本書為普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材《通信原理》的第2版。本書重點(diǎn)介紹了通信的基本原理和理論，并在此基礎(chǔ)上介紹了一些現(xiàn)代通信技術(shù)。本書共8章，主要內(nèi)容包括：通信系統(tǒng)概述、信息論初步、信道與干擾、模擬調(diào)制技術(shù)、模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸、基帶傳輸、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、同步原理。本書的特點(diǎn)是：以通信系統(tǒng)的整體框架為依托，結(jié)合工程實(shí)踐，力求做到深入淺出，理論聯(lián)系實(shí)際，闡述透徹，基本概念準(zhǔn)確。各章結(jié)尾都附有適當(dāng)?shù)牧?xí)題。本書為任課教師提供免費(fèi)電子教學(xué)課件。
本書為普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材《通信原理》的第2版。參編成員均為重慶市精品課程《數(shù)字通信原理》的主講教師，具有從事通信原理教學(xué)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
目 錄
第1章 概述 1
1.1 通信的基本概念 1
1.2 通信發(fā)展簡(jiǎn)史 1
1.3 通信系統(tǒng)的基本組成 3
1.4 信源 4
1.5 通信信道 6
1.5.1 常用通信信道 6
1.5.2 通信信道的基本模型 10
1.6 模擬通信與數(shù)字通信 10
1.6.1 模擬通信與數(shù)字通信的概念 10
1.6.2 模擬通信系統(tǒng)模型 11
1.6.3 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 12
1.7 信息的傳輸方式 14
1.8 數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 15
1.8.1 傳輸速率 15
1.8.2 差錯(cuò)概率 16
習(xí)題1 16
第2章 信息論初步 17
2.1 信息論的兩條發(fā)展途徑 17
2.2 信息論研究的基本內(nèi)容 17
2.3 信息的對(duì)數(shù)量度 18
2.3.1 互信息量 18
2.3.2 通信熵 20
2.3.3 各種熵的性質(zhì) 21
2.3.4 平均互信息量 23
2.4 離散信源與連續(xù)信源 25
2.4.1 離散信源 25
2.4.2 連續(xù)信源 26
2.4.3 信源編碼 29
2.5 信道容量與香農(nóng)公式 30
2.5.1 無擾離散信道的信道容量 30
2.5.2 有擾離散信道的信道容量 31
2.5.3 有擾連續(xù)信道的信道容量 33
2.5.4 香農(nóng)公式 34
2.6 信道編碼 36
2.6.1 香農(nóng)第二定理 37
2.6.2 編碼方法 37
2.6.3 檢錯(cuò)與糾錯(cuò) 38
習(xí)題2 41
第3章 信道與干擾 42
3.1 概述 42
3.1.1 狹義信道和廣義信道 42
3.1.2 信道模型 43
3.2 信號(hào)通過線性時(shí)不變系統(tǒng) 45
3.2.1 隨機(jī)信號(hào) 45
3.2.2 信號(hào)的無失真?zhèn)鞑l件 50
3.2.3 平穩(wěn)隨機(jī)過程通過系統(tǒng) 52
3.3 白噪聲 53
3.3.1 白噪聲 53
3.3.2 高斯噪聲 54
3.3.3 高斯白噪聲 55
3.3.4 窄帶高斯噪聲 56
3.4 變參信道及其對(duì)信號(hào)傳輸
的影響 58
3.4.1 變參信道 58
3.4.2 變參信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?59
3.4.3 變參信道特性的改善(分集
接收) 64
習(xí)題3 68
第4章 模擬調(diào)制技術(shù) 70
4.1 概述 70
4.2 幅度調(diào)制 70
4.2.1 雙邊帶調(diào)幅 71
4.2.2 單邊帶(SSB)調(diào)制 74
4.2.3 殘留邊帶(VSB)調(diào)制 77
4.3 非線性調(diào)制技術(shù) 78
4.3.1 角度調(diào)制的基本概念 79
4.3.2 窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻 80
4.3.3 調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào) 85
4.4 模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能 87
4.4.1 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能 87
4.4.2 非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能 94
4.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較 97
4.5.1 各種模擬調(diào)制方式的性能 97
4.5.2 各種模擬調(diào)制方式的特點(diǎn)
與應(yīng)用 98
習(xí)題4 99
第5章 模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸 101
5.1 引言 101
5.2 模擬信號(hào)的抽樣 101
5.2.1 模擬信號(hào)的抽樣 101
5.2.2 實(shí)際抽樣 104
5.2.3 帶通信號(hào)的抽樣 106
附實(shí)驗(yàn)一：低通信號(hào)的抽樣定理
實(shí)驗(yàn) 109
5.3 信號(hào)的量化 110
5.3.1 量化的基本原理 110
5.3.2 均勻量化 112
5.3.3 最佳量化器與非均勻量化 116
5.3.4 語音信號(hào)的量化 118
5.4 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 124
5.4.1 PCM的基本原理 124
5.4.2 編碼規(guī)則 125
5.4.3 PCM編碼器與譯碼器 127
附實(shí)驗(yàn)二：PCM編碼的壓縮與擴(kuò)張 130
5.4.4 PCM系統(tǒng)的噪聲性能 130
5.5 差分脈沖編碼調(diào)制和增量調(diào)制 132
5.5.1 語音壓縮編碼 132
5.5.2 差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM) 134
5.5.3 增量調(diào)制(ΔM) 135
5.6 時(shí)分復(fù)用及數(shù)字復(fù)接 142
5.6.1 時(shí)分復(fù)用的基本原理 142
5.6.2 PCM一次群 143
5.6.3 數(shù)字復(fù)接技術(shù) 144
5.6.4 準(zhǔn)同步數(shù)字序列 145
5.6.5 同步數(shù)字序列 146
5.6.6 SDH復(fù)用的基本原理 148
5.6.7 SDH組網(wǎng)技術(shù) 151
習(xí)題5 152
第6章 基帶傳輸 155
6.1 概述 155
6.2 基帶信號(hào)及其頻譜特性 156
6.2.1 矩形脈沖波形 156
6.2.2 線路碼型 157
6.2.3 波形序列的功率譜密度 162
6.3 基帶信號(hào)的傳輸與碼間干擾 169
6.3.1 基帶系統(tǒng)模型 170
6.3.2 基帶信號(hào)傳輸中的碼間干擾 171
6.4 基帶傳輸中碼間干擾的消除 172
6.4.1 奈奎斯特第一準(zhǔn)則 172
6.4.2 奈奎斯特第二準(zhǔn)則 179
6.4.3 奈奎斯特第三準(zhǔn)則 182
6.4.4 部分響應(yīng)技術(shù) 183
6.5 基帶信號(hào)的最佳接收 188
6.5.1 引言 188
6.5.2 數(shù)字信號(hào)接收的統(tǒng)計(jì)表示 189
6.5.3 最佳接收準(zhǔn)則 192
6.5.4 二元信號(hào)的最佳接收機(jī) 196
6.5.5 二元信號(hào)最佳接收機(jī)的性能 199
6.5.6 二元信號(hào)的最佳形式 202
6.5.7 匹配濾波器 204
6.6 基帶系統(tǒng)的最佳化 208
6.6.1 最佳基帶系統(tǒng)的概念 208
6.6.2 理想信道的最佳基帶系統(tǒng) 208
6.6.3 非理想信道的最佳基帶系統(tǒng) 216
6.6.4 眼圖 219
6.7 基帶系統(tǒng)的均衡 221
6.7.1 頻域均衡 222
6.7.2 時(shí)域均衡 222
習(xí)題6 229
第7章 數(shù)字調(diào)制與解調(diào) 233
7.1 引言 233
7.2 移幅鍵控(ASK) 233
7.2.1 二進(jìn)制移幅鍵控(2ASK) 233
7.2.2 2ASK系統(tǒng)的性能 236
7.2.3 多進(jìn)制振幅調(diào)制 241
7.3 移相鍵控 243
7.3.1 二進(jìn)制移相鍵控 243
7.3.2 系統(tǒng)性能 247
7.3.3 多進(jìn)制移相鍵控 251
附實(shí)驗(yàn)一：2PSK和2DPSK調(diào)制
解調(diào)系統(tǒng) 260
7.4 移頻鍵控(FSK) 261
7.4.1 二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK)信號(hào)
的產(chǎn)生 261
7.4.2 2FSK信號(hào)的頻譜特性 262
7.4.3 2FSK信號(hào)的解調(diào) 266
7.4.4 2FSK系統(tǒng)的性能 271
7.4.5 MSK方式 275
7.4.6 多進(jìn)制移頻鍵控 279
附實(shí)驗(yàn)二：2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 282
7.5 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 284
7.6 鍵控信號(hào)的復(fù)包絡(luò)法 285
7.6.1 鍵控信號(hào)的復(fù)包絡(luò) 285
7.6.2 利用復(fù)包絡(luò)法求鍵控信號(hào)和窄帶
噪聲的功率譜密度 287
7.6.3 鍵控信號(hào)通過帶通信道 289
7.6.4 鍵控信號(hào)的正交相干解調(diào) 290
7.7 寬帶通信中的調(diào)制技術(shù)簡(jiǎn)介 290
7.7.1 正交幅度鍵控 290
7.7.2 正交頻分復(fù)用 294
習(xí)題7 301
第8章 同步原理 302
8.1 引言 302
8.2 載波同步 302
8.2.1 插入導(dǎo)頻法 302
8.2.2 直接提取法 305
8.2.3 載波同步系統(tǒng)的性能 313
8.2.4 載波相位誤差對(duì)解調(diào)性能
的影響 321
8.3 位同步 322
8.3.1 外同步法 322
8.3.2 自同步法 324
8.3.3 位同步系統(tǒng)的性能及其相位
誤差對(duì)性能的影響 335
8.4 群同步 338
8.4.1 起止式同步法 338
8.4.2 加高式或加寬式同步法 338
8.4.3 連貫式插入法 339
8.4.4 間隔式插入法 343
8.4.5 群同步系統(tǒng)的性能 344
8.4.6 群同步的保護(hù) 350
習(xí)題8 352
參考文獻(xiàn) 354
第2版前言
本教材包括模擬通信和數(shù)字通信的基本原理，但側(cè)重于數(shù)字通信原理。本教材參考了大量國內(nèi)外同類教材并結(jié)合作者多年講授這門課程的經(jīng)驗(yàn)編寫而成，重點(diǎn)介紹通信的基本原理和相關(guān)理論，并在此基礎(chǔ)上介紹一些現(xiàn)代通信技術(shù)，希望適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)對(duì)通信專業(yè)本科生的要求。作者在編寫中力求基本概念準(zhǔn)確，闡述透徹，由淺入深，讓讀者易學(xué)易懂。
本教材共分8章：第1章“概述”，介紹通信系統(tǒng)的基本組成、分類及系統(tǒng)模型，重點(diǎn)介紹數(shù)字通信系統(tǒng)及其性能指標(biāo)；第2章“信息論初步”，介紹信息論的相關(guān)知識(shí)；第3章介紹信道與干擾；第4章討論模擬調(diào)制技術(shù)；第5章“模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸”，介紹模擬信號(hào)數(shù)字化的基本原理、脈沖編碼調(diào)制(PCM)、增量調(diào)制(ΔM)等現(xiàn)代語音壓縮編碼技術(shù)及復(fù)接技術(shù)；第6章“基帶傳輸”，全面介紹基帶信號(hào)傳輸?shù)幕驹恚瑥幕鶐盘?hào)的碼型、頻率特性，基帶系統(tǒng)的組成，基帶信號(hào)通過基帶系統(tǒng)傳輸受到的主要影響，碼間干擾和噪聲干擾及克服和減小它們的方法等幾方面進(jìn)行理論分析；第7章“數(shù)字調(diào)制與解調(diào)”，介紹三種數(shù)字調(diào)制與解調(diào)技術(shù)的基本原理，并對(duì)其性能進(jìn)行分析和比較，在此基礎(chǔ)上討
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