數字通信原理(2016年電子工業出版社出版的圖書)

《數字通信原理》是2016年電子工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：數字通信原理
• 作者： 馮穗力
• 出版時間：2016年
• 出版社：電子工業出版社
• ISBN：9787121288708
• 開本：16 開

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、資訊理論基礎、信號的基帶傳輸、調製解調技術、信道特性、差錯控制編碼、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。

圖書目錄

第1章 緒論 1

1．1 近代與現代通信技術的發展歷史和現狀 1

1．2 數字通信系統的基本組成 3

1．3 數字通信的特點 3

1．4 數字通信系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 確定信號分析方法回顧 9

2．3 信號的矢量表示 13

2．4 希爾伯特變換及套用 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 隨機變數函式的分布及數字特徵 25

2．8 平穩隨機信號 26

2．9 信號功率譜密度 28

2．10 通信系統中幾種常用的隨機過程 30

2．11 平穩隨機過程與時不變線性系統 36

2．12 循環平穩隨機過程 39

2．13 匹配濾波器 43

2．14 信號的頻寬 47

2．15 常用的幾種特殊函式 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與線性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 線性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 資訊理論基礎 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 離散信源的聯合熵與條件熵 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 熵函式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 加性高斯噪聲干擾信道的容量 127

4．4．5 信道容量和信道頻寬的歸一化分析 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機率矩陣 154

4．6．2 最大後驗機率解碼準則 156

4．6．3 最大似然解碼準則 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 率失真函式 167

4．8 本章小結 176

習題 176

主要參考文獻 179

第5章 數字基帶傳輸系統 180

5．1 引言 180

5．2 基帶傳輸系統基本模型 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 二進制純隨機序列基帶信號的功率譜 186

5．4．2 二進制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 部分回響基帶傳輸系統 203

5．6．1 部分回響系統的信號波形特性 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 加性高斯白噪聲干擾下的信號檢測 210

5．7．2 基帶信號的最佳接收 215

5．7．3 基帶傳輸系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 數字載波調製傳輸系統 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 二進制數字載波調製傳輸系統 232

6．3．1 2ASK調製解調系統 232

6．3．2 2PSK調製解調系統 242

6．3．3 2DPSK調製解調系統 247

6．3．4 2FSK調製解調系統 252

6．3．5 二進制調製解調系統的性能比較 258

6．4 多進制數字載波調製傳輸系統 259

6．4．1 信號統計判決的基本原理 261

6．4．2 MASK調製解調系統 265

6．4．3 MPSK調製解調系統 268

6．4．4 MQAM調製解調系統 272

6．4．5 MFSK調製解調系統 276

6．5 恆包絡連續相位調製 280

6．5．1 MSK調製解調系統 280

6．5．2 GMSK調製解調系統 289

6．6 正交頻分復用載波調製傳輸系統 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 恆參信道 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合模型 315

7．4 信道的統計多徑模型 316

7．4．1 都卜勒頻移與多徑接收信號 316

7．4．2 窄帶衰落模型 318

7．4．3 寬頻衰落模型* 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 差錯控制編碼 350

8．1 引言 350

8．2 差錯控制編碼的主要類型和方式 350

8．2．1 差錯控制編碼的主要類型 350

8．2．2 差錯控制的方式 350

8．3 簡單的差錯控制方法 351

8．3．1 奇偶校驗碼 351

8．3．2 重複碼 352

8．3．3 水平奇偶校驗碼 353

8．4 線性分組碼的代數基礎* 354

8．5 線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 線性分組碼的生成矩陣與監督矩陣 366

8．5．4 線性分組碼的最小碼距與最小碼重的關係 371

8．5．5 線性分組碼的標準陣、陪集首和陪集 373

8．5．6 漢明碼 375

8．5．7 線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 系統碼結構的循環碼 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 卷積碼 406

8．7．1 卷積碼編碼器的構造和表示方法 406

8．7．2 卷積碼的卷積關係、生成矩陣與生成多項式 407

8．7．3 卷積碼的監督矩陣與監督多項式矩陣 414

8．7．4 卷積碼的伴隨式與代數解碼 416

8．7．5 卷積碼的狀態圖、樹圖與格線圖描述 421

8．7．6 卷積碼的距離特性與轉移函式 425

8．7．7 卷積碼的機率解碼原理 430

8．7．8 卷積碼的維特比解碼 433

8．7．9 維特比解碼器的性能分析* 443

8．7．10 卷積碼的碼率變換操作――鑿孔卷積碼* 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 頻寬受限系統與功率受限系統 452

8．8．3 頻寬與功率均受限系統 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合估計* 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尋法 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 擴頻系統的基本概念 492

10．2．1 擴頻系統的基本原理 492

10．2．2 擴頻系統的分類 493

10．2．3 擴頻系統的主要技術指標 496

10．2．4 擴頻系統的特點 497

10．3 偽隨機序列 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 跳頻系統工作原理 506

10．5．2 跳頻器 508

10．6 擴頻系統的同步 510

10．6．1 擴頻碼的捕獲 510

10．6．2 擴頻碼的跟蹤 513

10．7 擴頻技術的套用 515

10．7．1 擴頻技術在軍事通信中的套用 515

10．7．2 擴頻技術在民用通信中的套用 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 綜合復用 533

11．8 本章小結 534

習題 534

主要參考文獻 534

附錄 縮寫索引表 535