數(shù)字通信（第五版）

目　　錄
第1章　緒論 （1）
1．1　數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成部分 （1）
1．2　通信信道及其特征 （2）
1．3　通信信道的數(shù)學(xué)模型 （7）
1．4　數(shù)字通信發(fā)展的回顧與展望 （8）
1．5　本書概貌 （10）
1．6　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （11）
第2章　確定信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)分析 （12）
2．1　帶通信號(hào)與低通信號(hào)的表示 （13）
2．1．1　帶通信號(hào)與低通信號(hào) （13）
2．1．2　帶通信號(hào)的等效低通 （15）
2．1．3　能量考慮 （17）
2．1．4　帶通系統(tǒng)的等效低通 （19）
2．2　波形的信號(hào)空間表示 （19）
2．2．1　矢量空間概念 （20）
2．2．2　信號(hào)空間概念 （21）
2．2．3　信號(hào)的正交展開 （22）
2．2．4　格拉姆-施密特（Gram-Schmidt）過(guò)程 （23）
2．3　常用的隨機(jī)變量 （29）
2．4　尾部概率的邊界 （41）
2．5　隨機(jī)變量總和極限定理 （47）
2．6　復(fù)隨機(jī)變量和復(fù)隨機(jī)矢量 （47）
2．7　隨機(jī)過(guò)程 （49）
2．7．1　廣義平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 （50）
2．7．2　循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 （52）
2．7．3　本征與環(huán)隨機(jī)過(guò)程 （53）
2．7．4　馬爾可夫鏈 （53）
2．8　隨機(jī)過(guò)程的級(jí)數(shù)展開 （55）
2．8．1　帶限隨機(jī)過(guò)程的抽樣定理 （56）
2．8．2　K-L（Karhunen-Loève）展開式 （57）
2．9　帶通和低通隨機(jī)過(guò)程 （59）
2．10　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （61）
習(xí)題 （61）
第3章　數(shù)字調(diào)制方法 （71）
3．1　數(shù)字調(diào)制信號(hào)的表示 （71）
3．2　無(wú)記憶調(diào)制方法 （73）
3．2．1　脈沖幅度調(diào)制（PAM） （73）
3．2．2　相位調(diào)制 （76）
3．2．3　正交幅度調(diào)制 （77）
3．2．4　多維信號(hào)傳輸 （80）
3．3　有記憶信號(hào)傳輸方式 （84）
3．3．1　連續(xù)相位頻移鍵控（CPFSK） （86）
3．3．2　連續(xù)相位調(diào)制（CPM） （87）
3．4　數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜 （95）
3．4．1　有記憶數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度 （96）
3．4．2　線性調(diào)制信號(hào)的功率譜密度 （97）
3．4．3　有限記憶數(shù)字調(diào)制信號(hào)的功率譜密度 （99）
3．4．4　馬爾可夫結(jié)構(gòu)調(diào)制方式的功率譜密度 （99）
3．4．5　CPFSK和CPM信號(hào)的功率譜密度 （101）
3．5　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （107）
習(xí)題 （108）
第4章　AWGN信道的最佳接收機(jī) （116）
4．1　波形與矢量信道的模型 （116）
4．2　波形與矢量AWGN信道 （121）
4．2．1　矢量AWGN信道的最佳檢測(cè) （123）
4．2．2　AWGN信道最佳接收機(jī)的實(shí)現(xiàn) （127）
4．2．3　最大似然檢測(cè)差錯(cuò)概率的一致邊界 （131）
4．3　帶限信號(hào)的最佳檢測(cè)和差錯(cuò)概率 （135）
4．3．1　ASK或PAM信號(hào)的最佳檢測(cè)和差錯(cuò)概率 （135）
4．3．2　PSK信號(hào)的最佳檢測(cè)和差錯(cuò)概率 （136）
4．3．3　QAM信號(hào)的最佳檢測(cè)和差錯(cuò)概率 （140）
4．3．4　解調(diào)與檢測(cè) （144）
4．4　功限信號(hào)的最佳檢測(cè)和差錯(cuò)概率 （146）
4．4．1　正交信號(hào)的最佳檢測(cè)和差錯(cuò)概率 （146）
4．4．2　雙正交信號(hào)的最佳檢測(cè)和差錯(cuò)概率 （149）
4．4．3　單純信號(hào)的最佳檢測(cè)和差錯(cuò)概率 （150）
4．5　不確定情況下的最佳檢測(cè)：非相干檢測(cè) （150）
4．5．1　載波調(diào)制信號(hào)的非相干檢測(cè) （152）
4．5．2　FSK調(diào)制信號(hào)的最佳非相干檢測(cè) （154）
4．5．3　正交信號(hào)非相干檢測(cè)的差錯(cuò)概率 （154）
4．5．4　相關(guān)二進(jìn)制信號(hào)包絡(luò)檢測(cè)的差錯(cuò)概率 （157）
4．5．5　差分PSK（DPSK） （158）
4．6　數(shù)字信號(hào)調(diào)制方法的比較 （161）
4．7　格和基于格的星座圖 （163）
4．7．1　格的介紹 （164）
4．7．2　基于格的信號(hào)星座圖 （169）
4．8　有記憶信號(hào)的檢測(cè) （172）
4．9　CPM信號(hào)的最佳接收機(jī) （175）
4．9．1　CPM信號(hào)的最佳解調(diào)和檢測(cè) （175）
4．9．2　CPM信號(hào)的性能 （178）
4．9．3　CPM信號(hào)的次最佳解調(diào)和檢測(cè) （184）
4．10　有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)的性能分析 （184）
4．10．1　再生中繼器 （184）
4．10．2　無(wú)線通信系統(tǒng)中鏈路預(yù)算分析 （185）
4．11　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （188）
習(xí)題 （188）
第5章　載波和符號(hào)同步 （207）
5．1　信號(hào)參數(shù)估計(jì) （207）
5．1．1　似然函數(shù) （208）
5．1．2　信號(hào)解調(diào)中的載波恢復(fù)與符號(hào)同步 （209）
5．2　載波相位估計(jì) （211）
5．2．1　最大似然載波相位估計(jì) （212）
5．2．2　鎖相環(huán) （213）
5．2．3　加性噪聲對(duì)相位估計(jì)的影響 （215）
5．2．4　面向判決環(huán) （216）
5．2．5　非面向判決環(huán) （220）
5．3　符號(hào)定時(shí)估計(jì) （225）
5．3．1　最大似然定時(shí)估計(jì) （226）
5．3．2　非面向判決定時(shí)估計(jì) （227）
5．4　載波相位和符號(hào)定時(shí)的聯(lián)合估計(jì) （229）
5．5　最大似然估計(jì)器的性能特征 （231）
5．6　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （233）
習(xí)題 （234）
第6章　信息論基礎(chǔ) （237）
6．1　信源的數(shù)學(xué)模型 （237）
6．2　信息的對(duì)數(shù)度量 （238）
6．3　信源的無(wú)損編碼 （241）
6．3．1　無(wú)損信源編碼定理 （241）
6．3．2　無(wú)損編碼算法 （243）
6．4　有損數(shù)據(jù)壓縮 （250）
6．4．1　連續(xù)隨機(jī)變量的熵和互信息 （250）
6．4．2　率失真函數(shù) （251）
6．5　信道模型和信道容量 （254）
6．5．1　信道模型 （255）
6．5．2　信道容量 （258）
6．6　用正交信號(hào)集獲取信道容量 （264）
6．7　信道可靠性函數(shù) （265）
6．8　信道截止速率 （267）
6．8．1　Bhattacharyya界和Chernov界 （267）
6．8．2　隨機(jī)編碼 （269）
6．9　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （272）
習(xí)題 （273）
第7章　線性分組碼 （287）
7．1　基本定義 （288）
7．1．1　有限域的結(jié)構(gòu) （289）
7．1．2　矢量空間 （295）
7．2　線性分組碼的一般性質(zhì) （295）
7．2．1　生成矩陣和校驗(yàn)矩陣 （296）
7．2．2　線性分組碼的重量與距離特性 （297）
7．2．3　重量分布多項(xiàng)式 （298）
7．2．4　線性分組碼的差錯(cuò)概率 （299）
7．3　一些特殊的線性分組碼 （301）
7．3．1　重復(fù)碼 （301）
7．3．2　漢明碼 （301）
7．3．3　最大長(zhǎng)度碼 （302）
7．3．4　Reed-Muller碼 （302）
7．3．5　哈達(dá)瑪碼 （303）
7．3．6　高萊碼 （304）
7．4　線性分組碼的最佳軟判決譯碼 （304）
7．5　線性分組碼的硬判決譯碼 （308）
7．5．1　分組碼的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力 （310）
7．5．2　硬判決譯碼的碼組和比特差錯(cuò)概率 （311）
7．6　硬判決譯碼與軟判決譯碼的性能比較 （313）
7．7　線性分組碼最小距離的邊界 （316）
7．7．1　辛格爾頓界 （316）
7．7．2　漢明界 （317）
7．7．3　普洛特金界 （318）
7．7．4　埃利斯界 （318）
7．7．5　McEliece-Rodemich-Rumsey-Welch（MRRW）界 （318）
7．7．6　烏沙莫夫-吉爾伯特界 （319）
7．8　修改的線性分組碼 （320）
7．8．1　縮短和伸長(zhǎng) （320）
7．8．2　刪余和擴(kuò)展 （321）
7．8．3　刪信和增廣 （321）
7．9　循環(huán)碼 （321）
7．9．1　循環(huán)碼定義和基本性質(zhì) （321）
7．9．2　系統(tǒng)循環(huán)碼 （326）
7．9．3　循環(huán)碼編碼器 （328）
7．9．4　循環(huán)碼的譯碼 （330）
7．9．5　循環(huán)碼實(shí)例 （331）
7．10　BCH碼 （334）
7．10．1　BCH碼的結(jié)構(gòu) （334）
7．10．2　BCH碼譯碼 （337）
7．11　里德-所羅門碼 （339）
7．12　突發(fā)差錯(cuò)信道的編碼 （342）
7．13　組合碼 （343）
7．13．1　乘積碼 （344）
7．13．2　級(jí)聯(lián)碼 （345）
7．14　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （347）
習(xí)題 （347）
第8章　基于網(wǎng)格和圖形的編碼 （354）
8．1　卷積碼的結(jié)構(gòu) （354）
8．1．1　樹圖、網(wǎng)格圖和狀態(tài)圖 （357）
8．1．2　卷積碼的轉(zhuǎn)移函數(shù) （360）
8．1．3　系統(tǒng)卷積碼、非遞歸卷積碼和遞歸卷積碼 （363）
8．1．4　卷積碼編碼器的逆與惡性碼 （365）
8．2　卷積碼的譯碼 （366）
8．2．1　卷積碼的最大似然譯碼―維特比算法 （366）
8．2．2　卷積碼最大似然譯碼的差錯(cuò)概率 （368）
8．3　二進(jìn)制卷積碼的距離特性 （370）
8．4　刪余卷積碼 （373）
8．5　卷積碼的其他譯碼算法 （377）
8．6　卷積碼應(yīng)用的實(shí)際考慮 （383）
8．7　非二進(jìn)制的雙k碼和級(jí)聯(lián)碼 （386）
8．8　卷積碼的最大后驗(yàn)概率譯碼―BCJR算法 （389）
8．9　Turbo碼和迭代譯碼 （394）
8．9．1　Turbo碼的性能邊界 （395）
8．9．2　Turbo碼的迭代譯碼 （397）
8．9．3　迭代譯碼的EXIT圖研究 （399）
8．10　因子圖與和-積算法 （401）
8．10．1　Tanner圖 （401）
8．10．2　因子圖 （403）
8．10．3　和-積算法 （405）
8．10．4　利用和-積算法的MAP譯碼 （407）
8．11　低密度奇偶校驗(yàn)碼 （408）
8．12　帶限信道的編碼―網(wǎng)格編碼調(diào)制TCM （410）
8．12．1　格和網(wǎng)格編碼調(diào)制 （419）
8．12．2　Turbo碼的高帶寬效率調(diào)制 （421）
8．13　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （423）
習(xí)題 （424）
第9章　通過(guò)帶限信道的數(shù)字通信 （430）
9．1　帶限信道的特征 （430）
9．2　帶限信道的信號(hào)設(shè)計(jì) （433）
9．2．1　無(wú)符號(hào)間干擾的帶限信號(hào)的設(shè)計(jì)―奈奎斯特準(zhǔn)則 （435）
9．2．2　具有受控ISI的帶限信號(hào)設(shè)計(jì)―部分響應(yīng)信號(hào) （439）
9．2．3　受控ISI的數(shù)據(jù)檢測(cè) （442）
9．2．4　失真信道的信號(hào)設(shè)計(jì) （446）
9．3　ISI和AWGN信道的最佳接收機(jī) （449）
9．3．1　最佳最大似然接收機(jī) （449）
9．3．2　ISI信道的離散時(shí)間模型 （451）
9．3．3　離散時(shí)間白噪聲濾波器模型的維特比算法 （453）
9．3．4　ISI信道的MLSE性能 （456）
9．4　線性均衡 （462）
9．4．1　峰值失真準(zhǔn)則 （463）
9．4．2　均方誤差（MSE）準(zhǔn)則 （467）
9．4．3　MSE均衡器的性能特征 （470）
9．4．4　分?jǐn)?shù)間隔均衡器 （474）
9．4．5　基帶和帶通線性均衡器 （476）
9．5　判決反饋均衡器 （478）
9．5．1　判決反饋均衡器系數(shù)最佳化 （479）
9．5．2　判決反饋均衡器的性能特征 （479）
9．5．3　預(yù)測(cè)判決反饋均衡器 （482）
9．5．4　發(fā)送機(jī)的均衡―Tomlinson-Harashima預(yù)編碼 （484）
9．6　降低復(fù)雜性的ML檢測(cè)器 （485）
9．7　迭代均衡-譯碼―Turbo碼均衡 （486）
9．8　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （488）
習(xí)題 （489）
第10章　自適應(yīng)均衡 （501）
10．1　自適應(yīng)線性均衡 （501）
10．1．1　迫零算法 （501）
10．1．2　LMS算法 （503）
10．1．3　LMS算法的收斂特性 （505）
10．1．4　有噪梯度估計(jì)值引起的過(guò)剩MSE （506）
10．1．5　加速LMS算法的初始收斂速率 （508）
10．1．6　自適應(yīng)分?jǐn)?shù)間隔均衡器―抽頭泄漏算法 （510）
10．1．7　用于ML序列檢測(cè)的自適應(yīng)信道估計(jì)器 （511）
10．2　自適應(yīng)判決反饋均衡器 （513）
10．3　網(wǎng)格編碼信號(hào)的自適應(yīng)均衡 （514）
10．4　自適應(yīng)均衡的遞推最小二乘算法 （516）
10．4．1　遞推最小二乘（卡爾曼）算法 （517）
10．4．2　線性預(yù)測(cè)器和格型濾波器 （520）
10．5　自恢復(fù)（盲）均衡 （524）
10．5．1　基于最大似然準(zhǔn)則的盲均衡 （524）
10．5．2　隨機(jī)梯度算法 （527）
10．5．3　基于二階和高階信號(hào)統(tǒng)計(jì)量的盲均衡算法 （531）
10．6　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （532）
習(xí)題 （533）
第11章　多信道和多載波系統(tǒng) （536）
11．1　AWGN信道中的多信道數(shù)字通信 （536）
11．1．1　二進(jìn)制信號(hào) （538）
11．1．2　M元正交信號(hào) （539）
11．2　多載波通信 （541）
11．2．1　單載波和多載波調(diào)制 （541）
11．2．2　非理想線性濾波器信道的容量 （541）
11．2．3　正交頻分復(fù)用（OFDM） （542）
11．2．4　OFDM系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào) （544）
11．2．5　OFDM系統(tǒng)的FFT算法實(shí)現(xiàn) （545）
11．2．6　多載波信號(hào)的譜特征 （547）
11．2．7　多載波調(diào)制中的比特和功率的分配 （549）
11．2．8　多載波調(diào)制中的峰均比 （551）
11．2．9　多載波調(diào)制中的信道編碼的一些思考 （552）
11．3　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （553）
習(xí)題 （553）
第12章　用于數(shù)字通信的擴(kuò)頻信號(hào) （555）
12．1　擴(kuò)頻數(shù)字通信系統(tǒng)的模型 （556）
12．2　直接序列擴(kuò)頻信號(hào) （557）
12．2．1　譯碼器的差錯(cuò)概率性能 （559）
12．2．2　DS擴(kuò)頻信號(hào)的一些應(yīng)用 （566）
12．2．3　脈沖干擾對(duì)DS擴(kuò)頻系統(tǒng)的影響 （570）
12．2．4　DS擴(kuò)頻系統(tǒng)中窄帶干擾的刪除 （574）
12．2．5　PN序列的生成 （579）
12．3　跳頻擴(kuò)頻信號(hào) （582）
12．3．1　AWGN信道中的FH擴(kuò)頻信號(hào)的性能 （584）
12．3．2　部分頻帶干擾下FH擴(kuò)頻信號(hào)的性能 （586）
12．3．3　基于FH擴(kuò)頻信號(hào)的CDMA系統(tǒng) （590）
12．4　其他類型的擴(kuò)頻信號(hào) （591）
12．5　擴(kuò)頻系統(tǒng)的同步 （592）
12．6　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （598）
習(xí)題 （598）
第13章　衰落信道I：信道特征與信號(hào)傳輸 （603）
13．1　多徑衰落信道的特征 （603）
13．1．1　信道相關(guān)函數(shù)和功率譜 （605）
13．1．2　衰落信道的統(tǒng)計(jì)模型 （610）
13．2　信號(hào)特征對(duì)信道模型選擇的影響 （612）
13．3　頻率非選擇性慢衰落信道 （614）
13．4　多徑衰落信道的分集技術(shù) （617）
13．4．1　二進(jìn)制信號(hào) （617）
13．4．2　多相信號(hào) （623）
13．4．3　M元正交信號(hào) （625）
13．5　頻率選擇性慢衰落信道中的信號(hào)傳輸：RAKE解調(diào)器 （629）
13．5．1　抽頭延遲線信道模型 （629）
13．5．2　RAKE解調(diào)器 （630）
13．5．3　RAKE解調(diào)器的性能 （632）
13．5．4　符號(hào)間干擾信道的接收機(jī)結(jié)構(gòu) （638）
13．6　多載波調(diào)制（OFDM） （639）
13．6．1　多普勒擴(kuò)展引起的OFDM系統(tǒng)性能的減損 （640）
13．6．2　OFDM系統(tǒng)中ICI的抑制 （643）
13．7　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （644）
習(xí)題 （644）
第14章　衰落信道II：容量與編碼 （651）
14．1　衰落信道的容量 （652）
14．2　遍歷與中斷容量 （655）
14．2．1　瑞利衰落信道的遍歷容量 （657）
14．2．2　瑞利衰落信道的中斷容量 （662）
14．3　衰落信道的編碼 （664）
14．4　衰落信道中編碼系統(tǒng)的性能 （666）
14．5　衰落信道的網(wǎng)格編碼調(diào)制 （672）
14．5．1　衰落信道的TCM系統(tǒng) （673）
14．5．2　多重網(wǎng)格編碼調(diào)制（MTCM） （675）
14．6　比特交織編碼調(diào)制 （677）
14．7　頻率域編碼 （682）
14．7．1　線性二進(jìn)制分組碼軟判決譯碼的差錯(cuò)概率 （682）
14．7．2　線性分組碼硬判決譯碼的差錯(cuò)概率 （684）
14．7．3　用于瑞利衰落信道的卷積碼性能的上邊界 （684）
14．7．4　衰落信道中恒重碼和級(jí)聯(lián)碼的應(yīng)用 （685）
14．8　衰落信道的信道截止速率 （691）
14．9　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （694）
習(xí)題 （695）
第15章　多天線系統(tǒng) （698）
15．1　多天線系統(tǒng)的信道模型 （698）
15．1．1　慢衰落頻率非選擇性MIMO信道中的信號(hào)傳輸 （699）
15．1．2　MIMO系統(tǒng)中數(shù)據(jù)符號(hào)檢測(cè) （700）
15．1．3　通過(guò)慢衰落頻率選擇性MIMO信道的信號(hào)傳輸 （704）
15．2　MIMO信道的容量 （709）
15．2．1　數(shù)學(xué)準(zhǔn)備知識(shí) （709）
15．2．2　頻率非選擇性確定性MIMO信道的容量 （710）
15．2．3　頻率非選擇性遍歷隨機(jī)MIMO信道的容量 （711）
15．2．4　中斷容量 （713）
15．2．5　發(fā)射機(jī)知道信道矩陣時(shí)MIMO信道的容量 （715）
15．3　擴(kuò)頻信號(hào)與多碼傳輸 （716）
15．3．1　正交擴(kuò)頻序列 （717）
15．3．2　復(fù)用增益與分集增益 （719）
15．3．3　多碼MIMO系統(tǒng) （720）
15．4　MIMO信道的編碼 （723）
15．4．1　瑞利衰落信道中時(shí)間編碼SISO系統(tǒng)的性能 （723）
15．4．2　MIMO信道的比特交織時(shí)間編碼 （725）
15．4．3　MIMO信道的空時(shí)分組碼 （727）
15．4．4　空時(shí)碼的成對(duì)差錯(cuò)概率 （733）
15．4．5　MIMO信道的空時(shí)網(wǎng)格碼 （734）
15．4．6　級(jí)聯(lián)空時(shí)碼和Turbo碼 （737）
15．5　文獻(xiàn)注釋與參考資料 （738）
習(xí)題 （738）
第16章　多用戶通信 （743）
16．1　多址技術(shù) （743）
16．2　多址方式的容量 （745）
16．3　CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè) （749）
16．3．1　CDMA信號(hào)與信道模型 （749）
16．3．2　最佳多用戶接收機(jī) （750）
16．3．3　次最佳檢測(cè)器 （753）
16．3．5　其他類型的多用戶檢測(cè)器 （758）
16．3．6　檢測(cè)器的性能特征 （759）
16．4　廣播信道的多用戶MIMO系統(tǒng) （761）
16．4．1　發(fā)送信號(hào)的線性預(yù)編碼 （762）
16．4．2　發(fā)送信號(hào)的非線性預(yù)編碼―QR分解 （765）
16．4．3　非線性矢量預(yù)編碼 （769）
16．4．4　預(yù)編碼的格型壓縮技術(shù) （770）
16．5　隨機(jī)接入方式 （772）
16．5．1　ALOHA系統(tǒng)和協(xié)議 （773）
16．5．2　載波偵聽系統(tǒng)和協(xié)議 （776）
16．6　文獻(xiàn)注釋和參考資料 （779）
習(xí)題 （780）
附錄A　矩陣 （785）
附錄B　多信道二進(jìn)制信號(hào)的差錯(cuò)概率 （789）
附錄C　M相信號(hào)自適應(yīng)接收的差錯(cuò)概率 （793）
附錄D　平方根分解 （801）
參考文獻(xiàn)與資料 （803）