本书主要讨论现代通信系统的基础理论、技术原理及系统分析方法。全书以数字通信系统的一般模型为主线，涵盖系统中各个模块，共11章内容，包括概论、信号分析基础、模拟调制系统、数字基带传输系统、数字带通传输系统、信源编码、信道编码、最佳接收技术、同步原理、现代通信系统简介、应用SystemView仿真通信系统。 本书寓系统性、理论性、工程性于一体，注重内容层次的衔接与递进，突出通信系统的原理思想与技术思路，将数学原理与物理本质紧密结合、理论分析与工程实际紧密结合，内容全面，条理清晰，重点突出，例题丰富，便于教学与自学。 本书适合用作普通高等院校通信工程、信息工程、电子科学与技术等电子信息类专业通信原理课程的教材，也可供相关领域的科研和工程技术人员参考。目 录
第1章 概论 1
1.1 通信的基本概念 1
1.1.1 消息、信息、信号与通信 1
1.1.2 通信方式、传输方式、 同步方式、复用方式 2
1.1.3 通信频段 6
1.1.4 通信发展简史 7
1.2 通信系统 9
1.2.1 通信系统的类型 9
1.2.2 通信系统的模型 10
1.2.3 数字通信系统的特点 11
1.2.4 通信系统的主要性能指标 12
1.3 通信网 14
1.3.1 通信网的定义、组成及类型 14
1.3.2 通信网的拓扑结构 16
1.3.3 现代通信网的分层结构 16
1.4 通信信道 17
1.4.1 信道的类型 17
1.4.2 信道的模型 19
1.4.3 信道特性及对信号传输的 影响 20
1.4.4 常见信道举例 25
1.5 通信系统中的噪声 28
1.5.1 加性噪声的类型 28
1.5.2 白噪声 29
1.5.3 高斯噪声 30
1.5.4 高斯白噪声和窄带高斯噪声 31
1.6 信息论基础 33
1.6.1 信息量与平均信息量 33
1.6.2 信道容量 35
本章小结 39
思考练习题 40
第2章 信号分析基础 43
2.1 确知信号分析 43
2.1.1 确知信号的分类 43
2.1.2 确知信号的频域特征 (傅里叶变换) 46
2.1.3 功率谱密度和能量谱密度 50
2.1.4 卷积和相关 51
2.1.5 确知信号通过线性时不变 系统 53
2.2 随机信号分析 54
2.2.1 随机变量和随机过程的 基本概念 54
2.2.2 随机过程的统计特征 55
2.2.3 平稳随机过程 60
2.2.4 平稳过程通过线性系统—— 随机过程变换 63
2.2.5 窄带随机过程 66
本章小结 69
思考练习题 70
第3章 模拟调制系统 72
3.1 调制的功能及分类 72
3.1.1 调制的功能 72
3.1.2 调制的分类 73
3.2 线性调制系统 74
3.2.1 标准调幅 75
3.2.2 抑制载波的双边带调制 (DSB-SC) 77
3.2.3 单边带调制 78
3.2.4 残留边带调制 79
3.2.5 线性调制的解调 80
3.3 角度调制系统 84
3.3.1 基本概念 85
3.3.2 窄带角度调制 88
3.3.3 宽带角度调制 90
3.3.4 角度调制的解调 93
3.4 模拟调制系统的抗噪声性能 95
3.4.1 线性调制系统的抗噪声 性能 95
3.4.2 角度调制系统的抗噪声 性能 100
3.4.3 各种模拟调制系统的性能 比较 105
3.5 频分复用 106
3.5.1 频分复用的基本原理 106
3.5.2 频分复用的特点 108
3.6 复合调制与多级调制 108
3.6.1 复合调制的原理及实现 109
3.6.2 多级调制的原理及实现 109
本章小结 110
思考练习题 111
第4章 数字基带传输系统 114
4.1 数字基带信号的码型与波形 114
4.1.1 数字基带信号的码型 114
4.1.2 数字基带信号的波形 119
4.2 数字基带信号的功率谱 119
4.3 数字基带传输与码间串扰 122
4.3.1 数字基带传输系统的 组成及工作过程 122
4.3.2 数字基带传输系统的 定量分析——码间串扰 123
4.4 无码间串扰的基带传输特性 124
4.4.1 无码间串扰的时域条件 124
4.4.2 无码间串扰的频域条件—— 奈奎斯特第一准则 125
4.4.3 无码间串扰的基带 传输系统 129
4.5 基带传输系统的抗噪声性能分析 132
4.5.1 二进制双极性基带 传输系统 134
4.5.2 二进制单极性基带 传输系统 135
4.6 部分响应系统 135
4.6.1 第Ⅰ类部分响应系统 136
4.6.2 一般形式的部分响应系统 139
4.7 时域均衡技术 140
4.7.1 时域均衡的基本原理 141
4.7.2 均衡的准则及实现 143
4.8 眼图 147
本章小结 149
思考练习题 149
第5章 数字带通传输系统 152
5.1 二进制幅移键控系统 152
5.1.1 二进制幅移键控信号的 分析 152
5.1.2 二进制幅移键控信号的 产生 155
5.1.3 二进制幅移键控信号的 解调 155
5.1.4 二进制幅移键控系统的 抗噪声性能 156
5.2 二进制频移键控系统 161
5.2.1 二进制频移键控信号的 分析 161
5.2.2 二进制频移键控信号的 产生 163
5.2.3 二进制频移键控信号的 解调 164
5.2.4 二进制频移键控系统的 抗噪声性能 166
5.3 二进制相移键控系统 170
5.3.1 二进制相移键控信号的 分析 170
5.3.2 二进制相移键控信号的 产生 172
5.3.3 二进制相移键控信号的 解调 172
5.3.4 二进制相移键控系统的 抗噪声性能 173
5.4 二进制差分相移键控系统 175
5.4.1 相位模糊问题及二进制差分 相移键控信号分析 175
5.4.2 二进制差分相移键控信号的 产生 176
5.4.3 二进制差分相移键控信号的 解调 177
5.4.4 二进制差分相移键控系统的 抗噪声性能 178
5.5 四进制相移键控系统 183
5.5.1 四进制相移键控的调制 183
5.5.2 四进制相移键控的解调 186
5.6 最小频移键控和高斯最小 频移键控 187
5.6.1 最小频移键控信号的分析 187
5.6.2 最小频移键控信号的产生和 解调 191
5.6.3 最小频移键控信号的 功率谱及误码性能 192
5.6.4 高斯最小频移键控 193
5.7 多进制正交幅度调制 193
5.7.1 多进制正交幅度调制的 基本原理 193
5.7.2 多进制正交幅度调制的 调制与解调 195
本章小结 196
思考练习题 197
第6章 信源编码 199
6.1 概述 199
6.1.1 信源编码的基本概念 199
6.1.2 信源编码的技术类型 201
6.2 语音的波形编码 203
6.2.1 脉冲编码调制 204
6.2.2 差分脉冲编码调制 218
6.2.3 增量调制 219
6.3 图像编码 224
6.3.1 图像压缩方法简介 224
6.3.2 常见图像压缩标准与算法 225
6.4 时分复用和数字复接 227
6.4.1 时分复用的基本概念 227
6.4.2 准同步数字系列 228
6.4.3 同步数字序列 230
本章小结 231
思考练习题 232
第7章 信道编码 234
7.1 信道编码的基本概念 234
7.1.1 差错控制编码的 基本方式和类型 234
7.1.2 码重、码距与检错、 纠错能力 236
7.1.3 几种常用的差错控制码 238
7.2 线性分组码 240
7.2.1 线性分组码的定义及性质 240
7.2.2 生成方程和生成矩阵G 242
7.2.3 监督方程和监督矩阵H 243
7.2.4 线性分组码的译码—— 伴随式(校正子)S 244
7.2.5 汉明码 248
7.2.6 线性分组码的实现 250
7.3 循环码 251
7.3.1 循环码的含义与特点 251
7.3.2 循环码的生成多项式、 生成矩阵和监督矩阵 253
7.3.3 循环码的编译码方法 256
7.4 卷积码 258
7.4.1 卷积码的基本原理 258
7.4.2 卷积码的代数表示 259
7.4.3 卷积码的图形表示 262
7.4.4 卷积码的译码方法 264
本章小结 265
思考练习题 266
第8章 最佳接收技术 268
8.1 引言 268
8.2 最大输出信噪比准则和匹配滤波 接收机 269
8.2.1 最大输出信噪比准则 269
8.2.2 匹配滤波接收机 269
8.2.3 典型实例分析 272
8.2.4 匹配滤波器在最佳接收中的 应用 273
8.3 最小差错概率准则和最佳接收机 274
8.3.1 数字信号接收的统计模型 274
8.3.2 最小差错概率准则 276
8.3.3 最佳接收机结构 278
8.4 确知信号的最佳接收机 279
8.4.1 二进制确知信号的 最佳接收 279
8.4.2 二进制确知信号的最佳 接收机误码性能 281
8.5 最佳基带传输系统 283
8.5.1 最佳基带传输系统的组成 283
8.5.2 最佳基带传输系统的误码 性能 285
8.5.3 典型实例分析 287
本章小结 289
思考练习题 290
第9章 同步原理 293
9.1 载波同步 293
9.1.1 直接法 294
9.1.2 插入导频法 296
9.1.3 载波同步系统的性能 299
9.2 位同步 301
9.2.1 插入导频法 301
9.2.2 直接法 302
9.2.3 位同步系统的性能 304
9.3 群同步 305
9.3.1 连贯式插入法 305
9.3.2 间歇式插入法 309
9.3.3 群同步的性能分析 310
9.4 网同步 312
9.4.1 网同步原理 312
9.4.2 数字同步网中的时钟 及其应用 313
本章小结 314
思考练习题 314
第10章 现代通信系统简介 316
10.1 移动通信概述 316
10.1.1 移动通信的定义、特点 316
10.1.2 移动通信的发展历程 317
10.1.3 移动通信的工作频段 318
10.2 GSM移动通信系统 319
10.2.1 GSM系统的主要性能 参数 320
10.2.2 GSM系统的结构与功能 320
10.2.3 GSM系统的接口与协议 323
10.2.4 GSM系统技术原理 326
10.3 第三代移动通信系统简介 341
10.3.1 IMT-2000无线接口和 无线传输技术方案 341
10.3.2 IMT-2000标准 342
10.3.3 IMT-2000系统的基本 结构 345
10.3.4 3G的关键技术 346
10.4 第四代移动通信展望 351
10.4.1 4G技术的特点 351
10.4.2 4G中的关键技术 352
本章小结 354
思考练习题 355
第11章 应用SystemView仿真 通信系统 357
11.1 SystemView简介 357
11.1.1 SystemView的功能与 特点 357
11.1.2 基本库、专业库 359
11.1.3 仿真步骤 359
11.2 SystemView基本操作与使用 360
11.2.1 库选择操作 360
11.2.2 系统定时 362
11.2.3 在分析窗中观察分析结果 363
11.3 通信系统仿真实例 366
11.3.1 PCM通信系统仿真 366
11.3.2 QPSK调制解调系统仿真 371
11.3.3 (7,4)汉明码编译码器仿真 375
本章小结 378
思考练习题 378
附录A 通信工程常用函数 380
附录B 希尔伯特变换 384
参考文献 386
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