通信系统码元波形优化技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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薛伟，[俄] 马卡洛夫S.B.，綦俊炜，尚文静 著

图书标签:

• 通信系统
• 码元波形
• 优化技术
• 信号处理
• 信息论
• 无线通信
• 数字通信
• 调制解调
• 通信工程
• 优化算法

出版社： 哈尔滨工程大学出版社

ISBN：9787566112446

版次：1

商品编码：12331638

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

页数：169

字数：242000

正文语种：中文

内容简介

　　《通信系统码元波形优化技术》介绍了高带宽效率恒包络调制的重要性，并对常用的几种恒包络调制技术的特点和原理进行了分析。在恒包络的限制条件下，我们通过引入小带外能量辐射准则来对通信信号的带宽效率进行优化，并详细推导了建立数学泛函数模型的过程，数学泛函数附加的限制条件，以及详细推导了优化泛函数模型的解析解和数值解的求解过程。通过对限制条件的改变，提出的小带外辐射准则同时也可应用于CPM和扩频调制系统的通信信号的优化中，极大地提高了通信系统的带宽效率。最后通过MATLAB对提出的调制解调方案进行了仿真，并给出了仿真的误码率曲线。
　　验证了《通信系统码元波形优化技术》提出的方法具有可实现性，同时极大地提高了调制系统的带宽效率。
　　《通信系统码元波形优化技术》可作为高等学校电子信息类专业及相关专业研究生和高年级本科生参考书，也可供其他领域从事通信设计的专业技术人员参考。
　　希望《通信系统码元波形优化技术》除了具有知识性之外，还能为该领域的研究人员带来灵感，以继续完成相关研究。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 高带宽效率恒包络调制的意义
1．2 高带宽效率恒包络调制技术的重要性
1．3 本书的主要内容

第2章 高带宽效率（准）恒包络正交调制系统
2．1 交错相移键控（OQPSK）
2．2 ∏／4-DQPSK调制与解调技术
2．3 最小移频键控（MSK）调制
2．4 高斯最小移频键控（GMSK）
2．5 IJF-OQSK和FQPSK调制技术

第3章 基于最小带外能量辐射准则的最优化泛函数模型
3．1 最小带外能量辐射准则
3．2 泛函数的限制条件
3．3 最优化泛函数模型的解析解
3．4 最优化泛函数模型的数值解

第4章 CPM信号中基带码元优化技术
4．1 正弦函数平滑相位轨迹分析
4．2 多项式函数平滑相位轨迹分析
4．3 原子函数平滑相位轨迹的分析
4．4 基于泛函数模型的CPM信号优化方法

第5章 全响应正交调制系统中的码元优化
5．1 全响应基带码元的优化
5．2 基于最优化泛函数的全响应基带码元优化

第6章 部分响应正交调制系统中的码元优化
6．1 部分响应基带码元的优化
6．2 码元长度4T的最优化泛函数方程的建立
6．3 码元长度6T的最优化泛函数方程的建立

第7章 直扩系统中码片波形的优化方法
7．1 直扩系统的模型
7．2 不同码片波形直扩系统的性能
7．3 泛函数的限制条件
7．4 傅里叶级数求解最优化码片波形

第8章 基于MATLAB的正交调制系统仿真实现
8．1 全响应正交系统调制解调方案和仿真结果
8．2 部分响应正交系统调制解调方案和仿真结果
参考文献

前言/序言

　　在通信系统中，调制后信号所占的带宽、带外能量辐射等频谱特性往往取决于基带码元信号的形式。以往人们所用到的码元信号通常是一些简单的经验信号波形，如矩形波在正交相位键控调制（QPSK）、偏移正交相位键控调制（OQPSK）等信号中的应用，正余弦波在最小频移信号（MSK）基带调制中的应用等，或者是经验信号的简单组合信号，如升余弦信号。但随着通信技术的快速发展，频率资源变得越来越紧张，这些传统信号的频谱衰减特性在某些情况下往往不能满足实际的要求。为了解决这一问题，人们往往在调制过程中引入滤波器来限制信号的带宽，比如高斯最小频移键控信号（GMSK）。滤波器的引入虽然带来了频谱益处，但它往往导致信号时域的展宽，即相邻码元之间出现了码间干扰，使信号的抗干扰性能下降。
　　在本书中，通过应用最小带外能量辐射准则，建立最优化基带码元信号的数学泛函数模型，并对泛函数附加了限制条件。在数学泛函数模型的建立过程中，分别对全响应系统和部分响应系统两种情况引入了傅里叶级数，通过求解该泛函数的最小值得到了最优化高效谱基带码元信号，分析了所得信号的频谱及峰均功率比特性，并与MSK和QPSK信号进行了比较。采用相类似的方式，对CPM信号进行了优化并与其他函数形式相位轨迹平滑方法进行了比较。同时，利用最优化泛函数对直扩系统中码片波形进行了优化，通过片波形限制条件的改变，直扩系统的带宽效率有了显著提高。
　　最后，分别针对未引入码间干扰和引入码间干扰两种情况，建立了全响应正交调制系统和部分响应正交调制系统以及对应的相干解调方案，并用MATLAB实现了正交调制及相干解调的仿真，验证了该方法的可行性。
　　本书集中介绍了我们在提高带宽效率方面的一些研究成果，希望本书能够为读者对带宽效率的提高带来灵感，以继续完善这项研究。

《信号的奥秘：从基础到前沿的通信信号处理》 内容梗概： 《信号的奥秘：从基础到前沿的通信信号处理》是一部全面而深入地探讨通信信号处理核心原理、关键技术及其发展趋势的学术著作。本书旨在为读者构建一个坚实的理论基础，同时又不乏对当前通信技术热点问题的剖析，力求在理论的严谨性与应用的实践性之间找到精妙的平衡。全书共分为七个部分，每个部分都围绕通信信号处理的不同维度展开，层层递进，由浅入深，最终带领读者领略信号的无穷魅力以及其在现代通信系统中所扮演的关键角色。 第一部分：通信信号处理的基石——理论基础 本部分奠定了全书的理论根基，深入浅出地介绍了信号与系统的基本概念。从离散时间信号与连续时间信号的定义、分类出发，引出了傅里叶级数、傅里叶变换等描述信号频谱特性的重要数学工具。读者将理解信号如何从时域映射到频域，以及频率成分在信号传输和处理中的意义。接着，本书将重点阐述线性时不变（LTI）系统，通过卷积运算揭示系统对信号的影响机理。脉冲响应、系统函数等核心概念将得到详尽的讲解，为后续的系统分析和设计打下坚实基础。此外，本部分还将引入随机信号的概念，探讨其统计特性，如概率密度函数、自相关函数、功率谱密度等，这是理解噪声、干扰以及先进信号处理算法所不可或缺的。 第二部分：塑造信号之形——调制解调技术 调制与解调是通信系统的“灵魂”，负责将信息信号转换为适合传输的信号形式，并在接收端恢复原始信息。本部分将系统地梳理各种经典的调制解调技术。首先，从模拟调制技术讲起，详细介绍调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等基本原理、频谱特性以及各自的优缺点。随后，本书将重点转向数字调制技术，深入探讨幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）等主流方案。对于每种调制方式，都将剖析其星座图、功率谱、误码率性能，并结合实际应用场景进行讨论。此外，还会介绍一些先进的调制技术，如高阶QAM、CPM（Continuous Phase Modulation）等，展示其在提升频谱效率和抗干扰能力方面的优势。 第三部分：驾驭噪声与干扰——信号检测与估计 在真实的通信环境中，信号总是伴随着噪声和干扰。本部分将聚焦于信号检测与估计的核心问题，探讨如何从充满噪声的信号中准确地提取信息。本书将从经典的贝叶斯判决理论出发，推导出最优接收机的结构，例如最大似然（ML）检测器和最大后验概率（MAP）检测器。接着，将深入研究卡尔曼滤波和维纳滤波等信号估计算法，它们能够有效地平滑噪声，恢复失真信号。这些滤波器的数学原理、推导过程以及在不同场景下的适用性将得到详细阐述。此外，本部分还将讨论盲信号分离（BSS）等更高级的信号处理技术，它们在不需要先验信息的情况下，也能从混合信号中分离出独立的原始信号源，这在多用户通信、源分离等领域具有重要应用价值。 第四部分：信息编码的智慧——信源编码与信道编码 为了高效地传输信息并抵抗传输过程中的错误，编码技术应运而生。本部分将分为两个子部分，分别介绍信源编码和信道编码。 信源编码： 旨在去除信息中的冗余，实现数据的压缩，提高传输效率。本书将介绍熵的概念，以及如何基于熵构建最优的无失真信源编码器，如霍夫曼编码（Huffman coding）和算术编码（Arithmetic coding）。同时，还将探讨有损信源编码技术，如离散余弦变换（DCT）、量化等，它们在图像、音频、视频压缩中扮演着至关重要的角色。 信道编码： 旨在向信息中添加冗余，提高信号在噪声信道中的抗干扰能力，降低误码率。本书将介绍线性分组码，如海明码（Hamming codes）、BCH码（Bose–Chaudhuri–Hocquenghem codes）等，并详细讲解其编码和解码原理。接着，将深入研究卷积码及其 Viterbi 解码算法，这是目前应用最广泛的信道编码技术之一。此外，还会介绍Turbo码和LDPC码（Low-Density Parity-Check codes）等现代前向纠错（FEC）编码技术，分析它们接近香农限的优异性能，以及在5G、Wi-Fi等通信标准中的应用。 第五部分：高速信号的脉搏——多用户通信与多址技术 在现代通信系统中，允许多个用户共享同一通信资源是至关重要的。本部分将深入探讨多用户通信和多址技术。首先，将介绍频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等经典多址技术，分析它们的原理、优缺点以及在不同通信系统中的应用。接着，重点介绍正交频分复用（OFDM）技术，解析其如何将高速数据流分割成多个低速子载波传输，从而有效抵抗频率选择性衰落，并已成为Wi-Fi、4G/5G蜂窝通信等系统的核心技术。此外，还将探讨多输入多输出（MIMO）技术，分析其如何利用多天线在发射端和接收端实现空间复用和分集增益，大幅提升通信容量和可靠性。 第六部分：信号处理的未来——先进技术与新兴领域 随着通信技术的飞速发展，信号处理领域不断涌现出新的技术和挑战。本部分将展望信号处理的未来，探讨一些前沿技术。将介绍软件定义无线电（SDR）的概念，以及它如何通过软件实现灵活的无线通信功能。然后，将探讨人工智能（AI）在通信信号处理中的应用，例如基于深度学习的信道估计、信号检测、干扰抑制等，以及AI在优化通信系统性能方面的巨大潜力。此外，还会触及一些新兴领域，如可见光通信（VLC）、物联网（IoT）中的低功耗通信信号处理、以及未来6G通信可能涉及的 Terahertz 通信信号处理等，为读者描绘通信信号处理的广阔前景。 第七部分：理论与实践的桥梁——工程应用与案例分析 为了加深读者对所学理论的理解，并展示信号处理技术在实际通信系统中的应用，《信号的奥秘》在最后一部分提供了丰富的工程应用和案例分析。本部分将选取一些典型的通信系统，如蜂窝移动通信（从2G到5G）、无线局域网（Wi-Fi）、卫星通信、以及数字电视广播等，深入剖析这些系统中关键信号处理模块的设计原理和实现细节。通过对真实通信标准的解读，读者可以直观地看到调制解调、编码、多址等技术如何协同工作，共同构建起现代通信的骨架。此外，还会结合具体工程问题，例如特定信道下的信号优化、干扰消除策略、以及系统性能评估等，进行深入的案例分析，帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 本书特点： 《信号的奥秘》以其严谨的逻辑结构、清晰的阐述方式、丰富的数学推导以及贴近实际应用的案例分析，成为通信信号处理领域不可多得的参考书籍。本书不仅适合通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的本科生和研究生阅读，也为从事通信系统设计、研发和优化的工程师提供了一本宝贵的案头读物。通过本书的学习，读者将能够深刻理解通信信号处理的精髓，掌握分析和解决复杂通信问题的能力，为投身于信息时代的发展浪潮奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期望非常高，毕竟“通信系统”这个领域本身就蕴含着无限的可能和挑战。我一直对信号处理和信息传输的底层原理感到着迷，而“码元波形优化”这个概念更是直接触及到了通信效率和性能的核心。想象一下，如何将有限的频谱资源发挥到极致，如何设计出更“聪明”的波形来对抗噪声和失真，这些都是让我非常好奇的。我希望这本书能够详细阐述各种码元波形的产生机制、特性分析，以及它们在不同通信场景下的优劣势。特别是对于那些先进的优化算法和设计方法，我很想了解其背后的数学原理和实现细节。如果书中还能包含一些实际案例分析，比如在5G、6G等前沿通信技术中是如何应用这些优化技术的，那就更完美了。毕竟，理论最终还是要回归到实践，看到具体的应用效果，更能激发我学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅看起来相当可观，这让我对内容的丰富性充满了期待。我希望它不仅仅是简单地罗列各种波形，而是能够深入探讨优化过程中的关键技术难点，例如如何平衡波形失真度、旁瓣抑制、功率谱密度等多个性能指标。我期待书中能够介绍一些前沿的优化方法，比如基于机器学习的波形设计，或者是一些新型的信号压缩和编码技术，这些都可能对提升通信系统的整体性能产生革命性的影响。同时，我也希望作者能够提供一些具体的数学推导和仿真结果，这样才能更直观地理解理论的有效性。对于我这样一个对通信理论有一定基础的读者来说，能够从中获得新的启发和解决实际问题的思路，将是这本书最大的价值所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计我倒是挺喜欢的，封面色彩搭配沉稳大气，字体选择也很有质感，拿在手里沉甸甸的，一看就是一本厚重的学术著作。封底的条形码和出版社信息印刷清晰，内页的纸张也相当不错，触感细腻，油墨印制均匀，长时间翻阅眼睛也不容易感到疲劳。更值得一提的是，书本的装订非常牢固，翻页的时候没有出现散页或者松动的情况，这对于需要经常翻阅查找资料的读者来说，无疑是一个非常重要的考量。有时候买书不只是看内容，精美的外观和舒适的阅读体验同样能提升整体的满意度。虽然我还没有来得及深入阅读，但单从这本书的物理品质来看，作者和出版社在细节上的用心是显而易见的，这往往也预示着内容上也会有相当的深度和价值。我个人比较偏爱这种有分量的实体书，相比电子书，实体书更能带来一种沉浸式的阅读感受。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的目录，我大致能猜到它会涉及哪些内容，但具体会多深入，我还是非常好奇的。我比较关注的是关于“优化”这个词的具体体现。究竟是通过数学模型来优化，还是通过仿真实验来迭代优化？是否存在一些通用的优化框架，可以适用于不同的码元波形设计？我特别想知道书中会不会介绍一些关于抗干扰、抗多径衰落的码元波形设计思路，因为这些是实际通信系统中普遍存在的难题。另外，对于一些非线性失真问题，是否有对应的优化方法可以缓解？如果书中能够给出一些清晰的图表和公式来解释这些优化过程，并且能够解释清楚每种优化方法背后的原理和适用范围，那我将感到非常满意。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的内容充满了期待，特别是它在“优化技术”这一块的深度。我希望它能够详细介绍各种针对通信系统码元波形进行优化的技术手段，例如如何通过调整波形的形状、长度、频率和相位等参数来达到最佳的通信效果。我特别想了解书中是否会涉及到一些先进的优化算法，比如遗传算法、粒子群优化算法，或者是一些基于深度学习的波形生成和优化技术。此外，我也希望书中能够提供一些关于如何评估和衡量波形优化效果的指标和方法，以及一些实际应用案例，例如在无线通信、卫星通信或者光通信等领域是如何运用这些优化技术的。如果书中能够清晰地解释清楚各种优化技术的优缺点以及适用场景，那将对我非常有帮助。