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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G225

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H226

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