通信原理

第1章 概述 1

1．1 通信的基本概念 1

1．2 通信发展简史 1

1．3 通信系统的基本组成 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 模拟通信与数字通信 10

1．6．1 模拟通信与数字通信的概念 10

1．6．2 模拟通信系统模型 11

1．6．3 数字通信系统模型 12

1．7 信息的传输方式 14

1．8 数字通信系统的主要性能指标 15

1．8．1 传输速率 15

1．8．2 差错概率 16

习题1 16

第2章 信息论初步 17

2．1 信息论的两条发展途径 17

2．2 信息论研究的基本内容 17

2．3 信息的对数量度 18

2．3．1 互信息量 18

2．3．2 通信熵 20

2．3．3 各种熵的性质 21

2．3．4 平均互信息量 23

2．4 离散信源与连续信源 25

2．4．1 离散信源 25

2．4．2 连续信源 26

2．4．3 信源编码 29

2．5 信道容量与香农公式 30

2．5．1 无扰离散信道的信道容量 30

2．5．2 有扰离散信道的信道容量 31

2．5．3 有扰连续信道的信道容量 33

2．5．4 香农公式 34

2．6 信道编码 36

2．6．1 香农第二定理 37

2．6．2 编码方法 37

2．6．3 检错与纠错 38

习题2 41

第3章 信道与干扰 42

3．1 概述 42

3．1．1 狭义信道和广义信道 42

3．1．2 信道模型 43

3．2 信号通过线性时不变系统 45

3．2．1 随机信号 45

3．2．2 信号的无失真传播条件 50

3．2．3 平稳随机过程通过系统 52

3．3 白噪声 53

3．3．1 白噪声 53

3．3．2 高斯噪声 54

3．3．3 高斯白噪声 55

3．3．4 窄带高斯噪声 56

3．4 变参信道及其对信号传输

的影响 58

3．4．1 变参信道 58

3．4．2 变参信道对信号传输的影响 59

3．4．3 变参信道特性的改善(分集

接收) 64

习题3 68

第4章 模拟调制技术 70

4．1 概述 70

4．2 幅度调制 70

4．2．1 双边带调幅 71

4．2．2 单边带(SSB)调制 74

4．2．3 残留边带(VSB)调制 77

4．3 非线性调制技术 78

4．3．1 角度调制的基本概念 79

4．3．2 窄带调频与宽带调频 80

4．3．3 调频信号的产生与解调 85

4．4 模拟调制系统的抗噪性能 87

4．4．1 线性调制系统的抗噪性能 87

4．4．2 非线性调制系统的抗噪性能 94

4．5 各种模拟调制系统的比较 97

4．5．1 各种模拟调制方式的性能 97

4．5．2 各种模拟调制方式的特点

与应用 98

习题4 99

第5章 模拟信号的数字化传输 101

5．1 引言 101

5．2 模拟信号的抽样 101

5．2．1 模拟信号的抽样 101

5．2．2 实际抽样 104

5．2．3 带通信号的抽样 106

附实验一：低通信号的抽样定理

实验 109

5．3 信号的量化 110

5．3．1 量化的基本原理 110

5．3．2 均匀量化 112

5．3．3 最佳量化器与非均匀量化 116

5．3．4 语音信号的量化 118

5．4 脉冲编码调制(PCM) 124

5．4．1 PCM的基本原理 124

5．4．2 编码规则 125

5．4．3 PCM编码器与译码器 127

附实验二：PCM编码的压缩与扩张 130

5．4．4 PCM系统的噪声性能 130

5．5 差分脉冲编码调制和增量调制 132

5．5．1 语音压缩编码 132

5．5．2 差分脉冲编码调制(DPCM) 134

5．5．3 增量调制(ΔM) 135

5．6 时分复用及数字复接 142

5．6．1 时分复用的基本原理 142

5．6．2 PCM一次群 143

5．6．3 数字复接技术 144

5．6．4 准同步数字序列 145

5．6．5 同步数字序列 146

5．6．6 SDH复用的基本原理 148

5．6．7 SDH组网技术 151

习题5 152

第6章 基带传输 155

6．1 概述 155

6．2 基带信号及其频谱特性 156

6．2．1 矩形脉冲波形 156

6．2．2 线路码型 157

6．2．3 波形序列的功率谱密度 162

6．3 基带信号的传输与码间干扰 169

6．3．1 基带系统模型 170

6．3．2 基带信号传输中的码间干扰 171

6．4 基带传输中码间干扰的消除 172

6．4．1 奈奎斯特第一准则 172

6．4．2 奈奎斯特第二准则 179

6．4．3 奈奎斯特第三准则 182

6．4．4 部分响应技术 183

6．5 基带信号的最佳接收 188

6．5．1 引言 188

6．5．2 数字信号接收的统计表示 189

6．5．3 最佳接收准则 192

6．5．4 二元信号的最佳接收机 196

6．5．5 二元信号最佳接收机的性能 199

6．5．6 二元信号的最佳形式 202

6．5．7 匹配滤波器 204

6．6 基带系统的最佳化 208

6．6．1 最佳基带系统的概念 208

6．6．2 理想信道的最佳基带系统 208

6．6．3 非理想信道的最佳基带系统 216

6．6．4 眼图 219

6．7 基带系统的均衡 221

6．7．1 频域均衡 222

6．7．2 时域均衡 222

习题6 229

第7章 数字调制与解调 233

7．1 引言 233

7．2 移幅键控(ASK) 233

7．2．1 二进制移幅键控(2ASK) 233

7．2．2 2ASK系统的性能 236

7．2．3 多进制振幅调制 241

7．3 移相键控 243

7．3．1 二进制移相键控 243

7．3．2 系统性能 247

7．3．3 多进制移相键控 251

附实验一：2PSK和2DPSK调制

解调系统 260

7．4 移频键控(FSK) 261

7．4．1 二进制移频键控(2FSK)信号

的产生 261

7．4．2 2FSK信号的频谱特性 262

7．4．3 2FSK信号的解调 266

7．4．4 2FSK系统的性能 271

7．4．5 MSK方式 275

7．4．6 多进制移频键控 279

附实验二：2FSK调制解调系统 282

7．5 数字调制系统的性能比较 284

7．6 键控信号的复包络法 285

7．6．1 键控信号的复包络 285

7．6．2 利用复包络法求键控信号和窄带

噪声的功率谱密度 287

7．6．3 键控信号通过带通信道 289

7．6．4 键控信号的正交相干解调 290

7．7 宽带通信中的调制技术简介 290

7．7．1 正交幅度键控 290

7．7．2 正交频分复用 294

习题7 301

第8章 同步原理 302

8．1 引言 302

8．2 载波同步 302

8．2．1 插入导频法 302

8．2．2 直接提取法 305

8．2．3 载波同步系统的性能 313

8．2．4 载波相位误差对解调性能

的影响 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 位同步系统的性能及其相位

误差对性能的影响 335

8．4 群同步 338

8．4．1 起止式同步法 338

8．4．2 加高式或加宽式同步法 338

8．4．3 连贯式插入法 339

8．4．4 间隔式插入法 343

8．4．5 群同步系统的性能 344

8．4．6 群同步的保护 350

习题8 352

参考文献 354

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材《通信原理》的第2版。本书重点介绍了通信的基本原理和理论，并在此基础上介绍了一些现代通信技术。本书共8章，主要内容包括：通信系统概述、信息论初步、信道与干扰、模拟调制技术、模拟信号的数字化传输、基带传输、数字调制与解调、同步原理。本书的特点是：以通信系统的整体框架为依托，结合工程实践，力求做到深入浅出，理论联系实际，阐述透彻，基本概念准确。各章结尾都附有适当的习题。本书为任课教师提供免费电子教学课件。