內容簡介
本書全面、系統地介紹了現代數字通信原理和通信技術。全書共10章, 內容包括緒論、模擬信號的調製與解調、模擬信號的數字傳輸、多路復用與數字復接、準同步與同步數字傳輸體系、數位訊號的基帶傳輸、數位訊號的頻帶傳輸、同步原理、差錯控制編碼、偽隨機序列及套用。
本書兼顧信息技術本科教育和高職高專教育的特點, 系統性強，內容編排連貫; 注重基本概念、基本原理的闡述, 對系統基本性能的物理意義解釋明確; 強調通信新技術在實際通信系統中的套用; 注意知識的歸納、總結, 並附有適量的思考與練習題。參考學時為60~80學時。
本書語言簡練、通俗易懂、敘述深入淺出、層次分明、適用面寬, 可作為信息類本科各專業和高職高專通信工程、計算機通信、信息技術和其他相近專業的教材, 也可供相關的科技人員閱讀和參考。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 通信的發展 1
1.1.1 通信發展簡史 1
1.1.2 通信技術的發展與展望 2
1.2 通信的概念 8
1.2.1 通信的定義 8
1.2.2 通信的分類 8
1.2.3 通信方式 10
1.3 通信系統 12
1.3.1 通信系統的模型 12
1.3.2 模擬通信系統 13
1.3.3 數字通信系統 14
1.3.4 數字通信的主要優缺點 15
1.4 資訊理論基礎 16
1.4.1 信息及其量度 16
1.4.2 平均信息量 17
1.4.3 條件熵的計算 18
1.5 通信系統的性能指標 18
1.5.1 一般通信系統的性能指標 18
1.5.2 通信系統的有效性指標 19
1.5.3 通信系統的可靠性指標 20
1.6 通信信道的基本特性 21
1.6.1 信道的概念 21
1.6.2 傳輸信道 24
1.6.3 信道內的噪聲 26
1.6.4 常見的幾種噪聲 27
1.6.5 信道容量 29
本章小結 32
思考與練習1 35
第2章 模擬信號的調製與解調 37
2.1 模擬信號的線性調製 37
2.1.1 常規雙邊帶調製(AM) 37
2.1.2 抑制載波雙邊帶調幅(DSB - SC) 40
2.1.3 單邊帶調幅(SSB) 41
2.1.4 殘留邊帶調幅(VSB) 43
2.1.5 模擬線性調製的一般模型 45
2.1.6 線性調製系統的抗噪聲性能 46
2.2 模擬信號的非線性調製 51
2.2.1 基本概念 51
2.2.2 窄帶調頻(NBFM) 52
2.2.3 寬頻調頻(WBFM) 53
2.2.4 調頻信號的產生與解調 55
2.2.5 調頻系統的抗噪聲性能 57
2.3 模擬調製方式的性能比較 60
本章小結 62
思考與練習2 62
第3章 模擬信號的數字傳輸 66
3.1 抽樣定理 66
3.1.1 抽樣的概念 66
3.1.2 低通信號的抽樣定理 69
3.1.3 帶通信號的抽樣定理 71
3.2 模擬信號的脈衝調製 73
3.2.1 脈衝振幅調製(PAM) 74
3.2.2 脈衝寬度調製(PDM) 75
3.2.3 脈衝位置調製(PPM) 75
3.3 脈衝編碼調製(PCM) 75
3.3.1 量化 76
3.3.2 編碼和解碼 83
3.4 增量調製(ΔM) 88
3.4.1 簡單增量調製 88
3.4.2 增量調製的過載特性與編碼的動態範圍 92
3.5 差值脈衝編碼調製 94
3.5.1 差值脈衝編碼調製(DPCM) 94
3.5.2 自適應差值脈衝編碼調製(ADPCM) 96
3.6 子帶編碼(SBC) 98
3.6.1 基本概念 98
3.6.2 子帶頻寬 99
3.7 參量編碼技術 99
3.7.1 參量編碼 99
3.7.2 線性預測編碼(LPC) 99
*3.8 語音壓縮編碼技術 100
本章小結 101
思考與練習3 103
第4章 多路復用與數字復接 106
4.1 頻分多路復用(FDM) 106
4.1.1 直接法FDM 106
4.1.2 復級法FDM 108
4.2 正交頻分復用(OFDM) 111
4.2.1 OFDM的基本原理 112
4.2.2 基於FFT的OFDM系統組成 113
4.3 時分多路復用(TDM) 115
4.3.1 TDM基本原理 115
4.3.2 TDM信號的頻寬及相關問題 117
4.3.3 TDM與FDM的比較 118
4.3.4 時分復用的PCM系統 119
4.3.5 PCM 30/32路典型終端設備介紹 120
4.3.6 統計時分多路復用(STDM) 122
4.4 波分多路復用(WDM) 123
4.5 碼分多路復用(CDM) 126
4.6 多址通信技術 127
4.6.1 頻分多址(FDMA) 127
4.6.2 時分多址(TDMA) 128
4.6.3 碼分多址(CDMA) 130
本章小結 131
思考與練習4 131
第5章 準同步與同步數字傳輸體系 133
5.1 準同步數字型系(PDH) 133
5.1.1 數字復接的概念和方法 133
5.1.2 同步復接與異步復接 134
5.1.3 PCM高次群 136
5.2 同步數字型系(SDH) 137
5.2.1 SDH的基本概念 137
5.2.2 SDH的速率和幀結構 139
5.2.3 同步復用與映射方法 140
5.2.4 SDH設備套用原理 144
5.2.5 SDH自愈網 147
5.3 SDH在微波通信中的套用 152
5.3.1 微波SDH技術 152
5.3.2 SDH微波通信設備 153
5.3.3 SDH微波通信系統 153
本章小結 155
思考與練習5 155
第6章 數位訊號的基帶傳輸 157
6.1 數字基帶信號的常用碼型 157
6.2 數字基帶傳輸系統 164
6.2.1 數字基帶傳輸系統的基本組成 164
6.2.2 碼間串擾和噪聲對誤碼的影響 165
6.2.3 基帶傳輸系統的數學分析 166
6.2.4 碼間串擾的消除 167
6.3 無碼間串擾的基帶傳輸系統 168
6.3.1 理想基帶傳輸系統 168
6.3.2 無碼間串擾的等效特性 169
6.3.3 升餘弦滾降傳輸特性 170
6.3.4 無碼間串擾時噪聲對傳輸性能的影響 173
6.4 基帶數位訊號的再生中繼傳輸 174
6.4.1 基帶傳輸信道特性 174
6.4.2 再生中繼系統 175
6.4.3 再生中繼器 176
6.5 眼圖 178
6.6 時域均衡 180
6.6.1 時域均衡原理 180
6.6.2 三抽頭橫向濾波器時域均衡 182
6.7 部分回響技術 184
6.7.1 部分回響波形 184
6.7.2 差錯傳播 185
6.7.3 部分回響基帶傳輸系統的相關編碼和預編碼 185
6.7.4 部分回響波形的一般表示式 187
6.8 數位訊號的最佳接收 188
6.8.1 最小差錯機率接收 188
6.8.2 最小均方誤差接收 189
6.8.3 最大輸出信噪比接收 190
6.8.4 最大後驗機率接收 192
本章小結 192
思考與練習6 194
第7章 數位訊號的頻帶傳輸 198
7.1 引言 198
7.2 二進制數字振幅調製 199
7.2.1 一般原理與實現方法 199
7.2.2 2ASK信號的功率譜及頻寬 200
7.2.3 2ASK信號的解調及系統誤碼率 202
7.3 二進制數字頻率調製 205
7.3.1 一般原理與實現的方法 205
7.3.2 2FSK信號的功率譜及頻寬 207
7.3.3 2FSK信號的解調及系統誤碼率 209
7.4 二進制數字相位調製 213
7.4.1 絕對相移和相對相移 213
7.4.2 2PSK信號的產生與解調 215
7.4.3 2DPSK信號的產生與解調 217
7.4.4 二進制相移信號的功率譜及頻寬 220
7.4.5 2PSK與2DPSK系統的比較 220
7.5 多進制數字調製 221
7.5.1 多進制數字振幅鍵控(MASK) 221
7.5.2 多進制數字頻移鍵控(MFSK) 222
7.5.3 多進制數字相移鍵控(MPSK) 224
7.6 正交振幅調製(QAM) 234
7.6.1 QAM的調製解調原理 235
7.6.2 QAM的星座圖 235
7.6.3 16QAM的實現 236
7.7 最小頻移鍵控(MSK) 237
7.7.1 MSK的基本原理 237
7.7.2 MSK調製解調的實現 239
7.7.3 MSK系統的性能 241
7.8 數字調製系統性能比較 242
7.8.1 二進制數字調製系統的性能比較 242
7.8.2 多進制數字調製系統的性能比較 243
本章小結 245
思考與練習7 246
第8章 同步原理 250
8.1 概述 250
8.1.1 不同功用的同步 250
8.1.2 不同傳輸方式的同步 251
8.2 載波同步技術 252
8.2.1 非線性變換——濾波法 252
8.2.2 特殊鎖相環法 253
8.2.3 插入導頻法(外同步法) 255
8.2.4 載波同步系統的性能指標 258
8.3 位同步技術 259
8.3.1 位同步的概念 259
8.3.2 插入導頻法(外同步法) 260
8.3.3 自同步法 261
8.3.4 位同步系統的性能指標 265
8.4 群同步(幀同步)技術 266
8.4.1 對群同步系統的基本要求 267
8.4.2 起止式同步法 267
8.4.3 連貫式插入法 267
8.4.4 間歇式插入法 269
8.4.5 群同步的保護 270
8.4.6 群同步系統的性能指標 271
8.5 網同步技術 273
8.5.1 全網同步系統 273
8.5.2 準同步系統 274
8.5.3 SDH網同步結構 276
本章小結 277
思考與練習8 278
第9章 差錯控制編碼 280
9.1 概述 280
9.1.1 信源編碼 280
9.1.2 差錯控制方式 280
9.2 檢錯與糾錯 281
9.2.1 糾錯碼的分類 281
9.2.2 糾錯編碼的基本原理 282
9.3 常用差錯控制碼 283
9.3.1 奇偶監督碼 283
9.3.2 水平奇偶監督碼 283
9.3.3 行列監督碼 283
9.3.4 群計數碼 284
9.3.5 恆比碼 284
9.4 線性分組碼 285
9.4.1 基本概念 285
9.4.2 漢明(Hamming)碼 285
9.4.3 監督矩陣 287
9.4.4 生成矩陣 288
9.4.5 校正和檢錯 289
9.4.6 線性分組碼的性質 289
9.5 循環碼 290
9.5.1 循環特性 290
9.5.2 生成多項式與生成矩陣 291
9.5.3 監督多項式及監督矩陣 292
9.5.4 編碼方法 293
9.5.5 解碼方法 294
9.6 卷積碼 295
9.6.1 卷積碼的概念 295
9.6.2 卷積碼的圖解表示 296
9.6.3 卷積碼的解碼 298
9.7 格線編碼調製 299
9.7.1 TCM信號的產生 300
9.7.2 TCM信號的解調 302
本章小結 304
思考與練習9 305
第10章 偽隨機序列及套用 309
10.1 偽隨機序列的概念 309
10.2 正交碼與偽隨機碼 309
10.3 偽隨機序列的產生 311
10.4 m序列 313
10.4.1 特徵多項式 313
10.4.2 m序列產生器 314
10.4.3 m序列的性質 315
10.5 沃爾什碼 317
10.6 偽隨機序列的套用 318
10.6.1 擴展頻譜通信 318
10.6.2 碼分多址(CDMA)通信 321
10.6.3 通信加密 323
10.6.4 誤碼率的測量 324
10.6.5 數字信息序列的擾碼與解擾 324
10.6.6 噪聲產生器 326
10.6.7 時延測量 326
本章小結 327
思考與練習10 327
參考文獻 329
