本书特点
　　◎通过对模拟和数字通信系统工作原理的讲述和性能分析，阐述通信基本理论。
　　◎本书叙述严谨，概念清楚，每章备有必要的例题和适量的习题，便于教学使用。

　　本书是作者在上海交通大学电子信息与电气工程学院通信原理课程使用多年的教材讲义基础上编写而成的，分10章介绍通信原理知识。第1章简述通信系统模型，介绍通信理论的重要概念。第2章讲述平稳随机过程理论。第3章讲解模拟调制系统，并分析其抗噪声性能。第4章叙述模拟信号数字化的方法。第5章阐述数字基带传输的基本原理。第6章和第7章讲述最佳接收原理。第8章讲解数字调制的带通传输方法。第9章讲解通信中接收端本地同步信号获取。第10章讲述纠检错编码的基本方法。本书适合作为通信工程、电子工程和信息工程等专业的教科书，读者若具有信号和线性系统及概率方面的基础，也适合自学使用。
　　本书为教师提供免费电子课件，需要的老师请登录华章网站www.hzbook.com下载。

无

通信原理是通信工程专业(包括信息工程、电子工程和无线电技术等专业)的一门主干专业课。这门课程偏重理论研究，主要讲述通信系统如何传输信息，以及如何传输得更好。课程内容覆盖信息传输必需的共性问题，而把各种通信系统具体的个性问题留给后续专业课。通信原理是进入专业学习的一门重要课程。
　　本教材在上海交通大学电子信息和电气工程学院通信原理课程使用多年的教材讲义基础上编写而成，适用72教学时，适当删节也适用于54学时。本书每章备有适量习题，可供练习使用。学习本课程必要的先修课程包括信号与线性系统、通信电子线路，以及工程数学概率和随机变量。本书也可供IT领域相关的研发人员参考。
　　全书共分10章，主要内容是：第1章简述通信系统模型，刻画通信系统概貌，介绍通信理论的重要概念。第2章讲述平稳随机过程理论，这是随机信号分析的数学方法。第3章讲解模拟调制系统，并分析其抗噪声性能。第4章叙述模拟信号数字化的方法，重点是分析PCM的取样、量化和编码过程，并把自适应引入DPCM中。第5章阐述数字基带传输的基本原理，包括码间干扰问题、奈奎斯特准则、部分响应信号和自适应时域均衡。第6章和第
　　7章合起来论述最佳接收原理，内容涉及匹配滤波器、信号检测原理和相关接收机等。第8章介绍数字调制的带通传输方法，重点讲解几种典型的数字调制技术。第9章集中解决通信中接收端本地同步信号获取的问题，包括本地载波的提取、数字位同步产生和帧同步方法。第10章介绍信道编码，讲述纠检错编码的基本方法，包括线性分组码和卷积码。
　　本书第1、3、4章在王维一教授主编的《现代通信理论》基础上修订而成，其余章节重新编写。其中第
　　2、5、6、7章和第8章的81～86节由韩声栋编写，第8章的87节和第9章由刘伟编写，第10章由蒋铃鸽编写。全书由韩声栋统稿和审定。
　　本书的编写得到我校电子工程系的支持和帮助。王维一教授对本书的出版给予鼓励和关心，袁焱老师帮助改写445节，电子版书稿由担任兼职助教的多位研究生完成。编者在此深表谢意。
　　限于水平，不妥之处敬请批评指正。

　　编者
　　2008年5月于上海交通大学

目录


前言

第1章通信系统概论

11通信系统的模型


111通信系统的组成

112模拟通信、数字通信和数据

通信

12通信系统的质量指标


121模拟通信系统的质量指标

122数字通信系统的质量指标

13传输信道

131无记忆信道

132恒参信道

133变参信道

14信息的度量与信道容量

141信息的度量

142信道容量

习题


第2章随机信号和噪声

21随机过程基本概念

211随机过程的定义

212随机过程的概率分布函数和
概率密度函数



213相关函数和协方差函数

214随机过程分类

22广义平稳过程及各态遍历性

221广义平稳过程相关函数的性质

222时间平均及各态遍历性


23随机过程的功率谱密度

231功率谱密度的定义

232功率谱与自相关函数的关系

233功率谱密度性质

234互功率谱密度及其性质

24线性系统对随机信号的响应

241输出过程统计特性

242输出输入过程相互关系

243线性组合网络

25高斯过程和白噪声过程

251高斯过程

252白噪声过程

26离散时间随机信号

261相关函数和协方差函数

262相关函数(序列)的Z变换以及
功率谱

263随机序列通过线性系统

27窄带随机过程

271平稳窄带过程的正交表示

272窄带高斯过程的包络和相位

表示

28正弦信号加窄带噪声的包络和

相位

281包络A(t)的分布

282相位ψ(t)的分布

习题

第3章模拟调制系统

31幅度调制

311双边带调制

312振幅调制

313单边带调制

314残留边带调制

32幅度调制系统的抗噪声性能

321基带系统

322DSB系统噪声

323SSB系统噪声

324AM系统噪声

33角度调制

331角度调制的一般概念

332频率调制

333FM信号的产生和解调

334相位调制

34角度调制系统的噪声

341角度调制系统的输出信噪比

342角度调制系统的门限效应

35加重技术

36频分多路复用

习题

第4章模拟信号的数字传输

41模拟信号的取样

411取样定理

412带通信号的取样

42模拟信号的量化

421量化原理

422均匀量化

423非均匀量化

43编码

431A876/13折线压缩律

432码元的排列

44PCM通信系统

441系统的组成

442PCM信号带宽要求

443PCM系统的噪声

444PCM时分复用

445单片PCM编解码／滤波器

45增量调制

451DM原理

452DM的量化噪声

453改进型DM

454单片DM编解码器

46差值脉冲编码调制

461DPCM编码原理

462预测器

463自适应量化

464自适应差值脉码调制

习题


第5章数字基带传输和时域均衡

51基带传输码型

511基本码型

512基带码流的功率谱

513基带码型变换

52数字基带传输系统及符号间干扰

521数字基带传输系统组成

522符号间干扰分析

53无ISI的带限信号设计——奈奎
斯特第一准则

531最小带宽BT=1/2T

532升余弦频谱

54部分响应信号

541双二进制信号系统

542修正双二进制信号系统

543部分响应系统

55时域均衡及其最佳准则

551时域均衡原理

552两种最佳准则

56横向均衡器的结构

561前向均衡器

562反馈均衡器

563前向和反馈组合均衡器

564判决反馈均衡器

565前向与判决反馈结合的均衡器

57最小均方误差均衡器

571公式解

572递推(迭代)解——最陡下降法

573实用解——LMS算法

574自适应均衡

习题


第6章匹配滤波器

61最大信噪比准则——匹配滤波器

611信噪比表达

612MF的导出

62匹配滤波器的性质

63时间相关函数

631MF等效于相关器

632相关积分的定义及性质

633几种相关函数的关系

634相关系数

64匹配滤波器计算

65有色噪声化为白噪声的处理方法

66匹配滤波器的实现

661动态滤波器

662用横向滤波器实现

663MF的近似实现

习题


第7章最佳接收

71判决理论

711最大后验概率准则与最小差错
概率准则

712似然比检验

713单次观测信号检测

714多次观测

715多元信号检测

72二元已知信号检测

721二元已知信号最佳接收——相关
接收机模型

722数字通信接收机的性能

723相关接收的实现

724关于本地信号的讨论

73随机相位信号检测

731随相信号检测——正交接收机

732正交接收机的等效实现

74准最佳接收

习题


第8章数字信号带通传输

81二进制幅度键控

8112ASK信号的产生及其功谱

8122ASK信号解调

82二进制移频键控


8212FSK信号的产生及其功谱

8222FSK信号解调

83二进制移相键控

8312PSK信号的产生和功谱

8322PSK信号解调

833二进制差分移相键控

834二进制数字调制系统的比较

84四相移相键控

841QPSK信号时域表示和频谱

842绝对移相QPSK

843四相相对移相键控QDPSK

844QPSK的误码性能

85正交幅度调制

851QAM信号时域表示和功谱

85216QAM的调制与解调

853相位模糊与差分编码

854比特差错性能

855部分响应正交幅度调制

86最小移频键控

861三个特点的分析

862MSK信号的正交表示及产生

863MSK信号解调

864MSK信号功谱

87OFDM技术


871OFDM系统的工作原理

872OFDM系统的主要特点

习题


第9章同步

91锁相环的基本知识

911模拟锁相环

912数字锁相环

92载波同步

921插入导频法

922抑制载波双边带信号的载波

提取

923多进制信号的载波提取

924基带数字处理的载波跟踪环

925QAM信号的载波提取

93载波同步系统的性能

931稳态相差

932随机相差

933同步建立和保持时间

94位同步

941非线性变换法

942数字锁相环法

943超前滞后门法

944最小均方误差法

95位同步系统的性能

951相位误差

952同步建立时间

953同步保持时间

954同步带宽

96群同步

961起止式群同步

962采用特殊字符建立群同步

97群同步系统的性能

971集中插入同步法的性能指标

972帧同步的保护

习题


第10章差错控制编码

101基本概念

1011差错控制方式和纠错码分类

1012差错控制编码的基本原理

102常用检错码

1021奇偶校验码

1022行列校验码

1023恒比码

103线性分组码

1031汉明码

1032监督矩阵H

1033生成矩阵G

1034伴随式译码

104循环码

1041基本概念与原理

1042循环码的编码器

1043循环码的译码器

105卷积码

1051卷积码基本概念与结构

1052卷积码的描述方法及编码

1053卷积码的维特比译码

习题

附录

附录A误差函数

附录B英汉名称对照表

参考文献