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第1章 绪论1

1.1 通信系统的组成与限制1

信息、消息与信号2

通信系统的组成2

基本限制4

1.2 调制与编码4

调制方法5

调制的作用与应用6

编码方法与作用8

1.3 无线信道上的电磁波传播9

射频波偏转10

天波传播10

1.4 发展现状13

1.5 社会影响及历史回顾15

历史回顾16

1.6 本书概要18

1.7 问题19

第2章 信号与频谱21

2.1 线状频谱与傅里叶级数22

相量与线状频谱22

周期信号与平均功率26

傅里叶级数26

收敛条件与吉布斯现象30

帕斯瓦尔功率定理32

2.2 傅里叶变换与连续频谱（2.1节）33

傅里叶变换33

对称信号与因果信号35

瑞利能量定理37

对偶定理39

变换计算40

2.3 时间与频率的关系（2.2节）40

叠加41

时间延迟与尺度变换41

频率平移与调制43

微分与积分44

2.4 卷积（2.3节）46

卷积积分46

卷积定理48

2.5 冲激函数与极限变换（2.4节）50

单位冲激函数的性质50

频率冲激函数52

阶跃函数与符号函数54

时间冲激函数55

2.6 离散时间信号与离散傅里叶变换58

基于DFT的卷积（2.4节）61

2.7 问题与习题62

第3章 信号传输与滤波67

3.1 线性时不变系统响应（2.4节）68

冲激响应与叠加积分68

转移函数与频率响应70

方框图分析74

3.2 传输中的信号失真（3.1节）76

无失真传输76

线性失真78

均衡技术80

非线性失真和压缩扩展82

3.3 传输损耗与分贝（3.2节）84

功率增益84

传输损耗与中继器85

光纤通信86

无线传输88

3.4 滤波器与滤波（3.3节）91

理想滤波器91

带宽受限与时间受限93

实际滤波器93

冲激响应和上升时间97

3.5 正交滤波器与希尔伯特变换（3.4节）100

3.6 相关性与频谱密度（3.4节）102

功率信号的相关102

能量信号的相关105

频谱密度函数107

3.7 问题与习题110

第4章 线性连续波调制116

4.1 带通信号与系统（3.4节）117

模拟信息约定117

带通信号118

带通传输120

带宽124

4.2 双边带振幅调制（4.1节）125

调幅信号与频谱125

双边带载波抑制信号与频谱127

音频调制与矢量分析128

4.3 调制器与发射机（4.2节）129

乘法调制器130

平方律调制器与平衡调制器130

开关调制器132

4.4 边带抑制振幅调制（3.5节、4.3节）133

边带抑制信号与频谱134

边带抑制信号的生成136

余迹边带调幅信号与频谱138

4.5 频率转换与解调（4.4节）140

频率转换140

同步检波141

包络检波143

4.6 问题与习题145

第5章 角度连续波调制151

5.1 相位调制与频率调制（4.3节）152

相位调制信号与频率调制信号152

窄带相位调制与窄带频率调制154

音频调制156

多音频调制与周期调制160

5.2 传输带宽与失真（5.1节）162

传输带宽估计163

线性失真165

非线性失真与限幅器167

5.3 相位调制与频率调制的产生和检测（4.5节、5.2节）169

直接调频与压控振荡器169

相位调制器与间接调频170

三角波调频173

频率检测174

5.4 干扰（5.3节）177

受干扰的正弦波177

去加重与预加重滤波179

调频捕获效应181

5.5 问题与习题182

第6章 采样与脉冲调制188

6.1 采样定理与应用（2.6节、4.2节）189

斩波采样189

理想采样与重构192

实际采样与混叠现象194

6.2 脉冲幅度调制（6.1节）199

平顶采样与脉冲幅度调制199

6.3 脉冲持续时间调制（6.2节）201

脉宽调制与脉位调制201

脉位调制频谱分析203

6.4 问题与习题205

第7章 模拟通信系统209

7.1 连续波调制接收机（2.6节、4.5节、5.3节）210

超外差接收机210

直接变频接收机213

专用接收机213

接收机规范214

频谱扫描分析仪215

7.2 多路复用系统（4.5节、6.1节）217

频分多路复用217

正交载波多路复用221

时分多路复用222

串扰与保护时隙225

频分多路复用与时分多路复用比较226

7.3 锁相环（7.1节）228

锁相环的执行与锁定228

同步检波与频率合成器230

线性锁相环模型与调频检测233

7.4 电视系统（7.1节）234

视频信号、分辨率与带宽235

黑白电视发射机与接收机238

彩色电视机240

高清晰度电视244

7.5 问题与习题247

第8章 概率与随机变量254

8.1 概率与样本空间255

概率与事件255

样本空间与概率论255

条件概率与统计独立258

8.2 随机变量与概率函数（8.1节）261

离散随机变量与累积分布函数261

连续随机变量与概率密度函数264

随机变量变换266

联合概率密度函数与条件概率密度函数268

8.3 统计平均（2.3节、8.2节）269

均值、矩与数学期望269

标准偏差与切比雪夫不等式270

多元数学期望271

特征函数273

8.4 概率模型（8.3节）273

二项式分布274

泊松分布275

高斯概率密度函数275

瑞利概率密度函数277

二维高斯分布278

中心极限定理279

8.5 问题与习题280

第9章 随机信号与噪声288

9.1 随机过程（3.6节、8.4节）289

总体平均与相关函数289

各态历经与平稳过程292

高斯过程296

9.2 随机信号（9.1节）297

功率谱297

叠加与调制300

滤波随机信号301

9.3 噪声（9.2节）303

热噪声与可用功率304

白噪声与滤波噪声306

噪声等效带宽308

白噪声下的系统测量310

9.4 含噪声的基带信号传输（9.3节）311

加性噪声与信噪比311

模拟信号传输312

9.5 含噪声的基带脉冲传输（9.4节）314

噪声下的脉冲测量315

脉冲检波与匹配滤波316

9.6 问题与习题318

第10章 模拟调制系统中的噪声323

10.1 带通噪声（4.4节、9.2节）324

系统模型324

正交分量326

包络与相位326

相关函数328

10.2 含噪声的线性连续波调制（10.2节）329

同步检波330

包络检波与阈值效应332

10.3 含噪连续波角度调制（5.3节、10.2节）334

后向检测噪声334

目标信噪比336

调频阈值效应338

调频反馈检测阈值扩展340

10.4 连续波调制系统的比较（9.4节、10.3节）341

10.5 锁相环噪声特性（7.3节、10.1节）343

10.6 含噪声的模拟脉冲调制（6.3节、9.5节）344

信噪比344

虚假脉冲阈值效应346

10.7 问题与习题346

第11章 基带数字传输352

11.1 数字信号与系统（9.1节）353

数字脉幅调制信号353

传输限制355

数字脉幅调制的功率谱358

预编码的频谱波形360

11.2 噪声与错误（9.4节、11.1节）361

二元错误概率361

再生中继器365

匹配滤波366

相关检测368

M元错误概率369

11.3 带限数字脉幅调制系统（11.2节）371

奈奎斯特脉冲波形372

最优终端滤波374

均衡技术376

相关编码380

11.4 同步技术（11.2节）384

比特同步385

扰码器与伪随机序列发生器387

帧同步390

11.5 问题与习题391

第12章 数字化技术在模拟信号和计算机网络中的应用399

12.1 脉冲编码调制（6.2节、11.1节）400

脉冲编码调制的产生与重构400

量化噪声403

非均匀量化与压缩扩展405

12.2 含噪声的脉冲编码调制信号（11.2节、12.1节）407

译码噪声408

误差阈值409

脉冲编码调制与模拟调制409

12.3 Delta调制和预测编码（12.2节）411

Delta调制411

Delta-Sigma调制415

自适应Delta调制416

差分脉冲编码调制416

线性预测编码语音合成418

12.4 数字语音录制（12.3节）419

CD录制420

CD回放422

12.5 数字复用技术（12.1节、9.2节）422

多路复用与多级423

数字用户线路426

同步光网络427

数据多路复用428

12.6 问题与习题429

第13章 信道编码434

13.1 错误检测与纠正（11.2节）434

重传与奇偶校验码435

交织436

码矢量与汉明距离437

前向纠错编码系统438

自动重复请求系统440

13.2 线性分组码（13.1节）443

分组码的矩阵表示443

伴随式译码446

循环码组448

M元码组452

13.3 卷积码（13.2节）453

卷积编码453

自由码距和编码增益457

译码方法462

Turbo码467

13.4 问题与习题468

第14章 带通数字传输475

14.1 连续波数字调制（4.5节、5.1节、11.1节）476

带通数字信号的频谱分析476

调幅方法477

调相方法479

调频方法481

最小键控和高斯滤波最小键控484

14.2 相干二元系统（11.2节、14.1节）487

最佳二元检测487

相干OOK、BPSK和FSK491

时间与同步492

干扰493

14.3 非相干二元系统（14.2节）494

含带通噪声的正弦曲线包络494

非相干OOK496

非相干FSK498

差分相干PSK499

14.4 正交载波与M元系统（14.2节）501

正交载波系统501

M元PSK系统503

M元QAM系统506

M元FSK系统508

数字调制系统的比较509

14.5 正交频分复用（14.4节、7.2节、2.6节）511

逆离散傅里叶变换生成OFDM512

信道响应与循环扩展514

14.6 网格编码调制（13.3节、14.4节）517

TCM的基本原理517

硬判决与软判决523

调制解调器524

14.7 问题与习题524

第15章 扩频系统531

15.1 直接序列扩频（14.2节）532

直接序列扩频信号532

受干扰条件下的直接序列扩频性能534

多址接入536

多径与Rake接收机537

15.2 跳频扩频（15.1节）540

跳频扩频信号540

受干扰条件下的跳频扩频性能541

其他扩频系统543

15.3 编码（15.1节、11.4节）543

15.4 同步（7.3节）547

捕获547

跟踪548

15.5 无线系统（15.2节、3.3节、14.5节）549

电话系统550

无线网络553

15.6 超宽带系统（6.3节、15.1节）556

超宽带信号556

编码技术558

发射参考系统558

多址接入560

与直接序列扩频的比较561

15.7 问题与习题561

第16章 信息与检测理论565

16.1 信息度量与信源编码（12.1节）566

信息度量566

熵与信息速率568

离散无记忆信道编码570

有记忆信源预测编码573

16.2 离散信道上的信息传输（16.1节）576

互信息量576

离散信道容量578

二进制对称信道编码580

16.3 连续信道与系统的比较（16.2节）582

连续信息582

连续信道容量584

理想通信系统586

系统比较588

16.4 信号空间591

矢量信号591

葛兰-施密特变换593

16.5 最优数字检测（16.3节、16.4节）595

最优检测与最大后验接收机595

错误概率600

信号选择和正交信号602

16.6 习题605

附录 电路与系统噪声（9.4节）609

电路与设备噪声609

放大器噪声614

系统噪声计算617

电缆中继系统620

表622

表T.1 傅里叶变换622

表T.2 傅里叶级数623

表T.3 数学关系625

表T.4 辛格函数627

表T.5 概率函数628

表T.6 高斯概率629

表T.7 术语符号631

正文练习题答案633

章末习题答案669

术语676