《数字通信原理》是世界通信权威、信息科学领域泰斗Gallager博士近年研究成果的结晶，在数字通信原理的基础上重点阐述了理论、问题和工程设计之间的关系。内容涉及离散源编码、量化、信道波形、向量空间和信号空间、随机过程和噪声、编码、解码等数字通信基本问题，最后还简要介绍了无线数字通信。
《数字通信原理》既可作为通信类专业高年级本科生和研究生教材，又可供工程技术人员参考。
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《数字通信原理》：香农的信息论中有一个重要结论，即信源／信道分离定理：如果能够以任意某种方式通过信道传输信源。那么也一定能够通过二进制接口传输该信源。这就为数字通信成为通信系统的标准形式提供了理论依据。另外，数字电路成本低廉、性能可靠、易于小型化，更容易实现。因此，近十年来，数字通信技术发展迅猛，已经深入人们日常生活的每个角落，这也驱使大量人才投身数字通信领域。
《数字通信原理》是Gallaqer博士数十年的教学科研心得，介绍了信息论方面的基本概念及其对通信系统设计的作用，旨在帮助数字通信领域的师生和工程技术人员理解数字通信背后的基本原理。《数字通信原理》内容全面，包括了数字通信基本知识，离散信源的编码，量化，信源波形与信道波形，向量空间与信号空间，信道、调制与解调，随机过程与噪声，信号的检测与编解码，无线通信，等等。书中为数字通信原理搭建了一个简单的框架，以直观、简洁的方式介绍了复杂的现代通信系统。
《数字通信原理》甫一出版，即被业界奉为经典，目前已被麻省理工学院等世界级名校作为教材。配有习题答案，读者可登录图灵公司网站免费注册获取。 媒体推荐
“Gallager教授是一位传奇人物，他的书见解独到、叙述方式简明扼要，备受学生推崇。”
——童朗，康奈尔大学教授
“本书必将成为业界经典！”
——今井秀树，东京大学教授
“这是一本详尽的数字通信教材，值得每一位通信专业师生和相关工程人员拥有。”
——Telatar，洛桑联邦理工学院教授 作者简介
作者：（美国）加拉格（Robert G.Gallager） 译者：杨鸿文
Robert G.Gallager博士，信息理论界世界级权威，美国工程院院士，美国科学院院士。先后荣获1990年IEEE荣誉奖章、2003年马可尼奖、2004年Diikstra奖等多项殊荣。师从信息论创始人香农，不但自己科研成果卓著，还为通信领域培育了很多优秀人才，包括华裔通信专家David Tse。 目录
第1章 数字通信概述
1.1 标准化接口及分层
1.2 信源
1.3 信道
1.3.1 信道编码（调制）
1.3.2 纠错
1.4 数字接口
1.5 补充读物
第2章 离散信源的编码
2.1 引言
2.2 离散信源的等长编码
2.3 离散信源的变长编码
2.3.1 唯一可译性
2.3.2 离散信源的无前缀编码
2.3.3 无前缀码的克拉夫特不等式
2.4 离散信源的概率模型
2.5 无前缀码的最小L
2.5.1 拉格朗日乘数法求解L的最小值
2.5.2 L的熵界
2.5.3 用于最佳信源编码的霍夫曼算法
2.6 熵及等长一变长编码
2.7 渐近等同性及信源编码定理
2.7.1 弱大数定律
2.7.2 渐近等同性
2.7.3 信源编码定理
2.7.4 一般编码的熵界
2.8 马氏信源
2.8.1 马氏信源的编码
2.8.2 条件熵
2.9 Lempel-Ziv通用数据压缩
2.9.1 LZ77算法
2.9.2 LZ77的原理
2.9.3 讨论
2.10 本章小结
2.11 习题
第3章 量化
3.1 引言
3.2 标量量化
3.2.1 给定代表点时的区间设计
3.2.2 给定区间时的代表点设计
3.2.3 Lloyd-Max算法
3.3 矢量量化
3.4 熵编码量化
3.5 高速率下的熵编码量化
3.6 微分熵
3.7 高速率均匀标量量化器的性能
3.8 高速率二维量化
3.9 本章小结
3.10 附录
3.10.1 非均匀标量量化
3.10.2 非均匀二维量化
3.11 习题
第4章 信源波形与信道波形
4.1 引言
4.1.1 模拟信源
4.1.2 通信信道
4.2 傅里叶级数
4.3 c2函数及[-T／2，T／2]上的勒贝格积分
4.3.1 区间并的勒贝格测度
4.3.2 一般集合的测度
4.3.3 区间[-T／2，T／2]上的可测函数及积分
4.3.4 由其他函数定义的函数的可测性
4,3.5 区间[-T／2，T／2]上的C1函数及C2函数
4.4 C2波形的傅里叶级数
4.5 C2波形的傅里叶变换
4.5.1 R上的测度与积分
4.5.2 C2函数的傅里叶变换
4.6 DTFT及抽样定理
4.6.1 离散时间傅里叶变换
4.6.2 抽样定理
4.6.3 基于采样波形的信源编码
4.6.4 抽样定理
4.7 混叠及sinc加权的复正弦展开
4.7.1 T间隔sinc加权复正弦展开
4.7.2 自由度
4.7.3 混叠一时域特性
4.7.4 混叠一频域特性
4.8 本章小结
4.9 附录：补充材料及证明
4.9.1 可数集
4.9.2 [-T／2，T／2]上区间的有限并
4.9.3 区间[-T／2，T／2]上的可数并及外测度
4.9.4 区间[-T／2，T／2]上的任意可测集
4.10 习题
第5章 向量空间与信号空间
5.1 向量空间的公理和基本性质
5.2 内积空间
5.2.1 内积空间Rn和Cn
5.2.2 一维投影
5.2.3 C2函数的内积空间
5.2.4 内积空间的子空间
5.3 正则基及投影定理
5.3.1 有限维投影
5.3.2 投影定理的推论
5.3.3 格拉姆一施密特正则化
5.3.4 C2中的正则展开
5.4 本章小结
5.5 附录：补充材料及证明
5.5.1 普朗歇尔定理
5.5.2 抽样定理和混叠定理
5.5.3 椭球波
5.6 习题
第6章 信道、调制与解调
6.1 引言
6.2 脉幅调制（PAM）
6.2.1 信号星座
6.2.2 信道的不理想因素简述
6.2.3 调制脉冲设计
6.2.4 PAM解调
6.3 奈奎斯特准则
6.3.1 频带边缘对称
6.3.2 将{p（t-KT）；kz}设计为正则集
6.3.3 PAM和模拟信源编码的关系
6.4 调制：基带到频带、频带到基带
6.5 正交幅度调制（QAM）
6.5.1 QAM信号集
6.5.2 QAM基带调制与解调
6.5.3 QAM：基带与带通之间的变换
6.5.4 QAM的实现
6.6 信号空间与自由度
6.7 QAM系统中的载波恢复
6.7.1 有噪声时的相位跟踪
6.7.2 大相位误差
6.8 本章小结
6.9 习题
第7章 随机过程与噪声
7.1 引言
7.2 随机过程
7.2.1 随机过程示例
7.2.2 随机过程的均值与协方差
7.2.3 加性噪声信道
7.3 高斯随机变量、高斯随机向量及高斯过程
7.3.1 联合高斯随机向量的协方差矩阵
7.3.2 联合高斯随机向量的概率密度
7.3.3 二维零均值高斯随机向量
7.3.4 z=AW，A是正交矩阵
7.3.5 高斯向量按主轴表示的概率密度
7.3.6 联合密度的傅里叶变换
7.4 随机过程的线性泛函和滤波
7.4.1 按正则展开定义的高斯过程
7.4.2 高斯过程的线性滤波
7.4.3 线性泛函及滤波输出的协方差
7.5 平稳性及相关概念
7.5.1 广义平稳随机过程
7.5.2 随机过程的有效平稳及有效广义平稳
7.5.3 有效广义平稳过程的线性泛函
7.5.4 有效广义平稳过程的线性滤波
7.6 频域的平稳性
7.7 白高斯噪声
7.7.1 用sinc展开来近似白高斯噪声
7.7.2 泊松噪声过程
7.8 叠加了噪声的调制通信
7.9 信噪比
7.10 本章小结
7.11 附录：补充问题
7.11.1 协方差矩阵的性质
7.11.2 截短随机过程的傅里叶级数展开
7.11.3 系数不相关的傅里叶级数
7.11.4 卡亨南一洛维展开
7.12 习题
第8章 检测及编译码
8.1 引言
8.2 二元检测
8.3 白高斯噪声中的二进制信号
8.3.1 PAM对极信号的检测
8.3.2 二元非对极信号的检测
8.3.3 白高斯噪声下二元实向量的检测
8.3.4 白高斯噪声下二元复向量的检测
8.3.5 白高斯噪声下二元对极波形的检测
8.4 M进制检测及序列检测
8.4.1 M进制检测
8.4.2 白高斯噪声下QAM信号的连续传输
8.4.3 任意调制方式下的检测
8.5 正交信号集合以及简单的信道编码
8.5.1 单形信号集
8.5.2 双正交信号集
8.5.3 正交信号集的错误概率
8.6 分组码
8.6.1 二进制正交码及哈达玛矩阵
8.6.2 里德穆勒码
8.7 有噪信道编码定理
8.7.1 离散无记忆信道
8.7.2 容量
8.7.3 有噪信道编码定理的逆定理
8.7.4 有噪信道编码定理的正定理
8.7.5 白高斯噪声信道的有噪信道编码定理
8.8 卷积码
8.8.1 卷积码的译码
8.8.2 维特比算法
8.9 本章小结
8.10 附录：纽曼一皮尔逊门限检验
8.11 习题
第9章 无线数字通信
9.1 引言
9.2 无线信道的物理模型
9.2.1 自由空间、固定天线
9.2.2 自由空间、移动天线
9.2.3 移动天线、反射墙
9.2.4 地面反射
9.2.5 阴影
9.2.6 移动天线、多个反射
9.3 无线信道的输入输出模型
9.3.1 线性时变系统的系统函数和冲激响应
9.3.2 多普勒扩展及相干时间
9.3.3 时延扩展和相干频率
9.4 基带系统函数和冲激响应
9.5 统计信道模型
9.6 数据检测
9.6.1 瑞利平衰落条件下的二元检测
9.6.2 已知信道幅度时的非相干检测
9.6.3 莱斯平衰落中的非相干检测
9.7 信道测量
9.7.1 用探测序列估计信道
9.7.2 瑞克接收机
9.8 分集
9.9 CDMA：IS95标准
9.9.1 语音压缩
9.9.2 信道编码与译码
9.9.3 衰落信道中的维特比译码
9.9.4 调制和解调
9.9.5 IS95中的多址干扰
9.10 本章小结
9.11 附录：非相干检测的错误概率
9.12 习题
参考文献
索引 序言
数字通信是一个大规模快速增长的产业，这一点大致类似于计算机产业。本书的目的是研究数字通信系统特有的概念。也就是说，本书的着眼点不是这些系统中的硬件和软件（数字通信系统中的软硬件和其他系统没有太大差别），而是现代数字通信系统中的基本概念。
在数字通信领域，理论概念对系统设计和实践有着特别重要的影响。数字通信理论的基础是克劳德·香农（Claude Shannon）于1948年提出的信息论。在信息论提出后的大约25年内，它引出了许多学术研究问题，并引出了一些非常吸引人的推测，就是借助信息论的方法，通信系统有可能更有效率、更为可靠。在当时，除了一些小规模的实验和少数军用通信系统外，信息论和实际还没有多少联系。但从20世纪70年代中期开始，利用了信息论概念的主流系统开始大量涌现。这其中的一个原因是有越来越多的工程技术人员既懂信息论，又具有通信系统的实践知识。另一个原因是低成本数字电路的处理能力越来越强大，使信息论提出的一些复杂算法可以实现。还有一个原因是通信系统越来越复杂，需要用到信息论中的原理体系。
数字通信中的理论问题大致可分为两类，第一类是为特定系统的性能分析提供理论工具，第二类是给出任意系统性能的基本极限。工科本科生可以理解大部分第一类问题，而第二类问题本质上属于研究生的范围。这倒不是说研究生知道的更多，而是因为工科本科生所受的教育主要是关于大量的技术细节以及用来处理这些细节的公式。对于性能极限这样的抽象问题而言，本科生没有钻研思考的习惯。这种习惯在做学术研究时才会养成。
我原本是想写一本数字通信方面的本科教材，但多年的教学实践让我认识到，要想把原理完全说明白，说清楚什么是可能的，什么是不可能的，我只能放弃大多数的本科生。在数字通信方面已经有很多优秀的本科教材，其中介绍了各种系统，我看不出有另写一本的必要性。因此本书主要针对研究生，但也包括一些肯钻研的本科生。
从学术角度来看，理论、问题和工程设计之间的关系非常复杂。理论所研究的是实际系统的各个模型之间的关系。好的理论应当考虑到简化模型的简单分析，信息论就是最好的理论之一。一个好的理论所给出的结构原理能使我们通过简单的模型洞察问题的实质，并应用于复杂和实际的模型。问题可以使学生有机会分析这些高度简化的模型，再通过钻研来理解一般性原理。工程对实际问题作出近似，针对特定情形建立能反映要素的简单模型，再以此为基础设计可行的系统。 文摘
插图：
自有文字记载以来，通信一直是人类最重要的需求之一。形成社会团体、教育年轻人、表达情感、表述愿望都离不开通信。通信交流的顺畅是文明社会的核心。
工程中的各种通信方式是对人类通信交流的技术支持，古代的烽火信号、擂鼓正是如此。本书所说的通信技术是指以电报的诞生为标志的通信技术，包括后来出现的电话通信、视频通信、计算机通信，以及时下在各种廉价便携式设备上使用的通信方式。
这些技术最初是按各自不同的网络单独发展的，彼此没有多少相同之处。随着网络的不断扩张，网络的各个部分势必需要协调工作，而不同的部件又是在不同的年代按照不同的设计思路开发的。为此，出于网络可持续发展的目的，人们开始关注它背后的基本原理。
最早意识到这一点的是美国电报电话公司（ATT）。ATT成立了贝尔实验室这样一个研发部门。贝尔实验室的数学中心一直主导着全世界的通信研究，这个地位直到最近不久才有所改变。通信原理的许多核心概念都是由贝尔实验室数学中心提出的。
贝尔实验室数学中心最大的贡献莫过于克劳德·香农1948年创立的信息论。在信息论诞生后的最初25年，人们对它的看法是：理论上很不错，但对实际通信系统的设计没有太大的意义。后来，随着元器件技术不断成熟，随着工程界对信息论有了更多的理解，信息论才成为开发通信系统的指导原则。
本书将介绍信息论方面的基本概念及其对通信系统设计的作用。核心概念有两点：一是认为所有通信信源，例如语音、图像、文本等，都可以表示为二进制序列；二是通信系统的设计应当先将信源输出转换为二进制序列，再将这个序列转换为适合特定物理媒质传输的形式，这些物理媒质包括电缆、双绞线、光纤、空间电磁波等。
顾名思义，数字通信系统（digital communication system）就是采用这种数字序列④作为接口，连接信源输出和信道输入、信道输出和信宿输入，如图1-1所示。
| ISBN | 9787115240224 |
|---|---|
| 出版社 | 人民邮电出版社 |
| 作者 | 加拉格(Robert G.Gallager) |
| 尺寸 | 16 |