数字通信原理

全书总计 7 个项目，以项目和任务的方式组织。项目一介绍常用概念、基本理论，是学习本书的基础。项目二介绍数字信号的来源，即模拟信号的抽样、抽样信号的量化和编码调制。项目三介绍数字基带传输系统和接收处理技术（匹配滤波、均衡等）。项目四介绍数字信号的频带调制技术，包括 ASK、PSK、FSK，以及 QAM 和 OFDM 调制。项目五介绍信道复用和多址技术，包括频分复用、时分复用以及码分复用三大类技术，以及频分多址、时分多址、码分多址三类多址技术。项目六以度量信息的熵和信息量开始，然后介绍常用的信源编码和信道编码技术，系统性地阐述了提高通信系统有效性和可靠性的方法。项目七讲述数字通信系统中的同步技术，包括载波同步、码元同步、帧同步，以及数据通信的网同步技术。 本书适合作为高职院校通信、电子和网络等专业的教材，也可作为电子信息类普通高校师生及工程技术人员的参考书。

陶亚雄 教育 部工业与信息化行业指导委员会通信专委会委员，中国电子学会高教分会理事，“全 国电子专业人才设计与技能大赛”全 国组委会副秘书长，电子工业出版社特聘专 家。在电子、通信领域从教近30年，拥有丰富的教学经验和科研能力。主编并发行本科、高职相关专业教材10余本，其中《现代通信原理》（高职）第三版、第四版分别被评为国家 级“十一五”、“十二五”规划教材，销量30余万本，《通信工程专业实用英语》（本科）第 二版被评为上海市高校优 秀教材。

项目一 走进信息通信世界 1 任务1.1　通信基础知识　3 1.1.1　通信的基本概念　3 1.1.2　通信技术的发展　5 任务1.2　数字通信系统　8 1.2.1　数字通信系统的基本概念　9 1.2.2　数字通信系统的特点　10 1.2.3　数字通信系统的性能指标　12 任务1.3　信道模型　14 1.3.1　有线信道　14 1.3.2　无线信道　15 1.3.3　通信系统的信道模型　15 1.3.4　信道对信号的影响　18 任务1.4　信号　21 1.4.1　信号的类型　21 1.4.2　信号的时频特性　24 1.4.3　低通信号与带通信号　25 项目测试　26 项目二　认识数字信号的 　基带调制技术　29 任务2.1　模拟信号的抽样　31 2.1.1　低通信号的抽样　31 2.1.2　带通信号的抽样　32 2.1.3　自然抽样和平顶抽样　32 任务2.2　抽样信号的量化　35 2.2.1　量化的原理和量化噪声　35 2.2.2　均匀量化　37 2.2.3　非均匀量化　38 任务2.3　PCM　43 2.3.1　PCM的原理　44 2.3.2　二进制码组的选取　44 2.3.3　A压缩律13折线编码　45 2.3.4　实际PCM的编译码电路　48 2.3.5　PCM系统的噪声　51 任务2.4　DPCM　53 2.4.1　DPCM的原理　54 2.4.2　DPCM的编译码过程　54 2.4.3　DPCM的性能　55 2.4.4　增量调制原理　56 2.4.5　增量调制系统的量化噪声　58 项目测试　59 项目三　认识数字信号的 　基带传输技术　63 任务3.1　数字基带信号的码型及其 　功率谱　64 3.1.1　数字基带信号的基本概念和 　码型选择原则　65 3.1.2　二元码　65 3.1.3　差分码　68 3.1.4　单极性不归零码的功率谱　68 3.1.5　双极性不归零码的功率谱　70 3.1.6　伪三元码及其功率谱　71 任务3.2　数字基带传输系统及其 　误码率　74 3.2.1　数字基带传输系统结构　74 3.2.2　升余弦滚降滤波器　75 3.2.3　高斯白噪声　80 3.2.4　最佳接收机　81 3.2.5　码率和误码率　84 任务3.3　信道均衡及部分响应系统　88 3.3.1　时域均衡及其功能　88 3.3.2　部分响应系统概念　90 3.3.3　眼图　92 项目测试　94 项目四　认识数字信号的 　频带调制技术　99 任务4.1　频带传输的基本概念与 　原理　101 4.1.1　调制技术的基本概念　101 4.1.2　调制技术的分类　102 4.1.3　数字调制　103 任务4.2　二进制数字调制　105 4.2.1　2ASK调制　105 4.2.2　2FSK调制　108 4.2.3　2PSK调制　111 任务4.3　多进制数字调制　115 4.3.1　MASK调制　116 4.3.2　MFSK调制　118 4.3.3　MPSK调制　120 任务4.4　QAM技术　124 4.4.1　QAM的基本原理　124 4.4.2　QAM信号的产生　127 任务4.5　OFDM多载波调制技术　129 4.5.1　OFDM多载波调制技术的基本 　原理　129 4.5.2　OFDM调制的数字实现　131 4.5.3　循环前缀　132 4.5.4　载波频率偏移对子载波间干扰的 　影响　135 4.5.5　OFDM技术的应用　136 项目测试　136 项目五　探索信道复用和 　多址技术　139 任务5.1　FDM　140 5.1.1　FDM的基本原理　141 5.1.2　FDM系统　143 任务5.2　TDM　145 5.2.1　TDM的基本原理　145 5.2.2　PDH　146 5.2.3　SDH　149 任务5.3　CDM　153 5.3.1　CDM的基本原理　153 5.3.2　正交码　154 5.3.3　伪随机码　156 任务5.4　多址技术　159 5.4.1　多址技术的基本原理　159 5.4.2　FDMA　161 5.4.3　TDMA　164 5.4.4　CDMA　167 项目测试　168 项目六　认识数字编码技术　171 任务6.1　信息的度量　173 6.1.1　消息的不确定性　174 6.1.2　信息量的平均值—熵　176 6.1.3　互信息量　178 任务6.2　信源编码　181 6.2.1　信源编码的基本认识　181 6.2.2　离散信源符号的独立化　182 6.2.3　离散信源符号概率的均匀化　183 6.2.4　非独立信源符号的编码　185 任务6.3　香农定理对信道容量的 　限制　187 6.3.1　认识信道容量　187 6.3.2　离散信道的熵速率和信道容量　188 6.3.3　连续信道的熵速率和信道容量　193 任务6.4　信道影响下的差错控制　195 6.4.1　信道编码对通信系统的内涵　196 6.4.2　信道编码中的差错控制　196 6.4.3　如何进行差错控制　198 6.4.4　信道编码中的检错、纠错能力　200 6.4.5　常用的差错控制编码　201 任务6.5　线性分组码　204 6.5.1　什么是线性分组码　204 6.5.2　线性分组码的编码　205 6.5.3　线性分组码的译码　208 6.5.4　汉明码　211 任务6.6　循环码　212 6.6.1　循环码及其数学表达　212 6.6.2　循环码的编码　213 6.6.3　循环码的译码　215 任务6.7　5G NR中的LDPC　218 6.7.1　认识LDPC　218 6.7.2　通过校验矩阵完成纠错　219 6.7.3　LDPC的Tanner图表示　220 6.7.4　LDPC的译码　220 项目测试　222 项目七　探索数字通信系统 　中的同步技术　227 任务7.1　同步技术　229 7.1.1　什么是同步技术　229 7.1.2　数字同步网　232 任务7.2　频率同步技术　236 7.2.1　何谓载波同步　236 7.2.2　直接提取法　237 7.2.3　插入导频法　240 任务7.3　时间同步技术　242 7.3.1　帧同步　243 7.3.2　位同步　246 项目测试　250