本書是普通高等教育電子信息類系列教材之一，是編者在長期教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上編寫的。
全書共分12章，主要內(nèi)容包括緒論、隨機過程、信道與噪聲、模擬調(diào)制系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、模擬信號的數(shù)字傳輸、數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)、數(shù)字信號的*佳接收、差錯控制編碼、偽隨機序列及編碼、同步原理、MATLAB在通信仿真中的應(yīng)用。為了便于讀者使用，每章開始有本章概述和知識點，*后是本章小結(jié)和思考題與習(xí)題。
本書可以作為普通高等院校電子、信息、物聯(lián)網(wǎng)、通信類專業(yè)本科生的教材，也可以供相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考。
本書是普通高等教育電子信息類系列教材之一，是編者在長期教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上編寫的。
全書共12章，第1～3章是基礎(chǔ)部分，第4章是模擬通信，第6章是模擬信號數(shù)字傳輸，第5、7～11是數(shù)字通信，第12章是通信系統(tǒng)仿真。
第1章為緒論，介紹通信系統(tǒng)的概念、組成和主要性能指標(biāo)，概述了通信現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。
第2章為隨機過程，主要介紹隨機信號分析所必需的一些基礎(chǔ)理論，包括隨機信號的統(tǒng)計描述和分析、平穩(wěn)隨機過程通過線性系統(tǒng)的分析、高斯隨機過程、窄帶隨機過程、正弦波加窄帶高斯過程的統(tǒng)計特性。
第3章為信道與噪聲，概述了調(diào)制信道和編碼信道，分析了恒參信道、隨參信道特性及對信號傳輸?shù)挠绊�，介紹了幾種分集技術(shù)，介紹了信道加性噪聲，后介紹了香農(nóng)信道容量概念。
第4章為模擬調(diào)制系統(tǒng)，介紹了線性調(diào)制和非線性調(diào)制的原理，給出了一般模型，分析了線性調(diào)制系統(tǒng)和非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，后對常用的線性調(diào)制系統(tǒng)和非線性調(diào)制系統(tǒng)性能進行了綜合比較。
第5章為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，概述了數(shù)字基帶信號、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、無碼間串?dāng)_傳輸特性，分析了數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能，介紹了眼圖、時域均衡和部分響應(yīng)技術(shù)。
第6章為模擬信號的數(shù)字傳輸，闡述了低通型信號、帶通型信號抽樣定理和均勻量化、非均勻量化的基本原理;以基本的脈沖振幅調(diào)制（PAM）、脈沖編碼調(diào)制（PCM）和簡單增量調(diào)制（ΔM）為重點討論了工作原理，分析了系統(tǒng)抗噪聲性能,并介紹了自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）。
第7章為數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)，概述了數(shù)字調(diào)制解調(diào)的基本原理。以二進制調(diào)制系統(tǒng)為主，論述了二進制數(shù)字調(diào)制、解調(diào)原理和方法，分析了系統(tǒng)抗噪聲性能，介紹了多進制數(shù)字調(diào)制、解調(diào)原理。
第8章為數(shù)字信號的接收，討論了數(shù)字信號接收的統(tǒng)計判決模型和判決準(zhǔn)則;重點論述匹配濾波器接收和相關(guān)器接收原理，闡述了確知信號和隨機信號接收機結(jié)構(gòu)和性能;后介紹了基帶傳輸系統(tǒng)原理。
第9章為差錯控制編碼，介紹了差錯控制編碼的原理及常用檢錯碼和糾錯碼的概念，重點分析了線性分組碼和卷積碼的構(gòu)成原理及解碼方法，同時還介紹了網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）技術(shù)。
第10章為偽隨機序列及編碼，介紹了m序列的產(chǎn)生、性質(zhì)及應(yīng)用情況。
第11章為同步原理，討論了載波同步、位同步、群同步的原理和技術(shù)。
第12章為MATLAB在通信仿真中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了MATLAB通信工具箱及其在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，同時介紹了實現(xiàn)通信系統(tǒng)的信源編/譯碼、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、通信仿真和同步技術(shù)仿真的MATLAB仿真方法與技巧。
本書的特點是系統(tǒng)性強，內(nèi)容編排連貫，突出基本概念、基本原理；注重通信技術(shù)在實際通信系統(tǒng)中的應(yīng)用及通信系統(tǒng)仿真，注意吸收新技術(shù)和新的通信系統(tǒng)；注重知識的歸納與總結(jié)，每章的前面都有概述和知識點，章后有小結(jié)；語言簡練、通俗易懂、深入淺出，適用對象廣泛。
本書由廣西科技師范學(xué)院的隋曉紅，黑龍江科技大學(xué)的張小清、石磊,黑河學(xué)院的白玉共同編寫。隋曉紅編寫第5～7章，張小清編寫第3、8～11章，白玉編寫第1、2、12章，石磊編寫第4章。全書由隋曉紅負(fù)責(zé)制訂編寫大綱、組稿和統(tǒng)稿等工作。
廣西科技師范學(xué)院的吳建生教授在百忙之中對全書進行了認(rèn)真的審閱，并提出了許多寶貴意見，在此表示衷心的感謝。
本書得到廣西本科高�！拔锫�(lián)網(wǎng)工程”特色專業(yè)建設(shè)項目經(jīng)費資助，亦得到2020 年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目“OBE 教育理念下的“產(chǎn)教結(jié)合、校企一體”模式的研究與實踐”(項目編號2020JGB405) 經(jīng)費的資助。
限于編者水平，書中錯誤和不足之處在所難免，殷切希望各界讀者批評指正。
編者
前言
第1章緒論1
1.1通信的基本概念1
1.1.1通信的定義1
1.1.2通信的分類1
1.1.3通信的工作方式3
1.2通信系統(tǒng)的組成5
1.2.1模擬通信系統(tǒng)6
1.2.2數(shù)字通信系統(tǒng)6
1.2.3數(shù)字通信的主要優(yōu)缺點8
1.3通信技術(shù)發(fā)展概況9
1.3.1通信發(fā)展簡史9
1.3.2通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢10
1.4數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)11
1.4.1一般通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)11
1.4.2信息及其量度12
1.4.3有效性指標(biāo)的具體表述15
1.4.4可靠性指標(biāo)的具體表述16
1.5數(shù)字通信的主要技術(shù)問題17
1.6本章小結(jié)18
1.7思考題與習(xí)題19
第2章隨機過程24
2.1隨機過程的基本概念和統(tǒng)計特性24
2.1.1隨機過程的基本概念24
2.1.2隨機過程的統(tǒng)計特性25
2.1.3隨機過程的數(shù)字特征26
2.2平穩(wěn)隨機過程27
2.2.1定義27
2.2.2各態(tài)歷經(jīng)性28
2.2.3平穩(wěn)隨機過程自相關(guān)函數(shù)的
性質(zhì)28
2.2.4平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度29
2.3高斯隨機過程31
2.3.1定義32
2.3.2重要性質(zhì)32
2.3.3高斯白噪聲34
2.4隨機過程通過線性系統(tǒng)的分析35
2.5窄帶隨機過程37
2.5.1同相分量和正交分量的統(tǒng)計
特性38
2.5.2包絡(luò)和相位的統(tǒng)計特性40
2.6正弦波加窄帶高斯噪聲41
2.7本章小結(jié)43
2.8思考題與習(xí)題44
第3章信道與噪聲47
3.1信道分類47
3.2調(diào)制信道與編碼信道47
3.2.1調(diào)制信道48
3.2.2編碼信道48
3.3恒參信道49
3.3.1恒參信道實例49
3.3.2恒參信道傳輸特性及其對信號
傳輸?shù)挠绊?1
3.4隨參信道52
3.4.1隨參信道實例52
3.4.2隨參信道傳輸特性及其對信號
傳輸?shù)挠绊?4
3.5隨參信道特性的改善56
3.5.1分集方式57
3.5.2合并方式58
3.6信道加性噪聲58
3.6.1噪聲來源及分類58
3.6.2起伏噪聲的統(tǒng)計特性59
3.6.3等效噪聲帶寬59
3.7信道容量60
3.8本章小結(jié)62
3.9思考題與習(xí)題64
第4章模擬調(diào)制系統(tǒng)66
4.1幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理66
4.1.1調(diào)幅（AM）67
4.1.2抑制載波雙邊帶調(diào)制
（DSBSC）68
4.1.3單邊帶調(diào)制（SSB）69
4.1.4殘留邊帶調(diào)制（VSB）71
4.2線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能73
4.2.1分析模型73
4.2.2線性調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲
性能74
4.2.3調(diào)幅信號包絡(luò)檢波的抗噪聲
性能77
4.3非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理79
4.3.1角度調(diào)制的基本概念80
4.3.2窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻81
4.3.3調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào)85
4.4調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能90
4.5各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較93
4.6本章小結(jié)94
4.7思考題與習(xí)題96
第5章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)101
5.1數(shù)字基帶傳輸概述101
5.2數(shù)字基帶信號及其頻譜特性103
5.2.1數(shù)字基帶信號103
5.2.2基帶信號的頻譜特性104
5.3基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型110
5.4基帶脈沖傳輸與碼間串?dāng)_113
5.5無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性115
5.6無碼間串?dāng)_基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能120
5.7眼圖123
5.8均衡技術(shù)125
5.8.1時域均衡原理125
5.8.2均衡效果的衡量128
5.8.3均衡器的實現(xiàn)與調(diào)整131
5.9部分響應(yīng)系統(tǒng)133
5.9.1第Ⅰ類部分響應(yīng)波形134
5.9.2部分響應(yīng)的一般形式136
5.10本章小結(jié)139
5.11思考題與習(xí)題141
第6章模擬信號的數(shù)字傳輸146
6.1抽樣定理147
6.1.1低通抽樣定理 147
6.1.2帶通抽樣定理150
6.2脈沖振幅調(diào)制（PAM）152
6.3脈沖編碼調(diào)制（PCM）155
6.3.1量化156
6.3.2編碼和譯碼167
6.3.3PCM系統(tǒng)的抗噪聲性能174
6.4自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制
（ADPCM）176
6.4.1DPCM176
6.4.2ADPCM177
6.5增量調(diào)制(ΔM)178
6.5.1簡單增量調(diào)制178
6.5.2增量調(diào)制的過載特性與動態(tài)編碼
范圍181
6.5.3增量調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能182
6.5.4PCM與ΔM系統(tǒng)的比較184
6.6本章小結(jié)185
6.7思考題與習(xí)題187
第7章數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)192
7.1二進制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理192
7.1.1二進制振幅鍵控（2ASK）192
7.1.2二進制移頻鍵控（2FSK）194
7.1.3二進制移相鍵控（2PSK）195
7.1.4二進制差分相位鍵控
（2DPSK）198
7.1.5二進制數(shù)字調(diào)制信號的功率譜
密度200
7.2二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能202
7.2.1二進制振幅鍵控（2ASK）系統(tǒng)的
抗噪聲性能203
7.2.2二進制移頻鍵控（2FSK）系統(tǒng)的
抗噪聲性能209
7.2.3二進制移相鍵控（2PSK）和二進
制差分相位鍵控（2DPSK）系統(tǒng)的
抗噪聲性能213
7.3二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較218
7.4多進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)220
7.4.1多進制數(shù)字振幅調(diào)制系統(tǒng)221
7.4.2多進制數(shù)字頻率調(diào)制系統(tǒng)222
7.4.3多進制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)224
7.5本章小結(jié)228
7.6思考題與習(xí)題230
第8章數(shù)字信號的接收234
8.1接收準(zhǔn)則234
8.1.1統(tǒng)計判決模型234
8.1.2判決準(zhǔn)則235
8.2確知信號的接收及性能237
8.2.1二進制確知信號接收機
結(jié)構(gòu)237
8.2.2二進制確知信號接收機
性能238
8.2.3幾種二進制確知信號的性能240
8.2.4實際接收機與接收機比較242
8.2.5多進制確知信號接收機結(jié)構(gòu)
及性能242
8.3隨相信號的接收243
8.3.1二進制隨相信號的接收機243
8.3.2多進制隨相信號的接收機244
8.4接收機的匹配濾波器形式245
8.4.1匹配濾波器245
8.4.2匹配濾波器組成的接收機247
8.5數(shù)字基帶系統(tǒng)的化248
8.5.1理想信道下的基帶系統(tǒng)249
8.5.2非理想信道下的基帶系統(tǒng)249
8.6本章小結(jié)250
8.7思考題與習(xí)題252
第9章差錯控制編碼255
9.1概述255
9.1.1信道編碼255
9.1.2差錯控制方式255
9.1.3糾錯碼的分類256
9.1.4糾錯編碼的基本原理257
9.2常用的幾種簡單分組碼258
9.2.1奇偶監(jiān)督碼258
9.2.2行列監(jiān)督碼258
9.2.3恒比碼258
9.3線性分組碼259
9.3.1基本概念259
9.3.2監(jiān)督矩陣和生成矩陣259
9.3.3伴隨式（校正子）261
9.4循環(huán)碼262
9.4.1生成多項式及生成矩陣262
9.4.2監(jiān)督多項式及監(jiān)督矩陣263
9.4.3編碼方法和電路264
9.4.4譯碼方法和電路265
9.5卷積碼266
9.5.1基本概念266
9.5.2卷積碼的描述266
9.5.3卷積碼的譯碼268
9.6網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）269
9.7本章小結(jié)271
9.8思考題與習(xí)題272
第10章偽隨機序列及編碼276
10.1偽隨機序列的概念276
10.2正交碼與偽隨機碼276
10.3偽隨機序列的產(chǎn)生277
10.4m序列279
10.4.1線性反饋移位寄存器的特征多
項式279
10.4.2m序列產(chǎn)生器280
10.4.3m序列的性質(zhì)281
10.5M序列283
10.6偽隨機序列的應(yīng)用285
10.6.1擴展頻譜通信285
10.6.2碼分多址（CDMA）通信287
10.6.3通信加密287
10.6.4誤碼率的測量288
10.6.5數(shù)字信息序列的擾碼與解擾289
10.6.6噪聲產(chǎn)生器289
10.6.7時延測量290
10.7本章小結(jié)290
10.8思考題與習(xí)題291
第11章同步原理293
11.1概述293
11.2載波同步294
11.2.1直接法294
11.2.2插入導(dǎo)頻法297
11.2.3載波同步系統(tǒng)的性能及相位誤差
對解調(diào)性能的影響299
11.3位同步301
11.3.1插入導(dǎo)頻法302
11.3.2直接法303
11.3.3位同步系統(tǒng)的性能及其相位誤差
對性能的影響310
11.4群同步313
11.4.1起止式同步法313
11.4.2連貫式插入法313
11.4.3間隔式插入法315
11.4.4群同步系統(tǒng)的性能316
11.4.5群同步的保護317
11.5本章小結(jié)318
11.6思考題與習(xí)題320
第12章MATLAB在通信仿真中的
應(yīng)用323
12.1信息論基礎(chǔ)323
12.1.1信息的度量323
12.1.2信道容量的計算325
12.1.3信源編碼328
12.2模擬線性調(diào)制331
12.2.1常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(AM)332
12.2.2抑制載波雙邊帶調(diào)幅
(DSBSC)338
12.2.3單邊帶調(diào)幅(SSB)341
12.2.4殘留邊帶調(diào)幅(VSB)346
12.3模擬角度調(diào)制346
12.3.1頻率調(diào)制346
12.3.2相位調(diào)制349
12.3.3模擬調(diào)制總結(jié)352
12.4脈沖編碼調(diào)制(PCM)355
12.4.1模擬信號的采樣355
12.4.2量化及量化誤差362
12.4.3均勻量化363
12.4.4對數(shù)量化器及A律PCM編碼366
12.5數(shù)字信號基帶傳輸371
12.5.1數(shù)字基帶信號的碼型371
12.5.2碼型的功率譜分布378
12.5.3基帶傳輸?shù)恼`碼率382
12.5.4擾碼與解擾385
12.6數(shù)字信號載波傳輸389
12.6.1幅度鍵控(ASK)389
12.6.2頻移鍵控(FSK)390
12.6.3相移鍵控(PSK、DPSK)390
12.6.4正交幅度調(diào)制(QAM)396
12.7本章小結(jié)399
12.8思考題與習(xí)題400
參考文獻401
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