本书围绕信息从发送到接收的一系列处理环节，深入分析构成通信系统的各项技术和全貌。全书共12章，包括信号与系统、线性调制技术、角度调制和基带复用、数字信号传输、随机信号与噪声、系统调制噪声、有噪声干扰的数字通信、数字接收机等内容。本书结合通信的主题，即调制、编码与噪声，为读者提供了丰富的实例。配套网站则提供了MATLAB代码、习题解答，并为教师提供教师手册。
Rodger E. Ziemer 于1960 ~ 1965年在美国明尼苏达大学相继获得学士、硕士、博士学位。于1984年担任美国科罗拉多大学斯普林斯分校电子与计算机工程系的主任。Ziemer主要研究通信理论及其应用。最新的研究包括独立分量分析的应用，这一技术用于多径与多址干扰信道的信号检测。Ziemer的研究领域还包括无线局域网中正交频分复用的应用。William H. Tranter 美国弗吉尼亚理工学院教授。研究领域包括：数字信号处理、无线通信系统、数字通信系统、计算机辅助设计、通信系统的分析及性能度量。他撰写或合著撰写的著作有：Principles of Communications: Systems, Modulation, and Noise、Signals and Systems: Continuous and Discrete, Fourth Edition。IEEE 会士，目前是IEEE通信学会技术委员会的副主席。
Rodger E. Ziemer 于1960 ~ 1965年在美国明尼苏达大学相继获得学士、硕士、博士学位。于1984年担任美国科罗拉多大学斯普林斯分校电子与计算机工程系的主任。Ziemer主要研究通信理论及其应用。最新的研究包括独立分量分析的应用，这一技术用于多径与多址干扰信道的信号检测。Ziemer的研究领域还包括无线局域网中正交频分复用的应用。William H. Tranter 美国弗吉尼亚理工学院教授。研究领域包括：数字信号处理、无线通信系统、数字通信系统、计算机辅助设计、通信系统的分析及性能度量。他撰写或合著撰写的著作有：Principles of Communications: Systems, Modulation, and Noise、Signals and Systems: Continuous and Discrete, Fourth Edition。IEEE 会士，目前是IEEE通信学会技术委员会的副主席。
目 录
第1章 绪论
1.1 通信系统的结构图
1.2 信道的特性
1.2.1 各种噪声源
1.2.2 传输信道的类型
1.3 系统分析技术概述
1.3.1 时域分析与频域分析
1.3.2 调制及其传输理论
1.4 系统优化的概率统计方法
1.4.1 信号的统计检测和估计理论
1.4.2 信息论与编码
1.4.3 领域内的最新进展
1.5 本书内容的概要介绍
补充书目
第2章 信号与线性系统简要分析
2.1 信号的各种模型
2.1.1 确知信号与随机信号
2.1.2 周期性信号与非周期性信号
2.1.3 相量信号与频谱
2.1.4 奇异函数
2.2 信号的分类
2.3 傅里叶级数
2.3.1 复指数傅里叶级数
2.3.2 傅里叶系数的对称性
2.3.3 傅里叶级数的三角函数表示形式
2.3.4 帕塞瓦尔定理
2.3.5 傅里叶级数的例子
2.3.6 线谱
2.4 傅里叶变换
2.4.1 幅度谱与相位谱
2.4.2 对称性
2.4.3 能量谱密度
2.4.4 卷积
2.4.5 傅里叶变换的各项定理：证明及其应用
2.4.6 周期信号的傅里叶变换
2.4.7 泊松求和公式
2.5 功率谱密度与相关性
2.5.1 时间平均的自相关函数
2.5.2 R(τ)的性质
2.6 信号与线性系统
2.6.1 线性时不变系统的定义
2.6.2 冲激响应与叠加积分法
2.6.3 稳定性
2.6.4 传输函数(频率响应函数)
2.6.5 因果性
2.6.6 H( f )的对称性
2.6.7 频谱密度的输入-输出关系
2.6.8 周期性输入信号的响应
2.6.9 无失真传输
2.6.10 群时延与相位时延
2.6.11 非线性失真
2.6.12 理想滤波器
2.6.13 用可实现的滤波器逼近理想低通滤波器
2.6.14 脉冲的精度、上升沿的持续时间与带宽的关系
2.7 采样定理
2.8 希尔伯特变换
2.8.1 定义
2.8.2 希尔伯特变换的性质
2.8.3 解析信号
2.8.4 带通信号的复包络表示
2.8.5 带通系统的复包络表示
2.9 离散傅里叶变换与快速傅里叶变换
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第3章 线性调制技术
3.1 双边带调制
3.2 幅度调制
3.2.1 包络检波
3.2.2 调制梯形
3.3 单边带调制
3.4 残留边带调制
3.5 变频与混频
3.6 线性调制中的干扰
3.7 脉冲幅度调制
3.8 数字脉冲调制
3.8.1 增量调制
3.8.2 脉冲编码调制
3.8.3 时分复用
3.8.4 实例：数字电话系统
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第4章 角度调制与复用
4.1 调相与调频的定义
4.1.1 窄带角度调制
4.1.2 角度调制信号的频谱
4.1.3 角度调制信号中包含的功率
4.1.4 角度调制信号的带宽
4.1.5 窄带调频信号转换为宽带调频信号
4.2 角度调制信号的解调
4.3 反馈式解调器：锁相环
4.3.1 将锁相环用于调频信号与调相信号的解调
4.3.2 工作在跟踪模式的锁相环：线性模型
4.3.3 工作在捕获模式的锁相环
4.3.4 科斯塔斯锁相环
4.3.5 倍频与分频
4.4 角度调制系统中的干扰
4.5 模拟脉冲调制
4.5.1 脉冲宽度调制
4.5.2 脉冲位置调制
4.6 复用
4.6.1 频分复用
4.6.2 频分复用的实例：调频立体声广播
4.6.3 正交复用
4.6.4 各种复用方案的比较
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第5章 基带数字数据传输的原理
5.1 带通数字数据传输系统
5.2 各种线路码及其功率谱
5.2.1 线路码简介
5.2.2 完成线路编码之后数据的功率谱
5.3 对数字数据进行滤波处理之后的效果——码间干扰
5.4 脉冲的整形：码间干扰为零时的奈奎斯特准则
5.4.1 具有零码间干扰特性的脉冲
5.4.2 奈奎斯特脉冲整形准则
5.4.3 码间干扰为零时的发送滤波器与接收滤波器
5.5 迫零均衡
5.6 眼图
5.7 同步
5.8 基带数字信号的载波调制
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第6章 概率与随机变量简介
6.1 什么是概率
6.1.1 事件等概率发生时的结果
6.1.2 相对频率
6.1.3 样本空间与概率的公理
6.1.4 维恩图
6.1.5 实用的概率关系式
6.1.6 树状图
6.1.7 一些较通用的关系式
6.2 随机变量及其有关的各个函数
6.2.1 随机变量
6.2.2 概率(累积)分布函数
6.2.3 概率密度函数
6.2.4 联合cdf与联合pdf
6.2.5 随机变量的变换
6.3 统计平均
6.3.1 离散随机变量的平均
6.3.2 连续随机变量的平均
6.3.3 随机变量的函数的平均
6.3.4 函数的随机变量多于一个时的平均
6.3.5 随机变量的方差
6.3.6 将N个随机变量线性组合之后的平均
6.3.7 独立随机变量的线性组合的方差
6.3.8 表示平均的另一个具体指标——特征函数
6.3.9 两个独立随机变量之和的概率密度函数
6.3.10 协方差与相关系数
6.4 实用的概率密度函数
6.4.1 二项分布
6.4.2 二项分布的拉普拉斯近似
6.4.3 泊松分布以及二项分布的泊松近似
6.4.4 几何分布
6.4.5 高斯分布
6.4.6 呈高斯分布的Q函数
6.4.7 切比雪夫不等式
6.4.8 各种概率函数及其均值、方差的汇总
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第7章 随机信号与随机噪声
7.1 从相对频率的角度表示随机变量
7.2 表示随机过程的若干术语
7.2.1 样本函数与总体
7.2.2 用联合概率密度函数表示的随机过程
7.2.3 平稳性
7.2.4 局部表示方式体现随机过程的特性：各态历经性
7.2.5 各态历经过程中各种平均的含义
7.3 相关性与功率谱密度
7.3.1 功率谱密度
7.3.2 维纳-辛钦定理
7.3.3 自相关函数的性质
7.3.4 随机脉冲序列的自相关函数
7.3.5 互相关函数与互功率谱密度
7.4 线性系统与随机过程
7.4.1 输入输出之间的关系
7.4.2 滤波之后的高斯过程
7.4.3 噪声的等效带宽
7.5 窄带噪声
7.5.1 噪声的正交分量表示法、包络-相位表示法
7.5.2 nc(t)、ns(t)的功率谱密度函数
7.5.3 莱斯概率密度函数
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第8章 调制系统中的噪声
8.1 信噪比
8.1.1 基带系统
8.1.2 双边带系统
8.1.3 单边带系统
8.1.4 幅度调制系统
8.1.5 信噪比估计器
8.2 相干解调系统中的噪声误差与相位误差
8.3 角度调制系统中的噪声
8.3.1 噪声对接收机输入端的影响
8.3.2 PM信号的解调
8.3.3 FM信号的解调：高于门限时的处理过程
8.3.4 通过采用去加重技术提高系统的性能
8.4 FM信号解调时的门限效应
8.4.1 FM解调器的门限效应
8.5 脉冲编码调制中的噪声
8.5.1 检波后的信噪比
8.5.2 压缩扩张特性
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第9章 噪声环境下数字数据传输的原理
9.1 高斯白噪声环境下的基带数据传输
9.2 信号为任意形状时的二进制同步数据传输
9.2.1 接收机的结构与误码率
9.2.2 匹配滤波器
9.2.3 匹配滤波器接收机的误码率
9.2.4 用相关器实现匹配滤波器接收机
9.2.5 最佳门限
9.2.6 非白噪声环境(有色噪声环境)
9.2.7 接收机实现中存在的问题
9.2.8 二进制信号相干传输系统的误码率
9.3 不需要相干参考载波的调制方案
9.3.1 差分相移键控
9.3.2 数据的差分编码与译码
9.3.3 FSK的非相干解调
9.4 多进制脉冲幅度调制
9.5 各种数字调制系统的比较
9.6 码间干扰为零时数字数据传输系统的噪声性能
9.7 多径干扰
9.8 衰落信道
9.8.1 信道的基本模型
9.8.2 平坦衰落信道的统计特性与误码率
9.9 均衡技术
9.9.1 迫零均衡法
9.9.2 最小均方均衡法
9.9.3 抽头权值的调整
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第10章 高级数据通信的原理
10.1 多进制数据通信系统
10.1.1 以正交复用为基础的多进制方案
10.1.2 偏移四相相移键控系统
10.1.3 最小频移键控
10.1.4 从信号空间的角度表示多进制数据传输
10.1.5 从信号空间的角度表示QPSK
10.1.6 多进制相移键控
10.1.7 正交幅度调制
10.1.8 相干FSK
10.1.9 非相干FSK
10.1.10 差分相干相移键控
10.1.11 把误符号率转换为误比特率
10.1.12 各种多进制通信系统的误比特率比较
10.1.13 以带宽为基础将各种多进制通信系统进行比较
10.2 数字调制的功率谱
10.2.1 正交调制技术
10.2.2 频移键控调制
10.2.3 小结
10.3 同步
10.3.1 载波同步
10.3.2 符号同步
10.3.3 字同步
10.3.4 伪随机噪声序列
10.4 扩频通信系统
10.4.1 直接序列扩频
10.4.2 在连续波干扰环境下DSSS的性能
10.4.3 扩频在多用户环境下的性能
10.4.4 跳频扩频
10.4.5 码同步
10.4.6 结论
10.5 多载波调制与正交频分复用
10.6 蜂窝无线通信系统
10.6.1 蜂窝无线的基本原理
10.6.2 蜂窝无线系统中的信道干扰
10.6.3 多入多出系统——预防衰落
10.6.4 1G与2G蜂窝系统的特性
10.6.5 cdma2000和W-CDMA的特性
10.6.6 过渡到4G
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第11章 最佳接收机与信号空间的基本思想
11.1 贝叶斯优化
11.1.1 信号的检测与估计
11.1.2 优化准则
11.1.3 贝叶斯检测器
11.1.4 贝叶斯检测器的性能
11.1.5 奈曼-皮尔森检测器
11.1.6 检测器的最小差错概率
11.1.7 最大后验概率检测器
11.1.8 Minimax检测器
11.1.9 M进制假定的情形
11.1.10 以各个向量的观测值为基础的判决
11.2 信号的向量空间表示
11.2.1 信号空间的结构
11.2.2 标量积
11.2.3 准则
11.2.4 许瓦兹不等式
11.2.5 用傅里叶系数表示的两个信号的标量积
11.2.6 基函数单元的选择：格拉姆-施密特正交化过程
11.2.7 随信号持续时间变化的信号度量指标
11.3 数字数据传输的最大后验概率接收机
11.3.1 从信号空间的角度分析相干系统的判决准则
11.3.2 充分性统计量
11.3.3 多进制正交信号的检测
11.3.4 非相干系统的实例
11.4 估计理论
11.4.1 贝叶斯估计
11.4.2 最大似然估计
11.4.3 根据多次观测进行的估计
11.4.4 最大似然估值的其他各项性质
11.4.5 最大似然估计的渐进性
11.5 估计理论在通信中的应用
11.5.1 脉冲幅度调制
11.5.2 信号相位的估计：再次用到锁相环
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
第12章 信息论与编码
12.1 基本概念
12.1.1 信息
12.1.2 熵
12.1.3 离散信道的各种模型
12.1.4 联合熵与条件熵
12.1.5 信道容量
12.2 信源编码
12.2.1 信源编码的例子
12.2.2 几个定义
12.2.3 扩展之后的二进制信源的熵
12.2.4 香农-费诺信源编码
12.2.5 霍夫曼信源编码
12.3 噪声环境下的通信：基本思想
12.4 噪声信道上的通信：分组码
12.4.1 汉明距离与纠错
12.4.2 单比特的奇偶校验码
12.4.3 重复码
12.4.4 纠正一个差错的奇偶校验码
12.4.5 汉明码
12.4.6 循环码
12.4.7 Golay码
12.4.8 BCH码与RS码
12.4.9 各种技术的性能比较
12.4.10 分组码实例
12.5 在噪声信道上实现通信：卷积码
12.5.1 树图与篱笆图
12.5.2 维特比算法
12.5.3 卷积码的性能比较
12.6 兼顾带宽与功率效率的调制技术
12.7 反馈信道
12.8 调制与带宽效率
12.8.1 带宽与信噪比
12.8.2 各种调制系统的比较
12.9 概要介绍
12.9.1 交织技术与纠正突发差错
12.9.2 Turbo码的编译码
12.9.3 信源编码的实例
12.9.4 数字电视
补充书目
本章内容小结
疑难问题
习题
计算机仿真练习
附录A 通信中的实际噪声源
附录B 联合高斯随机变量
附录C 窄带噪声模型的证明
附录D 过零点的统计特性与包含原点的统计特性
附录E 卡方统计分析法
附录F 通用的数学表、数值表
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