数字通信原理与技术(第四版)

第1章 绪论 1
1.1 通信的发展 1
1.1.1 通信发展简史 1
1.1.2 通信技术的发展与展望 2
1.2 通信的概念 8
1.2.1 通信的定义 8
1.2.2 通信的分类 8
1.2.3 通信方式 10
1.3 通信系统 12
1.3.1 通信系统的模型 12
1.3.2 模拟通信系统 13
1.3.3 数字通信系统 14
1.3.4 数字通信的主要优缺点 15
1.4 信息论基础 16
1.4.1 信息及其量度 16
1.4.2 平均信息量 17
1.4.3 条件熵的计算 18
1.5 通信系统的性能指标 18
1.5.1 一般通信系统的性能指标 18
1.5.2 通信系统的有效性指标 19
1.5.3 通信系统的可靠性指标 20
1.6 通信信道的基本特性 21
1.6.1 信道的概念 21
1.6.2 传输信道 24
1.6.3 信道内的噪声 26
1.6.4 常见的几种噪声 27
1.6.5 信道容量 29
本章小结 32
思考与练习1 35
第2章 模拟信号的调制与解调 37
2.1 模拟信号的线性调制 37
2.1.1 常规双边带调制(AM) 37
2.1.2 抑制载波双边带调幅(DSB - SC) 40
2.1.3 单边带调幅(SSB) 41
2.1.4 残留边带调幅(VSB) 43
2.1.5 模拟线性调制的一般模型 45
2.1.6 线性调制系统的抗噪声性能 46
2.2 模拟信号的非线性调制 51
2.2.1 基本概念 51
2.2.2 窄带调频(NBFM) 52
2.2.3 宽带调频(WBFM) 53
2.2.4 调频信号的产生与解调 55
2.2.5 调频系统的抗噪声性能 57
2.3 模拟调制方式的性能比较 60
本章小结 62
思考与练习2 62
第3章 模拟信号的数字传输 66
3.1 抽样定理 66
3.1.1 抽样的概念 66
3.1.2 低通信号的抽样定理 69
3.1.3 带通信号的抽样定理 71
3.2 模拟信号的脉冲调制 73
3.2.1 脉冲振幅调制(PAM) 74
3.2.2 脉冲宽度调制(PDM) 75
3.2.3 脉冲位置调制(PPM) 75
3.3 脉冲编码调制(PCM) 75
3.3.1 量化 76
3.3.2 编码和译码 83
3.4 增量调制(ΔM) 88
3.4.1 简单增量调制 88
3.4.2 增量调制的过载特性与编码的动态范围 92
3.5 差值脉冲编码调制 94
3.5.1 差值脉冲编码调制(DPCM) 94
3.5.2 自适应差值脉冲编码调制(ADPCM) 96
3.6 子带编码(SBC) 98
3.6.1 基本概念 98
3.6.2 子带带宽 99
3.7 参量编码技术 99
3.7.1 参量编码 99
3.7.2 线性预测编码(LPC) 99
*3.8 语音压缩编码技术 100
本章小结 101
思考与练习3 103
第4章 多路复用与数字复接 106
4.1 频分多路复用(FDM) 106
4.1.1 直接法FDM 106
4.1.2 复级法FDM 108
4.2 正交频分复用(OFDM) 111
4.2.1 OFDM的基本原理 112
4.2.2 基于FFT的OFDM系统组成 113
4.3 时分多路复用(TDM) 115
4.3.1 TDM基本原理 115
4.3.2 TDM信号的带宽及相关问题 117
4.3.3 TDM与FDM的比较 118
4.3.4 时分复用的PCM系统 119
4.3.5 PCM 30/32路典型终端设备介绍 120
4.3.6 统计时分多路复用(STDM) 122
4.4 波分多路复用(WDM) 123
4.5 码分多路复用(CDM) 126
4.6 多址通信技术 127
4.6.1 频分多址(FDMA) 127
4.6.2 时分多址(TDMA) 128
4.6.3 码分多址(CDMA) 130
本章小结 131
思考与练习4 131
第5章 准同步与同步数字传输体系 133
5.1 准同步数字体系(PDH) 133
5.1.1 数字复接的概念和方法 133
5.1.2 同步复接与异步复接 134
5.1.3 PCM高次群 136
5.2 同步数字体系(SDH) 137
5.2.1 SDH的基本概念 137
5.2.2 SDH的速率和帧结构 139
5.2.3 同步复用与映射方法 140
5.2.4 SDH设备应用原理 144
5.2.5 SDH自愈网 147
5.3 SDH在微波通信中的应用 152
5.3.1 微波SDH技术 152
5.3.2 SDH微波通信设备 153
5.3.3 SDH微波通信系统 153
本章小结 155
思考与练习5 155
第6章 数字信号的基带传输 157
6.1 数字基带信号的常用码型 157
6.2 数字基带传输系统 164
6.2.1 数字基带传输系统的基本组成 164
6.2.2 码间串扰和噪声对误码的影响 165
6.2.3 基带传输系统的数学分析 166
6.2.4 码间串扰的消除 167
6.3 无码间串扰的基带传输系统 168
6.3.1 理想基带传输系统 168
6.3.2 无码间串扰的等效特性 169
6.3.3 升余弦滚降传输特性 170
6.3.4 无码间串扰时噪声对传输性能的影响 173
6.4 基带数字信号的再生中继传输 174
6.4.1 基带传输信道特性 174
6.4.2 再生中继系统 175
6.4.3 再生中继器 176
6.5 眼图 178
6.6 时域均衡 180
6.6.1 时域均衡原理 180
6.6.2 三抽头横向滤波器时域均衡 182
6.7 部分响应技术 184
6.7.1 部分响应波形 184
6.7.2 差错传播 185
6.7.3 部分响应基带传输系统的相关编码和预编码 185
6.7.4 部分响应波形的一般表示式 187
6.8 数字信号的*佳接收 188
6.8.1 *小差错概率接收 188
6.8.2 *小均方误差接收 189
6.8.3 *大输出信噪比接收 190
6.8.4 *大后验概率接收 192
本章小结 192
思考与练习6 194
第7章 数字信号的频带传输 198
7.1 引言 198
7.2 二进制数字振幅调制 199
7.2.1 一般原理与实现方法 199
7.2.2 2ASK信号的功率谱及带宽 200
7.2.3 2ASK信号的解调及系统误码率 202
7.3 二进制数字频率调制 205
7.3.1 一般原理与实现的方法 205
7.3.2 2FSK信号的功率谱及带宽 207
7.3.3 2FSK信号的解调及系统误码率 209
7.4 二进制数字相位调制 213
7.4.1 绝对相移和相对相移 213
7.4.2 2PSK信号的产生与解调 215
7.4.3 2DPSK信号的产生与解调 217
7.4.4 二进制相移信号的功率谱及带宽 220
7.4.5 2PSK与2DPSK系统的比较 220
7.5 多进制数字调制 221
7.5.1 多进制数字振幅键控(MASK) 221
7.5.2 多进制数字频移键控(MFSK) 222
7.5.3 多进制数字相移键控(MPSK) 224
7.6 正交振幅调制(QAM) 234
7.6.1 QAM的调制解调原理 235
7.6.2 QAM的星座图 235
7.6.3 16QAM的实现 236
7.7 *小频移键控(MSK) 237
7.7.1 MSK的基本原理 237
7.7.2 MSK调制解调的实现 239
7.7.3 MSK系统的性能 241
7.8 数字调制系统性能比较 242
7.8.1 二进制数字调制系统的性能比较 242
7.8.2 多进制数字调制系统的性能比较 243
本章小结 245
思考与练习7 246
第8章 同步原理 250
8.1 概述 250
8.1.1 不同功用的同步 250
8.1.2 不同传输方式的同步 251
8.2 载波同步技术 252
8.2.1 非线性变换——滤波法 252
8.2.2 特殊锁相环法 253
8.2.3 插入导频法(外同步法) 255
8.2.4 载波同步系统的性能指标 258
8.3 位同步技术 259
8.3.1 位同步的概念 259
8.3.2 插入导频法(外同步法) 260
8.3.3 自同步法 261
8.3.4 位同步系统的性能指标 265
8.4 群同步(帧同步)技术 266
8.4.1 对群同步系统的基本要求 267
8.4.2 起止式同步法 267
8.4.3 连贯式插入法 267
8.4.4 间歇式插入法 269
8.4.5 群同步的保护 270
8.4.6 群同步系统的性能指标 271
8.5 网同步技术 273
8.5.1 全网同步系统 273
8.5.2 准同步系统 274
8.5.3 SDH网同步结构 276
本章小结 277
思考与练习8 278
第9章 差错控制编码 280
9.1 概述 280
9.1.1 信源编码 280
9.1.2 差错控制方式 280
9.2 检错与纠错 281
9.2.1 纠错码的分类 281
9.2.2 纠错编码的基本原理 282
9.3 常用差错控制码 283
9.3.1 奇偶监督码 283
9.3.2 水平奇偶监督码 283
9.3.3 行列监督码 283
9.3.4 群计数码 284
9.3.5 恒比码 284
9.4 线性分组码 285
9.4.1 基本概念 285
9.4.2 汉明(Hamming)码 285
9.4.3 监督矩阵 287
9.4.4 生成矩阵 288
9.4.5 校正和检错 289
9.4.6 线性分组码的性质 289
9.5 循环码 290
9.5.1 循环特性 290
9.5.2 生成多项式与生成矩阵 291
9.5.3 监督多项式及监督矩阵 292
9.5.4 编码方法 293
9.5.5 解码方法 294
9.6 卷积码 295
9.6.1 卷积码的概念 295
9.6.2 卷积码的图解表示 296
9.6.3 卷积码的译码 298
*9.7 网格编码调制 299
9.7.1 TCM信号的产生 300
9.7.2 TCM信号的解调 302
本章小结 304
思考与练习9 305
第10章 伪随机序列及应用 309
10.1 伪随机序列的概念 309
10.2 正交码与伪随机码 309
10.3 伪随机序列的产生 311
10.4 m序列 313
10.4.1 特征多项式 313
10.4.2 m序列产生器 314
10.4.3 m序列的性质 315
10.5 沃尔什码 317
10.6 伪随机序列的应用 318
10.6.1 扩展频谱通信 318
10.6.2 码分多址(CDMA)通信 321
10.6.3 通信加密 323
10.6.4 误码率的测量 324
10.6.5 数字信息序列的扰码与解扰 324
10.6.6 噪声产生器 326
10.6.7 时延测量 326
本章小结 327
思考与练习10 327
参考文献 329