数字通信：基础与应用

图书标准信息

• 作者 [美]斯克拉 著；徐平平 译
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2002-09
• 版次 2
• ISBN 9787505379367
• 定价 69.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 827页
• 字数 1千字
• 原版书名 Digital Communications Fundamentals and Applications

【内容简介】

《国外电子与通信教材系列·数字通信：基础与应用（第2版）》重点论述了数字通信技术的基础和最新应用。全书共分15章，详细阐述了数字通信系统的基本信号变换、信号处理步骤、基带信号及高斯噪声中的信号检测、带通信号及其调制和解调技术、链路分析、各种信道编码方法、网格编码调制、同步问题、多路复用和多址接入、扩频技术及其应用、信源编码以及基本的加密/解密方法、衰落信道等。全书概念清晰，事例翔实，取材新颖，充分反映了近年来的新技术和新理论，还给出了大量富有特色的例题和习题。

【作者简介】

BernardSklar博士具有40多年的技术和管理工作经验，先后任职于美国民航、休斯航空、利通工业以及宇航公司等机构，曾参与研究开发了军事卫星系统。他曾在美国加州大学洛杉矶分校、南加州大学等多所大学执教工程课程。

【目录】

第1章信号和频谱
1.1数字通信信号处理
1.1.1为什么要进行数字化
1.1.2典型通信系统的方框图
1.1.3基本的数字通信术语
1.1.4数字通信与模拟通信的性能比较
1.2信号分类
1.2.1确定信号和随机信号
1.2.2周期信号和非周期信号
1.2.3连续信号和离散信号
1.2.4能量信号和功率信号
1.2.5单位冲激函数
1.3频谱密度
1.3.1能量谱密度
1.3.2功率谱密度
1.4自相关函数
1.4.1能量信号的自相关函数
1.4.2周期（功率）信号的自相关函数
1.5随机信号
1.5.1随机变量
1.5.2随机过程
1.5.3时间平均和各态遍历
1.5.4随机过程的功率谱密度和自相关函数
1.5.5通信系统中的噪声
1.6线性系统的信号传输
1.6.1冲激响应
1.6.2频域传递函数
1.6.3无失真传输
1.6.4信号、电路和频谱
1.7数字数据的带宽
1.7.1基带与带通
1.7.2带宽问题
1.8小结
参考文献
习题
思考题
练习

第2章格式化和基带调制
2.1基带系统
2.2格式化文本数据（字符编码）
2.3消息、字符和码元
2.3.1消息、字符和码元的例子
2.4格化式模拟信息
2.4.1采样定理
2.4.2混叠
2.4.3采用过采样的原因
2.4.4数字系统的信号接口
2.5干扰源
2.5.1采样和量化的影响
2.5.2信道的影响
2.5.3量化脉冲的信噪比
2.6脉冲编码调制
2.7均匀量化和非均匀量化
2.7.1语音幅度的统计
2.7.2非均匀量化
2.7.3压扩特性
2.8基带传输
2.8.1二进制数字的波形表示
2.8.2PCM波形的类型
2.8.3PCM波形的频谱特性
2.8.4比特每PCM码字以及比特每码元
2.8.5M进制脉冲调制波形
2.9相关编码
2.9.1双二进制信号
2.9.2双二进制解码
2.9.3预编码
2.9.4双二进制码等效转移函数
2.9.5二进制信号与双二进制信号的比较
2.9.6多二进制信号
2.10小结
参考文献
习题
思考题
练习

第3章基带信号解调与检测
3.1信号和噪声
3.1.1通信系统中差错性能的劣化
3.1.2解调和检测
3.1.3信号和噪声的矢量表示
3.1.4数字通信系统中的信噪比参数
3.1.5Eb/N0作为度量指标的原因
3.2高斯噪声干扰下二进制信号的检测
3.2.1最大似然接收机结构
3.2.2匹配滤波器
3.2.3匹配滤波器的相关实现
3.2.4最佳差错性能
3.2.5二进制信号的差错概率性能
3.3码间串扰
3.3.1降低码间串扰的脉冲整形
3.3.2差错性能劣化的两种类型
3.3.3整形脉冲的解调/检测
3.4均衡
3.4.1信道特性
3.4.2眼图
3.4.3均衡滤波器的类型
3.4.4预置式均衡与自适应均衡
3.4.5滤波器更新率
3.5小结
参考文献
习题
思考题
练习

第4章带通调制和解调
4.1为什么需要调制
4.2数字带通调制技术
4.2.1正弦信号的相量表示
4.2.2相移键控
4.2.3频移键控
4.2.4幅移键控
4.2.5振幅相位联合键控
4.2.6波形振幅系数
4.3高斯噪声背景下的信号检测
4.3.1判决区域
4.3.2相关接收机
4.4相干检测
4.4.1PSK的相干检测
4.4.2采样匹配滤波器
4.4.3多相相移键控的相干检测
4.4.4FSK的相干检测
4.5非相干检测
4.5.1差分PSK的检测
4.5.2二进制差分PSK举例
4.5.3FSK的非相干检测
4.5.4非相干正交FSK信号需要的频率间隔
4.6复包络
4.6.1调制器的正交实现
4.6.2D8PSK调制举例
4.6.3D8PSK解调举例
4.7二进制系统的差错性能
4.7.1BPSK相干检测的误比特率
4.7.2差分编码二进制PSK相干检测的误比特率
4.7.3二进制正交FSK相干检测的误比特率
4.7.4二进制正交FSK非相干检测的误比特率
4.7.5二进制DPSK的误比特率
4.7.6各种调制类型误比特率的比较
4.8M进制信号及其性能
4.8.1理想误比特率性能
4.8.2M进制信号
4.8.3MPSK信号的矢量图
4.8.4BPSK和QPSK具有相同的误比特率
4.8.5MFSK信号的矢量图
4.9M进制系统的误码性能（M>2）
4.9.1MPSK的误码率
4.9.2MFSK的误码率
4.9.3正交信号误比特率和误码率之比较
4.9.4多相信号误比特率与误码率之比较
4.9.5码间串扰的影响
4.10小结
参考文献
习题
思考题
练习

第5章通信链路分析
5.1系统工程中的系统链路预算
5.2信道
5.2.1自由空间的概念
5.2.2差错性能的降低
5.2.3信号损耗和噪声的来源
5.3接收信号功率和噪声功率
5.3.1量程方程
5.3.2接收信号功率与频率的函数关系
5.3.3路径损耗与频率的关系
5.3.4热噪声功率
5.4链路预算分析
5.4.1两个重要的Eb/N0值
5.4.2链路预算的分贝形式
5.4.3链路余量的充足值
5.4.4链路可用率
5.5噪声系数、噪声温度和系统温度
5.5.1噪声系数
5.5.2噪声温度
5.5.3线路损耗
5.5.4复合噪声系数和复合噪声温度
5.5.5系统有效温度
5.5.6天电噪声温度
5.6采样链路分析
5.6.1链路预算细节
5.6.2接收机品质因素
5.6.3各向同性接收功率
5.7卫星中继
5.7.1非再生中继
5.7.2非线性中继放大器
5.8系统权衡
5.9小结
参考文献
习题
思考题
练习

第6章信道编码（一）
6.1波形编码
6.1.1对极和正交信号
6.1.2M进制信号处理
6.1.3波形编码
6.1.4波形编码系统举例
6.2差错控制类型
6.2.1终端连接
6.2.2自动重发请求
6.3结构化序列
6.3.1信道模型
6.3.2编码效率和冗余度
6.3.3奇偶校验码
6.3.4使用纠错编码的原因
6.4线性分组码
6.4.1矢量空间
6.4.2矢量子空间
6.4.3（6，3）线性分组码举例
6.4.4生成矩阵
6.4.5系统线性分组码
6.4.6监督矩阵
6.4.7伴随式检验
6.4.8纠错
6.4.9译码器的实现
6.5检错和纠错能力
6.5.1二进制矢量的重量和距离
6.5.2线性码的最小距离
6.5.3检错和纠错
6.5.46元组空间的视图
6.5.5擦除纠正
6.6标准阵的用途
6.6.1估码能力
6.6.2（n，k）码的一个例子
6.6.3（8，2）码的设计
6.6.4检错和纠错的权衡
6.6.5标准阵提供的知识
6.7循环码
6.7.1循环码的代数结构
6.7.2二进制循环码的特性
6.7.3系统形式的编码
6.7.4多项式除法电路
6.7.5（n-k）级移位寄存器的系统编码
6.7.6（n-k）级移位寄存器检错
6.8常用分组码
6.8.1汉明码
6.8.2扩展格雷码
6.8.3BCH码
6.9小结
参考文献
习题
思考题
练习

第7章信道编码（二）
7.1卷积编码
7.2卷积编码器表示
7.2.1连接表示
7.2.2状态描述和状态图
7.2.3树图
7.2.4网格图
7.3卷积译码公式
7.3.1最大似然译码
7.3.2信道模型：硬判决和软判决的比较
7.3.3维特比卷积译码算法
7.3.4维特比卷积译码算法举例
7.3.5译码器的实现
7.3.6路径记忆与同步
7.4卷积码的特性
7.4.1卷积码的距离特性
7.4.2系统卷积码和非系统卷积码
7.4.3卷积码中的灾难性错误传播
7.4.4卷积码的性能界限
7.4.5编码增益
7.4.6最常用的卷积码
7.4.7卷积码的编码效率权衡
7.4.8软判决维特比译码
7.5其他卷积译码算法
7.5.1序贯译码
7.5.2维特比译码和序贯译码的比较及限制
7.5.3反馈译码
7.6小结
参考文献
习题
思考题
练习

第8章信道编码（三）
8.1里德-索罗蒙码
8.1.1里德-索罗蒙码的差错概率
8.1.2突发噪声情况下R-S码性能良好的原因
8.1.3作为分组大小、冗余度和编码效率函数的R-S性能
8.1.4有限域
8.1.5里德-索罗蒙编码
8.1.6里德-索罗蒙码的译码
8.2交织及链接码
8.2.1分组交织
8.2.2卷积交织
8.2.3链接码
8.3应用于激光唱盘数字音频系统中的编码和交织技术
8.3.1CIRC编码
8.3.2CIRC译码
8.3.3内插和静音
8.4Turbo码
8.4.1Turbo码概念
8.4.2对数似然代数学
8.4.3乘积码举例
8.4.4递归系统码的编码
8.4.5反馈译码器
8.4.6MAP算法
8.4.7MAP译码举例
8.5小结
附录8A对数似然比求和
参考文献
习题
思考题
练习

第9章调制和编码的权衡
9.1通信系统设计的目标
9.2差错概率平面
9.3奈奎斯特最小带宽
9.4香农-哈特莱容量定理
9.4.1香农极限
9.4.2熵
9.4.3疑义度和有效传输率
9.5带宽-效率平面
9.5.1MPSK、MFSK调制的带宽效率
9.5.2带宽效率平面与差错概率平面的相似性
9.6调制和编码的权衡
9.7数字通信系统的定义、设计和评估
9.7.1M进制信号处理
9.7.2带宽受限系统
9.7.3功率受限系统
9.7.4MPSK和MFSK信号的要求
9.7.5未编码带宽受限系统举例
9.7.6未编码功率受限系统举例
9.7.7带宽受限和功率受限编码系统举例
9.8高效带宽调制
9.8.1QPSK和偏移QPSK
9.8.2最小频移键控
9.8.3正交振幅调制
9.9带宽受限信道的调制与编码
9.9.1商用电话调制解调器
9.9.2信号星座图边界
9.9.3更高维数的信号星座图
9.9.4高密度网格结构
9.9.5综合增益：N维球体映射和密集网格
9.10网格编码调制
9.10.1网格编码调制的思想
9.10.2TCM编码
9.10.3TCM译码
9.10.4其他网格编码
9.10.5网格编码调制举例
9.10.6多维网格编码调制
9.11小结
参考文献
习题
思考题
练习

第10章同步
10.1简介
10.1.1同步定义
10.1.2代价和收益
10.1.3途径和假设
10.2接收机同步
10.2.1频率和相位同步
10.2.2码元同步——离散码元调制
10.2.3连续相位调制同步
10.2.4帧同步
10.3网同步
10.3.1开环发射机同步
10.3.2闭环发射机同步
10.4小结
参考文献
习题
思考题
练习

第11章多路复用和多址接入
11.1通信资源的分配
11.1.1频分复用/频分多址
11.1.2时分复用/时分多址
11.1.3通信资源信道化
11.1.4FDMA和TDMA的性能比较
11.1.5码分多址
11.1.6空间分割和极化分割多址技术
11.2多址通信系统及其结构
11.2.1多址接入信息流
11.2.2按需分配多址接入
11.3接入算法
11.3.1Aloha
11.3.2时隙ALOHA
11.3.3预约ALOHA
11.3.4S-ALOHA和R-ALOHA的性能比较
11.3.5轮询技术
11.4国际通信卫星机构（INTELSAT）使用的多址技术
11.4.1FDM/FM/FDMA或MCPC中的预分配
11.4.2接入INTELSAT卫星的MCPC模式
11.4.3SPADE操作
11.4.4INTELSAT的TDMA
11.4.5INTELSAT中的卫星交换TDMA
11.5局域网的多址接入技术
11.5.1载波侦听多址接入网
11.5.2令牌环网
11.5.3CSMA/CD与令牌环网的性能比较
11.6小结
参考文献
习题
思考题
练习

第12章扩频技术
12.1扩频技术概述
12.1.1扩频系统的优点
12.1.2扩频技术的种类
12.1.3直接序列扩频抗干扰模型
12.1.4历史背景
12.2伪噪声序列
12.2.1随机特征
12.2.2移位寄存器序列
12.2.3PN序列的自相关函数
12.3直接序列扩频系统
12.3.1直接序列举例
12.3.2处理增益和性能
12.4跳频系统
12.4.1跳频系统举例
12.4.2鲁棒性
12.4.3分集跳频
12.4.4快跳频与慢跳频
12.4.5FFH/MFSK解调器
12.4.6处理增益
12.5同步
12.5.1捕获
12.5.2跟踪
12.6干扰分析
12.6.1干扰与抗干扰的竞赛
12.6.2宽带噪声干扰
12.6.3部分频带噪声干扰
12.6.4多音干扰
12.6.5脉冲干扰
12.6.6往返干扰
12.6.7BLADES系统
12.7商业应用
12.7.1码分多址
12.7.2多径信道
12.7.3FCC第15部分扩频系统规范
12.7.4直接序列扩频与跳频扩频的比较
12.8蜂窝系统
12.8.1直接序列CDMA
12.8.2模拟调频、TDMA以及CDMA的比较
12.8.3干扰限制系统与尺度限制系统的比较
12.8.4IS-95CDMA数字蜂窝系统
12.9小结
参考文献
习题
思考题
练习

第13章信源编码
13.1信源
13.1.1离散信源
13.1.2波形源
13.2幅值量化
13.2.1量化噪声
13.2.2均匀量化
13.2.3饱和
13.2.4抖动
13.2.5非均匀量化
13.3差分脉冲编码调制
13.3.1一阶预测
13.3.2N阶预测
13.3.3增量调制
13.3.4增量总和（*-*）调制
13.3.5*-*A/D转换器
13.3.6*-*D/A转换器
13.4自适应预测
13.4.1前向自适应
13.4.2合成/分解编码
13.5分组编码
13.5.1矢量量化
13.6变换编码
13.6.1变换编码的量化
13.6.2子带编码
13.7数字数据的信源编码
13.7.1编码特性
13.7.2霍夫曼编码
13.7.3游程编码
13.8信源编码举例
13.8.1音频压缩
13.8.2图像压缩
13.9小结
参考文献
习题
思考题
练习

第14章加密和解密
14.1模型、目标和早期的密码系统
14.1.1加密和解密过程的模型
14.1.2系统目标
14.1.3常见威胁
14.1.4古典密码
14.2密码系统的保密性
14.2.1理想保密性
14.2.2熵与疑义度
14.2.3代码的编码效率和冗余度
14.2.4惟一性距离和理想保密性
14.3实用安全性
14.3.1混淆和扩散
14.3.2替代
14.3.3置换
14.3.4乘积密码系统
14.3.5数据加密标准
14.4流加密
14.4.1使用线性反馈移位寄存器生成密钥举例
14.4.2线性反馈移位寄存器的弱点
14.4.3同步和自同步流加密系统
14.5公共密钥密码系统
14.5.1公共密钥密码系统签名认证
14.5.2陷门单向函数
14.5.3Rivest-Shamir-Adelman系统
14.5.4背包问题
14.5.5基于陷门背包的公共密钥密码系统
14.6PrettyGoodPrivacy标准
14.6.1三重DES，CAST和IDEA
14.6.2Diffie-Hellman（Elgamal变形）和RSA
14.6.3PGP消息加密
14.6.4PGP认证和签名
14.7小结
参考文献
习题
思考题
练习

第15章衰落信道
15.1衰落信道对通信的影响
15.2无线移动信道传播特性
15.2.1大规模衰落
15.2.2小规模衰落
15.3信号时间扩展
15.3.1时延域上的信号时间扩展
15.3.2时间扩展信号在频域中的特征
15.3.3平坦衰落和频率选择性衰落示例
15.4移动引起的信道时变性
15.4.1在时域中分析信道的时变性
15.4.2多普勒频移域中的时变性
15.4.3瑞利信道慢衰落和平坦衰落的性能
15.5降低衰落影响的方法
15.5.1抗频率选择性失真的方法
15.5.2抗快衰落失真的方法
15.5.3减少信噪比损耗的方法
15.5.4分集技术
15.5.5衰落信道的调制类型
15.5.6交织器的作用
15.6衰落信道的主要参数
15.6.1快衰落失真：情况1
15.6.2频率选择性衰落失真：情况2
15.6.3快衰落和频率选择性衰落失真：情况3
15.7应用：减少频率选择性衰落的影响
15.7.1GSM系统中的维特比均衡器
15.7.2直接序列扩频（DS/SS）系统中的Rake接收机
15.8小结
参考文献
习题
思考题
练习

附录A傅里叶变换技术回顾
附录B统计判决理论基础
附录C相关器对白噪声的响应
附录D常用等式
附录Es域，z域和数字滤波
附录F符号列表
索引