内容简介
本书系统、深入地介绍了通信的基本原理与基本分析方法,是电子信息类相关专业的专业基础课教材。
全书共13章,内容包括通信基本概念、确定信号分析、随机过程、模拟通信系统、数字基带传输、数字频带传输、信源和信源编码、信道、信道编码、扩频通信、正交频分复用多载波调制技术、通信系统的优化、通信网的基本知识。
本书具有概念清晰、内容新颖的特点,书中配备了丰富的例题与习题,并通过二维码形式提供了详细的习题解析。读者可扫描封底的二维码下载安装“北邮智信”App,在“北邮智信”App中验证正版教材,加载免费资源。此外,读者还可通过中国大学MOOC及学堂在线获取与本书配套的更多电子资源。
本书可作为高等学校通信工程、电子工程和其他相近专业本科生的教材,也可供通信工程技术人员和科研人员作为参考书。
目录介绍
目录
第1章绪论1
1.1引言1
1.2通信发展简史1
1.3通信系统的构成5
1.3.1通信系统模型5
1.3.2信源和信号6
1.3.3信源编码7
1.3.4信道编码7
1.4本书总体结构8
第2章确定信号分析9
2.1信号9
2.1.1信号9
2.1.2能量与功率14
2.1.3复信号17
2.1.4内积19
2.2信号频谱23
2.2.1傅里叶级数23
2.2.2傅里叶变换25
2.2.3常用傅氏变换及性质26
2.2.4能量谱密度与功率谱密度31
2.2.5信号的带宽34
2.3线性时不变系统37
2.3.1滤波器37
2.3.2滤波器输出的能量及功率谱密度40
2.3.3希尔伯特变换与解析信号41
2.3.4滤波器的可实现性44
2.4带通信号与带通系统46
2.4.1带通信号的等效基带表示46
2.4.2带通滤波器的等效基带表示49
2.4.3复包络无失真51
习题52
第3章随机过程54
3.1随机信号54
3.1.1引言54
3.1.2随机变量54
3.1.3随机过程55
3.1.4随机序列56
3.2随机过程的统计特性57
3.2.1概率分布57
3.2.2数字特征60
3.2.3相关函数63
3.2.4功率谱密度66
3.2.5随机过程通过滤波器67
3.3平稳过程69
3.3.1平稳过程69
3.3.2遍历性70
3.3.3循环平稳70
3.3.4平稳过程通过滤波器72
3.4复随机过程73
3.4.1复随机变量73
3.4.2复随机过程74
3.4.3带通随机信号77
3.5高斯噪声78
3.5.1高斯随机变量78
3.5.2加性白高斯噪声81
3.5.3窄带高斯噪声83
3.6匹配滤波器85
习题87
第4章模拟通信系统89
4.1引言89
4.1.1模拟调制的概念89
4.1.2超外差系统89
4.1.3系统模型90
4.1.4复信号表示91
4.1.5本章内容92
4.2幅度调制93
4.2.1双边带抑制载波调制93
4.2.2包络调制95
4.2.3单边带调制98
4.2.4载波同步101
4.3角度调制105
4.3.1调频与调相105
4.3.2FM信号的频谱特性106
4.3.3FM调制与解调的实现108
4.4模拟调制的抗噪声性能110
4.4.1系统模型110
4.4.2线性调制相干解调110
4.4.3AM包络检波111
4.4.4FM解调112
4.4.5模拟调制的抗噪声性能比较115
4.5频分复用115
习题118
第5章数字基带传输121
5.1引言121
5.1.1数字基带信号及数字基带传输121
5.1.2数字通信中的基本速率122
5.2数字基带信号波形及其功率谱密度122
5.2.1数字脉冲幅度调制123
5.2.2常用的数字PAM信号波形(码型)123
5.2.3数字PAM信号的功率谱密度计算128
5.2.4常用线路码型131
5.3在加性白高斯噪声信道条件下数字基带信号的接收136
5.3.1加性白高斯噪声信道136
5.3.2利用匹配滤波器的最佳接收137
5.4PAM信号通过限带信道传输139
5.4.1符号间干扰139
5.4.2无ISI传输的奈奎斯特准则141
5.5在理想限带及加性白高斯噪声信道条件下数字PAM信号的最佳基带传输144
5.6眼图146
5.7信道均衡147
5.8部分响应系统153
5.9符号同步157
习题160
第6章数字频带传输164
6.1引言164
6.2二进制数字信号的正弦型载波调制165
6.2.1通断键控165
6.2.2二进制移频键控171
6.2.3二进制移相键控174
6.2.4差分移相键控176
6.3四相移相键控178
6.3.1四相移相键控178
6.3.2差分四相移相键控183
6.3.3偏移四相移相键控185
6.4M进制数字调制186
6.4.1数字调制信号的矢量表示187
6.4.2统计判决理论192
6.4.3加性白高斯噪声干扰下M进制确定信号的最佳接收194
6.4.4M进制振幅键控197
6.4.5M进制移相键控203
6.4.6正交幅度调制209
6.4.7M进制移频键控214
6.5恒包络连续相位调制218
6.5.1最小移频键控219
6.5.2高斯最小移频键控225
习题233
第7章信源和信源编码239
7.1引言239
7.2信源的分类及其统计特性描述240
7.3信息熵H(X)242
7.4互信息I(X;Y)246
7.5无失真离散信源编码定理简介248
7.6无失真离散信源编码250
7.7信息率失真R(D)函数252
7.8限失真信源编码定理与限失真信源编码255
7.9连续信源的限失真编码256
7.9.1模拟信号数字化基本原理256
7.9.2采样258
7.9.3标量量化263
7.9.4时分复用269
7.9.5矢量量化270
7.10有记忆信源解除相关性的限失真信源编码273
7.10.1预测编码273
7.10.2变换编码278
习题282
第8章信道285
8.1引言285
8.2信道的定义和分类285
8.3通信信道实例286
8.3.1恒参信道286
8.3.2随参信道287
8.4信道的数学模型288
8.4.1连续信道模型288
8.4.2离散信道模型289
8.5无失真信道290
8.6衰落信道291
8.6.1多径信道的时变冲激响应与时变传递函数291
8.6.2衰落幅度的分布特性292
8.6.3信道的相关函数292
8.6.4多径时延扩展与相干带宽293
8.6.5多普勒扩展与相干时间294
8.6.6信道衰落小结295
8.7分集296
8.8信道容量297
习题299
第9章信道编码301
9.1信道编码的基本概念301
9.2线性分组码306
9.2.1基本概念306
9.2.2生成矩阵和监督矩阵308
9.2.3对偶码312
9.2.4系统码的编码与译码313
9.2.5汉明码315
9.3循环码316
9.3.1基本概念316
9.3.2多项式描述318
9.3.3生成多项式与生成矩阵320
9.3.4编码电路324
9.3.5循环冗余校验325
9.4BCH码与RS码327
9.5卷积码332
9.5.1卷积码的编码333
9.5.2卷积码的译码338
9.6交织344
9.7级联码345
9.8Turbo码347
9.9高效率信道编码TCM348
9.10低密度校验码353
9.10.1LDPC码的译码354
9.10.2LDPC码的编码355
9.10.3LDPC码H矩阵的构造355
习题356
第10章扩频通信360
10.1引言360
10.2伪随机码360
10.2.1定义360
10.2.2最长线性反馈移存器序列(m序列)361
10.2.3Gold码365
10.3伪码的同步365
10.3.1粗同步(捕获)365
10.3.2细同步(跟踪)367
10.4正交码369
10.5直接序列扩频372
10.5.1直扩二相移相键控372
10.5.2功率谱密度373
10.5.3DSBPSK的抗干扰性能375
10.6直扩正交多进制调制377
10.7码分复用与码分多址378
10.7.1码分复用378
10.7.2沃尔什码相关特性的改善379
10.7.3码分多址380
10.8多径分集接收:Rake接收380
10.9扩频码的其他应用381
10.9.1误码率的测量381
10.9.2数字信息序列的扰码与解扰382
10.9.3噪声发生器383
10.9.4数字通信加密383
10.9.5测量时延383
习题384
第11章正交频分复用多载波调制技术386
11.1引言386
11.2OFDM多载波调制技术的基本原理387
11.2.1BPSKOFDM387
11.2.2QAMOFDM389
11.3OFDM调制的数字实现391
11.4循环前缀392
11.4.1保护间隔392
11.4.2循环前缀392
11.5OFDM系统的收发信机394
11.6OFDM系统的应用395
第12章通信系统的优化397
12.1通信系统优化的物理与数学模型397
12.1.1模型的建立与描述397
12.1.2通信系统优化的度量指标与准则399
12.2通信系统单技术指标下的优化400
12.2.1无失真信源的编码定理400
12.2.2限失真信源的编码定理401
12.2.3信道编码定理401
12.3基于AWGN信道在可靠性指标下的优化402
12.4随参信道通信系统在可靠性指标下优化的基本思路405
第13章通信网的基本知识408
13.1引言408
13.2通信网的组成要素和性能要求408
13.3交换技术的基本原理410
13.3.1电路转接410
13.3.2信息转接411
13.3.3多址接入413
13.4信令和协议414
13.4.1电话信令414
13.4.2数据网协议416
13.5下一代网络417
13.5.1NGN417
13.5.2软交换417
13.5.3IMS418
13.6无线自组织网络419
13.7结束语419
缩略语420
参考文献423