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第一章绪论
介绍了通信的基本概念、通信的发展、通信系统模型、通信传输的实质内容—信息的概念和信息量的计算方法和衡量通信系统性能的两个主要指标。
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●1.1通信的发展与未来
通信的概念和任务,通信经历的三个阶段特征、在通信发展史上做出突出贡献的科学家及未来通信的发展演变。
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●1.2通信系统与通信方式
通信系统的一般模型以及模拟通信系统和数字通信系统的模型,通信系统的工作方式,包括按照传输方向分为单工、半双工和全双工方式;按照数字序列传输顺序分为并行和串行传输方式。
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●1.3信息与信息量
根据信息的概念和特性,引出信息量的计算公式,并给出了多个符号或消息的平均信息量_ 信源熵的计算方法。
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●1.4通信系统性能指标
重点介绍了数字通信系统的中可靠性与有效性指标的概念,其中有效性包括码速率和信息速率;可靠性包括误码率、误信率和频带利用率。
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第二章信道
信道是通信系统中的传输媒介,决定了信号采取什么样的通信方式才能可靠传输。本章介绍了信道的概念和信道的数学模型、信道特性对信号传输的影响,信道高斯白噪声的性质以及信道容量概念。
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●2.1信道概述
信道的概念,包括常见的有线信道和无线信道;信道的数学模型及信道中高斯白噪声的特点。
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●2.2信道特性对信号传输的影响
恒参信道与随参信道概念,包括恒参信道无失真传输条件和随参信道中多径效应及其产生的频率选择性概念。
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●2.3信道容量
离散信道容量和连续信道容量,重点介绍了香农公式及其含义。
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第三章模拟通信系统
根据信号表示形式,通信系统包括2种方式:模拟通信系统和数字通信系统。本章主要介绍模拟通信系统中信号的调制与解调方式、噪声性能分析,以及模拟通信中多路信号并行传输方式——频分复用。
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●3.1调制的概念
介绍了调制的概念、目的、分类,引出三种模拟调制的方式:AM、FM、PM.
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●3.2幅度调制原理
介绍了线性调制AM、FM、SSB、VSB的调制与解调原理、性质,重点介绍了它们的频率特性。
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●3.3线性调制与解调一般模型
介绍了线性调制一般模型滤波法和相移法,线性调制解调的方法:相干解调和非相干解调(包络检波法)。
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●3.4线性调制系统抗噪声性能
介绍了DSB和SSB相干解调、AM包络检波的的噪声性能分析过程,并分析了AM包络检波在小信噪比时的门限效应的影响。
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●3.5角度调制与解调原理
介绍了非线性调制—角度调制的原理,包括FM和PM。重点介绍了FM的调制原理、特性和解调—鉴频器的原理。
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●3.6非线性调制系统抗噪声性能
介绍了调频系统的抗噪声性能分析,并根据香农公式了解FM在抗噪声性能上优势。
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●3.7频分复用原理
介绍了模拟通信中多路信号复用技术—频分复用的原理,从频谱形成上介绍了实现FDM的过程。
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第四章数字基带传输系统
数字信号有两种传输方式,一种是基带传输方式,另一种是带通(频带)传输。本章在数字基带信号波形、传输码型及其频谱特性的分析基础上,研究如何设计基带传输总特性以消除码间干扰;如何减小信道噪声的影响以提高系统的抗噪声性能;然后介绍一种利用眼图估计系统性能的方法;最后提出改善数字基带传输性能的两个方法——部分响应和时域均衡。
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●4.1数字基带信号及其频谱特性
介绍数字基带传输系统的基本概念及其组成,并以矩形脉冲为例介绍几种典型的数字基带信号波形;分析数字基带信号的频谱特性,通过频谱分析以确定信号需占据的频带宽度,所包含的频谱分量,有无直流分量,有无定时分量等。
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●4.2基带传输的常用码型
介绍几种常用的传输码型及其特点,如AMI码、HDB3码、双相码、CMI码和nBmT码等。
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●4.3数字基带信号传输与码间干扰
分析基带传输系统的工作原理,了解码间串扰和噪声是引起误码的因素。
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●4.4无码间串扰的基带传输特性
讨论在不考虑信道噪声的情况下,如何消除码间干扰,引出无码间干扰的时域条件、频域条件,并进行无码间串扰传输特性的设计。
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●4.5基带传输系统的抗噪声性能
讨论在无码间串扰的条件下,噪声对基带信号传输的影响,即分析噪声引起的误码率。
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●4.6眼图
介绍一种利用实验方法(眼图)直观估计系统性能的方法,并给出眼图模型。
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●4.7部分响应和时域均衡
介绍两种改善系统性能的方法,一是针对提高频带利用率而采用的部分响应技术;二是针对减小码间串扰而采用的时域均衡技术。
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第五章数字带通传输系统
数字信号有两种传输方式,一种是基带传输方式,另一种是调制传输或称为带通传输。在实际通信中,因基带信号中含有丰富的低频分量而不能在信道中直接传送,必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制,使载波的这些参量随基带信号的变化而变化,形成带通信号,这一过程称为数字调制。数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息,在收端对载波信号的离散调制参量进行检测,还原成原来的数字基带信号,这一过程称为数字解调。
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●5.1二进制数字调制原理
数字调制信号也称键控信号,这一节主要介绍2ASK,2FSK,2PSK和2DPSK,这四种键控信号的调制解调原理,波形和功率谱密度。
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●5.2二进制数字调制系统的抗噪声性能
通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信系统中,信道噪声有可能使传输码元产生错误,错误程度通常用误码率来衡量。这一节主要介绍这四种二进制键控信号的抗噪性能。
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●5.3多进制数字调制原理及抗噪性能
二进制数字调制系统虽然具有较好的抗干扰能力,但频带利用率较低,每个码元只能传输一个比特的信息,使其在实际应用中受到一些限制。在信道频带受限时,为了提高频带利用率,常采用多进制数字调制系统,其代价是增加信号功率和实现上的复杂性。
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第六章新型数字调制技术
单一参数数字调制,如ASK,FSK,PSK等调制方式,频谱利用率低、抗多径抗衰落能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等,因而不适合在移动通信等窄带系统中应用。因此提出如相位—幅度联合键控、CPM等新型调制方式,可以改善上述单一参数数字调制的不足,本章介绍在实际中广泛应用的QAM、MSK/GMSK、OFDM技术。
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●6.1正交振幅调制 (QAM)
介绍了QAM的一般调制原理、产生方法和带宽与频带利用率,并结合16QAM的产生过程介绍了星座图的构成。
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●6.2最小频移键控(MSK)与高斯最小频移键控(GMSK)
根据已调信号的相位不连续会造包络起伏等原因,介绍了一种相位连续,载波正交的2FSK改进型调制MSK原理。为进一步改进相位路径,介绍了GMSK原理以及移动通信中采用GMSK的原因和优势。
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●6.3正交频分复用(OFDM)
简要介绍了在4G、5G移动通信中采用的正交频分复用(OFDM)技术的基本原理,主要包括多载波调制和单载波调制的特点以及与传统FDM技术在频谱上的区别。
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第七章信源编码
信源编码是为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量,对信源输出的符号序列所施行的变换。即压缩编码,提高信号的有效性。信源编码的另一个目的是把模拟信号转换成数字信号,使得信号可以在数字通信系统中传输。
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●7.1引言
介绍信号数字化过程的三个步骤:抽样,量化和编码,从整体上对抽样量化编码的过程。
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●7.2模拟信号的抽样
这一节主要介绍低通模拟信号抽样定理,带通模拟信号抽样定理和实际中的抽样。抽样使得信号在时间上离散化。
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●7.3抽样信号的量化
这一节主要介绍两种量化方式,均匀量化和非均匀量化,量化使得信号在幅值上离散化,抽样信号经过量化后才成为数字信号。
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●7.4脉冲编码调制
把从模拟信号抽样、量化,直到变换成为二进制符号的基本过程,称为脉冲编码调制,简称脉码调制。
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●7.5差分脉冲编码调制
PCM 是对每个样值独立地编码,与其他样值无关。信号抽样值的取值范围较大,需要较多的编码位数,从而导致数字化信号的比特率高, 占用带宽大。因此,降低 编码信号的比特率、压缩信号的传输频带是语音编码技术追求的目标 。
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●7.6增量调制
增量调制与PCM相比,具有编译码简单,低比特率时代量化信噪比高,抗误码特性好等优点,广泛用在军事和工业部门的专用通信网和卫星通信中。
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●7.7时分复用
复用的目的是为了扩大通信链路的容量,在一条链路上传输多路独立的信号,即实现多路通信。复用的方法有很多种,时分复用是一种重要的复用方法,如今它比频分复用的应用更为广泛。
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第八章差错控制编码
本章主要讲述差错控制的基本概念及常见差错控制编码的原理与编译码方法。需要掌握差错控制的基本概念;最小码距与纠检错能力;几种常用的检错码;线性分组码的监督矩阵、生成矩阵及编译码方法;循环码的生成多项式、生成矩阵、监督矩阵、编译码方法。
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●8.1概述
本节讲述差错控制的基本概念及方式。
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●8.2差错控制编码的基本原理及性能
本节讲述差错控制编码的基本原理,码重、码距的概念,纠检错能力与码距的关系,差错控制编码的性能。
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●8.3几种简单实用的编码
本节介绍奇偶监督码、恒比码、正反码等常见差错控制编码。
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●8.4线性分组码(一)
本节讲述线性分组码的概念及构造。
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●8.5线性分组码(二)
本节讲述线性分组码的一般原理;监督矩阵、生成矩阵、码组的构成以及编译码。
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●8.6循环码
本节讲述循环码的概念、构成、编译码原理。
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第九章正交编码与伪随机序列
本章主要讲述了通信中广泛采用的正交编码和伪随机码的概念、伪随机码在扩展频谱通信中的应用,重点掌握一类伪随机码m序列的概念、产生方法以及m序列的性质,掌握构造m序列发生器的方法。
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●9.1正交编码
讲述了正交编码的概念、互相关系数与自相关系数定义。
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●9.2伪随机序列
讲述了伪随机编码中m序列的概念、本原多项式与构造m序列发生器的方法、m序列的性质。
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●9.3扩展频谱通信
讲述了扩频通信的特点、扩频的方法和四种实现方式,重点为DS直扩系统。
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第十章同步技术
本章主要讲述了通信系统中,特别是数字通信系统中的一项关键技术——同步技术。同步的目的是使接收信号与发射信号保持正确节拍,以保证接收系统能正确地接收信息。同步技术主要四种:载波同步、位同步、群同步和网同步。
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●10.1同比技术概述
介绍了同步的分类和作用、同步实现的两种方法:外同步法、自同步法。并通过一个点到点的通信系统介绍了载波同步、位同步、群同步在系统中的位置和作用。
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●10.2载波同步
讲述了相干解调中载波同步(提取)的两种方法:有辅助导频时的载波提取、无辅助导频时的载波提取。
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●10.3位同步
讲述了数字通信在抽样判决、PCM编/译码等环节中的位同步技术,实现位同步的方法包括:外同步法 ( 插入导频法)、自同步法。
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●10.4群同步
讲述了数字通信中群(帧)同步的概念,主要介绍了两种帧同步的方法:外群同步——集中插入法(以PCM A律基群帧结构为例)、外群同步——分散插入法(以PCM μ律基群帧结构为例)。
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●10.5网同步
介绍了网同步的概念及实现网同步的几种主要方法的概念。