马海武，男，西安建筑科技大学副教授。主要从事国防科研和通信专业教学工作。参加或承担过我国国防科研通信及雷达系统电子对抗领域的多项科研项目、试验及教学工作。后参加和承担水中兵器方面的科研、试制、试验工作。同时担任了十几年通信工程专业的教学工作。负责西安建筑科技大学通信工程专业教学计划和教学大纲的制定、实验室筹建以及多门本科生和研究生课程的授课工作。

本书自2003年出版以来，受到各高校广大师生的关心与支持，不少高等院校选用该书作为教材。结合这些年本书的使用情况再次对其进行了认真的修订。
使读者获得足够的通信技术基础理论知识，理解通信系统的基本原理，弄懂其内在机理，掌握最基本的通信理论，是本书编写的宗旨。
本书共10章，通信工程及电子信息专业本科教学参考学时数为80学时。重点讲述了通信系统的基本原理和典型应用。前3章是通信的基础知识，其中第2章对随机信号分析的主要内容作了概括的介绍；第4章是模拟通信的基本原理，主要介绍模拟调制系统；第5~7章是数字通信的基本原理，主要内容有基带传输系统、数字调制系统以及最佳接收理论；第8章为信源编码，主要介绍模拟信号的数字化和编码方法；第9章讨论同步技术；第10章是信道编码，介绍差错控制编码的基本方法。各章后都附有大量的习题。
本教材的内容，对本科生、研究生可以根据不同的教学要求灵活选用。另外，可根据自身的教学条件，结合实验和通信仿真技术，通过多媒体教学使学生对这些理论有更加深刻的理解和认识。
在编写过程中，得到了许多人士的大力协助和支持，在此表示诚挚的谢意。尤其感谢北京邮电大学出版社所给予的各方面的帮助。对本书所列文献的作者表示感谢。
限于编者的水平，书中不妥和错误之处在所难免，敬请广大读者及同行批评指正。

第1章绪论1

1.1概述1

1.2通信系统的组成2

1.3通信系统的分类5

1.4通信方式8

1.5信息论的基本概念9

1.6通信系统的性能度量13

1.7通信发展史简介15

习题16

第2章随机信号分析17

2.1概述17

2.2概率、随机变量及其分布17

2.2.1概率论的基本概念17

2.2.2随机变量及其分布19

2.3随机过程的概念和统计特性20

2.3.1随机过程的概念20

2.3.2随机过程的概率分布21

2.3.3随机过程的数字特征22

2.4平稳随机过程24

2.4.1平稳随机过程的基本概念及统计特性24

2.4.2平稳随机过程相关函数的性质26

2.4.3平稳随机过程的相关函数与功率谱密度27

2.5高斯随机过程29

2.5.1高斯随机过程的概念29

2.5.2高斯过程的重要性质29

2.5.3高斯过程的一维统计特性31

2.6窄带随机过程33

2.6.1定义33

2.6.2窄带随机过程ξ(t)的表示方法33

2.6.3均值为零、方差为σ2的平稳高斯窄带随机过程的统计特性34

2.7白噪声过程37

2.7.1理想白噪声37

2.7.2带限白噪声37

2.7.3带通白噪声39

2.8正弦波加窄带高斯过程40

2.8.1正弦波加窄带高斯过程的表示40

2.8.2正弦波加窄带高斯过程的统计特性41

2.9平稳随机过程通过系统43

2.9.1平稳随机过程通过线性系统44

2.9.2平稳随机过程通过乘法器45

习题47




第3章信道50

3.1概述50

3.2信道的定义和分类50

3.3信道的数学模型51

3.4恒参信道举例53

3.5恒参信道特性及其对信号传输的影响54

3.6随参信道举例56

3.7随参信道特性及其对信号传输的影响57

3.8分集接收59

3.9信道的加性噪声60

3.10信道容量62

习题64

第4章模拟调制系统65

4.1概述65

4.1.1调制的作用65

4.1.2调制的分类66

4.2线性调制67

4.2.1振幅调制67

4.2.2双边带调制72

4.2.3单边带调制73

4.2.4残留边带调制81

4.3线性调制系统性能分析85

4.3.1相干解调系统性能分析86

4.3.2非相干解调系统性能分析91

4.4非线性调制94

4.4.1角度调制的基本概念95

4.4.2调频信号的调制103

4.4.3调频信号的解调105

4.5调频系统的性能分析108

4.5.1分析模型108

4.5.2非相干解调系统性能分析109

4.6调频信号解调的门限效应113

4.7加重技术115

4.8频分复用技术116

习题118

第5章数字信号的基带传输122

5.1概述122

5.2数字基带信号的码型122

5.2.1码型设计原则123

5.2.2二元码123

5.2.3三元码126

5.2.4多元码128

5.3数字基带信号的频谱特性129

5.4无码间干扰的传输特性133

5.4.1无码间干扰的传输条件134

5.4.2无码间干扰的传输波形137

5.5部分响应系统139

5.5.1部分响应波形139

5.5.2部分响应系统的一般形式142

5.6基带传输系统的抗噪声性能144

5.6.1二元码的误比特率144

5.6.2多元码的差错率147

5.7眼图149

5.8均衡151

5.8.1时域均衡的原理151

5.8.2时域均衡器的结构154

5.9扰码和解扰156

5.9.1正交编码156

5.9.2m序列的产生和性质158

5.9.3扰码和解扰的原理163

习题165

第6章数字信号的载波传输168

6.1概述168

6.2二进制幅移键控168

6.2.1二进制幅移键控的原理168

6.2.2二进制幅移键控系统的性能172

6.3二进制频移键控175

6.3.1二进制频移键控的原理175

6.3.2二进制频移键控系统的性能181

6.4二进制相移键控184

6.4.1二进制相移键控184

6.4.2二进制差分相移键控186

6.4.3二进制相移键控系统的性能189

6.5二进制数字调制系统的性能比较191

6.6多进制数字调制系统192

6.6.1多进制数字振幅调制192

6.6.2多进制数字频率调制195

6.6.3多进制数字相位调制197

6.6.4多进制正交幅度调制204

6.6.5多进制数字调制系统的性能比较206

6.7其他数字调制方式207

6.7.1最小频移键控207

6.7.2高斯最小移频键控208

6.7.3时频调制209

习题211

第7章数字信号的最佳接收215

7.1概述215

7.2最小差错概率准则的最佳接收215

7.2.1数字信号接收的统计模型215

7.2.2最小差错概率最佳接收机217

7.2.3随相信号的最佳接收220

7.3最大输出信噪比准则的最佳接收223

7.3.1匹配滤波器223

7.3.2二进制信号的匹配滤波器接收机227

7.4二进制最佳接收的接收性能228

7.4.1二进制最佳接收的接收性能229

7.4.2二进制确知信号的最佳波形231

习题233

第8章模拟信号的数字传输235

8.1概述235

8.2抽样定理236

8.3幅度量化理论244

8.3.1量化及量化特性244

8.3.2均匀量化的量化噪声功率和量化信噪比247

8.3.3非均匀量化251

8.3.4A律13折线压缩律255

8.4脉冲编码调制(PCM)256

8.5其他信源编码的基本原理263

8.5.1差分脉冲编码调制263

8.5.2简单增量调制265

8.6PCM数字电话通信系统267

8.6.1时分复用267

8.6.2数字复接系统简介268

8.6.330/32路PCM一次群系统269

习题271

第9章同步技术274

9.1概述274

9.2载波同步276

9.2.1直接法276

9.2.2插入导频法281

9.2.3载波同步系统性能分析285

9.3位同步285

9.3.1位同步的作用与分类285

9.3.2插入导频法286

9.3.3直接法288

9.3.4位同步系统性能分析290

9.4帧同步292

9.4.1帧同步的方法292

9.4.2帧同步的性能299

9.4.3帧同步的保护301

9.5网同步303

9.5.1全网同步304

9.5.2独立时钟同步304

习题305

第10章差错控制编码307

10.1概述307

10.2差错控制编码的基本概念307

10.2.1差错控制方式307

10.2.2差错控制编码的分类308

10.2.3检错和纠错的基本原理309

10.2.4常用的简单检错码312

10.3线性分组码313

10.3.1基本概念313

10.3.2监督矩阵和生成矩阵314

10.3.3伴随式316

10.3.4汉明码318

10.4循环码319

10.4.1循环码的特点320

10.4.2生成多项式与生成矩阵321

10.4.3监督多项式与监督矩阵323

10.4.4系统循环码的编译码方法325

10.5BCH码327

10.6卷积码328

10.6.1卷积码的编码328

10.6.2卷积码的描述329

10.6.3卷积码的译码334

10.7网格编码调制337

习题339

参考文献342

附录A常用三角公式344

附录B希尔伯特变换345

附录CQ函数和误差函数348