数字通信原理（第3版）

图书标准信息

• 作者 冯穗力
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2023-05
• 版次 1
• ISBN 9787121454110
• 定价 89.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 548页
• 字数 1036千字

【内容简介】

本书介绍数字通信的基本理论与技术，主要内容包括数字通信的信号分析基础、信源和信道编码、信息论基础、信号的基带传输、调制解调技术、信道特性、差错控制编码、同步技术、扩频通信、信道复用与多址技术、空时无线通信技术等。本书的特点是，注重理论分析和推导的严谨性，强调物理概念。本书提供配套的电子课件和习题解答，需要电子课件的教师请登录华信教育资源网www.hxedu.com.cn免费注册后下载。本书适合作为信息与通信工程等专业本科生的教材和研究生的参考书，也可供通信领域的科研和工程技术人员参考。

【作者简介】

冯穗力，男，汉族，华南理工大学电子与信息学院通信与信息系统专业教授，曾任电子与信息学院通信与广播电视教研组主任。 中国通信学会通信理论与信号处理委员会委员、广东省图形图像学会常务理事。 长期从事通信和信号处理领域方面的教学、科研工作。研究方向是信息网络理论与技术、信号处理等。

【目录】

第1章  绪论1

1.1  近代与现代通信技术的发展历史和现状1

1.2  数字通信系统的基本组成3

1.3  数字通信的特点4

1.4  数字通信系统的基本性能指标及其度量参数6

1.5  本书的内容安排7

习题8

主要参考文献9

第2章  信号分析基础10

2.1  引言10

2.2  确定信号分析方法回顾10

2.3  信号的向量表示14

2.4  希尔伯特变换及应用16

2.5  随机信号的基本概念和特点21

2.6  随机过程的主要统计特性24

2.7  随机变量函数的分布及数字特征25

2.8  平稳随机信号26

2.9  信号功率谱密度28

2.10 通信系统中几种常用的随机过程30

2.11 平稳随机过程与时不变线性系统35

2.12 循环平稳随机过程38

2.13 匹配滤波器41

2.14 信号的带宽45

2.15 常用的几种特殊函数49

2.16 本章小结49

习题50

主要参考文献51

第3章  模拟信号的数字编码52

3.1  引言52

3.2  低通和带通信号抽样定理52

3.2.1  低通信号理想抽样52

3.2.2  低通信号自然抽样53

3.2.3  混叠现象与低通抽样定理54

3.2.4  带通抽样定理56

3.3  模拟信号的量化58

3.3.1  标量量化59

3.3.2  向量量化61

3.3.3  均匀量化61

3.3.4  非均匀量化64

3.3.5  对数量化69

3.4  脉冲编码调制74

3.4.1  常用的PCM编码方式75

3.4.2  A律与? 律PCM编码75

3.4.3  对数PCM与线性PCM间的变换79

3.5  差分脉冲编码调制（DPCM）81

3.5.1  预测编码的基本概念81

3.5.2  信号预测的基本方法82

3.5.3  自适应差分脉冲编码调制86

3.6  增量调制（ 调制）89

3.6.1  简单增量调制89

3.6.2  增量总和调制——?-Σ调制92

3.6.3  数字压扩自适应增量调制94

3.7  不同编码方式的误码性能分析96

3.7.1  增量调制编码的误码性能分析96

3.7.2  线性PCM编码的误码性能分析98

3.7.3  两种编码的抗误码性能比较99

3.8  本章小结100

习题100

主要参考文献101

第4章  信息论基础102

4.1  引言102

4.2  信息的度量102

4.2.1  离散信源信息的度量103

4.2.2  离散信源的平均信息量——信源的熵104

4.2.3  熵的化104

4.2.4  离散信源的联合熵与条件熵108

4.3  离散信道及容量109

4.3.1  信道的模型109

4.3.2  互信息量109

4.3.3  熵函数与平均互信息量之间的关系111

4.3.4  离散信道的容量112

4.3.5  离散无记忆对称信道及特性116

4.4  连续信源、信道及容量117

4.4.1  连续信源的相对熵117

4.4.2  连续信源的相对条件熵和互信息量119

4.4.3  连续信源的相对熵的化121

4.4.4  加性高斯噪声干扰信道的容量123

4.4.5  信道容量和信道带宽的归一化分析126

4.5  信源编码的基本概念与方法128

4.5.1  离散无记忆信源129

4.5.2  离散无记忆信源的等长编码130

4.5.3  离散无记忆信源的不等长编码138

4.5.4  霍夫曼编码144

4.6  信道编码的基本概念与方法148

4.6.1  离散无记忆信道的转移矩阵与后验概率矩阵148

4.6.2  后验概率译码准则150

4.6.3  似然译码准则152

4.6.4  费诺不等式153

4.6.5  信道编码定理154

4.7  率失真理论160

4.7.1  平均失真度160

4.7.2  率失真函数161

4.8  本章小结169

习题170

主要参考文献172

第5章  数字基带传输系统173

5.1  引言173

5.2  基带传输系统基本模型173

5.3  基带信号的波形设计与编码174

5.3.1  基带信号的波形设计原则174

5.3.2  基带信号的基本波形175

5.3.3  常用的基带信号传输码型176

5.4  基带信号的功率谱179

5.4.1  二进制纯随机序列基带信号的功率谱179

5.4.2  二进制平稳序列基带信号的功率谱183

5.5  码间串扰与波形传输无失真的条件184

5.5.1  基带信道的传输特性与码间串扰184

5.5.2  奈奎斯特准则185

5.5.3  奈奎斯特第二准则192

5.5.4  奈奎斯特第三准则194

5.6  部分响应基带传输系统195

5.6.1  部分响应系统的信号波形特性195

5.6.2  预编码和相关编码198

5.7  基带信号的检测与接收201

5.7.1  加性高斯白噪声干扰下的信号检测201

5.7.2  基带信号的接收205

5.7.3  基带传输系统特性的眼图观测方法209

5.8  本章小结210

习题211

主要参考文献213

第6章  数字载波调制传输系统214

6.1  引言214

6.2  数字载波调制与解调的基本原理215

6.2.1  数字载波调制的基本原理215

6.2.2  数字载波调制信号的功率谱分析217

6.2.3  数字载波调制信号解调的基本原理219

6.3  二进制数字载波调制传输系统222

6.3.1  2ASK调制解调系统222

6.3.2  2PSK调制解调系统231

6.3.3  2DPSK调制解调系统235

6.3.4  2FSK调制解调系统240

6.3.5  二进制调制解调系统的性能比较246

6.4  多进制数字载波调制传输系统247

6.4.1  信号统计判决的基本原理249

6.4.2  MASK调制解调系统252

6.4.3  MPSK调制解调系统255

6.4.4  MQAM调制解调系统258

6.4.5  MFSK调制解调系统262

6.5  恒包络连续相位调制266

6.5.1  MSK调制解调系统266

6.5.2  GMSK调制解调系统274

6.6  正交频分复用载波调制传输系统282

6.6.1  并行传输的基本概念282

6.6.2  OFDM的基本原理283

6.6.3  OFDM信号的时间保护间隔与循环前缀286

6.6.4  OFDM信号的功率谱及OFDM信号的特点287

6.7  本章小结289

习题289

主要参考文献291

第7章  传输信道292

7.1  引言292

7.2  信道的定义和分类292

7.2.1  信道的定义292

7.2.2  恒参信道293

7.2.3  随参信道294

7.3  信道的损耗与衰落特性295

7.3.1  自由空间传输损耗模型296

7.3.2  传输路径损耗模型296

7.3.3  传输信道阴影衰落模型297

7.3.4  路径损耗与阴影衰落综合模型298

7.4  信道的统计多径模型298

7.4.1  多普勒频移与多径接收信号298

7.4.2  窄带衰落模型300

7.4.3  宽带衰落模型*305

7.5  信道的容量分析311

7.5.1  平坦衰落信道的容量311

7.5.2  频率选择性衰落信道容量314

7.6  信道估计与均衡316

7.6.1  信道估计与均衡的基本概念316

7.6.2  数字时域均衡的基本原理319

7.6.3  数字时域均衡的常用方法321

7.6.4  自适应均衡器325

7.7  本章小结327

习题327

主要参考文献328

第8章  差错控制编码329

8.1  引言329

8.2  差错控制编码的主要类型和方式329

8.2.1  差错控制编码的主要类型329

8.2.2  差错控制的方式329

8.3  简单的差错控制方法330

8.3.1  奇偶校验码330

8.3.2  重复码331

8.3.3  水平奇偶校验码332

8.4  线性分组码的代数基础*333

8.5  线性分组码的基本性质341

8.5.1  码距的概念341

8.5.2  码距与检错、纠错能力的关系342

8.5.3  线性分组码的生成矩阵与监督矩阵344

8.5.4  线性分组码的小码距与小码重的关系349

8.5.5  线性分组码的标准阵、陪集首和陪集351

8.5.6  汉明码353

8.5.7  线性分组码纠错能力分析357

8.6  循环码359

8.6.1  循环码的基本概念和定理359

8.6.2  系统码结构的循环码364

8.6.3  循环冗余校验码370

8.6.4  汉明循环码371

8.6.5  BCH码*373

8.7  卷积码383

8.7.1  卷积码编码器的构造和表示方法383

8.7.2  卷积码的卷积关系、生成矩阵与生成多项式384

8.7.3  卷积码的监督矩阵与监督多项式矩阵391

8.7.4  卷积码的伴随式与代数译码392

8.7.5  卷积码的状态图、树图与网格图描述398

8.7.6  卷积码的距离特性与转移函数401

8.7.7  卷积码的概率译码原理407

8.7.8  卷积码的维特比译码409

8.7.9  维特比译码器的性能分析*419

8.7.10  卷积码的码率变换操作——凿孔卷积码*422

8.8  调制与编码的权衡426

8.8.1  调制方式的权衡问题426

8.8.2  带宽受限系统与功率受限系统428

8.8.3  带宽与功率均受限系统429

8.9  本章小结433

习题433

主要参考文献436

第9章  同步原理与技术437

9.1  引言437

9.2  锁相环437

9.2.1  锁相环的组成437

9.2.2  锁相环的工作原理438

9.2.3  锁相环的基本性能分析439

9.3  载波同步443

9.3.1  直接提取法443

9.3.2  插入导频法447

9.3.3  载波相位的似然估计法*448

9.4  符号同步451

9.4.1  直接提取法452

9.4.2  插入导频法454

9.4.3  符号同步的似然估计法*455

9.4.4  载波相位和符号同步的联合估计*455

9.5  帧同步457

9.5.1  帧同步标识符的周期性插入法457

9.5.2  帧同步标识符的相关搜索法460

9.6  本章小结463

习题463

主要参考文献465

第10章  扩展频谱通信技术466

10.1  引言466

10.2  扩频系统的基本概念466

10.2.1  扩频系统的基本原理466

10.2.2  扩频系统的分类467

10.2.3  扩频系统的主要技术指标470

10.2.4  扩频系统的特点471

10.3  伪随机序列472

10.3.1  m序列473

10.3.2  Gold序列477

10.4  直接序列扩频技术478

10.5  跳频技术479

10.5.1  跳频系统工作原理480

10.5.2  跳频器481

10.6  扩频系统