《現(xiàn)代通信原理》系統(tǒng)、清晰地介紹了通信系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本技術(shù)，以及設(shè)計(jì)與分析的方法。全書共分10章。內(nèi)容包括通信的基本概念、通信系統(tǒng)的組成、分類和性能指標(biāo)要求、確知信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)的分析、信道的基本特性和對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊�、模擬調(diào)制系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸、差錯(cuò)控制原理、同步原理和信道復(fù)用原理等。
《現(xiàn)代通信原理》可作為高等院校通信工程、電子信息、計(jì)算機(jī)通信等專業(yè)的本科生教材或考研參考書。
1.名師編寫：本教材的作者為全國“通信原理”教材的鼻祖、知名教授----樊昌信老師編寫。
2.通俗，淺顯：本書是針對(duì)大專院校中“通信原理”課程安排時(shí)數(shù)較少的通信專業(yè)學(xué)生。闡述中著重分析推理和講述物理概念，盡可能縮減繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。各章末皆附有思考題和習(xí)題。思考題協(xié)助讀者復(fù)習(xí)本章內(nèi)容，而習(xí)題則可以促使讀者深入領(lǐng)會(huì)本章內(nèi)容，將理論聯(lián)系實(shí)際，提高解決實(shí)際問題的能力。每章末還附有少量參考文獻(xiàn)，供讀者查閱有關(guān)結(jié)論的出處。
目前，作為國家重要基礎(chǔ)設(shè)施之一的電信網(wǎng)已經(jīng)遍布我國城鄉(xiāng)，成為廣大人民群眾生活和工作須臾不可離的伙伴。截至2008年5月，我國的固定電話和移動(dòng)電話用戶的總數(shù)已經(jīng)達(dá)到了9.36億戶，用戶規(guī)模居世界首位：互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)用戶總數(shù)已經(jīng)超過21億戶，網(wǎng)民數(shù)量居世界第二位。與此相應(yīng)，在我國從事與電信有關(guān)的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、建設(shè)、應(yīng)用、管理和領(lǐng)導(dǎo)工作的人員數(shù)量也相當(dāng)龐大，并在不斷增加。在這種形勢(shì)下，電信專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)和在職人員的繼續(xù)教育是一項(xiàng)重要的任務(wù)，本書就是為了適應(yīng)這一形勢(shì)發(fā)展的需要而編寫的。
目前，電信網(wǎng)已基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。在我國公共通信網(wǎng)中長途傳輸?shù)男盘?hào)主要是數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)的傳輸日漸減少。因此，本書中將重點(diǎn)討論數(shù)字通信，包括數(shù)字信號(hào)的形成、變換、編碼和傳輸以及模擬信號(hào)的數(shù)字化。
本書是針對(duì)普通高等院校中“通信原理”課程安排學(xué)時(shí)數(shù)較少的通信專業(yè)和其他專業(yè)的高年級(jí)本科生及碩士生編寫的，也可以作為工程技術(shù)人員的培訓(xùn)教材。闡述中著重分析推理和講述物理概念，盡可能縮減煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。各章末皆附有思考題和習(xí)題。思考題協(xié)助讀者復(fù)習(xí)本章內(nèi)容，而習(xí)題則可以促使讀者深入領(lǐng)會(huì)本章內(nèi)容，將理論聯(lián)系實(shí)際，提高解決實(shí)際問題的能力。每章末還附有少量參考文獻(xiàn)，供讀者查閱有關(guān)結(jié)論的出處。
全書共有10章。第1章簡要介紹通信的發(fā)展歷史，講述消息、信息和信號(hào)的基本概念，給出通信系統(tǒng)的組成、分類和性能指標(biāo)要求，使讀者對(duì)于通信和通信系統(tǒng)建立初步的認(rèn)識(shí)。第2章討論信號(hào)特性，對(duì)于確知信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)作深入分析，并對(duì)于信號(hào)在信道中傳輸受到的影響給予一般介紹。課堂教學(xué)中，先修課程已經(jīng)學(xué)過這些內(nèi)容的班級(jí)可以跳過本章或作復(fù)習(xí)性講述。第3章講述信道。先介紹信道的分類和特性，然后建立信道的數(shù)學(xué)模型，討論信道傳輸特性對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懸约靶诺乐械脑肼暎詈蠼o出信道容量的概念。第4章闡明模擬調(diào)制系統(tǒng)的原理。若在先修課程中已經(jīng)建立了模擬調(diào)制的基本概念，本章也可以從略。第5章對(duì)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的各個(gè)方面作了基本介紹。本章內(nèi)容涉及數(shù)字通信的基礎(chǔ)知識(shí)，是數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)，需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)好。第6章對(duì)于幾種基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)作了較詳細(xì)和深入的討論。這些內(nèi)容都是實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)遇到的，因此必須熟知。第7章詳細(xì)討論模擬信號(hào)的抽樣、量化和編碼方法。它是用數(shù)字技術(shù)傳輸模擬信號(hào)的必經(jīng)之路。第8章討論糾錯(cuò)編碼和差錯(cuò)控制技術(shù)，重點(diǎn)介紹了幾種性能優(yōu)良的糾錯(cuò)碼的基本原理。其中主要的差錯(cuò)控制技術(shù)在數(shù)字通信系統(tǒng)中都得到了廣泛的應(yīng)用。第9章討論數(shù)字通信系統(tǒng)中必不可少的同步，包括載波同步、位同步和群同步方法。第10章講述多路復(fù)用和復(fù)接，并且介紹了主要的國際標(biāo)準(zhǔn)建議。
學(xué)習(xí)本課程的先修課程主要有：模擬電子線路、高頻電子線路、數(shù)字邏輯電路、概率論，以及信號(hào)與系統(tǒng)。
本書的編寫，得到了西安電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，以及西安電子科技大學(xué)張會(huì)寧副教授，博士生楊麗花、倪浩，碩士生張哲、魏振、白云、劉曉杰和王倩等多人的協(xié)助。在此致以誠摯的謝意。
樊昌信，博士生導(dǎo)師：國內(nèi)外通信學(xué)術(shù)界享有很高的聲譽(yù)，被推選為美國電氣和電子工程師學(xué)會(huì)會(huì)士（IEEE Fellow）、中國通信學(xué)會(huì)會(huì)士、中國電子學(xué)會(huì)會(huì)士，并被英國薩瑞大學(xué)（University of Surrey）聘為榮譽(yù)客座教授（1 999—2002），陜西省科協(xié)曾授予“陜西科技精英”稱號(hào)；曾任西安電子科技大學(xué)學(xué)位委員會(huì)委員、學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、信息科學(xué)研究所所長。在校外曾兼任中國通信學(xué)會(huì)理事、中國電子學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、美國電氣和電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）西安支分會(huì)主席、《通信學(xué)報(bào)》編委會(huì)委員、《電信科學(xué)》編委會(huì)委員、信息產(chǎn)業(yè)部通信科學(xué)技術(shù)委員會(huì)專家咨詢組成員、工信部無線電頻率規(guī)劃專家咨詢委員會(huì)委員、NASM’2005國際會(huì)議名譽(yù)主席以及北京工業(yè)太學(xué)等多所院校兼職教授；現(xiàn)兼任中國通信學(xué)會(huì)咨詢委員會(huì)委員、中國國際文化交流中心陜西分會(huì)理事、“信息與電子學(xué)科研究生教育書系”編審委員會(huì)副主任委員、國際期刊“Wireless Communications andMobile Computing”（Wiley InterScience出版）顧問委員會(huì)委員等職�！ �50多年來發(fā)表論文110余篇，出版著譯12本，涉及電子學(xué)與通信學(xué)科中多個(gè)領(lǐng)域，包括：通信系統(tǒng)、多路無線電通信、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字通信、語音和圖像信號(hào)處理、聲成像、非正弦正交函數(shù)應(yīng)用、數(shù)字專用集成電路設(shè)計(jì)和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)及小衛(wèi)星通信工程等。所主編的《通信原理》為200多所高校采用作為教材，曾獲電子部優(yōu)秀教材特等獎(jiǎng)、國家教委優(yōu)秀教材獎(jiǎng)。在科研領(lǐng)域有多項(xiàng)研究成果獲省、部級(jí)科技進(jìn)步一、二和三等獎(jiǎng)。
任光亮，博士，西安電子科技大學(xué)教授，IEEE會(huì)員，碩士研究生導(dǎo)師；2008年獲得陜西省優(yōu)秀博士論文，主持和參與了多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目和國防預(yù)研項(xiàng)目的研究，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表數(shù)十篇學(xué)術(shù)論文，王要研究萬向是信息傳輸與通信信號(hào)處理。
第1章 概論 1
1.1 通信的發(fā)展 1
1.2 信息及其度量 3
1.2.1 消息和信息 3
1.2.2 信號(hào) 3
1.2.3 信息量 4
1.3 通信系統(tǒng) 5
1.3.1 通信系統(tǒng)的基本模型 5
1.3.2 通信方式 6
1.3.3 通信系統(tǒng)的分類 7
1.3.4 模擬通信系統(tǒng) 8
1.3.5 數(shù)字通信系統(tǒng) 8
1.4 通信系統(tǒng)的性能指標(biāo) 12
1.4.1 模擬通信系統(tǒng)的性能指標(biāo) 12
1.4.2 數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo) 12
思考題 14
習(xí)題 14
第2章 信號(hào)分析 16
2.1 確知信號(hào) 16
2.1.1 什么是確知信號(hào) 16
2.1.2 能量信號(hào)和功率信號(hào) 17
2.1.3 確知信號(hào)的性質(zhì) 18
2.2 隨機(jī)信號(hào) 30
2.2.1 隨機(jī)信號(hào)與隨機(jī)過程 30
2.2.2 隨機(jī)過程的數(shù)字特征 32
2.2.3 幾種重要的概率分布 34
2.2.4 高斯隨機(jī)過程 37
2.2.5 窄帶高斯隨機(jī)過程 38
2.2.6 正弦波加窄帶高斯隨機(jī)過程 40
2.3 信號(hào)通過線性系統(tǒng) 42
2.3.1 確知信號(hào)通過線性系統(tǒng) 42
2.3.2 平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng) 45
思考題 47
習(xí)題 48
第3章 信道 52
3.1 無線信道 52
3.1.1 地波 52
3.1.2 天波 53
3.1.3 視距傳播 54
3.1.4 散射傳播 55
3.2 有線信道 55
3.3 信道的數(shù)學(xué)模型 57
3.3.1 信道的定義 57
3.3.2 調(diào)制信道的數(shù)學(xué)模型 58
3.3.3 編碼信道的數(shù)學(xué)模型 59
3.4 信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?60
3.4.1 恒參信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?60
3.4.2 隨參信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?61
3.5 信道中的噪聲 65
3.6 信道容量 67
思考題 68
習(xí)題 69
第4章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 71
4.1 線性調(diào)制 71
4.1.1 常規(guī)調(diào)幅 71
4.1.2 抑制載波雙邊帶調(diào)制 76
4.1.3 單邊帶調(diào)制 78
4.1.4 殘留邊帶調(diào)制 80
4.1.5 線性調(diào)制器原理模型 82
4.2 非線性調(diào)制 83
4.2.1 基本原理 83
4.2.2 已調(diào)信號(hào)的頻譜和帶寬 86
4.2.3 角度調(diào)制信號(hào)的接收 89
思考題 89
習(xí)題 89
參考文獻(xiàn) 91
第5章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 92
5.1 數(shù)字基帶信號(hào) 92
5.1.1 數(shù)字基帶信號(hào)的波形 92
5.1.2 數(shù)字基帶信號(hào)的模型 94
5.1.3 數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度 95
5.2 碼型變換 98
5.2.1 線路碼的選擇原則 98
5.2.2 常用線路碼 98
5.3 數(shù)字基帶信號(hào)傳輸與碼間干擾 100
5.3.1 帶限基帶信道對(duì)基帶信號(hào)傳輸?shù)挠绊?101
5.3.2 數(shù)字基帶信號(hào)傳輸模型與碼間干擾 102
5.3.3 消除碼間干擾的條件 103
5.3.4 幾種典型的無碼間干擾的基帶傳輸特性 106
5.4 無碼間干擾數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼特性 110
5.5 眼圖 113
5.6 時(shí)域均衡 114
思考題 117
習(xí)題 117
參考文獻(xiàn) 121
第6章 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng) 122
6.1 二進(jìn)制振幅鍵控 122
6.1.1 二進(jìn)制振幅鍵控的基本原理 122
6.1.2 2ASK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)方法 123
6.1.3 2ASK系統(tǒng)的抗噪性能 124
6.2 二進(jìn)制頻移鍵控 127
6.2.1 二進(jìn)制頻移鍵控的基本原理 127
6.2.2 2FSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)方法 128
6.2.3 2FSK系統(tǒng)的抗噪性能 131
6.3 二進(jìn)制相移鍵控 134
6.3.1 二進(jìn)制相移鍵控的基本原理 134
6.3.2 2PSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)方法 135
6.3.3 2PSK系統(tǒng)的抗噪性能 136
6.4 二進(jìn)制差分相移鍵控 137
6.4.1 二進(jìn)制差分相移鍵控的基本原理 137
6.4.2 2DPSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)方法 138
6.4.3 2DPSK系統(tǒng)的抗噪性能 140
6.5 各種二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 142
6.6 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制 144
6.6.1 多進(jìn)制振幅鍵控 145
6.6.2 多進(jìn)制頻移鍵控 147
6.6.3 多進(jìn)制相移鍵控 149
思考題 155
習(xí)題 155
參考文獻(xiàn) 157
第7章 模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸 158
7.1 模擬信號(hào)的抽樣 158
7.2 模擬信號(hào)的量化 162
7.2.1 均勻量化 165
7.2.2 非均勻量化 169
7.3 脈沖編碼調(diào)制 176
7.3.1 碼位的賦值 177
7.3.2 碼位的排列 178
7.3.3 脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)的信號(hào)噪聲比 179
7.4 差分脈沖編碼調(diào)制原理 180
7.5 增量調(diào)制 181
7.5.1 增量調(diào)制原理 181
7.5.2 增量調(diào)制系統(tǒng)中的量化噪聲和抗噪性能 183
思考題 186
習(xí)題 186
參考文獻(xiàn) 188
第8章 差錯(cuò)控制 189
8.1 差錯(cuò)控制的基本概念 189
8.1.1 差錯(cuò)類型 189
8.1.2 差錯(cuò)控制方式 189
8.2 檢錯(cuò)和糾錯(cuò)的基本概念 191
8.2.1 差錯(cuò)控制編碼舉例 191
8.2.2 差錯(cuò)控制編碼的基本概念 192
8.3 奇偶監(jiān)督碼 193
8.3.1 一維奇偶監(jiān)督碼 194
8.3.2 二維奇偶監(jiān)督碼 194
8.4 線性分組碼 195
8.5 循環(huán)碼 198
8.6 卷積碼 199
思考題 200
習(xí)題 200
第9章 同步 202
9.1 載波同步 202
9.1.1 插入導(dǎo)頻法 202
9.1.2 直接法 206
9.1.3 載波同步系統(tǒng)的性能及相位誤差對(duì)解調(diào)性能的影響 208
9.2 位同步 209
9.2.1 插入導(dǎo)頻法 209
9.2.2 直接法 213
9.2.3 位同步誤差對(duì)誤碼率的影響 215
9.3 幀同步 215
9.3.1 連貫式插入法 216
9.3.2 間隔式插入法 218
9.3.3 幀同步性能 220
思考題 223
習(xí)題 223
參考文獻(xiàn) 224
第10章 信道復(fù)用 225
10.1 頻分復(fù)用 225
10.1.1 頻分復(fù)用原理 225
10.1.2 有線載波群路標(biāo)準(zhǔn) 227
10.2 時(shí)分復(fù)用 227
10.2.1 時(shí)分復(fù)用原理 227
10.2.2 模擬時(shí)分復(fù)用 228
10.2.3 數(shù)字時(shí)分復(fù)用 229
10.2.4 準(zhǔn)同步數(shù)字體系 229
10.2.5 復(fù)接與碼速調(diào)整 231
10.3 碼分復(fù)用 232
思考題 236
習(xí)題 236
附錄1 誤差函數(shù)值表 238
附錄2 三角函數(shù)公式 241
第1章 概論
1.2 信息及其度量
通信的主要任務(wù)是傳輸信息，信息包含于消息中，而消息則載荷在信號(hào)上傳輸。本節(jié)首先討論消息、信息與信號(hào)的基本概念和相互關(guān)系，然后重點(diǎn)介紹信息量。
1.2.1 消息和信息
電信是用電信號(hào)來傳遞消息。語音、圖形、活動(dòng)圖像、符號(hào)、文字等都是不同形式的消息。消息是包含信息的事物，信息是消息中包含的有效內(nèi)容。信息具有一定的不確定性。人們傳遞消息是為了獲取其中包含的信息。若此消息是確定的，或者說是確知的，則它就沒有必要傳遞了。例如，“太陽會(huì)發(fā)光”是人所共知的，沒有必要傳遞這個(gè)消息給你；這就是說這個(gè)消息中不包含信息，或包含的信息量為0。
相同的信息可以用不同類型的消息傳遞。例如，天氣預(yù)報(bào)的“晴”，可以用漢字表示，也可以用英文或其他圖形表示，還可以用語音表示。
1.2.2 信號(hào)
在電信中，消息是用電信號(hào)傳輸?shù)摹Ｐ盘?hào)是消息的載體，是一種電波形。用這種波形代表消息。在通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖切盘?hào)。按照信號(hào)中代表消息的參量取值方式的不同，信號(hào)可以分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩大類。第一類模擬信號(hào)，又稱連續(xù)信號(hào)，例如，話筒送出的語音信號(hào)。模擬信號(hào)的電壓和電流可以用取值連續(xù)的時(shí)間函數(shù)表示，如圖1-4（a）所示。第二類數(shù)字信號(hào)，又稱離散信號(hào)，例如計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)字信號(hào)的電壓和電流僅可能取有限個(gè)離散值，如圖1-5（a）所示。特別需要注意的是：區(qū)分模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的準(zhǔn)繩是其代表消息的參量取值是連續(xù)還是離散，而不是時(shí)間波形連續(xù)變化與否。模擬信號(hào)在時(shí)間上可以是離散的，如圖1-4（b）所示。數(shù)字信號(hào)在波形上可以是連續(xù)變化的，如圖1-5（b）所示。
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