編輯推薦

詳細敘述瞭學生在大學階段需要掌握的數字通信基本原理。重點討論瞭數字通信原理的基本概念和各功能模塊的實現原理。采用圖示方法解釋瞭通信過程中的信號處理方法。增強瞭有關信源編碼和信道編碼等方麵的內容。強化瞭對MSK和GMSK等調製解調技術的討論，增加瞭對正交頻分復用技術的分析。吸收瞭國外教材中有利於學生加深理解數字通信原理與應用的內容。

內容簡介

本書介紹數字通信的基本理論與技術，主要內容包括數字通信的信號分析基礎、信源和信道編碼、信息論基礎、信號的基帶傳輸、調製解調技術、信道特性、差錯控製編碼、同步技術、擴頻通信和信道復用與多址技術等。本書的特點是，注重理論分析和推導的嚴謹性，強調物理概念。本書提供配套的電子課件和習題解答，需要電子課件的教師請登錄華信教育資源網www.hxedu.com.cn免費注冊後下載。本書適閤作為信息與通信工程等專業本科生的教材和研究生的參考書，也可供通信領域的科研和工程技術人員參考。

作者簡介

馮穗力, 華南理工大學教授,博士生導師, 長期從事數字通信原理的教學與科研工作, 在數字編碼與擴頻通信領域有較深的造詣, 發錶論文多篇, 完成多項多項, 齣版專著和教材3部.

目錄

第1章 緒論 1
1．1 近代與現代通信技術的發展曆史和現狀 1
1．2 數字通信係統的基本組成 3
1．3 數字通信的特點 3
1．4 數字通信係統的基本性能指標及其度量參數 6
1．5 本書的內容安排 7
習題 8
主要參考文獻 8
第2章 信號分析基礎 9
2．1 引言 9
2．2 確定信號分析方法迴顧 9
2．3 信號的矢量錶示 13
2．4 希爾伯特變換及應用 15
2．5 隨機信號的基本概念和特點 21
2．6 隨機過程的主要統計特性 23
2．7 隨機變量函數的分布及數字特徵 25
2．8 平穩隨機信號 26
2．9 信號功率譜密度 28
2．10 通信係統中幾種常用的隨機過程 30
2．11 平穩隨機過程與時不變綫性係統 36
2．12 循環平穩隨機過程 39
2．13 匹配濾波器 43
2．14 信號的帶寬 47
2．15 常用的幾種特殊函數 50
2．16 本章小結 51
習題 51
主要參考文獻 53
第3章 模擬信號的數字編碼 54
3．1 引言 54
3．2 低通和帶通信號抽樣定理 54
3．2．1 低通信號理想抽樣 54
3．2．2 低通信號自然抽樣 55
3．2．3 混疊現象與低通抽樣定理 56
3．2．4 帶通抽樣定理 58
3．3 模擬信號的量化 61
3．3．1 標量量化 61
3．3．2 矢量量化 63
3．3．3 均勻量化 64
3．3．4 非均勻量化 67
3．3．5 對數量化 72
3．4 脈衝編碼調製 77
3．4．1 常用的PCM編碼方式 77
3．4．2 A律與?律PCM編碼 78
3．4．3 對數PCM與綫性PCM間的變換 81
3．5 差分脈衝編碼調製（DPCM） 83
3．5．1 預測編碼的基本概念 84
3．5．2 信號預測的基本方法 85
3．5．3 自適應差分脈衝編碼調製 89
3．6 增量調製（ 調製） 91
3．6．1 簡單增量調製 92
3．6．2 增量總和調製――?-Σ調製 95
3．6．3 數字壓擴自適應增量調製 97
3．7 不同編碼方式的誤碼性能分析 99
3．7．1 增量調製編碼的誤碼性能分析 99
3．7．2 綫性PCM編碼的誤碼性能分析 101
3．7．3 兩種編碼的抗誤碼性能比較 102
3．8 本章小結 103
習題 103
主要參考文獻 104
第4章 信息論基礎 105
4．1 引言 105
4．2 信息的度量 105
4．2．1 離散信源信息的度量 106
4．2．2 離散信源的平均信息量――信源的熵 107
4．2．3 熵的最大化 107
4．2．4 離散信源的聯閤熵與條件熵 111
4．3 離散信道及容量 112
4．3．1 信道的模型 112
4．3．2 互信息量 113
4．3．3 熵函數與平均互信息量之間的關係 114
4．3．4 離散信道的容量 116
4．3．5 離散無記憶對稱信道及特性 119
4．4 連續信源、信道及容量 121
4．4．1 連續信源的相對熵 121
4．4．2 連續信源的相對條件熵和互信息量 123
4．4．3 連續信源的相對熵的最大化 125
4．4．4 加性高斯噪聲乾擾信道的容量 127
4．4．5 信道容量和信道帶寬的歸一化分析 131
4．5 信源編碼的基本概念與方法 133
4．5．1 離散無記憶信源 133
4．5．2 離散無記憶信源的等長編碼 135
4．5．3 離散無記憶信源的不等長編碼 143
4．5．4 霍夫曼編碼 149
4．6 信道編碼的基本概念與方法 154
4．6．1 離散無記憶信道的轉移矩陣與後驗概率矩陣 154
4．6．2 最大後驗概率譯碼準則 156
4．6．3 最大似然譯碼準則 157
4．6．4 費諾不等式 158
4．6．5 信道編碼定理 160
4．7 率失真理論 166
4．7．1 平均失真度 166
4．7．2 率失真函數 167
4．8 本章小結 176
習題 176
主要參考文獻 179
第5章 數字基帶傳輸係統 180
5．1 引言 180
5．2 基帶傳輸係統基本模型 180
5．3 基帶信號的波形設計與編碼 181
5．3．1 基帶信號的波形設計原則 181
5．3．2 基帶信號的基本波形 182
5．3．3 常用的基帶信號傳輸碼型 183
5．4 基帶信號的功率譜 186
5．4．1 二進製純隨機序列基帶信號的功率譜 186
5．4．2 二進製平穩序列基帶信號的功率譜 190
5．5 碼間串擾與波形傳輸無失真的條件 192
5．5．1 基帶信道的傳輸特性與碼間串擾 192
5．5．2 奈奎斯特第一準則 193
5．5．3 奈奎斯特第二準則 200
5．5．4 奈奎斯特第三準則 202
5．6 部分響應基帶傳輸係統 203
5．6．1 部分響應係統的信號波形特性 203
5．6．2 預編碼和相關編碼 207
5．7 基帶信號的檢測與最佳接收 210
5．7．1 加性高斯白噪聲乾擾下的信號檢測 210
5．7．2 基帶信號的最佳接收 215
5．7．3 基帶傳輸係統特性的眼圖觀測方法 219
5．8 本章小結 220
習題 220
主要參考文獻 223
第6章 數字載波調製傳輸係統 224
6．1 引言 224
6．2 數字載波調製與解調的基本原理 225
6．2．1 數字載波調製的基本原理 225
6．2．2 數字載波調製信號的功率譜分析 227
6．2．3 數字載波調製信號解調的基本原理 229
6．3 二進製數字載波調製傳輸係統 232
6．3．1 2ASK調製解調係統 232
6．3．2 2PSK調製解調係統 242
6．3．3 2DPSK調製解調係統 247
6．3．4 2FSK調製解調係統 252
6．3．5 二進製調製解調係統的性能比較 258
6．4 多進製數字載波調製傳輸係統 259
6．4．1 信號統計判決的基本原理 261
6．4．2 MASK調製解調係統 265
6．4．3 MPSK調製解調係統 268
6．4．4 MQAM調製解調係統 272
6．4．5 MFSK調製解調係統 276
6．5 恒包絡連續相位調製 280
6．5．1 MSK調製解調係統 280
6．5．2 GMSK調製解調係統 289
6．6 正交頻分復用載波調製傳輸係統 298
6．6．1 並行傳輸的基本概念 298
6．6．2 OFDM的基本原理 299
6．6．3 OFDM信號的時間保護間隔與循環前綴 302
6．6．4 OFDM信號的功率譜及OFDM信號的特點 303
6．7 本章小結 305
習題 306
主要參考文獻 308
第7章 傳輸信道 309
7．1 引言 309
7．2 信道的定義和分類 309
7．2．1 信道的定義 309
7．2．2 恒參信道 310
7．2．3 隨參信道 311
7．3 信道的損耗與衰落特性 312
7．3．1 自由空間傳輸損耗模型 313
7．3．2 傳輸路徑損耗模型 313
7．3．3 傳輸信道陰影衰落模型 314
7．3．4 路徑損耗與陰影衰落綜閤模型 315
7．4 信道的統計多徑模型 316
7．4．1 多普勒頻移與多徑接收信號 316
7．4．2 窄帶衰落模型 318
7．4．3 寬帶衰落模型* 322
7．5 信道的容量分析 329
7．5．1 平坦衰落信道的容量 329
7．5．2 頻率選擇性衰落信道容量 332
7．6 信道估計與均衡 334
7．6．1 信道估計與均衡的基本概念 334
7．6．2 最大似然序列估計法* 338
7．6．3 數字時域均衡的基本原理 339
7．6．4 數字時域均衡的常用方法 341
7．6．5 自適應均衡器 345
7．7 本章小結 347
習題 347
主要參考文獻 349
第8章 差錯控製編碼 350
8．1 引言 350
8．2 差錯控製編碼的主要類型和方式 350
8．2．1 差錯控製編碼的主要類型 350
8．2．2 差錯控製的方式 350
8．3 簡單的差錯控製方法 351
8．3．1 奇偶校驗碼 351
8．3．2 重復碼 352
8．3．3 水平奇偶校驗碼 353
8．4 綫性分組碼的代數基礎* 354
8．5 綫性分組碼的基本性質 362
8．5．1 碼距的概念 363
8．5．2 碼距與檢錯、糾錯能力的關係 364
8．5．3 綫性分組碼的生成矩陣與監督矩陣 366
8．5．4 綫性分組碼的最小碼距與最小碼重的關係 371
8．5．5 綫性分組碼的標準陣、陪集首和陪集 373
8．5．6 漢明碼 375
8．5．7 綫性分組碼糾錯能力分析 379
8．6 循環碼 381
8．6．1 循環碼的基本概念和定理 381
8．6．2 係統碼結構的循環碼 386
8．6．3 循環冗餘校驗碼 393
8．6．4 漢明循環碼 394
8．6．5 BCH碼* 396
8．7 捲積碼 406
8．7．1 捲積碼編碼器的構造和錶示方法 406
8．7．2 捲積碼的捲積關係、生成矩陣與生成多項式 407
8．7．3 捲積碼的監督矩陣與監督多項式矩陣 414
8．7．4 捲積碼的伴隨式與代數譯碼 416
8．7．5 捲積碼的狀態圖、樹圖與網格圖描述 421
8．7．6 捲積碼的距離特性與轉移函數 425
8．7．7 捲積碼的概率譯碼原理 430
8．7．8 捲積碼的維特比譯碼 433
8．7．9 維特比譯碼器的性能分析* 443
8．7．10 捲積碼的碼率變換操作――鑿孔捲積碼* 446
8．8 調製與編碼的權衡 450
8．8．1 調製方式的權衡問題 450
8．8．2 帶寬受限係統與功率受限係統 452
8．8．3 帶寬與功率均受限係統 454
8．9 本章小結 458
習題 458
主要參考文獻 460
第9章 同步原理與技術 461
9．1 引言 461
9．2 鎖相環 461
9．2．1 鎖相環的組成 461
9．2．2 鎖相環的工作原理 462
9．2．3 鎖相環的基本性能分析 463
9．3 載波同步 467
9．3．1 直接提取法 467
9．3．2 插入導頻法 472
9．3．3 載波相位的似然估計法* 473
9．4 符號同步 477
9．4．1 直接提取法 477
9．4．2 插入導頻法 479
9．4．3 符號同步的似然估計法* 480
9．4．4 載波相位和符號同步的聯閤估計* 481
9．5 幀同步 482
9．5．1 幀同步標識符的周期性插入法 483
9．5．2 幀同步標識符的相關搜索法 486
9．6 本章小結 489
習題 489
主要參考文獻 491
第10章 擴展頻譜通信技術 492
10．1 引言 492
10．2 擴頻係統的基本概念 492
10．2．1 擴頻係統的基本原理 492
10．2．2 擴頻係統的分類 493
10．2．3 擴頻係統的主要技術指標 496
10．2．4 擴頻係統的特點 497
10．3 僞隨機序列 498
10．3．1 m序列 499
10．3．2 Gold序列 503
10．4 直接序列擴頻技術 505
10．5 跳頻技術 506
10．5．1 跳頻係統工作原理 506
10．5．2 跳頻器 508
10．6 擴頻係統的同步 510
10．6．1 擴頻碼的捕獲 510
10．6．2 擴頻碼的跟蹤 513
10．7 擴頻技術的應用 515
10．7．1 擴頻技術在軍事通信中的應用 515
10．7．2 擴頻技術在民用通信中的應用 516
10．8 本章小結 518
習題 518
主要參考文獻 519
第11章 信道復用與多址技術 520
11．1 引言 520
11．2 頻分復用與頻分多址 521
11．3 時分復用與時分多址 522
11．4 碼分復用與碼分多址 523
11．5 空分復用與空分多址 526
11．6 統計復用與隨機多址 527
11．7 綜閤復用 533
11．8 本章小結 534
習題 534
主要參考文獻 534
附錄 縮寫索引錶 535

前言/序言

前 言

數字通信已成為現代通信係統的一項基本技術。近幾十年來，國內外齣版瞭大量有關通信原理和通信係統方麵的教材，特彆是有關數字通信原理方麵的教材，其中不乏優秀的著作。這些教材各具特色，培養瞭一代又一代通信等領域的工程技術人員。隨著20世紀末和21世紀初電子技術、信息技術和通信網絡等工程應用技術的迅速發展，在大學中電子、信息與通信領域專業課程和教學內容的設置，也發生瞭許多變化。其中，最明顯的改變是增設瞭許多基於計算機技術和方法的各種專業課程，原有包括通信原理在內的許多經典課程的教學課時數不得不壓縮。同時，互聯網的普及應用也使得學生獲取各類知識的來源和內容變得更加豐富與多元化。因此，需要考慮如何在有限的課時內以更有效的方式介紹數字通信原理的內容。另外，隨著計算機與數字信號處理軟/硬件技術、可編程陣列器件和集成電路等技術的發展，通信係統，特彆是數字通信係統的物理實現方式，也發生瞭很大的變化。通信係統中要實現的各種功能，已經極少以單元電路的形式齣現，這些變化日益凸顯瞭通信係統的理論與各種算法的重要性。本書的編著者在撰寫本書時，考慮瞭上述這些變化因素。本書有如下的特點：

1. 本書對於學生在大學階段需要掌握的數字通信的基本原理，進行瞭詳盡的敘述。對於有關定理和重要的結論，隻要其證明過程在本科階段該專業學生的數學知識範圍內，都會給齣完整的分析。其中對有些我們認為學生較難理解的知識點和重要方法的討論，甚至到瞭不厭其煩的程度。通過這種方式我們試圖達到如下的目的，即讓教師在本課程的有限課堂教學的學時中，重點講授基本原理、物理概念和其他一些實例，詳細證明過程可以省略。有關定理證明過程的所有數學分析和推導，基本上都可以讓學生自己在課後通過閱讀本教材獲得。

2. 考慮到數字通信原理是一門有關通信係統和技術的基礎性課程，同時注意到現代通信係統主要基於專用集成電路、計算機、高速數字信號處理器以及可編程陣列器件等方法構建和物理實現等特點，在教材的內容安排上，除非涉及解釋原理和概念的需要，基本上未涉及有關通信係統中某個功能單元電路的具體實現問題。有關這些知識的瞭解，我們設想學生可以在瞭解基本原理的基礎上，通過與數字通信原理課程配套的實驗或課程設計等方式來達到。

3. 書中采用瞭大量圖示方法，如原理框圖、頻譜特性和信號波形等，來解釋和描述通信過程中的各種物理現象，以便形象地反映通信係統中各種信號的特徵，使讀者可更好地加深對其物理概念的理解。

4. 注意到正交頻分復用（OFDM）已成為寬帶無綫通信係統的一項基本技術，本書與許多近期齣版的通信原理教材一樣，增加瞭這方麵的內容。另外，考慮到無綫通信的應用日益廣泛，在介紹傳輸信道時突齣瞭對無綫信道特性的分析。同時為強調信道特性對信號正確接收和解調的密切關聯性，將信道均衡部分的內容整閤到瞭傳輸信道一章中。

5. 對於數字通信原理課程中原有的經典內容，在信息論基礎方麵，增加瞭有關信源編碼方麵的討論。考慮到目前應用廣泛的MSK和GMSK等信號的重要性，本書對其進行瞭詳細討論，對於其中難以用數學公式解釋的信號解調過程，通過示例進行瞭的分析和說明。同時考慮到差錯控製編碼在數字通信係統中的重要性，本書對於綫性分組碼和捲積碼的內容，特彆是BCH碼的譯碼、捲積碼的軟譯碼和鑿孔碼等方麵的內容，進行瞭較大的加強。另外，在同步方麵，討論瞭更多的方法和技術。

6. 本書努力吸收瞭現有的一些國外教材中有利於學生對加深對數字通信原理的理解和知識應用等方麵的內容，如第2章中有關信號帶寬的描述、第7章中有關信道特性的內容、第8章中有關調製與編碼的權衡等。

7. 為提示讀者對每一知識點的關注和和閱讀過程中對問題的理解，文中對每個較為重要問題的討論，前麵都盡可能給齣文字經加重的標題，對每段文字中首次齣現的關鍵字，通常都用加粗的宋體字對其加以凸顯。

本書對內容的錶述和定理的證明力圖詳盡，對此我們也擔心自學的讀者在閱讀過程中，可能會陷入對分析證明過程的細節的過於關注，反而忽略瞭對基本概念和原理的理解與掌握。因此，我們希望讀者在學習過程中，要謹記最重要的不是瞭解一些定理的證明方法或解題技巧，而是掌握數字通信的基本概念、原理和方法。而這些關鍵知識主要包含在定義、定理等基本內容中，所有有關細節的敘述、分析和討論，都是為理解定義、定理等基本內容服務的。

本書介紹的主要是大學本科階段通信原理課程的基本內容。全書共分11章，第1章緒論介紹通信的發展概括、通信係統的基本組成、數字通信的特點以及通信係統的主要參數；第2章信號分析基礎 數字通信原理（第2版） 下載 mobi epub pdf txt 電子書

這本書對於工程應用價值極低，僅適閤當教材。意義不大

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