通信原理（第2版）

目 录
第1章 通信基础知识 1
1．1 通信的概念 1
1．2 通信系统的组成 1
1．2．1 通信系统一般模型 1
1．2．2 模拟通信系统 2
1．2．3 数字通信系统 3
1．3 通信系统的分类 4
1．4 通信技术发展概况 7
1．5 信息的量度 9
1．5．1 信息量的定义 9
1．5．2 平均信息量 11
1．6 通信系统的性能指标 12
1．6．1 模拟通信系统有效性与可靠性 12
1．6．2 数字通信系统有效性与可靠性 12
1．7 MATLAB与通信仿真 13
1．7．1 MATLAB简介 13
1．7．2 通信仿真技术 14
1．8 本章小结 14
思考题 15
习题 15
第2章 随机过程与噪声 17
2．1 随机过程描述 17
2．1．1 随机过程概念 17
2．1．2 随机过程的统计特性 18
2．1．3 随机过程的数字特征 18
2．2 平稳随机过程 19
2．2．1 严平稳过程与广义平稳过程 20
2．2．2 平稳过程的各态历经性 20
2．2．3 平稳过程自相关函数与功率谱密度 21
2．3 平稳随机过程通过线性时不变系统 24
2．4 高斯过程 25
2．4．1 高斯过程的定义 26
2．4．2 高斯过程的主要特性 26
2．4．3 高斯过程的一维分布 26
2．4．4 高斯白噪声 28
2．5 窄带高斯噪声 30
2．5．1 窄带高斯噪声的统计特性 31
2．5．2 正弦波加窄带高斯噪声 32
2．6 MATLAB仿真举例 34
2．7 本章小结 35
思考题 36
习题 37
第3章 信道与信道容量 38
3．1 有线信道与无线信道 38
3．1．1 有线信道 38
3．1．2 无线信道 39
3．2 调制信道与编码信道 42
3．2．1 调制信道 42
3．2．2 编码信道 43
3．3 恒参信道与随参信道 45
3．3．1 恒参信道 45
3．3．2 随参信道 46
3．4 信道中的噪声 50
3．4．1 噪声源分类 50
3．4．2 噪声等效带宽 52
3．5 信道容量 53
3．5．1 离散信道容量 53
3．5．2 连续信道容量 55
3．6 MATLAB仿真举例 58
3．7 本章小结 59
思考题 60
习题 60
第4章 模拟信号的调制与解调 61
4．1 幅度调制与解调 62
4．1．1 幅度调制原理 62
4．1．2 幅度调制的解调原理 68
4．1．3 幅度调制抗噪声性能分析 69
4．2 角度调制与解调 74
4．2．1 角度调制原理 74
4．2．2 调频信号的频谱分析 76
4．2．3 调频信号的产生与解调原理 79
4．2．4 调频系统的抗噪声性能分析 81
4．3 频分复用 85
4．4 模拟通信的典型应用 86
4．4．1 载波电话 86
4．4．2 调频立体声广播 86
4．5 MATLAB仿真举例 87
4．5．1 双边带调制与解调仿真 87
4．5．2 FM调制与解调的仿真 89
4．6 本章小结 91
思考题 91
习题 92
第5章 模拟信号的数字化 94
5．1 抽样 94
5．1．1 低通信号抽样定理 94
5．1．2 带通信号抽样定理 96
5．1．3 抽样保持电路 96
5．2 量化 98
5．2．1 均匀量化 98
5．2．2 非均匀量化 99
5．3 编码 102
5．3．1 常用的二进制码型 102
5．3．2 逐次比较法编码与译码 103
5．3．3 PCM系统的抗噪声性能 105
5．4 语音压缩编码 107
5．4．1 差分脉冲编码调制（DPCM） 107
5．4．2 增量调制 108
5．5 时分复用与复接 110
5．5．1 时分复用基本原理 110
5．5．2 数字复接基本原理 112
5．6 MATLAB仿真举例 113
5．7 本章小结 116
思考题 116
习题 117
第6章 数字信号的基带传输 119
6．1 数字基带传输系统的基本组成 119
6．2 数字基带信号的描述 120
6．2．1 数字基带信号的波形 121
6．2．2 数字基带信号的功率谱 122
6．2．3 数字基带信号的传输码 128
6．3 数字基带信号的传输特性 131
6．3．1 码间串扰 131
6．3．2 奈奎斯特第一准则 133
6．3．3 无码间串扰的传输函数特性 136
6．4 基带传输系统抗噪性能分析 138
6．4．1 二进制双极性系统 139
6．4．2 二进制单极性系统 140
6．5 眼图 141
6．6 信道均衡 142
6．6．1 均衡技术 142
6．6．2 时域均衡原理 143
6．6．3 均衡准则与实现 145
6．7 部分响应系统 149
6．8 最佳基带传输系统 152
6．8．1 匹配滤波器 152
6．8．2 基于匹配滤波器的最佳基带传输系统 158
6．9 MATLAB仿真举例 161
6．9．1 二进制数字基带信号波形与功率谱密度仿真 161
6．9．2 二进制数字基带信号传输码与眼图仿真 164
6．10 本章小结 169
思考题 170
习题 171
第7章 数字信号的频带传输 175
7．1 二进制振幅键控 175
7．1．1 2ASK调制与解调基本原理 175
7．1．2 2ASK信号的功率谱密度 178
7．1．3 2ASK系统的抗噪声性能 179
7．2 二进制频移键控 184
7．2．1 2FSK调制与解调基本原理 184
7．2．2 2FSK信号的功率谱密度 189
7．2．3 2FSK系统的抗噪声性能 190
7．3 二进制相移键控 194
7．3．1 2PSK调制与解调基本原理 195
7．3．2 2PSK信号的功率谱密度 197
7．3．3 2PSK系统的抗噪声性能 198
7．4 二进制差分相移键控 199
7．4．1 2DPSK调制与解调基本原理 200
7．4．2 2DPSK信号的功率谱密度 205
7．4．3 2DPSK系统的抗噪声性能 206
7．5 二进制数字调制系统的性能比较 208
7．6 多进制数字调制 209
7．6．1 多进制振幅键控 210
7．6．2 多进制频移键控 210
7．6．3 多进制相移键控 211
7．6．4 多进制差分相移键控 214
7．7 MATLAB仿真举例 215
7．8 本章小结 220
思考题 221
习题 221
第8章 现代数字调制与解调 223
8．1 正交幅度调制 223
8．1．1 MQAM原理 223
8．1．2 MQAM的调制与解调 225
8．1．3 MQAM的频带利用率与抗噪声性能 226
8．2 交错正交相移键控 227
8．2．1 OQPSK原理 227
8．2．2 OQPSK调制与解调 229
8．3 最小频移键控 229
8．3．1 MSK信号的主要特点 230
8．3．2 MSK信号的调制与解调 232
8．3．3 MSK信号的功率谱与误码率 234
8．4 高斯最小频移键控 235
8．5 正交频分复用 236
8．5．1 OFDM原理 236
8．5．2 OFDM的频带利用率 237
8．5．3 OFDM的调制与解调 238
8．5．4 OFDM的主要优缺点 239
8．6 MATLAB仿真举例 240
8．7 本章小结 243
思考题 243
习题 244
第9章 差错控制编码 245
9．1 差错控制技术简介 245
9．2 差错控制编码基础 246
9．2．1 差错控制编码的分类 246
9．2．2 差错控制编码的基本原理 246
9．2．3 几种简单差错控制编码方法 248
9．3 线性分组码 250
9．3．1 线性分组码基本原理 250
9．3．2 汉明码 254
9．4 循环码 254
9．4．1 循环码基本原理 254
9．4．2 BCH码和RS码 259
9．5 卷积码 261
9．5．1 卷积码的编码原理 261
9．5．2 卷积码的译码原理 265
9．6 Turbo码 269
9．7 MATLAB仿真举例 271
9．8 本章小结 276
思考题 276
习题 276
第10章 同步原理 278
10．1 载波同步 278
10．1．1 插入导频法 278
10．1．2 直接提取法 281
10．1．3 载波同步系统的性能及载波相位差的影响 286
10．2 位同步 288
10．2．1 外同步法 289
10．2．2 自同步法 290
10．2．3 位同步的性能指标及误差对性能的影响 295
10．3 帧同步 298
10．3．1 对帧同步系统的要求 298
10．3．2 实现帧同步的方法 298
10．3．3 帧同步的保护 302
10．3．4 帧同步系统的性能 303
10．4 网同步 304
10．4．1 网同步的基本概念 304
10．4．2 网同步方法 305
10．5 本章小结 307
思考题 308
习题 308
第11章 数字通信系统的MATLAB仿真 309
11．1 PCM编码和译码仿真 309
11．1．1 PCM编码仿真 309
11．1．2 PCM译码仿真 310
11．2 密勒码编码和译码仿真 311
11．2．1 密勒码编码仿真 312
11．2．2 密勒码译码仿真 313
11．3 数字基带传输系统仿真 314
11．3．1 信源的建模与仿真 314
11．3．2 发送滤波器、信道、接收匹配滤波器的建模 316
11．3．3 抽样判决器的建模 316
11．3．4 基带传输系统仿真 317
11．4 正交幅度调制仿真 317
11．4．1 MQAM的调制原理与仿真 318
11．4．2 MQAM的解调原理与仿真 322
11．4．3 MQAM的调制与解调仿真 326
11．5 本章小结 327
思考题 327
附录A 常用通信名词中英对照 328
附录Ｂ MATLAB常用命令与函数 331
附录C 部分习题参考答案 335
主要参考文献 345