

1.4.8　实验步骤 59

1.4.9　实验报告及思考题 61

1.5　码间串扰和均衡 62

1.5.1　码间串扰 62

1.5.2　线性均衡方法 70

1.5.3　实验设备及软硬件环境 76

1.5.4　实验内容 77

1.5.5　实验步骤 77

1.5.6　实验报告及思考题 83

第2章　调制和解调技术 85

2.1　模拟调制和解调 85

2.1.1　调制的基本特性和分类 86

2.1.2　线性调制 87

2.1.3　非线性调制 93

2.1.4　实验设备与软硬件环境 99

2.1.5　实验内容 99

2.1.6　实验步骤 99

2.1.7　实验报告及思考题 102

2.2　数字调制和解调 103

2.2.1　数字调制和解调基本概念 103

2.2.2　二进制数字调制和解调 104

2.2.3　多进制数字调制和解调 109

2.2.4　实验设备与软硬件环境 114

2.2.5　实验内容 114

2.2.6　实验步骤 117

2.2.7　实验报告及思考题 119

2.3　OFDM技术 120

2.3.1　多路复用技术 120

2.3.2　OFDM系统 123

2.3.3　实验设备与软硬件环境 132

2.3.4　实验内容 133

2.3.5　实验步骤 133

2.3.6　实验报告及思考题 138

第3章　干扰和噪声对信息传输的影响 139

3.1　干扰源和噪声产生器 139

3.1.1　干扰和噪声的主要来源 139

3.1.2　噪声分析中的随机过程理论 145

3.1.3　典型噪声的特性分析 147

3.1.4　实验设备与软硬件环境 149

3.1.5　实验内容 150

3.1.6　实验步骤 150

3.1.7　实验报告及思考题 154

3.2　干扰和噪声对通信的影响 155

3.2.1　干扰和噪声对模拟通信系统的影响 155

3.2.2　加性高斯白噪声信道中的数字传输 160

3.2.3　扩展频谱通信系统的抗干扰性能 164

3.2.4　实验设备与软硬件环境 168

3.2.5　实验内容 168

3.2.6　实验步骤 169

3.2.7　实验报告及思考题 175

第4章　最佳接收 176

4.1　匹配滤波器 176

4.1.1　假设检测和最佳判决准则 176

4.1.2　二进制确知信号的最佳接收 180

4.1.3　匹配滤波器 183

4.1.4　匹配滤波器在最佳接收机中的应用 185

4.1.5　实验设备与软硬件环境 185

4.1.6　实验内容 186

4.1.7　实验步骤 186

4.1.8　实验报告及思考题 195

4.2　通信系统的同步 196

4.2.1　同步的基本概念 196

4.2.2　载波同步 197

4.2.3　位同步 198

4.2.4　帧同步 204

4.2.5　网同步 208

4.2.6　实验设备与软硬件环境 209

4.2.7　实验内容 209

4.2.8　实验步骤 210

4.2.9　实验报告及思考题 212

第5章　信道编码 214

5.1　分组码 214

5.1.1　差错控制编码 215

5.1.2　线性分组码 217

5.1.3　循环码 220

5.1.4　BCH码 227

5.1.5　实验设备与软硬件环境 228

5.1.6　实验内容 229

5.1.7　实验步骤 229

5.1.8　实验报告及思考题 232

5.2　卷积码 233

5.2.1　卷积码的编码 233

5.2.2　卷积码的译码 239

5.2.3　卷积码中的恶性错误传播 246

5.2.4　实验设备与软硬件环境 247

5.2.5　实验内容 247

5.2.6　实验步骤 247

5.2.7　实验报告及思考题 248

5.3　复合编码和Turbo码 249

5.3.1　复合编码 249

5.3.2　Turbo码编译码原理 252

5.3.3　Turbo码中的软判决和子译码器的迭代算法 258

5.3.4　实验设备与软硬件环境 262

5.3.5　实验内容 262

5.3.6　实验步骤 262

5.3.7　实验报告及思考题 266

5.4　网格编码调制 267

5.4.1　网格编码调制的基本原理 268

5.4.2　TCM编码 269

5.4.3　TCM译码 272

5.4.4　其他网格编码调制 278

5.4.5　实验设备与软硬件环境 280

5.4.6　实验内容 280

5.4.7　实验步骤 281

5.4.8　实验报告及思考题 287

第6章　扩频技术 289

6.1　直接序列扩频 289

6.1.1　扩频数字通信系统的模型 289

6.1.2　扩频通信的优点 290

6.1.3　扩频技术的理论基础 291

6.1.4　直接序列扩频系统 292

6.1.5　伪噪声序列 293

6.1.6　同步 297

6.1.7　实验设备与软硬件环境 299

6.1.8　实验内容 299

6.1.9　实验步骤 300

6.1.10　实验报告及思考题 304

6.2　跳频扩频 305

6.2.1　跳频扩频概述 305

6.2.2　跳频扩频基本理论 305

6.2.3　跳频系统 307

6.2.4　跳频方式的分类 308

6.2.5　同步 311

6.2.6　频率合成器 312

6.2.7　直接序列扩频与跳频扩频的比较 315

6.2.8　实验设备与硬软件环境 316

6.2.9　实验内容 316

6.2.10　实验步骤 317

6.2.11　实验报告及思考题 319

第7章　多址技术 321

7.1　频分多址 323

7.1.1　FDMA的基本原理 323

7.1.2　FDMA系统中的干扰问题 324

7.1.3　FDMA系统的特点 327

7.1.4　实验设备与软硬件环境 328

7.1.5　实验内容 328

7.1.6　实验步骤 329

7.1.7　实验报告及思考题 332

7.2　时分多址 333

7.2.1　TDMA原理 333

7.2.2　TDMA的帧结构 334

7.2.3　TDMA系统的同步与定时 336

7.2.4　TDMA的主要特性 339

7.2.5　实验设备与软硬件环境 340

7.2.6　实验内容 341

7.2.7　实验步骤 342

7.2.8　实验报告及思考题 345

7.3　码分多址 345

7.3.1　CDMA的基本原理 346

7.3.2　DS-CDMA的基本单元 347

7.3.3　扩频序列设计 353

7.3.4　CDMA系统的特点 354

7.3.5　实验设备与软硬件环境 355

7.3.6　实验内容 355

7.3.7　实验步骤 355

7.3.8　实验报告及思考题 360

7.4　空分多址 361

7.4.1　SDMA的基本原理 361

7.4.2　SDMA的实现方案 362

7.4.3　SDMA与传统多址方式的结合应用 365

7.4.4　SDMA系统的特点 366

7.4.5　实验设备与软硬件环境 367

7.4.6　实验内容 367

7.4.7　实验步骤 368

7.4.8　实验报告及思考题 369

第8章　多址接入协议 371

8.1 ALOHA协议 371

8.1.1　纯ALOHA协议 371

8.1.2　时隙ALOHA协议 375

8.1.3　实验设备与软硬件环境 377

8.1.4　实验内容 378

8.1.5　实验步骤 379

8.1.6　实验报告及思考题 386

8.2 CSMA/CD协议 387

8.2.1　CSMA/CD简介 387

8.2.2 以太网与CSMA/CD 389

8.2.3　CSMA/CD的效率 395

8.2.4　实验设备与软硬件环境 396

8.2.5　实验内容 396

8.2.6　实验步骤 397

8.2.7　实验报告及思考题 402

第9章　通信系统性能评估 404

9.1　时变信道和衰落信道 404

9.1.1　无线信道传输媒质的特点 404

9.1.2　无线信道对传输信号的影响 405

9.1.3　信道仿真原理 410

9.1.4　实验设备与软硬件环境 413

9.1.5　实验内容 414

9.1.6　实验步骤 414

9.1.7　实验报告及思考题 419

9.2　通信系统性能评估 420

9.2.1　数字通信系统模型 421

9.2.2　通信系统的系统权衡 422

9.2.3　信道模型 427

9.2.4　实验设备与软硬件环境 427

9.2.5　实验内容 428

9.2.6　实验步骤 429

9.2.7　实验报告及思考题 436

第10章　交换技术 438

10.1　电路交换 439

10.1.1　交换的基本概念 439

10.1.2　电路交换原理 439

10.1.3　电路交换技术的特点 443

10.1.4　实验设备与软硬件环境 444

10.1.5　实验内容 444

10.1.6　实验步骤 445

10.1.7　实验报告及思考题 447

10.2　分组交换技术 447

10.2.1　报文交换原理 447

10.2.2　分组交换原理 449

10.2.3　电路交换与分组交换的对比 453

10.2.4　实验设备与软硬件环境 455

10.2.5　实验内容 455

10.2.6　实验步骤 455

10.2.7　实验报告及思考题 456

参考文献 459

索引 461