本書圍繞信息從發送到接收的一系列處理環節，深入分析構成通信系統的各項技術和全貌。全書共12章，包括信號與系統、線性調制技術、角度調制和基帶復用、數字信號傳輸、隨機信號與噪聲、系統調制噪聲、有噪聲干擾的數字通信、數字接收機等內容。本書結合通信的主題，即調制、編碼與噪聲，為讀者提供了豐富的實例。配套網站則提供了MATLAB代碼、習題解答，并為教師提供教師手冊。
Rodger E. Ziemer 于1960 ~ 1965年在美國明尼蘇達大學相繼獲得學士、碩士、博士學位。于1984年擔任美國科羅拉多大學斯普林斯分校電子與計算機工程系的主任。Ziemer主要研究通信理論及其應用。最新的研究包括獨立分量分析的應用，這一技術用于多徑與多址干擾信道的信號檢測。Ziemer的研究領域還包括無線局域網中正交頻分復用的應用。William H. Tranter 美國弗吉尼亞理工學院教授。研究領域包括：數字信號處理、無線通信系統、數字通信系統、計算機輔助設計、通信系統的分析及性能度量。他撰寫或合著撰寫的著作有：Principles of Communications: Systems, Modulation, and Noise、Signals and Systems: Continuous and Discrete, Fourth Edition。IEEE 會士，目前是IEEE通信學會技術委員會的副主席。
Rodger E. Ziemer 于1960 ~ 1965年在美國明尼蘇達大學相繼獲得學士、碩士、博士學位。于1984年擔任美國科羅拉多大學斯普林斯分校電子與計算機工程系的主任。Ziemer主要研究通信理論及其應用。最新的研究包括獨立分量分析的應用，這一技術用于多徑與多址干擾信道的信號檢測。Ziemer的研究領域還包括無線局域網中正交頻分復用的應用。William H. Tranter 美國弗吉尼亞理工學院教授。研究領域包括：數字信號處理、無線通信系統、數字通信系統、計算機輔助設計、通信系統的分析及性能度量。他撰寫或合著撰寫的著作有：Principles of Communications: Systems, Modulation, and Noise、Signals and Systems: Continuous and Discrete, Fourth Edition。IEEE 會士，目前是IEEE通信學會技術委員會的副主席。
目 錄
第1章 緒論
1.1 通信系統的結構圖
1.2 信道的特性
1.2.1 各種噪聲源
1.2.2 傳輸信道的類型
1.3 系統分析技術概述
1.3.1 時域分析與頻域分析
1.3.2 調制及其傳輸理論
1.4 系統優化的概率統計方法
1.4.1 信號的統計檢測和估計理論
1.4.2 信息論與編碼
1.4.3 領域內的最新進展
1.5 本書內容的概要介紹
補充書目
第2章 信號與線性系統簡要分析
2.1 信號的各種模型
2.1.1 確知信號與隨機信號
2.1.2 周期性信號與非周期性信號
2.1.3 相量信號與頻譜
2.1.4 奇異函數
2.2 信號的分類
2.3 傅里葉級數
2.3.1 復指數傅里葉級數
2.3.2 傅里葉系數的對稱性
2.3.3 傅里葉級數的三角函數表示形式
2.3.4 帕塞瓦爾定理
2.3.5 傅里葉級數的例子
2.3.6 線譜
2.4 傅里葉變換
2.4.1 幅度譜與相位譜
2.4.2 對稱性
2.4.3 能量譜密度
2.4.4 卷積
2.4.5 傅里葉變換的各項定理：證明及其應用
2.4.6 周期信號的傅里葉變換
2.4.7 泊松求和公式
2.5 功率譜密度與相關性
2.5.1 時間平均的自相關函數
2.5.2 R(τ)的性質
2.6 信號與線性系統
2.6.1 線性時不變系統的定義
2.6.2 沖激響應與疊加積分法
2.6.3 穩定性
2.6.4 傳輸函數(頻率響應函數)
2.6.5 因果性
2.6.6 H( f )的對稱性
2.6.7 頻譜密度的輸入-輸出關系
2.6.8 周期性輸入信號的響應
2.6.9 無失真傳輸
2.6.10 群時延與相位時延
2.6.11 非線性失真
2.6.12 理想濾波器
2.6.13 用可實現的濾波器逼近理想低通濾波器
2.6.14 脈沖的精度、上升沿的持續時間與帶寬的關系
2.7 采樣定理
2.8 希爾伯特變換
2.8.1 定義
2.8.2 希爾伯特變換的性質
2.8.3 解析信號
2.8.4 帶通信號的復包絡表示
2.8.5 帶通系統的復包絡表示
2.9 離散傅里葉變換與快速傅里葉變換
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計算機仿真練習
第3章 線性調制技術
3.1 雙邊帶調制
3.2 幅度調制
3.2.1 包絡檢波
3.2.2 調制梯形
3.3 單邊帶調制
3.4 殘留邊帶調制
3.5 變頻與混頻
3.6 線性調制中的干擾
3.7 脈沖幅度調制
3.8 數字脈沖調制
3.8.1 增量調制
3.8.2 脈沖編碼調制
3.8.3 時分復用
3.8.4 實例：數字電話系統
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第4章 角度調制與復用
4.1 調相與調頻的定義
4.1.1 窄帶角度調制
4.1.2 角度調制信號的頻譜
4.1.3 角度調制信號中包含的功率
4.1.4 角度調制信號的帶寬
4.1.5 窄帶調頻信號轉換為寬帶調頻信號
4.2 角度調制信號的解調
4.3 反饋式解調器：鎖相環
4.3.1 將鎖相環用于調頻信號與調相信號的解調
4.3.2 工作在跟蹤模式的鎖相環：線性模型
4.3.3 工作在捕獲模式的鎖相環
4.3.4 科斯塔斯鎖相環
4.3.5 倍頻與分頻
4.4 角度調制系統中的干擾
4.5 模擬脈沖調制
4.5.1 脈沖寬度調制
4.5.2 脈沖位置調制
4.6 復用
4.6.1 頻分復用
4.6.2 頻分復用的實例：調頻立體聲廣播
4.6.3 正交復用
4.6.4 各種復用方案的比較
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第5章 基帶數字數據傳輸的原理
5.1 帶通數字數據傳輸系統
5.2 各種線路碼及其功率譜
5.2.1 線路碼簡介
5.2.2 完成線路編碼之后數據的功率譜
5.3 對數字數據進行濾波處理之后的效果——碼間干擾
5.4 脈沖的整形：碼間干擾為零時的奈奎斯特準則
5.4.1 具有零碼間干擾特性的脈沖
5.4.2 奈奎斯特脈沖整形準則
5.4.3 碼間干擾為零時的發送濾波器與接收濾波器
5.5 迫零均衡
5.6 眼圖
5.7 同步
5.8 基帶數字信號的載波調制
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第6章 概率與隨機變量簡介
6.1 什么是概率
6.1.1 事件等概率發生時的結果
6.1.2 相對頻率
6.1.3 樣本空間與概率的公理
6.1.4 維恩圖
6.1.5 實用的概率關系式
6.1.6 樹狀圖
6.1.7 一些較通用的關系式
6.2 隨機變量及其有關的各個函數
6.2.1 隨機變量
6.2.2 概率(累積)分布函數
6.2.3 概率密度函數
6.2.4 聯合cdf與聯合pdf
6.2.5 隨機變量的變換
6.3 統計平均
6.3.1 離散隨機變量的平均
6.3.2 連續隨機變量的平均
6.3.3 隨機變量的函數的平均
6.3.4 函數的隨機變量多于一個時的平均
6.3.5 隨機變量的方差
6.3.6 將N個隨機變量線性組合之后的平均
6.3.7 獨立隨機變量的線性組合的方差
6.3.8 表示平均的另一個具體指標——特征函數
6.3.9 兩個獨立隨機變量之和的概率密度函數
6.3.10 協方差與相關系數
6.4 實用的概率密度函數
6.4.1 二項分布
6.4.2 二項分布的拉普拉斯近似
6.4.3 泊松分布以及二項分布的泊松近似
6.4.4 幾何分布
6.4.5 高斯分布
6.4.6 呈高斯分布的Q函數
6.4.7 切比雪夫不等式
6.4.8 各種概率函數及其均值、方差的匯總
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第7章 隨機信號與隨機噪聲
7.1 從相對頻率的角度表示隨機變量
7.2 表示隨機過程的若干術語
7.2.1 樣本函數與總體
7.2.2 用聯合概率密度函數表示的隨機過程
7.2.3 平穩性
7.2.4 局部表示方式體現隨機過程的特性：各態歷經性
7.2.5 各態歷經過程中各種平均的含義
7.3 相關性與功率譜密度
7.3.1 功率譜密度
7.3.2 維納-辛欽定理
7.3.3 自相關函數的性質
7.3.4 隨機脈沖序列的自相關函數
7.3.5 互相關函數與互功率譜密度
7.4 線性系統與隨機過程
7.4.1 輸入輸出之間的關系
7.4.2 濾波之后的高斯過程
7.4.3 噪聲的等效帶寬
7.5 窄帶噪聲
7.5.1 噪聲的正交分量表示法、包絡-相位表示法
7.5.2 nc(t)、ns(t)的功率譜密度函數
7.5.3 萊斯概率密度函數
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第8章 調制系統中的噪聲
8.1 信噪比
8.1.1 基帶系統
8.1.2 雙邊帶系統
8.1.3 單邊帶系統
8.1.4 幅度調制系統
8.1.5 信噪比估計器
8.2 相干解調系統中的噪聲誤差與相位誤差
8.3 角度調制系統中的噪聲
8.3.1 噪聲對接收機輸入端的影響
8.3.2 PM信號的解調
8.3.3 FM信號的解調：高于門限時的處理過程
8.3.4 通過采用去加重技術提高系統的性能
8.4 FM信號解調時的門限效應
8.4.1 FM解調器的門限效應
8.5 脈沖編碼調制中的噪聲
8.5.1 檢波后的信噪比
8.5.2 壓縮擴張特性
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第9章 噪聲環境下數字數據傳輸的原理
9.1 高斯白噪聲環境下的基帶數據傳輸
9.2 信號為任意形狀時的二進制同步數據傳輸
9.2.1 接收機的結構與誤碼率
9.2.2 匹配濾波器
9.2.3 匹配濾波器接收機的誤碼率
9.2.4 用相關器實現匹配濾波器接收機
9.2.5 最佳門限
9.2.6 非白噪聲環境(有色噪聲環境)
9.2.7 接收機實現中存在的問題
9.2.8 二進制信號相干傳輸系統的誤碼率
9.3 不需要相干參考載波的調制方案
9.3.1 差分相移鍵控
9.3.2 數據的差分編碼與譯碼
9.3.3 FSK的非相干解調
9.4 多進制脈沖幅度調制
9.5 各種數字調制系統的比較
9.6 碼間干擾為零時數字數據傳輸系統的噪聲性能
9.7 多徑干擾
9.8 衰落信道
9.8.1 信道的基本模型
9.8.2 平坦衰落信道的統計特性與誤碼率
9.9 均衡技術
9.9.1 迫零均衡法
9.9.2 最小均方均衡法
9.9.3 抽頭權值的調整
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第10章 高級數據通信的原理
10.1 多進制數據通信系統
10.1.1 以正交復用為基礎的多進制方案
10.1.2 偏移四相相移鍵控系統
10.1.3 最小頻移鍵控
10.1.4 從信號空間的角度表示多進制數據傳輸
10.1.5 從信號空間的角度表示QPSK
10.1.6 多進制相移鍵控
10.1.7 正交幅度調制
10.1.8 相干FSK
10.1.9 非相干FSK
10.1.10 差分相干相移鍵控
10.1.11 把誤符號率轉換為誤比特率
10.1.12 各種多進制通信系統的誤比特率比較
10.1.13 以帶寬為基礎將各種多進制通信系統進行比較
10.2 數字調制的功率譜
10.2.1 正交調制技術
10.2.2 頻移鍵控調制
10.2.3 小結
10.3 同步
10.3.1 載波同步
10.3.2 符號同步
10.3.3 字同步
10.3.4 偽隨機噪聲序列
10.4 擴頻通信系統
10.4.1 直接序列擴頻
10.4.2 在連續波干擾環境下DSSS的性能
10.4.3 擴頻在多用戶環境下的性能
10.4.4 跳頻擴頻
10.4.5 碼同步
10.4.6 結論
10.5 多載波調制與正交頻分復用
10.6 蜂窩無線通信系統
10.6.1 蜂窩無線的基本原理
10.6.2 蜂窩無線系統中的信道干擾
10.6.3 多入多出系統——預防衰落
10.6.4 1G與2G蜂窩系統的特性
10.6.5 cdma2000和W-CDMA的特性
10.6.6 過渡到4G
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第11章 最佳接收機與信號空間的基本思想
11.1 貝葉斯優化
11.1.1 信號的檢測與估計
11.1.2 優化準則
11.1.3 貝葉斯檢測器
11.1.4 貝葉斯檢測器的性能
11.1.5 奈曼-皮爾森檢測器
11.1.6 檢測器的最小差錯概率
11.1.7 最大后驗概率檢測器
11.1.8 Minimax檢測器
11.1.9 M進制假定的情形
11.1.10 以各個向量的觀測值為基礎的判決
11.2 信號的向量空間表示
11.2.1 信號空間的結構
11.2.2 標量積
11.2.3 準則
11.2.4 許瓦茲不等式
11.2.5 用傅里葉系數表示的兩個信號的標量積
11.2.6 基函數單元的選擇：格拉姆-施密特正交化過程
11.2.7 隨信號持續時間變化的信號度量指標
11.3 數字數據傳輸的最大后驗概率接收機
11.3.1 從信號空間的角度分析相干系統的判決準則
11.3.2 充分性統計量
11.3.3 多進制正交信號的檢測
11.3.4 非相干系統的實例
11.4 估計理論
11.4.1 貝葉斯估計
11.4.2 最大似然估計
11.4.3 根據多次觀測進行的估計
11.4.4 最大似然估值的其他各項性質
11.4.5 最大似然估計的漸進性
11.5 估計理論在通信中的應用
11.5.1 脈沖幅度調制
11.5.2 信號相位的估計：再次用到鎖相環
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習題
計算機仿真練習
第12章 信息論與編碼
12.1 基本概念
12.1.1 信息
12.1.2 熵
12.1.3 離散信道的各種模型
12.1.4 聯合熵與條件熵
12.1.5 信道容量
12.2 信源編碼
12.2.1 信源編碼的例子
12.2.2 幾個定義
12.2.3 擴展之后的二進制信源的熵
12.2.4 香農-費諾信源編碼
12.2.5 霍夫曼信源編碼
12.3 噪聲環境下的通信：基本思想
12.4 噪聲信道上的通信：分組碼
12.4.1 漢明距離與糾錯
12.4.2 單比特的奇偶校驗碼
12.4.3 重復碼
12.4.4 糾正一個差錯的奇偶校驗碼
12.4.5 漢明碼
12.4.6 循環碼
12.4.7 Golay碼
12.4.8 BCH碼與RS碼
12.4.9 各種技術的性能比較
12.4.10 分組碼實例
12.5 在噪聲信道上實現通信：卷積碼
12.5.1 樹圖與籬笆圖
12.5.2 維特比算法
12.5.3 卷積碼的性能比較
12.6 兼顧帶寬與功率效率的調制技術
12.7 反饋信道
12.8 調制與帶寬效率
12.8.1 帶寬與信噪比
12.8.2 各種調制系統的比較
12.9 概要介紹
12.9.1 交織技術與糾正突發差錯
12.9.2 Turbo碼的編譯碼
12.9.3 信源編碼的實例
12.9.4 數字電視
補充書目
本章內容小結
疑難問題
習題
計算機仿真練習
附錄A 通信中的實際噪聲源
附錄B 聯合高斯隨機變量
附錄C 窄帶噪聲模型的證明
附錄D 過零點的統計特性與包含原點的統計特性
附錄E 卡方統計分析法
附錄F 通用的數學表、數值表
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