通信原理与应用(21世纪高等院校信息与通信工程规划教材)-作者:肖萍萍 金振坤 周一-广购书城:广州购书中心网上书店
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《通信原理与应用》力求体现科学性、系统性、完整性和先进性，在内容的选取上注重理论与实践的结合。主要内容包含信源编码理论、数字基带传输技术、数字调制技术、信道复接技术、同步技术、差错控制编码等，重点介绍了传统的基础理论在高速光纤通信、以太网无源光网络、数字电视地面广播、数字图像通信及卫星通信等场合中的应用。《通信原理与应用》除了必要的数学推导外，突出基本概念、基本原理，简化了烦琐的理论推导，强调知识的理解和应用.通俗易懂、图文并茂、循序渐进。书中提供习题解答，便于读者自学。《通信原理与应用》可作为高等院校通信工程、电子信息工程等相关专业教材，也可供研究生和从事通信工程的技术人员阅读参考。《通信原理与应用》以传输技术为主线，将传统的基础理论分析与当前的实际应用相结合，主要介绍信源编码理论、数字基带传输技术、数字调制技术、信道复接技术、同步技术、差错控制编码等。《通信原理与应用》力求体现科学性、系统性、完整性和先进性，在内容的选取上注重理论与实践的结合，注重各种通信技术在实际工作中的应用。书中除了包含必要的数学推导外，突出了基本概念、基本原理的阐述，简化了部分烦琐的理论推导，突出对知识的理解和应用，力求做到通俗易懂、图文并茂、循序渐进，便于读者自学。《通信原理与应用》可作为高等院校通信工程、电子信息工程等专业的学科基础课教材，也可供研究生和从事通信工程的技术人员阅读和参考。
第1章 绪论1.1 通信的基本概念1.2 通信系统的组成1.2.1 通信系统的一般模型1.2.2 模拟通信系统1.2.3 数字通信系统1.3 通信系统的分类与通信方式1.3.1 通信系统的分类1.3.2 通信方式1.4 信息的度量1.4.1 信息量的定义1.4.2 信息量的计算1.4.3 平均信息量1.5 通信系统的主要性能指标1.5.1 有效性1.5.2 可靠性习题1第2章 信号分析及信道2.1 信号分析2.1.1 确知信号的分析2.1.2 信号的能量与功率2.1.3 能量谱密度与功率谱密度2.1.4 卷积定义与性质2.1.5 波形的互相关与自相关2.2 随机信号分析2.3 平稳随机过程2.3.1 狭义平稳随机过程2.3.2 广义平稳随机过程2.3.3 各态历经性2.3.4 自相关函数和功率谱密度2.4 高斯随机过程2.4.1 高斯过程的定义2.4.2 高斯过程的性质2.4.3 高斯随机变量2.5 窄带随机过程2.5.1 同相和正交分量的统计特性2.5.2 包络和相位的统计特性2.6 随机过程通过系统的分析2.7 信道及其容量2.7.1 信道的定义和分类2.7.2 高斯白噪声2.7.3 正弦波加窄带高斯噪声2.7.4 信道容量习题2第3章 模拟调制系统3.1 幅度调制系统的调制与解调3.1.1 标准双边带调幅3.1.2 抑制载波双边带调幅3.1.3 单边带调幅3.1.4 残留边带调幅3.2 角度调制系统的调制与解调3.2.1 角度调制的基本概念3.2.2 窄带调频3.2.3 宽带调频3.2.4 调频信号的产生与解调3.3 模拟调制系统的抗噪声性能3.3.1 线性调制系统的抗噪声性能3.3.2 非线性调制系统的抗噪声性能3.3.3 各种模拟调制系统的比较习题3第4章 信源编码4.1 概述4.2 脉冲编码调制4.2.1 抽样4.2.2 量化4.2.3 编码4.3 增量调制4.3.1 ΔM的基本原理4.3.2 ΔM系统中的量化噪声4.4 差分脉码调制4.4.1 DPCM的原理4.4.2 自适应差分脉码调制4.4.3 32kbit/s ADPCM系统4.5 其他编码技术4.5.1 子带编码4.5.2 参量编码4.5.3 混合编码4.6 各种编码技术在通信系统中的应用4.6.1 GSM及IP电话系统语音编码4.6.2 视频编码习题4第5章 数字基带传输5.1 数字基带传输系统的组成5.2 传输线路码型5.2.1 二元码5.2.2 二元分组码5.2.3 三元码5.2.4 各种传输码型在通信系统中的应用5.3 数字基带信号的功率谱密度5.4 波形传输的无失真条件5.5 部分响应基带传输系统5.6 扰码与解扰码5.6.1 m序列的产生及性质5.6.2 扰码与解扰码的原理5.7 眼图5.8 时域均衡5.8.1 时域均衡原理5.8.2 时域均衡的实现习题5第6章 数字调制技术6.1 概述6.2 二进制数字调制原理6.2.1 二进制幅移键控6.2.2 二进制频移键控6.2.3 二进制相移键控6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能6.3.1 2ASK的抗噪声性能6.3.2 2FSK的抗噪声性能6.3.3 2PSK和2DPSK的抗噪声性能6.3.4 二进制数字调制系统的性能比较6.4 多进制数字调制系统6.4.1 多进制幅移键控6.4.2 多进制频移键控6.4.3 多进制相移键控6.5 正交振幅调制6.5.1 QAM信号的调制6.5.2 QAM信号的解调6.6 交错正交相移键控6.6.1 OQPSK信号的调制6.6.2 OQPSK信号的解调6.7 最小频移键控6.7.1 MSK的基本原理6.7.2 MSK信号的调制6.7.3 MSK信号的解调6.8 高斯滤波最小频移键控6.9 扩频调制技术6.9.1 PN码序列6.9.2 直接序列扩频6.9.3 跳频扩频技术6.10 各种调制技术在通信系统中的应用习题6第7章 复用技术7.1 频分复用7.2 时分复用7.2.1 时分复用的概念7.2.2 码元速率与带宽7.2.3 PCM30/32路系统帧结构7.2.4 准同步数字体系7.2.5 同步数字体系7.3 波分复用7.4 码分复用7.5 多址技术7.5.1 频分多址7.5.2 时分多址7.5.3 码分多址7.5.4 空分多址7.6 各种复用技术在通信系统中的应用7.6.1 频分复用的应用7.6.2 时分复用的应用7.6.3 波分复用的应用7.6.4 多址技术的应用习题7第8章 同步技术8.1 概述8.2 载波同步8.2.1 锁相环的工作原理8.2.2 插入导频法8.2.3 直接提取载波法8.2.4 载波同步系统的性能指标8.3 位同步8.3.1 插入导频法8.3.2 直接法8.3.3 位同步系统的性能指标8.4 群同步8.4.1 起止同步法8.4.2 集中插入法8.4.3 分散插入法8.4.4 群同步系统的性能指标8.5 同步技术在数字通信网中的应用8.5.1 主从同步方式8.5.2 相互同步方式8.5.3 独立时钟的同步方式习题8第9章 差错控制编码9.1 差错控制编码的基本概念9.1.1 差错控制方式9.1.2 差错控制编码的分类9.1.3 差错控制编码的基本原理9.2 几种常用的简单检错码9.2.1 奇偶校验码9.2.2 行列校验码9.2.3 恒比码9.2.4 正反码9.3 线性分组码9.3.1 线性分组码的定义9.3.2 线性分组码的编码9.3.3 线性分组码的译码9.3.4 汉明码9.4 循环码9.4.1 循环码的基本原理9.4.2 CRC码9.4.3 BCH码9.4.4 RS码9.4.5 各种循环码在通信系统中的应用9.5 卷积码9.5.1 卷积码的基本概念9.5.2 卷积码的描述9.5.3 卷积码的译码9.5.4 卷积码的应用9.6 网格编码调制9.6.1 TCM的基本概念9.6.2 TCM编码9.6.3 TCM译码9.6.4 TCM的应用9.7 低密度校验码9.7.1 LDPC码的基本概念9.7.2 LDPC码的编码9.7.3 LDPC码的译码9.7.4 LDPC码在通信系统中的应用习题9附录1 傅里叶变换附录2 误差函数表 附录3 贝塞尔函数表Jn（x）部分习题解答参考文献
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1、 模拟通信系统中，可靠性最好的是（FM），有效性最好的是（SSB）。2、 在FM通信系统中，采用预加重和去加重技术的目的是（提高解调器输出信噪比）。3、 时分复用的话路数越多，信息速率（越大）。4、在2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是（2PSK），有效性最好的是（2ASK、2PSK）5、均匀量化器的量化信噪比与编码位数的关系是（编码位数增加1位，量化信噪比增大6dB），非均匀量化器可以提高（小）信号的量化信噪比。(式9.4.10)信号量噪比：（S/N）dB=20lgM=20lg2N (N为编码位数)编码位数增加一位，（S/N）dB=20lgM=20lg2（N+1）-20lg2N=20lg2=6dB6、改善FM系统抗噪声性能的有效措施是（采用预加重技术和去加重技术）7、若信息速率为Wbit/s,则2PSK、4PSK信号的谱零点带宽分别为（）和（）HzPSK信号为双极性不归零码，对基带信号RB=1/Ts=fs=Rb/log2M, B=fs= Rb/log2M对调制信号：带宽为B调=2B=2 Rb/log2M=2W/ log2M对2PSK：带宽为：2W对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W8、设基带系统使用了五抽头的预置式自动均衡器，则此系统冲激响应的抽样值等于0的个数最少为（4），不等于0的个数最少为（1）8、通过眼图，可以观察到（码间串扰）和（噪声）的大小9、调频信号20cos(2*108π+8cos400πt)的最大频偏为（1600）Hz，带宽为（3600）HzP1 05：mf为最大相位偏移，由调频信号可知其最大相位偏移为8，mf=8,调制信号的频率：fm=400π/2π=200所以最在频偏Δf=mf&fm=.B=2（mf+1）fm=3600Hz10、当无信号时，加性噪声是否存在？（存在），乘性噪声是否还存在？（不存在）11、设基带信号的最高频率为3.4kHz的语音信号，则AM信号带宽为（6.8kHz），SSB信号带宽为（3.4kHz），DSB信号带宽为（6.8kHz）。12、设信息速率为1.2kbit/s，则2ASK信号和4DPSK信号的频谱过零点带宽分别为（）和（）。PSK信号为双极性不归零码，对基带信号RB=1/Ts=fs=Rb/log2M, B=fs= Rb/log2M对调制信号：带宽为B调=2B=2 Rb/log2M=2W/ log2M对2PSK：带宽为：2W对4PSK：带宽为：2W/ log2M =2W/2=W13、广义平稳随机过程的两个特点分别是（数学期望、方差与时间无关）和（自相关函数只与时间间隔有关）。14、线性PCM编码器的抽样信号频率为8kHz,当信息速率由80kbit/s下降到56kbit/s时，量化信噪比增大（-18）dB.&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 参考题515、对FM、AM、DSB、SSB通信系统，按可靠性好坏，排列次序为（FM，DSB（SSB）、AM），按有效性好坏，排列次序为（SSB、AM（DSB）、FM）。16、对于2DSK、2ASK、2FSK通信系统，按可靠性好坏，排列次序为（2DPSK、2ASK、2FSK），按有效性好坏，排列次序为（2DPSK（2ASK）、2FSK）。17、均匀量化器的量化噪声功率与信号大小（无）关，适用于动态范围（小）的信号，非均匀量化器可以改善（小）信号的量化信噪比，适用于动态范围（大）的信号。18、模拟通信系统中，已调信号带宽与有效性之间关系是（已调信号带宽越小，有效性越好；）。接收输出信噪比与可靠性之间的关系是（接收机输出信噪比越高，可靠性越好；）19、某调频信号的时域表达式为10cos(2*106πt+5sin2*103πt),此信号的带宽为（12kHz），当调频灵敏度为5KHz/V时，基带信号的时域表达式为（cos(2*103πt）.解：P1 05：mf为最大相位偏移，由调频信号可知其最大相位偏移为5，mf=5, 调制信号的频率：fm=2000π/2π=1000B=2（mf+1）fm=12KHz20、在AM、SSB和FM系统中，有效性最好的是（SSB），可靠性最好的是（FM）21、对某模拟信号进行线性PCM编码，设抽样频率为8kHz,编码位数为7，则此PCM信号的信息速率为（56kbit/s）。当抽样频率不变而编码位数由7增大到12时，量化信噪比提高（30）dB&&&&&& 参考题522、设信息速率为2.048Mbit/s,则2DPSK信号带宽为（4.096Mbit/s,），QPSK信号的带宽为（2.048Mbit/s,）。23、语音对数压缩的二个国际标准分别是（A律）和（u律）。我国采用的是（A律）24、模拟通信系统可采用的一种复用方式为（频分复用）。数字通信系统可采用的一种复用方式为（时分复用）。25、设Rb=4Mbit/s，四进制系统接收机抽样判决器的定时信号（即位同步信号）的重复频率为（2MHz）。位同步信号与码元速率相同即计算四进行信息的码速率RB=Rb/log2M=2Mbit/s26、帧同步的作用是（用来提供一帧信号的起始时刻，以便正确地分接出各路信号）。27、单边带信号相干解调器中，若本地载波与发送端载波同频但不同相，对解调输出的影响是（失真）和（信噪比下降）。28、若要传送最高频率为7KHz的音频信号，采用常规调幅时需要的信道带宽为（14kHz）；采用调频指数为6的调频时，需要的信道带宽为（98kHz），AM:B=2fHFM:B=2(mf+1)fm29、四相调制相干解调系统中发送端通常采用差分编码，其目的是（克服相位模糊现象）。30、例也出两种含有丰富定时信息的码型（HDB3）和（CMI（或双相码，密勒码、双极性归零码等））。31、速率为100kbit/s的二进制基带传输系统，理论上最小传输带宽为（50kHz）。P151:RB=Rb=1/Ts=100kbit/sB=1/2Ts=50kHz32、加性高斯白噪声的含义是（噪声与信号是相加的关系）、（功率谱密度在整个频率轴上为常数）和（具有正态分布的概率密度函数）。33、若二进制信息速率为Rb(bit/s)，在传号和空号独立等概的情况下，双极性归零（半占空）码序列和AMI码（半占空RZ）的功率谱密度主瓣宽度分别为（）Hz和（）Hz。&&&&& 参考P14034、设二进制信息速率为9Mbit/s,则QPSK和8PSK功率谱主瓣宽度分别为（B=2RB=2*4.5=9MHz）和（2RB=6MHz）（假设数字调制器不采用频谱成形限带滤波）&&&&& 参考题735、码元速率相同时，八进进制的信息速率是二进制的（3）倍（等概时）。36、AM调制在（非相干解调）情况下会出现门限效应。37、13折线A律编码器，最小量化级为1单位，已知抽样脉冲值为-318单位，则编码器的输出码级为（）。38、通信系统常用的复用技术有（频分复用、时分复用和码分复用）。39、衡量均衡效果的两个准则是（最小峰值畸变）准则和（最小均方畸变）准则。40、11位巴克码其局部自相关函数的最大值为（11）。41、点对点多路模拟通信系统只能采用（频分多路）复用技术。42、在八进制系统中每秒传输1000个八进制符号，则此系统的码速率RB为（1000Baud），信息速率Rb为（3000bit/s）。43、鉴频器输出噪声的功率谱密度与频谱的定性关系是（噪声功率谱密度与频率平方成正比），采用预加重和去加重的目的是（提高解调器的输出信噪比）。44、对于滚降系统a=0.5的幅度滚降低通网络，每Hz可传输的最大码速率为（2/1.5=1.333Baud）。45、3抽头迫零时域均衡器能够消除（2）个抽样点的称号间干扰。46、2ASK信号的带宽是基带信号带宽的（2）倍。47、若增量编码器输入信号为直流且幅度为量阶的0.5倍，则编码结果为（101010&&）。当信号x(t)平坦时，交替出现&1&码和&0&码。48、线性PCM编码器的抽样信号频率为8kHz，信息速率由32kbps增加到64kbps时，量化信噪比增加（6&4=24）dB.&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 参考题549、设Rb为2Mbit/s，采用QPSK调制，接收机抽样判决器的定时信号的重复频率为（1MHz）。参考题2550、一个性能良好的二进制基带系统的眼图应该是（在采样时刻眼要睁得大）、（轮廓线细）的图形。51、有4种最基本的数字基带码型：单极性NRZ，双极性NRZ，单极性RZ和双极性RZ，（单极性）码波形有直流，且接收端判决电平不确定，因而应用受限；（双极性）码波形等概时无直流，且接收端判决电平固定为零，因而应用广泛，与NRZ码波形相比，（归零码）码波形的主要缺点是带宽大，主要优点是位与位之间易于分清；（单极性RZ）码波形存在fn离散分量，可用于位定时。&&& 参考书P14052、对2ASK、2FSK和2PSK三种系统的性能进行比较，其中有效性最差的是（2FSK）系统，可靠性最好的是（2PSK）系统。53、白噪声在（任意两个时刻）上，随机变量之间不相关。 参考书P5754、调制信道分为（恒参信道）和（随参信道）。55、对DSB信号，当采用插入导频法进行载波同步时，插入的条件是（载频处正交插入）56、残留边带滤波器的传输特性H(ω)应满足（在载频两边具有互补对称特性）。57、当调频指数满足（mf&&1）时称为窄带调频。&& 参考式（5.3-24）58、某调频信号的时域表达式为10cos(106πt+8sin103πt),此信号的功率为（A2/2=100/2=50W），调频指数为（mf=8），基带信号的时域表达式为（&& ).mf为最大相位偏移，由调频信号可知其最大相位偏移为8，mf=8,调制信号的频率：fm=1000π/2π=500
59、已知信息代码为000011，其对应的HDB3码为（+-10++1）。60、双极性基带信号，当满足（等概时）条件时，其功率谱中无离散谱分量。61、已知绝对码序列为，其相对码序列为（&1&）。an为绝对码，bn为相对码， 62、2PSK信号在接收端因为载波同步系统中的分频，可能产生载波相位状态转移，发生对信号的错误解调，这种现象称为（相位模糊现象）。63、数字带通传输系统的最高频带利用率是（1）Baud/Hz,8PSK系统的信息传输速率为1500bit/s，其无码间干扰传输的最小带宽为（500Hz）。ηB=1=RB/B=(Rb/log2M)/B=1&&...
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