现代数字调制及其应用 上 恒包络调制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1数字调制的主要类型 2

1.2现代数字调制的发展 2

1.3与数字调制有关的几个重要概念 3

1.3.1应用场景与信道模型 3

1.3.2信号传输的基本要求 8

1.3.3恒包络调制信号的特征 9

1.3.4已调信号的相位路径 10

1.4数字调制的主要技术指标及评估方法 11

1.4.1己调信号的功率谱密度 11

1.4.2解调误比特率 11

1.4.3己调信号峰均比 12

1.4.4已调信号的频谱效率 13

1.4.5调制解调器的实现复杂度 14

1.5本书主要内容 14

第2章 系统和信号分析 16

2.1系统和信号 16

2.1.1信号的分类 16

2.1.2系统的分类 17

2.2信号的傅里叶级数表达式 18

2.2.1复指数傅里叶级数 18

2.2.2周期信号的傅里叶级数表达式 19

2.3信号傅里叶变换的表达式 22

2.3.1非周期信号傅里叶变换的表达式 22

2.3.2周期性功率信号的傅里叶变换 24

2.3.3变换定理 25

2.4功率谱密度 29

2.5系统响应和滤波 32

2.5.1冲激响应、阶跃响应和时域分析 32

2.5.2传输函数及其频域分析 32

2.5.3传输函数对频谱密度的影响 33

2.5.4实际滤波器和理想滤波器 33

2.6调制和解调运算的频谱分析 35

2.7频谱测量和计算 37

2.7.1频谱仪 37

2.7.2傅里叶级数系数的数值计算 38

2.7.3傅里叶变换的数值计算 39

2.8带通信号及其系统的低通等效法 40

2.8.1窄带带通信号 40

2.8.2线性窄带带通系统 43

2.8.3线性窄带带通系统的响应 44

2.8.4带通信号的运算 46

2.8.5带通信号的相关 47

2.9本章小结 48

第3章 随机信号理论 50

3.1引言 50

3.2概率引论 51

3.2.1定义 51

3.2.2随机事件的概率 51

3.2.3联合概率和条件概率 52

3.3离散随机变量 54

3.3.1概率质量函数 54

3.3.2统计平均 55

3.3.3概率质量函数的举例 56

3.4连续随机变量 57

3.4.1概率密度函数和统计平均 57

3.4.2概率密度函数的举例 58

3.4.3随机变量的变换 60

3.5随机过程的理论基础 62

3.5.1定义和符号 63

3.5.2平稳性、时间平均和各态历经性 65

3.5.3平稳随机过程的功率谱密度 66

3.5.4复随机过程 72

3.5.5带通平稳随机过程的低通等效法 73

3.6高斯随机过程 75

3.7马尔科夫序列 75

3.7.1离散信源 75

3.7.2马尔科夫序列（或链）的统计模型 77

3.8循环平稳随机过程 85

3.8.1问题的提出 85

3.8.2循环平稳随机过程的定义 87

3.8.3循环平稳随机过程的统计模型 88

3.8.4循环平稳随机过程的自相关函数 89

3.8.5循环平稳过程的功率谱密度 98

3.9系统和随机信号 114

3.9.1无记忆系统的响应 114

3.9.2线性非时变系统的响应 115

3.10通信系统中的噪声 117

3.10.1热噪声 117

3.10.2窄带噪声的时域表示式 119

3.10.3信噪比和误差概率 124

3.10.4噪声等效带宽、等效噪声温度和噪声系数 125

3.11小结 130

第4章 基带数字信号传输 131

4.1引言 131

4.2基带二进制PAM系统与奈奎斯特第一准则 133

4.2.1基带脉冲形成 133

4.2.2最佳发送和接收滤波器 136

4.2.3设计方法举例 140

4.2.4奈奎斯特第一准则 141

4.3部分响应系统与奈奎斯特第二准则 142

4.3.1双二进制基带PAM系统工作原理 142

4.3.2改进的双极制系统 149

4.3.3部分响应技术 153

4.3.4各类部分响应系统的性能比较 157

4.4奈奎斯特第三准则 158

4.5发送信号频谱的形成 160

4.5.1预编码对信号频谱的影响 160

4.5.2用数字方法形成脉冲 165

4.6均衡 166

4.7眼图 169

4.7.1眼图的基本概念 169

4.7.2几个重要参数的定量分析 170

4.7.3眼图 176

4.8简单的布尔运算引入的误码扩散 178

4.9小结 181

第5章 不连续相位路径的数字调制（Ⅰ） 182

5.1二进制数字调制的一般概念 182

5.2二进制数字调制信号的最佳检测 183

5.2.1误比特率Pe的表达式 183

5.2.2最佳接收滤波器的传递函数 186

5.2.3最佳检测接收机 187

5.3二相相移键控（2PSK） 189

5.3.1绝对移相（BPSK） 189

5.3.2相对移相（DPSK） 191

5.3.3二相PSK信号的功率谱密度 192

5.4二相PSK信号解调 193

5.4.1相干PSK解调 193

5.4.2差分相干PSK解调 194

5.4.3载波提取 197

5.4.4位同步提取 202

5.5小结 208

第6章 不连续相位路径的数字调制（Ⅱ） 210

6.1四相相移键控（QPSK） 210

6.1.1 QPSK调制 210

6.1.2 QPSK相干解调 212

6.1.3 DQPSK解调 214

6.2 QPSK的码变换逻辑 214

6.2.1 QPSK的相位逻辑 215

6.2.2调制器与解调器的相位逻辑 218

6.2.3 QPSK的差分编/译码器 221

6.2.4 DQPSK中调制解调器以及差分编/译码器之间的配合 236

6.3 DQPSK的误码扩散 238

6.3.1差分译码器输出误码率的通用表达式 238

6.3.2三种不同差分译码器的误码率 239

6.3.3三种差分译码器误码扩散的比较 247

6.4四相系统QPSK系统的载波同步 247

6.4.1四次方环 247

6.4.2科斯塔斯环 248

6.4.3逆调制环 250

6.4.4判决反馈环 253

6.5交错正交相移键控（OQPSK） 254

6.5.1 OQPSK的基本特点 255

6.5.2 OQPSK原理 255

6.5.3 OQPSK信号的解调 258

6.6小结 258

第7章 线性连续相位路径的数字调制 259

7.1二进制频移键控（FSK） 259

7.1.1相干FSK 261

7.1.2非相干FSK 262

7.2最小频移键控（MSK） 263

7.2.1快速频移键控（FFSK） 263

7.2.2最小频移键控（MSK） 278

7.2.3 MSK与FFSK之间的关系 285

7.3 MSK调制/解调器的实现方法 289

7.3.1 MSK调制器 289

7.3.2 MSK解调器 292

7.4串行MSK （SMSK） 306

7.4.1串行MSK的特点 306

7.4.2变换滤波器的设计 306

7.4.3变换滤波器的等效低通实现 309

7.4.4用于MSK的匹配滤波器 310

7.5频移交错正交调制（FSOQ） 312

7.5.1 FSOQ原理 312

7.5.2相干载波和定时恢复 317

7.6小结 319

第8章 非线性连续相位路径的数字调制 320

8.1正弦频移键控（SFSK） 320

8.1.1引言 320

8.1.2正弦频移键控 321

8.1.3“阿莫罗索（AMOROSO）型”OQPSK 326

8.2平滑调频（TFM） 330

8.2.1引言 330

8.2.2 TFM的工作原理 331

8.2.3 TFM系统的实现 339

8.3无符号间干扰和抖动—交错正交相移键控（IJF-OQPSK） 344

8.3.1引言 344

8.3.2 IJF的工作原理 346

8.3.3 IJF-OQPSK调制与解调 355

8.3.4部分响应（PR）-LJF-OQPSK调制 361

8.4互相关相移键控（XPSK） 363

8.4.1调制与解调方案 364

8.4.2 XPSK系统的性能 370

8.5调制前高斯滤波的MSK （GMSK） 372

8.5.1 GMSK的基本原理 373

8.5.2 GMSK调制/解调的实现 379

8.6载波恢复 386

8.6.1两种类型的载波恢复原理 386

8.6.2四相判决反馈环提取TFM相干载波的原理 387

8.7小结 398

第9章 理论频谱和误比特率 399

9.1数字调角信号功率谱密度的分析方法 399

9.1.1阶马尔科夫链方法 400

9.1.2矩阵方法 400

9.1.3最易实现的数值计算方法 438

9.2各种调制方式的信号表示 460

9.3 QPSK的功率谱密度 462

9.3.1 QPSK基带数字信号 462

9.3.2 QPSK低通复包络信号 464

9.4 OQPSK的功率谱密度 468

9.5 MSK和SFSK的功率谱密度 474

9.5.1 MSK 475

9.5.2 SFSK 483

9.6 IJF-OQPSK的功率谱密度 485

9.6.1 IJF基带信号的功率谱密度 486

9.6.2 IJF-OQPSK信号的低通等效功率谱密度 491

9.7 FSOQ的功率谱密度 494

9.8 TFK和GMSK的功率谱密度 498

9.8.1计算CPFSK信号功率谱密度的程序框图 498

9.8.2 TFM的功率谱密度 500

9.8.3 GMSK的功率谱密度 502

9.9几种调制方式频谱特性的比较 502

9.10频谱形状的物理解释 505

9.11理论误比特率 510

9.12小结 516

第10章 实际频谱及误比特率 517

10.1带限非线性信道的描述 517

10.1.1信道模型 517

10.1.2非线性特性的描述 518

10.2带限硬限幅下的频谱 523

10.2.1 OQPSK （QPSK）、MSK、SFSK的实际频谱 523

10.2.2 IJF-OQPSK和PR-IJF-OQPSK的实际频谱 533

10.2.3理想硬限幅与饱和高功放引起信号频谱的扩展 537

10.3带限软限幅下的频谱 538

10.4带限非线性信道下的实际误比特率 542

10.4.1 OQPSK （QPSK）和MSK的实际误比特性能 542

10.4.2 IJF-OQPSK和PR-IJF-OQPSK的实际误比特率 544

10.4.3非线性多信道下XPSK系统的误比特率性能 552

10.5小结 553

附录A 554

A.1频段划分 554

A.2傅里叶变换 554

A.3 Q函数 555

A.4误差函数 556

A.5式（7.24）和式（7.25）的证明 559

A.6最大似然接收的误比特率 560

A.7带通和等效低通信号功率谱密度之间的关系 561

参考文献 568