数字通信原理与应用

模块1 认识数字通信 1
1．1 初识通信 2
1．1．1 通信的相关概念 2
1．1．2 通信的分类 4
1．1．3 通信方式 6
1．2 认识通信网 7
1．2．1 通信网 7
1．2．2 常见通信网络 9
1．3 认识通信系统 11
1．3．1 通信系统的一般模型 11
1．3．2 数字通信系统 12
1．3．3 数字通信模式 14
1．4 数字通信系统主要性能指标 15
1．4．1 信息量 16
1．4．2 有效性指标 18
1．4．3 可靠性指标 19
1．5 通信技术发展历程及趋势 20
1．5．1 通信技术发展历程 20
1．5．2 通信技术发展趋势 23
案例分析1 VoIP网络电话 24
习题1 25

模块2 信道与噪声 27
2．1 信道 29
2．1．1 信道定义 29
2．1．2 信道分类 29
2．1．3 信道模型 30
2．2 有线信道认知 32
2．2．1 双绞线 32
2．2．2 同轴电缆 34
2．2．3 光纤 36
2．3 无线信道 38
2．3．1 无线电波 39
2．3．2 电离层电波传播 39
2．3．3 典型无线信道 40
2．4 噪声 43
2．4．1 加性噪声分类 43
2．4．2 常见加性噪声 44
2．5 信道传输特性 46
2．5．1 恒参信道传输特性 47
2．5．2 随参信道传输特性 49
2．6 信道带宽与信道容量 53
2．6．1 信道带宽 53
2．6．2 信道容量 53
案例分析2 地震预警系统 55
习题2 56

模块3 通信系统有效性传输 58
3．1 脉冲编码调制 60
3．2 模拟信号的抽样 62
3．2．1 抽样过程 62
3．2．2 低通模拟信号的抽样定理 63
3．2．3 带通模拟信号的抽样定理 65
3．3 抽样信号的量化 65
3．3．1 量化的相关概念 65
3．3．2 均匀量化 67
3．3．3 非均匀量化 69
3．4 PCM编码 72
3．4．1 编码码型 72
3．4．2 码位安排 74
3．4．3 逐次比较型编码 75
3．5 语音压缩编码 79
3．5．1 自适应差分脉冲编码调制 80
3．5．2 增量调制 82
3．6 多路复用技术 84
3．6．1 频分多路复用 84
3．6．2 时分多路复用 85
3．6．3 码分多址复用 87
3．6．4 空分多址复用 89
3．7 PCM数字复接 90
3．7．1 数字复接 90
3．7．2 PCM基群及高次群 94
案例分析3 数字信号传输 98
习题3 99

模块4 通信系统可靠性传输 101
4．1 差错控制编码 103
4．1．1 差错控制的基本思想 103
4．1．2 差错控制编码的基本原理 104
4．1．3 差错控制编码及分类 105
4．1．4 差错控制方式 106
4．2 线性分组码 108
4．2．1 线性分组码基本概念和性质 108
4．2．2 线性分组码抗干扰能力 109
4．2．3 线性分组码编码过程 110
4．2．4 线性分组码的检错与纠错 112
4．3 奇偶校验码 113
4．3．1 水平奇偶校验码 114
4．3．2 二维奇偶校验码 115
4．4 定比码 115
4．5 汉明码 115
4．6 循环码 118
4．7 卷积码编码 119
4．8 Turbo码 120
案例分析4 蓝牙的应用 122
习题4 124

模块5 数字信号的基带传输 126
5．1 数字基带信号 128
5．1．1 数字基带信号的常用码型 128
5．1．2 码型变换的基本方法 134
5．2 数字基带传输系统 136
5．2．1 数字基带传输系统的基本组成 136
5．2．2 码间串扰 138
5．2．3 码间串扰的消除 139
5．3 无码间串扰的基带传输系统 140
5．3．1 理想基带传输系统 141
5．3．2 无码间串扰的等效特性 141
5．3．3 升余弦滚降传输特性 142
5．4 眼图 144
5．4．1 眼图的形成原理 144
5．4．2 眼图与系统性能 146
5．5 时域均衡技术 147
5．5．1 时域均衡的基本原理 147
5．5．2 无限长横向滤波器 148
5．6 再生中继传输 150
5．6．1 光通信中的再生中继传输 150
5．6．2 微波通信中的再生中继传输 150
案例分析5 通信网络的数据传输 153
习题5 155

模块6 模拟调制解调 156
6．1 幅度调制（AM） 158
6．1．1 AM的基本原理 158
6．1．2 AM信号的频谱 159
6．1．3 AM信号的解调 160
6．2 其他调幅方式 161
6．2．1 抑制载波双边带调幅（DSB） 161
6．2．2 单边带调幅（SSB） 162
6．2．3 残留边带调幅（VSB） 165
6．3 频率调制（FM） 166
6．3．1 FM的基本原理 166
6．3．2 调频信号 167
6．3．3 FM的解调 171
6．4 模拟调制系统的抗噪声性能 172
6．4．1 AM系统的抗噪声性能 172
6．4．2 FM系统的抗噪声性能 174
6．4．3 AM与FM系统性能比较 177
6．4．4 各种模拟调制系统的比较 178
案例分析6 光纤数据传输 178
习题6 180

模块7 数字调制解调 182
7．1 数字调制与解调 184
7．2 数字频带传输系统 186
7．2．1 二进制幅移键控 186
7．2．2 二进制频移键控 190
7．2．3 二进制相移键控 195
7．2．4 多进制数字调制 201
7．3 数字调制系统性能分析 210
7．3．1 二进制数字调制系统性能 210
7．3．2 多进制数字调制系统性能 213
7．4 现代数字调制技术 214
7．4．1 正交幅度调制 214
7．4．2 *小频移键控 219
7．4．3 高斯滤波*小频移键控 222
7．4．4 正交频分复用调制 223
案例分析7 数字蜂窝移动通信系统 225
习题7 226

模块8 定时与同步 229
8．1 认识数字通信系统同步 231
8．2 载波同步 232
8．2．1 插入导频法 232
8．2．2 直接提取法 233
8．3 位同步 235
8．3．1 插入导频法 235
8．3．2 直接提取法 237
8．4 群同步 239
8．4．1 起止式同步法 239
8．4．2 连贯式插入法 240
8．4．3 间隔式插入法 241
8．5 网同步 242
8．5．1 主从同步法 242
8．5．2 互同步法 243
8．5．3 准同步法 244
案例分析8 分组传送网PTN 245
习题8 247

模块9 数字信号的*佳接收 248
9．1 *佳接收准则 250
9．2 确知信号的*佳接收 252
9．2．1 二进制确知信号的*佳接收机 253
9．2．2 多进制确知信号的*佳接收机 254
9．3 匹配滤波器 254
9．3．1 匹配滤波器的原理 255
9．3．2 匹配滤波器的实现方法 258
9．3．3 匹配滤波器的性能分析 259
9．4 理想信道*佳基带传输系统 259
9．5 *佳接收机性能分析 261
9．5．1 确知信号*佳接收误码率分析 261
9．5．2 调制方式对误码率的影响 263
9．5．3 理想接收机与普通接收机误码性能比较 264
案例分析9 数字接收机 265
习题9 266

模块10 典型数字通信技术 268
10．1 移动通信技术 269
10．1．1 GSM 271
10．1．2 CDMA 275
10．1．3 3G 277
10．1．4 4G 280
10．1．5 5G 284
10．2 光通信技术 287
10．2．1 SDH 288
10．2．2 PTN 290
10．2．3 OTN 293
10．2．4 PON 295
10．2．5 FSO 298
10．3 数据通信技术 300
10．4 卫星通信技术 306
习题10 313
参考文献 314