《通信原理》结合“信息论与编码”和“通信原理”两部分内容，沿着以信息理论作为理论指导，以通信系统作为应用实现的思路撰写。《通信原理》介绍了模拟通信系统和数字通信系统的特性、关键技术和应用。主要内容包括信源的描述、信号和噪声分析、信息的度量、信源编码、模拟调制技术、数字信号的基带传输、模拟信号的数字传输、数字调制技术、同步原理、信道和信道编码定理、**接收、信道编码、多路复用与多址技术等。在编写过程中注重语言描述通俗易懂，原理阐述深入浅出，逻辑推理严谨简洁，并配合丰富的应用实例。力图将经典理论的研究成果与现代通信的实际应用相结合。本《通信原理》每章都有小结和习题或思考题。

目录
序言
前言
第1章绪论1
1.1通信与信息的基本概念1
1.1.1信号、信息与通信1
1.1.2信息的本质与特征2
1.2信息论与信息科学2
1.2.1信息论与信息科学2
1.2.2信息论的研究范畴3
1.3信源描述4
1.3.1离散信源4
1.3.2连续信源6
1.3.3平稳信源6
1.3.4自然语信源7
1.4通信系统的组成9
1.5数字通信10
1.5.1数字通信系统模型11
1.5.2数字通信与模拟通信的性能指标12
本章小结14
思考题14
第2章信号和噪声分析15
2.1确知信号分析15
2.1.1信号和系统的分类15
2.1.2信号的频谱分析16
2.1.3谱密度和帕塞瓦尔定理19
2.1.4信号通过线性系统21
2.1.5波形的相关性22
2.2随机信号分析24
2.2.1随机变量及其数字特征24
2.2.2随机过程的统计特性26
2.2.3平稳随机过程和高斯随机过程29
2.2.4随机过程通过线性系统33
2.3噪声分析35
2.3.1白噪声35
2.3.2通信系统中的噪声36
2.3.3正弦波加窄带高斯噪声38
本章小结39
思考题39
习题40
第3章信息的度量42
3.1度量信息的思路42
3.2信息的度量43
3.2.1信源的信息熵43
3.2.2平均互信息量45
3.2.3n维随机变量的信息传递49
3.2.4离散信源的符号熵和时间熵50
本章小结54
习题55
第4章信源编码56
4.1信源的冗余度与编码模型56
4.1.1信源的冗余度56
4.1.2信源编码模型58
4.2**信源编码58
4.2.1编码效率59
4.2.2信源符号序列分组定理60
4.3无失真信源编码61
4.3.1变长码的信源编码61
4.3.2等长码的信源编码定理64
4.4常用的无失真信源编码方法64
4.4.1香农**定理64
4.4.2香农编码66
4.4.3费诺编码67
4.4.4霍夫曼编码68
4.4.5游程编码70
4.4.6Lempel-Ziv编码71
4.5信源编码的错误扩散73
4.6信息率失真理论73
4.6.1平均失真度和信息率失真函数74
4.6.2保真度准则下的信源编码定理81
4.6.3信息价值82
本章小结84
习题85
第5章模拟调制技术88
5.1模拟调制88
5.2模拟基带信号传输89
5.3线性调制90
5.3.1双边带调制90
5.3.2振幅调制91
5.3.3单边带调制92
5.3.4残留边带调制95
5.4线性调制系统的抗噪声性能分析96
5.4.1同步解调的抗噪声性能97
5.4.2非同步解调的抗噪声性能98
5.5非线性调制(角调制)98
5.5.1角调制信号的一般概念99
5.5.2角调制信号的频谱100
5.5.3调频信号的平均功率103
5.6调频系统的抗噪声性能分析103
5.7调频信号解调的门限效应106
5.8加重技术107
思考题108
习题108
第6章数字信号的基带传输110
6.1数字基带信号传输系统的构成110
6.2数字基带信号的码型和波形112
6.3数字基带信号的频谱分析116
6.3.1随机脉冲序列的一般表示116
6.3.2数字基带信号的功率谱密度表达式117
6.3.3常用数字基带信号的功率谱密度118
6.4数字基带传输中的码间串扰和噪声122
6.4.1码间串扰和噪声对误码的影响122
6.4.2数字基带信号传输系统的数学模型124
6.5无码间串扰的传输特性126
6.5.1无码间串扰传输函数H(ω)的特例126
6.5.2无码间串扰传输特性的数学分析128
6.5.3几种常用的无码间串扰的传输特性129
6.6噪声对无码间串扰传输性能的影响131
6.6.1加性噪声作用下误码的分析132
6.6.2误码率Pe的计算133
6.6.3误码率与信噪功率比ρ、码元速率fb的关系134
6.7多进制数字基带信号的传输135
6.8眼图137
6.8.1眼图的基本原理137
6.8.2眼图的模型140
6.9改善数字信号基带传输性能的措施140
6.9.1部分响应系统140
6.9.2时域均衡145
本章小结148
思考题148
习题148
第7章模拟信号的数字传输151
7.1抽样定理及其应用151
7.1.1概述151
7.1.2低通信号的均匀理想抽样153
7.1.3自然抽样(曲顶抽样)155
7.1.4平顶抽样157
7.1.5带通信号的抽样定理158
7.2量化160
7.2.1量化和量化噪声160
7.2.2均匀量化及其量化信噪功率比161
7.2.3非均匀量化163
7.2.4压缩与扩张的特性164
7.3编码和译码167
7.3.1常用的二进制码167
7.3.2逐次(比较)反馈型编码器169
7.4PCM通信系统172
7.4.1PCM信号的码元速率和带宽172
7.4.2PCM系统的抗噪声性能173
7.5增量调制系统175
7.5.1简单增量调制(ΔM)175
7.5.2简单增量调制系统抗噪声性能分析177
7.6改进型的增量调制180
7.6.1总和增量调制(?-?调制)180
7.6.2数字音节压扩增量调制181
7.6.3差分脉码调制183
本章小结186
思考题186
习题187
第8章数字调制技术190
8.1二进制数字振幅调制191
8.1.12ASK信号的功率谱及带宽191
8.1.2二进制幅移键控系统的性能193
8.2二进制数字频率调制196
8.2.1调制解调方法196
8.2.22FSK信号的功率谱及带宽196
8.2.3二进制频移键控系统的性能198
8.3二进制数字相位调制200
8.3.12PSK信号的产生和解调201
8.3.22DPSK信号的产生与解调203
8.3.3二进制移相信号的功率谱及带宽205
8.3.4二进制相移键控系统的性能206
8.4二进制数字调制系统性能的比较209
8.5多进制数字调制211
8.5.1多进制幅移键控(MASK)和多进制频移键控(MFSK)211
8.5.2多进制相移键控(MPSK)212
8.5.3多进制数字调制的性能比较213
8.6改进型数字调制方式214
8.6.1时频调制214
8.6.2时频相调制216
8.6.3恒包络数字调制216
本章小结221
思考题222
习题222
第9章同步原理224
9.1载波同步225
9.1.1直接法(自同步法)225
9.1.2插入导频法(外同步法)227
9.1.3载波同步系统的性能229
9.1.4同步载波频率和相位误差对解调性能的影响231
9.2位同步231
9.2.1插入导频法提取位同步信号232
9.2.2直接提取位同步信号方法233
9.2.3位同步系统的性能235
9.3群同步(帧同步)236
9.3.1连贯式插入法237
9.3.2间歇式插入法239
9.3.3群同步系统的性能242
9.3.4群同步的保护244
思考题245
习题245
第10章信道和信道编码定理247
10.1信道的传输特性247
10.1.1信道模型247
10.1.2分集接收248
10.1.3多普勒频移248
10.2离散(数字)信道的信道容量249
10.2.1数字信道的数学模型249
10.2.2单符号离散信道的信道容量251
10.2.3多符号离散信道的信道容量255
10.3有扰离散信道编码定理257
10.3.1译码准则257
10.3.2汉明距离260
10.3.3有扰离散信道的信道编码定理262
10.4连续信源和连续信道263
10.4.1连续消息的信息度量263
10.4.2**相对熵定理269
10.4.3熵功率270
10.4.4香农信道容量公式273
本章小结275
习题275
第11章**接收280
11.1匹配滤波器280
11.2数字信号的**接收282
11.2.1二元假设检验282
11.2.2二元确知信号的**接收机结构285
11.2.3**接收机的检测性能286
11.2.4实际接收机与**接收机的比较289
11.3连续信号的**接收290
11.3.1**接收与理想接收机290
11.3.2相关信源的预测编码292
本章小结295
思考题295
习题295
第12章信道编码296
12.1差错控制和纠错编码296
12.1.1差错控制的基本方式296
12.1.2纠错编码的基本概念297
12.1.3纠错编码的检纠错能力300
12.2近世代数基础301
12.2.1群和域301
12.2.2多项式域304
12.2.3GF(2)的扩域GF(2m)305
12.2.4矢量空间307
12.3线性分组码308
12.3.1线性分组码的基本概念308
12.3.2线性分组码的编译码310
12.3.3线性分组码的纠检错性能314
12.3.4汉明码和格雷码314
12.3.5循环码316
12.3.6BCH码323
12.3.7R-S码326
12.4卷积码328
12.4.1卷积码的编码329
12.4.2卷积码的译码333
12.5纠突发错误码341
12.5.1纠突发错误循环码342
12.5.2纠突发错误卷积码344
12.5.3纠突发和随机错误码345
本章小结349
习题349
第13章多路复用与多址技术353
13.1通信资源的分配353
13.2频分复用和频分多址354
13.3时分复用和时分多址356
13.3.1时分复用的原理356
13.3.2时分复用的PCM系统(TDM-PCM)358
13.4码分多址359
13.5空分多址和极分多址360
13.6OFDM调制360
13.6.1OFDM的基本原理361
13.6.2OFDM系统的参数选择364
13.6.3OFDM系统性能364
13.7扩频通信365
13.7.1直接序列扩频365
13.7.2跳频扩频367
13.7.3DSSS与FHSS的比较368
13.8多址通信系统及其结构369
本章小结370
思考题371
习题371
参考文献373
附录374
附表

第1章绪论
通信原理是在信息理论的指导下不断发展的一门科学。信息论是为了解决噪声与干扰中的通信问题而诞生的一门科学。信息理论的不断发展对通信系统的设计及通信技术的实现起着越来越重要的作用。
信息论的创始人是美国的数学家香农(Shannon，1916-2001)。信息理论利用概率论、随机过程和数理统计等数学方法来研究信息的存储、度量、编码、传输和处理。目前已逐步渗透到经济、管理和社会的各个领域，产生一般信息论、广义信息论等分支。
通信系统是指将信息从信源传送到信宿的电子系统。信息可以是数字消息或模拟消息。数字消息通常是指幅度或时间上离散的序列，而典型的模拟消息则是一个时间连续的波形。数字通信系统代表着通信系统的方向，系统设计的目标是在成本、功耗和复杂度限制条件下，设计和构建错误传输概率尽可能低的通信系统。
本章从通信与信息的关系着手，分析消息、信号、信息、通信的关系，并给出通信系统的基本架构。
1.1通信与信息的基本概念
通信的目的是传递消息，而信息是消息中包含的有意义的内容，消息是信息的载体。信息是用于交流的，如果不交流，信息就没有意义。从这个角度看，信息和通信密不可分。
通常将语言、文字、图像、数据等统称为消息。消息是客观存在的，它的传递需要借助载体，如记录文字的纸，记录语音、图像和数据的光盘等。如果载体是电、磁、光等，则将这种消息的载体称为信号，它使无形的消息具体化。
1.1.1信号、信息与通信
从古代的烽火狼烟到近现代的航海旗语、交警手势，以及现代的电话、电视等，都是传递消息的方式，因此都可以称为通信，但是现代的通信通常特指“电通信”，即以电信号作为载体进行信息的传递。
信号理论是一门通过时域、频域及其他变换域来研究信号的波形、频谱等特征的科学。