數字通信(第五版)（簡體書）

本書是數字通信領域的一本優秀教材，既論述了數字通信的基本理論，又對數字通信的新技術進行了比較深入的分析。本書採用信號空間、隨機過程的級數展開和等效低通等分析方法，根據最佳接收準則，先後討論並分析了在加性高斯白噪聲（AWGN）信道、帶限信道（有符號間干擾和加性噪聲）和多徑衰落信道三種基本的典型信道條件下的數字信號可靠高效傳輸及最佳接收問題；從信號傳輸角度介紹了通信信號、數字調製、自適應均衡、多天線系統和最佳接收等內容；從信息傳輸角度介紹了信息論基礎、信道容量和信道編碼等內容。

張力軍，男，1964年畢業于北京郵電大學，原南京郵電大學教授，博士生導師，長期從事數字通信的科研和教學工作。1997年起兼任上海交通大學教授及博士生導師。

本書是數字通信領域的一本優秀教材，既論述了數字通信的基本理論，又對數字通信的新技術進行了比較深入的分析。本書採用信號空間、隨機過程的級數展開和等效低通等分析方法，根據最佳接收準則，先後討論並分析了在加性高斯白噪聲（AWGN）信道、帶限信道（有符號間干擾和加性噪聲）和多徑衰落信道三種基本的典型信道條件下的數字信號可靠高效傳輸及最佳接收問題；從信號傳輸角度介紹了通信信號、數字調製、自適應均衡、多天線系統和最佳接收等內容；從信息傳輸角度介紹了信息論基礎、信道容量和信道編碼等內容。

目 錄
第1章　緒論 （1）
1.1　數字通信系統的基本組成部分 （1）
1.2　通信信道及其特徵 （2）
1.3　通信信道的數學模型 （7）
1.4　數字通信發展的回顧與展望 （8）
1.5　本書概貌 （10）
1.6　文獻注釋與參考資料 （11）
第2章　確定信號與隨機信號分析 （12）
2.1　帶通信號與低通信號的表示 （13）
2.1.1　帶通信號與低通信號 （13）
2.1.2　帶通信號的等效低通 （15）
2.1.3　能量考慮 （17）
2.1.4　帶通系統的等效低通 （19）
2.2　波形的信號空間表示 （19）
2.2.1　矢量空間概念 （20）
2.2.2　信號空間概念 （21）
2.2.3　信號的正交展開 （22）
2.2.4　格拉姆-施密特（Gram-Schmidt）過程 （23）
2.3　常用的隨機變量 （29）
2.4　尾部概率的邊界 （41）
2.5　隨機變量總和極限定理 （47）
2.6　複隨機變量和複隨機矢量 （47）
2.7　隨機過程 （49）
2.7.1　廣義平穩隨機過程 （50）
2.7.2　循環平穩隨機過程 （52）
2.7.3　本征與環隨機過程 （53）
2.7.4　馬爾可夫鏈 （53）
2.8　隨機過程的級數展開 （55）
2.8.1　帶限隨機過程的抽樣定理 （56）
2.8.2　K-L（Karhunen-Loève）展開式 （57）
2.9　帶通和低通隨機過程 （59）
2.10　文獻注釋與參考資料 （61）
習題 （61）

第3章　數字調製方法 （71）
3.1　數字調製信號的表示 （71）
3.2　無記憶調製方法 （73）
3.2.1　脈衝幅度調製（PAM） （73）
3.2.2　相位調製 （76）
3.2.3　正交幅度調製 （77）
3.2.4　多維信號傳輸 （80）
3.3　有記憶信號傳輸方式 （84）
3.3.1　連續相位頻移鍵控（CPFSK） （86）
3.3.2　連續相位調製（CPM） （87）
3.4　數字調製信號的功率譜 （95）
3.4.1　有記憶數字調製信號的功率譜密度 （96）
3.4.2　線性調製信號的功率譜密度 （97）
3.4.3　有限記憶數字調製信號的功率譜密度 （99）
3.4.4　馬爾可夫結構調製方式的功率譜密度 （99）
3.4.5　CPFSK和CPM信號的功率譜密度 （101）
3.5　文獻注釋與參考資料 （107）
習題 （108）
第4章　AWGN信道的最佳接收機 （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 （123）
4.2.2　AWGN信道最佳接收機的實現 （127）
4.2.3　最大似然檢測差錯概率的一致邊界 （131）
4.3　帶限信號的最佳檢測和差錯概率 （135）
4.3.1　ASK或PAM信號的最佳檢測和差錯概率 （135）
4.3.2　PSK信號的最佳檢測和差錯概率 （136）
4.3.3　QAM信號的最佳檢測和差錯概率 （140）
4.3.4　解調與檢測 （144）
4.4　功限信號的最佳檢測和差錯概率 （146）
4.4.1　正交信號的最佳檢測和差錯概率 （146）
4.4.2　雙正交信號的最佳檢測和差錯概率 （149）
4.4.3　單純信號的最佳檢測和差錯概率 （150）
4.5　不確定情況下的最佳檢測：非相干檢測 （150）
4.5.1　載波調製信號的非相干檢測 （152）
4.5.2　FSK調製信號的最佳非相干檢測 （154）
4.5.3　正交信號非相干檢測的差錯概率 （154）
4.5.4　相關二進制信號包絡檢測的差錯概率 （157）
4.5.5　差分PSK（DPSK） （158）
4.6　數字信號調製方法的比較 （161）
4.7　格和基於格的星座圖 （163）
4.7.1　格的介紹 （164）
4.7.2　基於格的信號星座圖 （169）
4.8　有記憶信號的檢測 （172）
4.9　CPM信號的最佳接收機 （175）
4.9.1　CPM信號的最佳解調和檢測 （175）
4.9.2　CPM信號的性能 （178）
4.9.3　CPM信號的次最佳解調和檢測 （184）
4.10　有線通信系統和無線通信系統的性能分析 （184）
4.10.1　再生中繼器 （184）
4.10.2　無線通信系統中鏈路預算分析 （185）
4.11　文獻注釋與參考資料 （188）
習題 （188）
第5章　載波和符號同步 （207）
5.1　信號參數估計 （207）
5.1.1　似然函數 （208）
5.1.2　信號解調中的載波恢復與符號同步 （209）
5.2　載波相位估計 （211）
5.2.1　最大似然載波相位估計 （212）
5.2.2　鎖相環 （213）
5.2.3　加性噪聲對相位估計的影響 （215）
5.2.4　面向判決環 （216）
5.2.5　非面向判決環 （220）
5.3　符號定時估計 （225）
5.3.1　最大似然定時估計 （226）
5.3.2　非面向判決定時估計 （227）
5.4　載波相位和符號定時的聯合估計 （229）
5.5　最大似然估計器的性能特徵 （231）
5.6　文獻注釋與參考資料 （233）
習題 （234）
第6章　信息論基礎 （237）
6.1　信源的數學模型 （237）
6.2　信息的對數度量 （238）
6.3　信源的無損編碼 （241）
6.3.1　無損信源編碼定理 （241）
6.3.2　無損編碼算法 （243）
6.4　有損數據壓縮 （250）
6.4.1　連續隨機變量的熵和互信息 （250）
6.4.2　率失真函數 （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　用正交信號集獲取信道容量 （264）
6.7　信道可靠性函數 （265）
6.8　信道截止速率 （267）
6.8.1　Bhattacharyya界和Chernov界 （267）
6.8.2　隨機編碼 （269）
6.9　文獻注釋與參考資料 （272）
習題 （273）
第7章　線性分組碼 （287）
7.1　基本定義 （288）
7.1.1　有限域的結構 （289）
7.1.2　矢量空間 （295）
7.2　線性分組碼的一般性質 （295）
7.2.1　生成矩陣和校驗矩陣 （296）
7.2.2　線性分組碼的重量與距離特性 （297）
7.2.3　重量分佈多項式 （298）
7.2.4　線性分組碼的差錯概率 （299）
7.3　一些特殊的線性分組碼 （301）
7.3.1　重複碼 （301）
7.3.2　漢明碼 （301）
7.3.3　最大長度碼 （302）
7.3.4　Reed-Muller碼 （302）
7.3.5　哈達瑪碼 （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　分組碼的檢錯和糾錯能力 （310）
7.5.2　硬判決譯碼的碼組和比特差錯概率 （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 （320）
7.8.2　刪餘和擴展 （321）
7.8.3　刪信和增廣 （321）
7.9　循環碼 （321）
7.9.1　循環碼定義和基本性質 （321）
7.9.2　系統循環碼 （326）
7.9.3　循環碼編碼器 （328）
7.9.4　循環碼的譯碼 （330）
7.9.5　循環碼實例 （331）
7.10　BCH碼 （334）
7.10.1　BCH碼的結構 （334）
7.10.2　BCH碼譯碼 （337）
7.11　裡德-所羅門碼 （339）
7.12　突發差錯信道的編碼 （342）
7.13　組合碼 （343）
7.13.1　乘積碼 （344）
7.13.2　級聯碼 （345）
7.14　文獻注釋與參考資料 （347）
習題 （347）
第8章　基於網格和圖形的編碼 （354）
8.1　卷積碼的結構 （354）
8.1.1　樹圖、網格圖和狀態圖 （357）
8.1.2　卷積碼的轉移函數 （360）
8.1.3　系統卷積碼、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概率 （368）
8.3　二進制卷積碼的距離特性 （370）
8.4　刪餘卷積碼 （373）
8.5　卷積碼的其他譯碼算法 （377）
8.6　卷積碼應用的實際考慮 （383）
8.7　非二進制的雙k碼和級聯碼 （386）
8.8　卷積碼的最大後驗概率譯碼―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　低密度奇偶校驗碼 （40