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目录 1

第1章　数字通信基础 1

1.1　数字通信概论 1

1.1.1　通信的基本概念 1

1.1.2　通信系统的组成 4

1.1.3　数字信号与数字通信的特点 6

1.1.4　数字通信系统的主要性能指标 7

1.1.5　数字通信的发展 9

1.2　信号 11

1.2.1　信号表示 11

1.2.2　信号分类 11

1.2.3　信号分析与处理 12

1.2.4　频谱密度 13

1.2.5　相关函数 14

1.2.6　随机变量 15

1.2.7　随机过程 17

1.2.8　平稳随机过程 20

1.2.9 高斯过程 24

1.2.10　通信系统中的噪声 26

1.2.11 随机信号通过线性系统 28

1.3　信道 32

1.3.1　信道分类 32

1.3.2　有线信道 33

1.3.3　无线信道 34

1.3.4　信道模型 36

1.3.5　信道容量 37

1.4.1　信号带宽 40

1.4　信号带宽与系统带宽 40

1.4.2　系统带宽 42

1.4.3　信号带宽与系统带宽的关系 42

1.5　信号设计 42

1.5.1　信号设计的基本概念 42

1.5.2　信号设计的基本原则 43

习题 44

第2章　信源编码 47

2.1　概述 47

2.1.1　压缩编码的重要性 47

2.1.2　压缩编码分类 47

2.1.3　编码器的模型 48

2.2　模拟信号的数字化 48

2.2.1　模拟信号的抽样 49

2.2.2　抽样信号的标量量化 52

2.2.3　矢量量化 57

2.2.4　编码 60

2.3　语音编码 61

2.3.1　语音编码概述 61

2.3.2　语音信号的波形编码 65

2.3.3　语音信号的参数编码 71

2.3.4　语音信号的混合编码 74

2.4　图像编码 78

2.4.1　图像编码概述 78

2.4.2　图像预测编码 85

2.4.3　熵编码 88

2.4.4　图像变换编码 89

2.4.5　视频编码标准 95

2.4.6　新的图像编码技术 100

习题 102

第3章　数字传输技术 104

3.1　概述 104

3.2　数字信号的基带传输 104

3.2.1　数字信号波形与频谱 104

3.2.2　数字基带信号的传输码型 107

3 2.3　数字基带传输系统 114

3.2.4　部分响应基带传输系统 121

3.2.5　时域均衡 124

3.3　数字信号的频带传输 130

3.3.1　调制与解调 130

3.3.2　二进制数字调制系统 130

3.3.3　多进制数字调制系统 139

3.3.4　正交幅度调制（QAM） 147

3.3.5　最小频移键控（MSK） 150

3.3.6 正交频分复用（OFDM） 154

3.4　数字复用技术 158

3.4.1　频分多路复用（FDM） 158

3.4.2　时分多路复用（TDM） 159

3.4.3　码分多路复用（CDM） 173

3.4.4　波分复用（WDM） 175

3.5　数字信号的最佳接收 178

3.5.1　概述 178

3.5.2　数字信号的匹配滤波接收 178

3.5.3　最小差错概率接收准则 182

3.5.4　确知数字信号的最佳接收 185

3.5.5　随相数字信号的最佳接收 190

3.5.6　实际接收机与最佳接收机的性能比较 193

3.6.1　概述 194

3.6　同步技术 194

3.6.2　载波同步 195

3.6.3　位同步 200

3.6.4　帧同步 205

习题 210

第4章　信道编码 215

4.1　信道编码的基础 215

4.1.1　信道编码的基本概念 215

4.1.2　信道编码的基本原理 217

4.1.3　纠错编码的信道模型 217

4.1.4　信道编码定理 219

4.1.5　差错控制的原理 219

4.1.6　纠错编码系统的性能指标 222

4.1.7　常用的检错码 223

4.2.2　线性分组码编码方程与生成矩阵G 225

4.2　线性分组码 225

4.2.1　线性分组码的基本概念 225

4.2.3　线性分组码的监督方程与监督矩阵H 226

4.2.4　校正子（伴随式）S与译码 227

4.2.5　完备码与汉明码 229

4.3　循环码 230

4.3.1　循环码的概念 230

4.3.2　循环码的码多项式 231

4.3.3　循环码的生成多项式和生成矩阵 232

4.3.4　循环码的监督多项式和监督矩阵 233

4.3.5　循环码的编码方法 234

4.3.6　循环码的译码方法 235

4.3.8 BCH码 236

4.3.7　缩短循环码 236

4.3.9 Fire码 237

4.3.10 RS码 238

4.3.11　循环冗余校验码 238

4.4　卷积码 239

4.4.1　卷积码的概念 239

4.4.2　卷积码的编码 239

4.4.3　卷积码的译码 243

4.5　交织码 247

4.5.1　交织码的概念 247

4.5.2　分组交织器 248

4.5.3　卷积交织器 249

4.6　网格编码调制（TCM） 250

4.6.1 TCM概述 250

4.5.4　随机交织器 250

4.6.2 TCM基本原理 251

4.6.3 TCM码的编译码 253

4.7　Turbo码 256

4.7.1　级联码 256

4.7.2 Turbo码的编码 258

4.7.3 Turbo码的译码 259

习题 260

第5章 衰落信道与抗衰落技术 262

5.1 无线移动通信信道 262

5.1.1 无线信道 262

5.1.2 无线移动信道 262

5.1.3 无线移动信道的干扰 263

5.1.4 自由空间的无线电传播 263

5.2.2 多径衰落 264

5.2 衰落信道 264

5.2.1 阴影衰落 264

5.3 抗衰落技术概述 269

5.3.1 无线移动信道的特点 269

5.3.2 主要的抗衰落技术 270

5.4 分集技术 270

5.4.1 分集技术概述 270

5.4.2 空间分集技术 271

5.4.3 极化分集技术 274

5.4.4 其他分集技术 274

5.5 Rake接收 275

5.6 空时编码技术 276

5.6.1 多输入多输出（MIMO）信道 276

5.6.2 发送分集 277

5.6.3 空时编码 278

5.7 衰落数字信号的最佳接收 279

5.7.1 衰落数字信号的最佳接收机 279

5.7.2 衰落数字信号最佳接收机的误码率性能 283

习题 283

第6章 多址通信 284

6.1 多址方式 284

6.1.1 信道分割原理 284

6.1.2 频分多址（FDMA）方式 285

6.1.3 时分多址（TDMA）方式 287

6.1.4 码分多址（CDMA）方式 288

6.1.5 空分多址（SDMA）方式 289

6.1.6 随机接入方式 289

6.2.1 扩频通信概述 293

6.2 扩频通信 293

6.2.2 直接序列扩频码分多址（DS-CDMA） 296

6.2.3 跳变频率扩频 299

6.2.4 跳变时间扩频 300

6.3 蜂窝技术 300

6.3.1 蜂窝技术概述 300

6.3.2 小区划分与频率复用 302

6.3.3 蜂窝系统的干扰 305

6.3.4 扩展系统容量的方法 306

6.3.5 越区切换 307

6.4 抗多址干扰技术概述 309

6.4.1 多址干扰 309

6.4.2 抗多址干扰技术简介 309

6.5.2 功率控制方式 311

6.5 功率控制技术 311

6.5.1 功率控制原理 311

6.5.3 功率控制准则 312

6.6 智能天线 313

6.6.1 智能天线的基本概念 313

6.6.2 智能天线的基本原理 314

6.6.3 智能天线的工作方式 316

6.6.4 智能天线的波束形成 317

习题 318

第7章 典型数字通信系统 319

7.1 GSM数字蜂窝移动通信系统 319

7.1.1 GSM系统的业务功能 319

7.1.2 GSM系统结构 319

7.1.3 GSM系统设计 321

7.1.4 GSM的信道 324

7.1.5 GSM的语音编码技术 327

7.1.6 GSM的数字调制技术 327

7.1.7 GSM的抗衰落技术 328

7.1.8 话音激活与功率控制技术 329

7.1.9 接续技术 330

7.1.10 越区切换 332

7.1.11 漫游 333

7.2 CDMA数字蜂窝移动通信系统 334

7.2.1 IS-95 CDMA系统概述 334

7.2.2 无线信道结构 335

7.2.3 语音编码技术 336

7.2.4 IS-95CDMA功率控制技术 337

7.2.6 Rake接收技术 338

7.2.5 软切换技术 338

7.2.7 第三代移动通信系统 339

7.3 数字卫星通信系统 340

7.3.1 概述 340

7.3.2 卫星通信的多址技术 346

7.3.3 IDR数字卫星通信系统 348

7.3.4 VSAT卫星通信系统 351

7.3.5 移动卫星通信系统 355

习题 362

附录一 常用三角公式 363

附录二 傅里叶变换 364

附录三 Q函数与误差函数 366

参考文献 369