现代通信原理与技术

第1章 绪论

1.1 通信技术的发展和展望

1.2 信息、信息量与信道容量公式

1.2.1 消息、信号与信息

1.2.2 信息量

1.2.3 F均信息量

1.2.4 香农信道容量公式

1.3 通信系统模型

1.3.1 通信系统一般模型

1.3.2 通信系统分类

1.3.3 模拟通信系统和数字通信系统

1.4 通信系统主要性能指标

1.4.1 有效性

1.4.2 靠性

1.5 通信仿真工具介绍

1.5.1 Maflab简介

1.5.2 SimuLink模块介绍

1.5.3 System View简介

1.5.4 System View仿真步骤

1.5.5 System View仿真实例习题

第2章 确定信号分析

2.1 信号的正交分解及频谱分析

2.1.1 信号的正交分解

2.1.2 信号的频谱分析

2.2 能量信号和功率信号

2.2.1 能量信号及能量谱密度函数

2.2.2 功率信号及功率谱密度函数

2.3 相关函数和功率谱密度函数

2.3.1 能量信号的相关函数

2.3.2 能量信号的相关定理

2.3.3 功率信号的相关函数

2.4 傅里叶变换的不足与信号的时一频分析法

2.4.1 Chirp信号的时一频表示

2.4.2 傅里叶变换的内积形式

2.5 信号的多分辨率分析

2.6 窄带系统及窄带信号分析

2.6.1 傅里叶反变换法

2.6.2 解析法——等效低通网络函数法

2.7 复数信号与时域希尔伯特（Hilbert）变换

2.7.1 复数信号的定义

2.7.2 复数信号的实部与虚部及希尔伯特变换

2.7.3 实时间信号的复指数表示和解析信号表示

2.7.4 窄带实时间信号自相关函数的复数化求解

2.8 计算机仿真的一般方法

2.8.1 信号及系统在计算机中的表示

2.8.2 模拟（连续）信号用（离散）数字信号处理

2.8.3 谱分析方法应用

习题

第3章 随机信号与噪声

3.1 随机过程的基本概念

3.2 随机过程的统计描述

3.2.1 随机过程的分布函数和概率密度函数

3.2.2 随机过程的数字特征

3.3 平稳随机过程

3.3.1 平稳随机过程的定义及其含义

3.3.2 平稳随机过程的一维及二维概率密度函数

3.3.3 平稳随机过程的数字特征

3.3.4 平稳随机过程自相关函数的性质

3.3.5 平稳随机过程的各态历经性（遍历性）

3.4 平稳随机过程的自相关函数与功率谱密度的关系

3.5 两个随机过程之间的统计联系

3.5.1 联合分布函数和联合概率密度函数

3.5.2 互相关函数

3.5.3 互谱密度函数

3.6 正态随机过程

3.6.1 正态随机过程的定义

3.6.2 正态随机过程的性质

3.7 平稳随机过程通过线性系统

3.8 白噪声、散弹噪声和热噪声

3.9 白色随机过程通过窄带线性系统——窄带噪声

3.9.1 窄带噪声的波形特征

3.9.2 nc（t）和nn（t）以及R（t）和P（t）的统计特性

3.10 正弦波加窄带高斯噪声的统计特性

本章仿真实验举例

习题

第4章 信号设计与信号处理技术

4.1 信号设计与处理技术概述

4.2 信号处理技术

4.2.1 系统和信号带宽

4.2.2 非线性处理

4.3 信号设计

4.3.1 信号设计的基本原则

4.3.2 匹配滤波器

4.3.3 输人为非白噪声时匹配滤波器的传输特性

4.4 信号单元的相关函数

4.4.1 信号单元

4.4.2 序列信号单元的相关函数

4.5 鸟声信号

4.5.1 鸟声信号的时域表示

4.5.2 鸟声信号的频谱

4.5.3 鸟声信号自相关函数

4.6 m序列信号

4.6.1 m序列的产生

4.6.2 特征多项式与序列多项式

4.6.3 m序列的产生条件

4.6.4 m序列信号的性质

4.6.5 非线性反馈移位寄存器序列——M序列

4.6.6 m序列的应用

4.7 巴克（Barker。）序列

4.7.1 巴克序列及其自相关函数

4.7.2 巴克序列的演变

4.7.3 巴克序列的检测

4.8 超正交单纯码及哈达吗（Hadarmard）矩阵

4.8.1 超正交单纯码

4.8.2 哈达吗矩阵[h]

本章仿真实验举例

习题

第5章 信道与线性调制

5.1 信道

5.1.1 信道的基本概念

5.1.2 信道容量

5.1.3 信道特性

5.1.4 编码与调制

5.2 线性调制

5.2.1 标准振幅调制（AM）

5.2.2 抑制载波双边带调制（DSB）

5.2.3 单边带调制（SSB）

5.2.4 残留边带调制（VSB）

5.3 幅度调制系统的一般模型

5.3.1 幅度调制信号产生的一般模型

5.3.2 SSB调制模型

5.3.3 VSB调制模型

5.4 幅度调制信号解调的一般模型

5.4.1 同步解调

5.4.2 包络解调

5.5 幅度调制系统的抗噪声性能

5.5.1 通信系统抗噪声性能的分析模型

5.5.2 幅度调制系统同步解调时的抗噪性能

5.5.3 幅度调制系统包络解调时的抗噪性能

本章仿真实验举例

习题

第6章 模拟角度调制系统（非线性调制）

6.1 角度调制的基本概念

6.1.1 相位调制（PM）

6.1.2 频率调制（FM）

6.2 调频信号频谱分析与卡森（Carson）带宽

6.2.1 窄带调频（NBFM）

6.2.2 简谐信号（单音）调制时的宽带调频

6.2.3 卡森带宽

6.3 调频信号的产生与解调

6.3.1 调频信号的产生

6.3.2 调频信号的解调

6.4 调频系统的抗噪声性能分析

6.4.1 窄带调频系统的抗噪声性能

6.4.2 宽带调频系统的抗噪声性能

6.5 预加重和去加重技术对噪声特性的改善

6.6 频分复用（FDM）

6.7 模拟调制系统的应用实例

本章仿真实验举例

习题

第7章 信源编码

7.1 抽样定理

7.1.1 低通信号的抽样定理

7.1.2 自然抽样

7.1.3 平顶抽样

7.1.4 带通信号的抽样定理

7.2 离散无记忆信源（DMS）编码

7.2.1 等长编码

7.2.2 不等长编码

7.3 脉冲模拟调制

7.4 脉冲编码调制

7.4.1 脉冲编码调制基本原理

7.4.2 均匀量化与量化噪声

7.4.3 压扩原理及非均匀量化

7.4.4 PCM编码

7.4.5 PCM译码

7.5 PCM信号的时分复用

7.5.1 时分复用（TDM）原理

7.5.2 PCM基群帧结构及高次群

7.5.3 PCM信号的带宽

7.5.4 时分复用（TDM）与频分复用（FDM）的比较

7.6 PCM系统的抗噪声性能

7.6.1 量化噪声的影响

7.6.2 误码对输出信号的影响

7.7 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）

7.8 增量编码调制（DM或AM）

7.8.1 AM的基本原理

7.8.2 量化噪声及过载量化噪声

7.8.3 增量编码调制系统的抗噪声性能

7.8.4 增量总和（△一∑）调制和自适应数字压扩增量调制

7.9 PCM系统与AM系统的比较

7.10 语音和图像信号的压缩编码

7.10.1 语音压缩编码

7.10.2 图像压缩编码

本章仿真实验举例

习题

第8章 数字基带传输系统

8.1 数字基带信号

8.1.1 数字基带信号的要求

8.1.2 数字基带信号的波形

8.1.3 常用的基带传输码型

8.2 数字基带信号的功率谱

8.3 无码间串扰传输系统与奈奎斯特（Nyquist）准则

8.3.1 基带系统传输特性及码间串扰

8.3.2 无码间串扰系统特性

8.3.3 奈奎斯特第一准则（抽样值的无失真条件）

8.3.4 奈奎斯特第二准则（转换点无失真条件）

8.3.5 柰奎斯特第三准则（脉冲波形面积保持不变条件）

8.3.6 无码间串扰的滚降系统特性

8.4 部分响应系统

8.4.1 余弦谱传输特性

8.4.2 正弦谱特性

8.4.3 部分响应系统波形

8.4.4 常用部分响应系统举例

8.5 基带系统的最佳化

8.5.1 理想信道下的最佳基带系统

8.5.2 非理想信道下的最佳接收

8.6 基带系统的抗噪声性能

8.6.1 理想系统的抗噪声性能

8.6.2 最佳基带系统的抗噪声性能

8.7 均衡器原理

8.7.1 频域均衡

8.7.2 时域均衡

8.8 数据序列的扰乱与解扰

8.9 眼图

本章仿真实验举例

习题

第9章 数字载波传输系统

9.1 数字载波传输系统概述

9.2 二进制数字已调信号及其功率谱

9.2.1 2ASK信号

9.2.2 2FSK信号

9.2.3 2PSK及2DPSK信号

9.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能分析

9.3.1 2ASK系统的抗噪声性能

9.3.2 2FSK系统的抗噪声性能

9.3.3 2PSK及2DPSK系统抗噪声性能

9.4 各种数字调制系统的性能比较

9.5 多进制数字调制系统

9.5.1 多进制幅度键控（MASK）

9.5.2 多进制移频键控（MFSK）

9.5.3 多进制移相键控（MPSK）

9.6 改进型数字调制系统

9.6.1 正交调幅QAM（又称幅相键控APK）

9.6.2 连续相位频移键控（CPFSK）及.MSK、TF调制

9.6.3 高斯最小移频键控（CMSK）方式

9.7 数字信号的最佳接收

9.7.1 数字信号接收的统计描述

9.7.2 确知信号的最佳接收机

9.7.3 二进制最佳接收机性能分析

9.8 数字调制系统性能比较

9.9 数字频带传输系统举例

本章仿真实验举例

习题

第10章 差错控制编码

10.1 差错控制编码原理

10.1.1 引起误码的原因及降低误码的常用方法

10.1.2 差错控制编码的基本方法及差错控制方式

10.1.3 纠错编码的基本原理

10.1.4 码间距离d及检错纠错能力

10.2 常用简单差错控制编码

10.2.1 奇偶监督码

10.2.2 二维奇偶监督码

10.2.3 恒比码

10.3 线性分组码

10.3.1 线性分组码的概念

10.3.2 线性分组码的监督矩阵

10.3.3 线性分组码的生成矩阵

10.3.4 线性分组码的伴随式和检错纠错能力

10.3.5 汉明码

10.4 循环码

10.4.1 循环码的循环特性及码多项式

10.4.2 循环码的生成多项式及生成矩阵

10.4.3 循环码的编码与解码

10.4.4 BCH码

10.5 卷积码

10.5.1 卷积码概述

10.5.2 网格编码调制（TCM）

10.5.3 Turbo码

本章仿真实验举例

习题

第11章 同步原理

11.1 同步的基本概念

11.2 锁相环（PLL）的基本工作原理

11.2.1 模拟锁相环

11.2.2 数字锁相环

11.3 载波同步

11.3.1 插入导频法

11.3.2 直接提取载波法

11.3.3 载波同步的性能及相位误差对解调信号的影响

11.4 码元同步

11.4.1 插入导频法

11.4.2 直接提取位同步法

11.4.3 位同步相位误差对性能的影响

11.5 群同步

11.5.1 起止式同步法

11.5.2 连贯插入特殊码字同步法

11.5.3 间隔式插入同步码法

11.5.4 群同步系统的性能

11.5.5 自群同步简介

11.6 数字通信网的网同步

11.6.1 主从同步方式

11.6.2 相互同步方式

11.6.3 独立时钟同步方式

本章仿真实验举例

习题

第12章 通信网

12.1 通信网概述

……

第13章 现代舰船通信技术

第14章 通信原理Matlab仿真实验

参考文献

通信原理课程，是通信工程和电子信息等专业的核心专业基础课之一。由于通信原理课程的理论性强，课堂学习又是纯理论的知识，而且实验项目有限，且全部利用硬件实验箱实现，导致学生只能了解部分原理，对完整的通信系统的设计和认识比较模糊。本教材以现代通信系统为背景，突出通信系统的实践环节，每章内容的后面都增加了通信系统原理的Matlab仿真实验和System View仿真实验，使学生在学习过程中用仿真实验可以直观而深入地理解通信系统的基本原理、基本技术和系统性能的分析方法。在硬件实验环境下无法实现的实验内容可以在软件仿真实验中完成。
《现代通信原理与技术》可作为工科通信工程、电子信息、信息工程、通信与电子类专业学生的“通信原理”课程教材和辅助教材，也可作为研究生和相关领域工程技术人员的参考书。

模拟通信系统和数字通信系统，并以数字通信系统为主。主要介绍调制、编码、信号设计、噪声分析等基本理论和分析方法。本教材吸收了国内外同类教材的优点，并结合近几年来的教学实践和改革成果编写而成。内容由浅到深，加上仿真实验，为学生的自主学习和研究性学习打下良好基础。
本书可作为工科信息工程、通信与电子类专业通信原理课程学习的教材或辅助教材，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。