本書深入和系統地討論現代通信系統中涉及的基本理論和分析方法。內容涵蓋模擬通信和數字通信,但側重數字通信。
全書共12章,內容涉及通信系統的基本概念、確定性信號、隨機過程、信道、模擬通信系統、數字基帶傳輸、正弦載波數字傳輸、模擬信號的數字傳輸、數字信號的*接收、差錯控制編碼、偽隨機序列、同步原理等。各章均設有習題和思考題,書后附有部分習題答案。
本書內容豐富,取材恰當,講述由淺入深,簡明透徹,概念清楚,注重理論聯系實際,既便于教學也方便廣大工程技術人員參考。
本書可作為通信原理課程的本科生和研究生教材,也可作為研究生入學考試的參考書,還可作為相關大學教師和科學技術人員的參考資料。
《通信原理教程》由西安電子科技大學名師編著,系統深入地討論現代通信系統中涉及的基本理論和分析方法。本書特色:(1)內容涵蓋模擬通信和數字通信,但側重數字通信。(2)講述由淺入深,簡明透徹,概念清楚。(3)取材恰當,注重理論聯系實際,既便于教學也便于自學。(4)內容精煉,更適合一般學校和少學時教學使用。
前言
本書源自《通信原理(第2版)》(清華大學出版社)[12]和《通信原理(第5版)》(國防工業出版社)[4]。因此, 在學術上本書與以上兩本書是緊密銜接的, 在習題選用上本書與以上兩本書大多是類同的, 在內容安排上本書更符合部分高校的教學要求。
全書共12章,主要內容包括模擬通信和數字通信,但側重數字通信。全書分為三部分。第一部分(第1~5章),闡述通信基礎知識和模擬通信原理,其中第2章和第3章扼要介紹本書其他章節所需的確定性信號、隨機過程與噪聲分析原理;
第二部分(第6~9章),論述數字通信、模擬信號數字化和數字信號最佳接收原理;
第三部分(第10~12章),討論通信中的編碼、同步和偽隨機序列等技術。各章配有習題和思考題,書后附有部分習題答案。
本書主要具有以下特點。①保留了《通信原理(第5版)》(國防工業出版社)的優點(例如,安排有模擬通信內容,但主要論述數字通信;
先講解數字信號普通接收機,后論述最佳接收機;
合理要求先修隨機過程課程和實際模擬通信系統課程;
采用可簡易進行高精度計算誤碼率的補誤差函數形式等)。②繼承了《通信原理(第2版)》(清華大學出版社)的嚴謹性和系統性等長處。③講述由淺入深,簡明透徹,概念清楚;
取材恰當,注重理論聯系實際,既便于教學也便于自學;
總之, 更適應通信事業發展的需求。
本書參考學時數為46~80學時,也可根據需要靈活安排較少學時。根據學生先修課程情況,第2章可少講或不講,第3章大部分可少講,多讓學生自修(因為本書要求先修隨機過程課程)。在教學過程中,需配合一定示教和實驗。本書有已出版的《通信原理學習輔導》(清華大學出版社)一書作配套。本書編著者有張甫翊和徐炳祥。由張甫翊定稿,統編全書。
本書在編寫中得到西安電子科技大學通信工程學院的大力支持,對此表示感謝。在此還需感謝清華大學出版社文怡編輯的熱心幫助和讀者對本書的支持。
書中難免有不當或錯誤之處,誠心希望讀者指正。
編者電子郵件地址: fuyi_zhang@sina.com。
編者
2017年10月
目錄
第1章緒論
1.1引言
1.2通信系統的組成
1.2.1一種簡化的電通信系統模型
1.2.2模擬通信系統和數字通信系統
1.3通信系統的分類及通信方式
1.3.1通信系統的分類
1.3.2通信方式
1.4信息及其度量
1.5通信系統的主要性能指標
1.5.1模擬通信系統主要傳輸性能指標
1.5.2數字通信系統主要傳輸性能指標
思考題
習題
第2章確定性信號
2.1確定性信號的類型
2.2確定性信號的頻域分析
2.2.1周期信號的傅里葉級數
2.2.2能量信號的傅里葉變換
2.2.3功率信號的傅里葉變換
2.2.4能量譜密度和功率譜密度
2.3確定性信號的時域分析
2.3.1互相關函數
2.3.2自相關函數
2.3.3相關函數的性質
思考題
習題
第3章隨機過程
3.1引言
3.2隨機過程的基本特性
3.2.1隨機過程的分布函數
3.2.2隨機過程的數字特征
3.3平穩隨機過程
3.3.1狹義平穩隨機過程和廣義平穩隨機過程
3.3.2平穩過程的自相關函數和功率譜密度
3.4各態歷經過程
3.5高斯隨機過程
3.5.1高斯過程的概率密度
3.5.2高斯過程的重要性質
3.5.3高斯平穩過程的一維分布
3.6平穩隨機過程通過恒參線性系統
3.7窄帶隨機過程
3.8白噪聲、低通白噪聲和帶通白噪聲
3.8.1白噪聲
3.8.2低通白噪聲
3.8.3帶通白噪聲
3.9窄帶隨機過程加正弦波
思考題
習題
第4章信道
4.1引言
4.2信道的分類
4.3調制信道和編碼信道的數學描述
4.3.1調制信道模型
4.3.2編碼信道
4.4有線信道和無線中繼及衛星中繼
4.4.1有線信道
4.4.2無線信道
4.5恒參信道的傳輸分析
4.6短波信道和對流層散射信道
4.6.1短波電離層反射信道
4.6.2對流層散射信道
4.7隨參信道傳輸的分析
4.8通信系統中的噪聲
4.8.1噪聲分類
4.8.2熱噪聲
4.8.3散彈噪聲
4.8.4宇宙噪聲
4.9信道容量
思考題
習題
第5章模擬調制通信系統
5.1引言
5.2幅度調制原理
5.2.1標準調幅信號
5.2.2抑制載波雙邊帶(DSBSC)信號
5.2.3單邊帶(SSB)信號
5.2.4殘留邊帶(VSB)信號
5.3幅度調制通信系統的抗噪聲性能
5.3.1幅度調制信號的解調
5.3.2幅度調制接收系統的抗噪性能
5.4角度調制和解調原理
5.4.1角度調制原理
5.4.2FM信號的解調原理
5.5鑒頻接收系統的抗噪性能
5.5.1分析模型和輸入信噪比
5.5.2大信噪比時鑒頻解調增益
5.5.3小信噪比時鑒頻解調的門限效應
5.6模擬傳輸系統的性能比較
5.7頻分復用和多級調制及復合調制
5.7.1頻分復用
5.7.2多級調制及復合調制
思考題
習題
第6章數字基帶傳輸系統
6.1引言
6.2數字基帶信號及其頻譜特性
6.2.1常見的數字基帶信號碼波形
6.2.2基帶信號的頻譜特性
6.3基帶傳輸用的常見碼型
6.4基帶脈沖傳輸模型
6.5無碼間串擾的基帶傳輸特性
6.5.1無ISI的基帶傳輸特性
6.5.2無ISI傳輸特性H()的設計
6.6基帶傳輸系統的抗噪聲性能
6.7眼圖
6.8時域均衡
6.8.1時域均衡原理
6.8.2衡量ISI的準則和橫向濾波器設計
6.8.3均衡器的實現
6.9部分響應系統
6.9.1第Ⅰ類部分響應波形
6.9.2常見的部分響應系統
思考題
習題
第7章正弦載波數字調制通信系統
7.1引言
7.2二進制數字調制和解調原理
7.2.1二進制幅移鍵控(2ASK)調制和解調
7.2.2二進制頻移鍵控(2FSK)調制和解調
7.2.3二進制相移鍵控(2PSK)及二進制差分相移鍵控(2DPSK)調制和解調
7.3二進制數字調制通信系統的抗噪聲性能
7.3.1通斷鍵控(OOK)通信系統的抗噪聲性能
7.3.22FSK通信系統的抗噪聲性能
7.3.32PSK及2DPSK通信系統的抗噪聲性能
7.4二進制數字調制通信系統的性能比較
7.5多進制數字調制通信系統
7.5.1MASK通信系統原理及抗噪聲性能
7.5.2MFSK通信系統原理及抗噪聲性能
7.5.3多進制相位調制通信系統原理及抗噪聲性能
7.5.4振幅相位鍵控(APK)通信系統原理
7.6改進的數字調制方式
7.6.1最小頻移鍵控(MSK)
7.6.2高斯最小頻移鍵控(GMSK)方式
思考題
習題
第8章模擬信號的數字傳輸
8.1引言
8.2抽樣定理
8.2.1低通模擬信號抽樣
8.2.2帶通模擬信號抽樣
8.3脈沖振幅調制(PAM)
8.4模擬信號的量化
8.4.1均勻量化
8.4.2非均勻量化
8.5脈沖編碼調制(PCM)
8.5.1PCM原理
8.5.2PCM系統的抗噪聲性能
8.6差分脈沖編碼調制(DPCM)系統
8.7增量調制
8.7.1增量調制原理
8.7.2M系統中的量化噪聲
8.8DPCM系統中的量化噪聲
8.9時分復用和多路數字電話系統
8.9.1TDM數字電話通信系統的組成
8.9.2數字電話系統幀結構和傳碼率
8.9.3數字通信系統中的復接
8.10話音和圖像的壓縮編碼
8.10.1話音壓縮編碼
8.10.2圖像壓縮編碼
思考題
習題
第9章數字信號的最佳接收
9.1引言
9.2數字信號接收的統計描述
9.3關于最佳接收準則
9.4確知信號的最佳接收
9.4.1二進制確知信號的最佳接收機
9.4.2二進制確知信號最佳接收機的性能
9.4.3二進制確知信號的最佳形式
9.4.4多進制確知信號的最佳接收機及其性能
9.5隨相信號的最佳接收
9.5.1二進制隨相信號的最佳接收機
9.5.2二進制隨相信號最佳接收機的性能
9.6起伏信號的最佳接收
9.7普通接收機與最佳接收機的性能比較
9.8匹配濾波器
9.8.1匹配濾波器的原理
9.8.2最佳接收的匹配濾波形式
思考題
習題
第10章差錯控制編碼
10.1引言
10.2糾錯編碼的基本原理
10.3常用的簡單碼
10.4線性分組碼
10.5循環碼
10.5.1循環碼原理
10.5.2循環碼的編、解碼方法
10.5.3縮短循環碼
10.5.4BCH碼
10.5.5里德索洛蒙碼
10.6卷積碼
10.6.1卷積碼的圖形描述
10.6.2卷積碼的解析表示
10.6.3卷積碼譯碼
思考題
習題
第11章偽隨機序列及誤碼測試
11.1引言
11.2m序列
11.2.1m序列的產生
11.2.2m序列的性質
11.3誤碼測試
思考題
習題
第12章同步原理
12.1引言
12.2載波同步的方法
12.2.1載波同步時插入導頻法
12.2.2載波同步時直接法
12.3位同步的方法
12.3.1位同步時插入導頻法
12.3.2位同步時直接法
12.4群同步
12.4.1起止式同步法
12.4.2連貫式插入法
12.4.3間隔式插入法
思考題
習題
附錄
附錄AQ函數
附錄B補誤差函數表
附錄C中英文縮寫名詞對照表
附錄D部分習題答案
參考文獻