內容簡介
本書從實用性出發，較全面地介紹了數字通信原理的基本理論和套用。全書共11章，主要內容包括數字通信系統的基本概念、通信信道、隨機信號分析、模擬調製技術、信源編碼、多路復用與多址技術、數位訊號的基帶傳輸、數字載波調製傳輸、數位訊號的最佳接收、擴頻通信、現代通信系統介紹等。
本書提供配套電子課件、實驗材料等。 本書可作為高等學校通信專業數字通信原理課程的基礎教材，也可供相關領域的工程技術人員學習、參考。
目錄
第1章 數字通信系統的基本概念 1
1.1 信息 3
1.1.1 信息的特性 3
1.1.2 信源 3
1.1.3 信息度量 4
1.2 通信的基本概念 5
1.2.1 通信的定義 5
1.2.2 通信的分類 6
1.2.3 通信方式 7
1.3 數字通信系統 9
1.3.1 數字通信的特點 9
1.3.2 數字通信系統的組成 10
1.3.3 數字通信模式 12
1.3.4 主要性能指標 13
本章小結 15
習題1 15
第2章 通信信道 17
2.1 信道的定義及分類 18
2.2 信道模型 19
2.2.1 調製信道 19
2.2.2 編碼信道 20
2.3 信道容量 21
2.4 信道頻寬 22
2.5 有線通信信道 23
2.5.1 有線通信信道的傳輸特性 23
2.5.2 恆參信道及其特性 24
2.5.3 恆參信道的實際傳輸 25
2.6 無線通信信道 26
2.6.1 無線電波 26
2.6.2 電離層電波傳播 27
2.6.3 隨參信道 27
2.6.4 無線信道空間傳輸損耗 28
2.6.5 多徑衰落 31
2.6.6 信道特性的改善 32
本章小結 34
習題2 35
第3章 隨機信號分析 37
3.1 信號及其分類 38
3.1.1 信號分類 38
3.1.2 相關函式 40
3.1.3 頻譜密度 42
3.1.4 隨機信號的數學描述 44
3.2 隨機過程 46
3.2.1 隨機過程的統計特性描述 46
3.2.2 平穩隨機過程 48
3.2.3 高斯隨機過程 51
3.2.4 窄帶隨機過程 54
本章小結 55
第4章 模擬調製技術 57
4.1 標準調幅（AM） 58
4.1.1 AM的基本原理 58
4.1.2 AM信號的頻譜 59
4.1.3 AM信號的解調 59
4.2 其他調幅方式 60
4.2.1 抑制載波雙邊帶調幅（DSB） 60
4.2.2 單邊帶調幅（SSB） 62
4.2.3 殘留邊帶調幅（VSB） 64
4.3 頻率調製（FM） 65
4.3.1 角度調製的基本原理 65
4.3.2 調頻信號 66
4.3.3 FM的解調 67
4.4 模擬調製系統的抗噪聲性能 68
4.4.1 調幅系統的抗噪聲性能 69
4.4.2 FM系統的抗噪聲性能 71
4.4.3 調頻系統與調幅系統比較 74
本章小結 74
習題4 75
第5章 信源編碼 76
5.1 信源編碼技術 77
5.1.1 基本概念 77
5.1.2 信源編碼分類 77
5.2 信號數位化傳輸 78
5.2.1 抽樣定理 79
5.2.2 脈衝編碼調製（PCM） 80
5.2.3 量化 82
5.2.4 編碼 91
5.3 自適應差分脈衝編碼調製（ADPCM） 96
5.3.1 差分脈衝編碼調製（DPCM） 96
5.3.2 自適應脈衝編碼調製（APCM） 98
5.3.3 自適應差分脈衝編碼調製原理 99
5.4 增量調製（?M） 100
5.4.1 增量調製基本概念 100
5.4.2 簡單增量調製 101
5.4.3 增量調製系統的量化噪聲 104
5.4.4 增量調製系統的抗噪聲性能分析 106
5.4.5 改進的?M調製系統 109
本章小結 110
習題5 110
第6章 多路復用與多址技術 112
6.1 多路復用技術 113
6.2 頻分多路復用（FDM）技術 114
6.2.1 頻分多路復用的基本原理 114
6.2.2 頻分多路復用方式 116
6.3 時分多路復用（TDM）技術 117
6.3.1 時分多路復用的基本原理 117
6.3.2 時分多路復用的實現 118
6.4 準同步數字型系（PDH） 119
6.4.1 PCM基群幀結構 119
6.4.2 PCM30/32路基群系統構成 121
6.4.3 PCM的高次群數字復接 123
6.5 同步數字型系（SDH） 130
6.5.1 SDH網路單元與節點接口 130
6.5.2 STM-N幀結構 133
6.5.3 SDH復用原理 134
6.6 多址技術 135
6.6.1 常見的多址方式 136
6.6.2 多址技術和多路復用技術之間的聯繫與區別 137
本章小結 138
習題6 138
第7章 數位訊號的基帶傳輸 140
7.1 數字基帶信號 142
7.1.1 數字基帶信號的常用碼型 142
7.1.2 數字基帶信號功率譜 146
7.1.3 碼型變換的基本方法 147
7.2 數字基帶傳輸系統 150
7.2.1 數字基帶系統的基本組成 150
7.2.2 數字基帶系統的數學模型分析 151
7.2.3 碼間串擾的消除 151
7.3 無碼間串擾的基帶傳輸系統 152
7.3.1 理想基帶傳輸系統 152
7.3.2 無碼間串擾的等效特性 152
7.3.3 升餘弦滾降傳輸特性 153
7.3.4 無碼間串擾時噪聲對傳輸性能的影響 155
7.4 眼圖 158
7.5 時域均衡技術 159
7.6 部分回響技術 162
7.6.1 部分回響系統與部分回響波形 162
7.6.2 部分回響系統的相關編碼和預編碼 164
本章小結 167
習題7 167
第8章 數字載波調製傳輸 169
8.1 數字調製與解調 170
8.2 振幅鍵控 171
8.2.1 二進制振幅鍵控（2ASK） 171
8.2.2 多進制振幅鍵控（MASK） 175
8.3 頻移鍵控 177
8.3.1 二進制頻移鍵控（2FSK） 177
8.3.2 多進制頻移鍵控（MFSK） 182
8.4 相移鍵控 184
8.4.1 二進制相移鍵控（2PSK） 184
8.4.2 多進制數字相位調製（MPSK） 190
8.5 二進制數字調製系統的性能分析 193
8.6 多進制數字調製系統的性能比較 194
8.6.1 多進制系統誤碼特性比較 194
8.6.2 多進制數字調製系統性能 194
8.7 現代數字調製技術 195
8.7.1 正交振幅調製（QAM） 195
8.7.2 最小頻移鍵控（MSK） 200
8.7.3 高斯最小頻移鍵控（GMSK） 203
8.7.4 正交頻分復用（OFDM） 204
本章小結 206
習題8 206
第9章 數位訊號的最佳接收 208
9.1 最大似然準則 209
9.2 確定信號的最佳接收 211
9.2.1 二進制確定信號的最佳接收機 212
9.2.2 多進制確定信號的最佳接收機 213
9.3 隨相信號的最佳接收 214
9.3.1 隨相信號的定義 214
9.3.2 判決條件 214
9.4 匹配濾波器 215
9.4.1 基本原理 215
9.4.2 實現方法 219
9.4.3 性能分析 220
9.5 理想的接收機模型 220
9.6 最佳接收機性能分析 222
9.6.1 確定信號最佳接收誤碼率分析 222
9.6.2 調製方式對誤碼率的影響 224
9.6.3 理想接收機與實際接收機的比較 225
本章小結 226
習題9 226
第10章 擴頻通信 228
10.1 擴頻通信技術 229
10.1.1 擴頻通信系統的原理 230
10.1.2 擴頻系統的主要特點 230
10.1.3 擴頻系統的工作方式 231
10.1.4 擴頻系統的主要性能指標 233
10.2 偽隨機序列 234
10.2.1 偽隨機碼的種類 234
10.2.2 偽隨機序列的數學表述 235
10.2.3 偽隨機序列的產生 236
10.3 m序列 238
10.3.1 線性反饋移位暫存器 238
10.3.2 m序列產生器 239
10.3.3 m序列的性質 240
10.3.4 M序列 243
10.4 擴頻技術的發展趨勢 245
10.4.1 超寬頻技術 245
10.4.2 多載波調製技術 245
10.4.3 軟體無線電 246
本章小結 246
習題10 247
第11章 現代通信系統介紹 248
11.1 現代通信網 249
11.1.1 通信網概述 249
11.1.2 現代通信網的構成、功能及發展 250
11.2 現代數字移動通信系統 252
11.2.1 移動通信的概念 252
11.2.2 GSM數字蜂窩通信系統 253
11.2.3 CDMA移動通信系統 257
11.2.4 第三代移動通信系統（3G） 259
11.2.5 第四代移動通信系統（4G） 261
11.2.6 第五代移動通信系統（5G） 264
11.3 現代衛星通信系統 267
11.3.1 衛星通信系統概述 267
11.3.2 衛星通信系統的組成及工作原理 268
本章小結 272
習題11 272
參考文獻 273
