本书从实用性出发，较全面地介绍了数字通信原理的基本理论和应用。全书共11章，主要内容包括数字通信系统的基本概念、通信信道、随机信号分析、模拟调制技术、信源编码、多路复用与多址技术、数字信号的基带传输、数字载波调制传输、数字信号的最佳接收、扩频通信、现代通信系统介绍等。本书提供配套电子课件、实验材料等。 本书可作为高等学校通信专业数字通信原理课程的基础教材，也可供相关领域的工程技术人员学习、参考。

副教授，在读博士，硕士生导师，长期从事电子通信类教学工作，目前主要从事无线通信、电路设计、控制系统可靠性研究等方面的研究。
多年在工作在教学一线，主讲了多门本科生及研究生课程。指导“电路与系统”、“通信与信息系统”、“信号与信息处理”等专业硕士研究生。曾获成都理工大学教学成果奖1项，成都理工大学优秀教师、第2届中国信息化成果优秀百篇论文奖。
近年合作完成国家科技攻关项目2项，合作承担其他项目3项；独立完成其他项目3项。获得发明专利1个，发表论文19篇，其中EI2篇，核心期刊7篇。作为第2主编编写全国统编教材2本，出版专著1部。

目 录

第1章 数字通信系统的基本概念1
1.1 信息3
1.1.1 信息的特性3
1.1.2 信源3
1.1.3 信息度量4
1.2 通信的基本概念5
1.2.1 通信的定义5
1.2.2 通信的分类6
1.2.3 通信方式7
1.3 数字通信系统9
1.3.1 数字通信的特点9
1.3.2 数字通信系统的组成10
1.3.3 数字通信模式12
1.3.4 主要性能指标13
本章小结15
习题115
第2章 通信信道17
2.1 信道的定义及分类18
2.2 信道模型19
2.2.1 调制信道19
2.2.2 编码信道20
2.3 信道容量21
2.4 信道带宽22
2.5 有线通信信道23
2.5.1 有线通信信道的传输特性23
2.5.2 恒参信道及其特性24
2.5.3 恒参信道的实际传输25
2.6 无线通信信道26
2.6.1 无线电波26
2.6.2 电离层电波传播27
2.6.3 随参信道27
2.6.4 无线信道空间传输损耗28
2.6.5 多径衰落31
2.6.6 信道特性的改善32
本章小结34
习题235
第3章 随机信号分析37
3.1 信号及其分类38
3.1.1 信号分类38
3.1.2 相关函数40
3.1.3 频谱密度42
3.1.4 随机信号的数学描述44
3.2 随机过程46
3.2.1 随机过程的统计特性描述46
3.2.2 平稳随机过程48
3.2.3 高斯随机过程51
3.2.4 窄带随机过程54
本章小结55
习题355
第4章 模拟调制技术57
4.1 标准调幅（AM）58
4.1.1 AM的基本原理58
4.1.2 AM信号的频谱59
4.1.3 AM信号的解调59
4.2 其他调幅方式60
4.2.1 抑制载波双边带调幅（DSB）60
4.2.2 单边带调幅（SSB）62
4.2.3 残留边带调幅（VSB）64
4.3 频率调制（FM）65
4.3.1 角度调制的基本原理65
4.3.2 调频信号66
4.3.3 FM的解调67
4.4 模拟调制系统的抗噪声性能68
4.4.1 调幅系统的抗噪声性能69
4.4.2 FM系统的抗噪声性能71
4.4.3 调频系统与调幅系统比较74
本章小结74
习题475
第5章 信源编码76
5.1 信源编码技术77
5.1.1 基本概念77
5.1.2 信源编码分类77
5.2 信号数字化传输78
5.2.1 抽样定理79
5.2.2 脉冲编码调制（PCM）80
5.2.3 量化82
5.2.4 编码91
5.3 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）96
5.3.1 差分脉冲编码调制（DPCM）96
5.3.2 自适应脉冲编码调制（APCM）98
5.3.3 自适应差分脉冲编码调制原理99
5.4 增量调制（?M）100
5.4.1 增量调制基本概念100
5.4.2 简单增量调制101
5.4.3 增量调制系统的量化噪声104
5.4.4 增量调制系统的抗噪声性能分析106
5.4.5 改进的?M调制系统109
本章小结110
习题5110
第6章 多路复用与多址技术112
6.1 多路复用技术113
6.2 频分多路复用（FDM）技术114
6.2.1 频分多路复用的基本原理114
6.2.2 频分多路复用方式116
6.3 时分多路复用（TDM）技术117
6.3.1 时分多路复用的基本原理117
6.3.2 时分多路复用的实现118
6.4 准同步数字体系（PDH）119
6.4.1 PCM基群帧结构119
6.4.2 PCM30/32路基群系统构成121
6.4.3 PCM的高次群数字复接123
6.5 同步数字体系（SDH）130
6.5.1 SDH网络单元与节点接口130
6.5.2 STM-N帧结构133
6.5.3 SDH复用原理134
6.6 多址技术135
6.6.1 常见的多址方式136
6.6.2 多址技术和多路复用技术之间的联系与区别137
本章小结138
习题6138
第7章 数字信号的基带传输140
7.1 数字基带信号142
7.1.1 数字基带信号的常用码型142
7.1.2 数字基带信号功率谱146
7.1.3 码型变换的基本方法147
7.2 数字基带传输系统150
7.2.1 数字基带系统的基本组成150
7.2.2 数字基带系统的数学模型分析151
7.2.3 码间串扰的消除151
7.3 无码间串扰的基带传输系统152
7.3.1 理想基带传输系统152
7.3.2 无码间串扰的等效特性152
7.3.3 升余弦滚降传输特性153
7.3.4 无码间串扰时噪声对传输性能的影响155
7.4 眼图158
7.5 时域均衡技术159
7.6 部分响应技术162
7.6.1 部分响应系统与部分响应波形162
7.6.2 部分响应系统的相关编码和预编码164
本章小结167
习题7167
第8章 数字载波调制传输169
8.1 数字调制与解调170
8.2 振幅键控171
8.2.1 二进制振幅键控（2ASK）171
8.2.2 多进制振幅键控（MASK）175
8.3 频移键控177
8.3.1 二进制频移键控（2FSK）177
8.3.2 多进制频移键控（MFSK）182
8.4 相移键控184
8.4.1 二进制相移键控（2PSK）184
8.4.2 多进制数字相位调制（MPSK）190
8.5 二进制数字调制系统的性能分析193
8.6 多进制数字调制系统的性能比较194
8.6.1 多进制系统误码特性比较194
8.6.2 多进制数字调制系统性能194
8.7 现代数字调制技术195
8.7.1 正交振幅调制（QAM）195
8.7.2 最小频移键控（MSK）200
8.7.3 高斯最小频移键控（GMSK）203
8.7.4 正交频分复用（OFDM）204
本章小结206
习题8206
第9章 数字信号的最佳接收208
9.1 最大似然准则209
9.2 确定信号的最佳接收211
9.2.1 二进制确定信号的最佳接收机212
9.2.2 多进制确定信号的最佳接收机213
9.3 随相信号的最佳接收214
9.3.1 随相信号的定义214
9.3.2 判决条件214
9.4 匹配滤波器215
9.4.1 基本原理215
9.4.2 实现方法219
9.4.3 性能分析220
9.5 理想的接收机模型220
9.6 最佳接收机性能分析222
9.6.1 确定信号最佳接收误码率分析222
9.6.2 调制方式对误码率的影响224
9.6.3 理想接收机与实际接收机的比较225
本章小结226
习题9226
第10章 扩频通信228
10.1 扩频通信技术229
10.1.1 扩频通信系统的原理230
10.1.2 扩频系统的主要特点230
10.1.3 扩频系统的工作方式231
10.1.4 扩频系统的主要性能指标233
10.2 伪随机序列234
10.2.1 伪随机码的种类234
10.2.2 伪随机序列的数学表述235
10.2.3 伪随机序列的产生236
10.3 m序列238
10.3.1 线性反馈移位寄存器238
10.3.2 m序列产生器239
10.3.3 m序列的性质240
10.3.4 M序列243
10.4 扩频技术的发展趋势245
10.4.1 超宽带技术245
10.4.2 多载波调制技术245
10.4.3 软件无线电246
本章小结246
习题10247
第11章 现代通信系统介绍248
11.1 现代通信网249
11.1.1 通信网概述249
11.1.2 现代通信网的构成、功能及发展250
11.2 现代数字移动通信系统252
11.2.1 移动通信的概念252
11.2.2 GSM数字蜂窝通信系统253
11.2.3 CDMA移动通信系统257
11.2.4 第三代移动通信系统（3G）259
11.2.5 第四代移动通信系统（4G）261
11.2.6 第五代移动通信系统（5G）264
11.3 现代卫星通信系统267
11.3.1 卫星通信系统概述267
11.3.2 卫星通信系统的组成及工作原理268
本章小结272
习题11272
参考文献273