現代數字調製及其應用(上)——恒包絡調製 王士林,徐友雲,蔡雲飛著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王士林，徐友雲，蔡雲飛著 著

圖書標籤:

• 數字調製
• 恒包絡調製
• 通信工程
• 信號處理
• 無綫通信
• 王士林
• 徐友雲
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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121269417

商品編碼：29331797848

包裝：平裝

齣版時間：2015-09-01

基本信息

書名：現代數字調製及其應用(上)——恒包絡調製

定價：89.00元

作者：王士林,徐友雲,蔡雲飛著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2015-09-01

ISBN：9787121269417

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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數字調製技術及應用領域經典教材

內容提要

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本書係統地闡述現代數字調製的基礎理論、技術原理、性能評估、實現方法、典型應用等，分為上、下兩冊。其中，上冊～4章依次介紹數字調製概論、數字信號和係統分析、*信號處理、基帶數字信號傳輸等基礎理論；第5～10章從已調信號相位路徑分析入手，深入闡述恒包絡數字調製與解調技術原理、關鍵技術、實現方案、功率譜與誤碼率分析等。下冊重點介紹MPSK和MQAM等高階調製和OFDM調製的基本原理、解調關鍵技術及其接收機設計方法，並簡要介紹數字調製技術在寬帶無綫接入、新一代移動通信、數字衛星通信等領域的應用。

目錄

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章 緒論
1.1 數字調製的主要類型
1.2 現代數字調製的發展
1.3 與數字調製有關的幾個重要概念
1.3.1 應用場景與信道模型
1.3.2 信號傳輸的基本要求
1.3.3 恒包絡調製信號的特徵
1.3.4 已調信號的相位路徑
1.4 數字調製的主要技術指標及評估方法
1.4.1 已調信號的功率譜密度
1.4.2 解調誤比特率
1.4.3 已調信號峰均比
1.4.4 已調信號的頻譜效率
1.4.5 調製解調器的實現復雜度
1.5 本書主要內容
第2章 係統和信號分析
2.1 係統和信號
2.1.1 信號的分類
2.1.2 係統的分類
2.2 信號的傅裏葉級數錶達式
2.2.1 復指數傅裏葉級數
2.2.2 周期信號的傅裏葉級數錶達式
2.3 信號傅裏葉變換的錶達式
2.3.1 非周期信號傅裏葉變換的錶達式
2.3.2 周期性功率信號的傅裏葉變換
2.3.3 變換定理
2.4 功率譜密度
2.5 係統響應和濾波
2.5.1 衝激響應、階躍響應和時域分析
2.5.2 傳輸函數及其頻域分析
2.5.3 傳輸函數對頻譜密度的影響
2.5.4 實際濾波器和理想濾波器
2.6 調製和解調運算的頻譜分析
2.7 頻譜測量和計算
2.7.1 頻譜儀
2.7.2 傅裏葉級數係數的數值計算
2.7.3 傅裏葉變換的數值計算
2.8 帶通信號及其係統的低通等效法
2.8.1 窄帶帶通信號
2.8.2 綫性窄帶帶通係統
2.8.3 綫性窄帶帶通係統的響應
2.8.4 帶通信號的運算
2.8.5 帶通信號的相關
2.9 本章小結
第3章 信號理論
3.1 引言
3.2 概率引論
3.2.1 定義
3.2.2 事件的概率
3.2.3 聯閤概率和條件概率
3.3 離散變量
3.3.1 概率質量函數
3.3.2 統計平均
3.3.3 概率質量函數的舉例
3.4 連續變量
3.4.1 概率密度函數和統計平均
3.4.2 概率密度函數的舉例
3.4.3 變量的變換
3.5 過程的理論基礎
3.5.1 定義和符號
3.5.2 平穩性、時間平均和各態曆經性
3.5.3 平穩過程的功率譜密度
3.5.4 復過程
3.5.5 帶通平穩過程的低通等效法
3.6 高斯過程
3.7 馬爾科夫序列
3.7.1 離散信源
3.7.2 馬爾科夫序列（或鏈）的統計模型
3.8 循環平穩過程
3.8.1 問題的提齣
3.8.2 循環平穩過程的定義
3.8.3 循環平穩過程的統計模型
3.8.4 循環平穩過程的自相關函數
3.8.5 循環平穩過程的功率譜密度
3.9 係統和信號
3.9.1 無記憶係統的響應
3.9.2 綫性非時變係統的響應
3.10 通信係統中的噪聲
3.10.1 熱噪聲
3.10.2 窄帶噪聲的時域錶示式
3.10.3 信噪比和誤差概率
3.10.4 噪聲等效帶寬、等效噪聲溫度和噪聲係數
3.11 小結
第4章 基帶數字信號傳輸
4.1 引言
4.2 基帶二進製PAM係統與奈奎斯特**準則
4.2.1 基帶脈衝形成
4.2.2 **發送和接收濾波器
4.2.3 設計方法舉例
4.2.4 奈奎斯特**準則
4.3 部分響應係統與奈奎斯特第二準則
4.3.1 雙二進製基帶PAM係統工作原理
4.3.2 改進的雙極製係統
4.3.3 部分響應技術
4.3.4 各類部分響應係統的性能比較
4.4 奈奎斯特第三準則
4.5 發送信號頻譜的形成
4.5.1 預編碼對信號頻譜的影響
4.5.2 用數字方法形成脈衝
4.6 均衡
4.7 眼圖
4.7.1 眼圖的基本概念
4.7.2 幾個重要參數的定量分析
4.7.3 眼圖
4.8 簡單的布爾運算引入的誤碼擴散
4.9 小結
第5章 不連續相位路徑的數字調製（I）
5.1 二進製數字調製的一般概念
5.2 二進製數字調製信號的**檢測
5.2.1 誤比特率Pe的錶達式
5.2.2 **接收濾波器的傳遞函數
5.2.3 **檢測接收機
5.3 二相相移鍵控（2PSK）
5.3.1 **移相（BPSK）
5.3.2 相對移相（DPSK）
5.3.3 二相PSK信號的功率譜密度
5.4 二相PSK信號解調
5.4.1 相乾PSK解調
5.4.2 差分相乾PSK解調
5.4.3 載波提取
5.4.4 位同步提取
5.5 小結
第6章 不連續相位路徑的數字調製（II）
6.1 四相相移鍵控（QPSK）
6.1.1 QPSK調製
6.1.2 QPSK相乾解調
6.1.3 DQPSK解調
6.2 QPSK的碼變換邏輯
6.2.1 QPSK的相位邏輯
6.2.2 調製器與解調器的相位邏輯
6.2.3 QPSK的差分編/譯碼器
6.2.4 DQPSK中調製解調器以及差分編/譯碼器之間的配閤
6.3 DQPSK的誤碼擴散
6.3.1 差分譯碼器輸齣誤碼率的通用錶達式
6.3.2 三種不同差分譯碼器的誤碼率
6.3.3 三種差分譯碼器誤碼擴散的比較
6.4 四相係統QPSK係統的載波同步
6.4.1 四次方環
6.4.2 科斯塔斯環
6.4.3 逆調製環
6.4.4 判決反饋環
6.5 交錯正交相移鍵控（OQPSK）
6.5.1 OQPSK的基本特點
6.5.2 OQPSK原理
6.5.3 OQPSK信號的解調
6.6 小結
第7章 綫性連續相位路徑的數字調製
7.1 二進製頻移鍵控（FSK）
7.1.1 相乾FSK
7.1.2 非相乾FSK
7.2 *小頻移鍵控（MSK）
7.2.1 快速頻移鍵控（FFSK）
7.2.2 *小頻移鍵控（MSK）
7.2.3 MSK與FFSK之間的關係
7.3 MSK調製/解調器的實現方法
7.3.1 MSK調製器
7.3.2 MSK解調器
7.4 串行MSK（SMSK）
7.4.1 串行MSK的特點
7.4.2 變換濾波器的設計
7.4.3 變換濾波器的等效低通實現
7.4.4 用於MSK的匹配濾波器
7.5 頻移交錯正交調製（FSOQ）
7.5.1 FSOQ原理
7.5.2 相乾載波和定時恢復
7.6 小結
第8章 非綫性連續相位路徑的數字調製
8.1 正弦頻移鍵控（SFSK）
8.1.1 引言
8.1.2 正弦頻移鍵控
8.1.3 '阿莫羅索（AMOROSO）型'OQPSK
8.2 平滑調頻（TFM）
8.2.1 引言
8.2.2 TFM的工作原理
8.2.3 TFM係統的實現
8.3 無符號間乾擾和抖動-交錯正交相移鍵控（IJF-OQPSK）
8.3.1 引言
8.3.2 IJF的工作原理
8.3.3 IJF-OQPSK調製與解調
8.3.4 部分響應(PR)-LJF-OQPSK調製
8.4 互相關相移鍵控（XPSK）
8.4.1 調製與解調方案
8.4.2 XPSK係統的性能
8.5 調製前高斯濾波的MSK（GMSK）
8.5.1 GMSK的基本原理
8.5.2 GMSK調製/解調的實現
8.6 載波恢復
8.6.1 兩種類型的載波恢復原理
8.6.2 四相判決反饋環提取TFM相乾載波的原理
8.7 小結
第9章 理論頻譜和誤比特率
9.1 數字調角信號功率譜密度的分析方法
9.1.1 一階馬爾科夫鏈方法
9.1.2 矩陣方法
9.1.3 *易實現的數值計算方法
9.2 各種調製方式的信號錶示
9.3 QPSK的功率譜密度
9.3.1 QPSK基帶數字信號
9.3.2 QPSK低通復包絡信號
9.4 OQPSK的功率譜密度
9.5 MSK和SFSK的功率譜密度
9.5.1 MSK
9.5.2 SFSK
9.

作者介紹

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王士林，解放軍理工大學教授，TCL工業研究院和TCL移動通信公司技術顧問。1992年起終身享受特殊津貼。因科研成績突齣先後立二等功兩次，並獲一項和四項軍內外科技進步奬。編著的《現代數字調製技術》一書獲國傢自然學科圖書二等奬。

文摘

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序言

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《現代數字調製及其應用（上）——恒包絡調製》 內容梗概 本書是數字通信領域的一部重要著作，聚焦於現代數字調製技術中的一個關鍵分支——恒包絡調製，並深入探討瞭其在各種實際應用中的部署和優化。全書共分為上下兩冊，本冊為上冊，係統性地闡述瞭恒包絡調製的理論基礎、關鍵技術、性能分析及其在現代通信係統設計中的重要地位。 第一部分：數字調製基礎迴顧與恒包絡調製的引入 在深入恒包絡調製之前，本部分首先對數字調製的普遍原理進行瞭清晰的梳理。讀者將重溫數字調製在信息傳輸中的核心作用，理解其如何將數字比特流轉化為適閤在物理信道上傳輸的模擬信號。這包括對幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等基本調製方式的原理、頻譜特性以及它們各自的優缺點進行簡要迴顧，為後續恒包絡調製的介紹奠定堅實的基礎。 隨後，本書重點引入瞭恒包絡調製的概念。在許多通信場景下，信號的包絡特性對接收端的解調復雜度和功耗有著直接影響。例如，在非綫性功率放大器中，包絡起伏較大的信號容易引起信號失真，降低功率放大器的效率。恒包絡調製技術正是為瞭解決這一挑戰而誕生的。本書將詳細解釋為何恒包絡調製對於提高通信係統的效率、降低功耗以及簡化接收機設計至關重要。讀者將理解，相比於包絡變化的調製方式，恒包絡調製在特定應用中能夠帶來顯著的性能提升。 第二部分：經典恒包絡調製技術詳解 本部分是本書的核心內容之一，詳細介紹瞭多類經典的恒包絡調製技術。 最小頻偏調製（Minimum Shift Keying, MSK）：MSK作為一種特殊的二進製相移鍵控（BPSK）的連續相位版本，其頻譜效率和功率效率都錶現齣色。本書將深入剖析MSK的調製原理，闡述其如何通過連續的相位變化實現恒定的包絡。我們將探討MSK的功率譜密度特性，說明其在抑製帶外輻射方麵比標準BPSK更優越，這對於在有限頻譜資源中進行有效通信至關重要。同時，本書還會分析MSK的解調復雜度，以及在AWGN（加性高斯白噪聲）信道下的誤碼率性能，並與BPSK和BFSK等進行對比，突齣其優勢。 高斯最小頻偏調製（Gaussian Minimum Shift Keying, GMSK）：GMSK是GSM（全球移動通信係統）等移動通信標準中廣泛采用的關鍵調製技術。本書將詳細介紹GMSK的調製過程，特彆是其引入高斯濾波器對基帶信號進行平滑處理的機製。讀者將理解，高斯濾波器的作用在於壓縮信號的瞬時帶寬，從而進一步減小瞭信號的包絡起伏，降低瞭非綫性失真。本書將深入分析GMSK的功率譜特性，展示其在頻譜占用和抗乾擾能力上的權衡。此外，還將詳細討論GMSK在不同信噪比條件下的誤碼性能，以及其在實際移動通信網絡中的部署考量，如對頻率選擇性衰落的魯棒性。 連續相位頻率鍵控（Continuous Phase Frequency Shift Keying, CPFSK）：CPFSK是一類更廣泛的恒包絡調製技術，MSK和GMSK可以視為其特殊形式。本書將從CPFSK的通用模型齣發，分析其相位軌跡和頻率偏移之間的關係。讀者將理解，通過調整調製指數和脈衝整形濾波器，CPFSK能夠實現靈活的性能調控，滿足不同的係統需求。本書將詳細推導CPFSK的功率譜密度，並給齣其在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率性能上界，為理解CPFSK的性能提供理論依據。 第三部分：恒包絡調製技術的性能分析 在掌握瞭各種恒包絡調製技術的基本原理後，本部分著重於對其性能進行深入的量化分析。 功率譜密度分析：本書將提供詳細的數學推導，分析不同恒包絡調製方式的功率譜密度（PSD）。讀者將學會如何計算和評估各種調製方案的帶內功率和帶外功率，理解頻譜效率與帶外輻射之間的權衡。這將有助於理解為何某些調製方式在頻譜受限的環境下更受歡迎。 誤碼率性能分析：在理想信道（如AWGN信道）和實際衰落信道（如瑞利衰落信道）下，本書將對恒包絡調製技術的誤碼率（BER）進行詳細的分析和計算。通過理論推導和仿真結果的結閤，讀者將能夠準確評估不同調製方式的抗噪聲能力和抗衰落能力。這將為係統設計者在選擇閤適的調製方案時提供關鍵的性能指標。 非綫性效應下的性能：恒包絡調製的主要優勢之一在於其對非綫性功率放大器的魯棒性。本部分將深入探討恒包絡調製信號在通過非綫性器件（如功率放大器）時的失真特性。本書將解釋為何恒包絡信號能夠最大程度地減少包絡變化引起的失真，從而提高放大器的效率和綫性度。這將是理解其在功耗敏感型和功率受限型通信設備中應用的重要環節。 第四部分：恒包絡調製在現代通信係統中的應用 本部分將理論與實踐相結閤，重點闡述恒包絡調製技術在實際通信係統中的部署和優勢。 移動通信係統（如GSM, DECT）：GSM是全球應用最廣泛的2G移動通信標準，GMSK作為其核心調製技術，極大地貢獻瞭其在頻譜效率和功率效率方麵的成功。本書將詳細分析GMSK在GSM係統中的具體實現方式，以及它如何滿足移動通信對電池壽命和頻譜利用率的嚴格要求。同時，本書還將簡要介紹DECT（數字增強無繩通信）等其他采用恒包絡調製的通信係統。 衛星通信：衛星通信通常使用高功率放大器，且對上行鏈路的功耗非常敏感。恒包絡調製技術（如GFSK, CPM）因其固有的恒包絡特性，在衛星通信中具有廣泛的應用前景，能夠顯著提高功率放大器的效率，降低通信成本。本書將探討恒包絡調製在衛星通信係統中的具體優勢和應用場景。 無綫局域網（WLAN）與藍牙：雖然Wi-Fi和藍牙等技術在某些場景下可能使用包絡變化的調製方式，但恒包絡調製在低功耗、短距離通信場景下仍然具有其獨特的價值。本書將討論恒包絡調製在這些領域的潛在應用，以及其與現有技術的權衡。 軟件定義無綫電（SDR）：軟件定義無綫電的靈活性使得研究和實現各種調製技術成為可能。本書將探討如何在SDR平颱上實現和優化恒包絡調製，以及SDR如何助力恒包絡調製技術的創新和發展。 第五部分：恒包絡調製技術的展望與發展 在結束對現有技術的深入探討後，本書將對恒包絡調製技術的未來發展趨勢進行展望。 先進的恒包絡調製方案：介紹一些近年來提齣的新型恒包絡調製技術，如基於多維星座的恒包絡調製，以及如何通過更復雜的信號處理技術進一步提升恒包絡調製的性能。 與其他關鍵技術的融閤：探討恒包絡調製技術如何與MIMO（多輸入多輸齣）、OFDM（正交頻分復用）等先進技術相結閤，以應對未來通信係統日益增長的帶寬和數據速率需求。 對下一代通信係統的影響：分析恒包絡調製技術在5G及未來6G通信係統中的作用和潛在貢獻，特彆是在物聯網（IoT）、車聯網（V2X）等對功耗和效率要求極高的應用場景。 總結 《現代數字調製及其應用（上）——恒包絡調製》為讀者提供瞭一個全麵而深入的恒包絡調製技術學習平颱。通過係統的理論講解、詳細的性能分析以及豐富的實際應用案例，本書不僅幫助讀者掌握瞭恒包絡調製的核心知識，更揭示瞭其在現代通信係統設計中的不可替代的作用和廣闊的應用前景。本書是從事數字通信研究、開發和工程應用的專業人士以及相關專業高年級本科生和研究生的重要參考書籍。

評分☆☆☆☆☆

初次接觸這本書，我完全被其內容的深度和廣度所震撼。這本書並非簡單地羅列各種調製技術，而是深入剖析瞭恒包絡調製的“為什麼”和“如何做”。作者們從信息論和信號處理的根基齣發，層層遞進，解釋瞭恒包絡調製在提高頻譜效率、降低功耗等方麵的關鍵作用。書中對高斯最小頻移鍵控（GMSK）等經典恒包絡調製方案的講解尤為細緻，從其數學模型到實際應用中的細節，都進行瞭詳盡的闡述。我特彆欣賞書中對各種調製解調算法的性能評估，比如誤碼率、頻譜泄漏等指標的分析，這些都是衡量一個調製方案優劣的關鍵。此外，書中還提及瞭一些新興的恒包絡調製技術，雖然篇幅不多，但也足以讓我對未來的發展趨勢有所瞭解。對於我這樣的初學者來說，這本書確實有些挑戰性，需要投入大量的時間和精力去消化。但是，一旦你剋服瞭初期的睏難，你會發現這本書為你打開瞭一個全新的知識領域，讓你對數字通信的理解達到瞭一個新的高度。它不僅僅是一本教材，更像是一次與大師對話的機會，感受他們深厚的學術造詣和嚴謹的治學態度。

評分☆☆☆☆☆

對於這本書的評價，我隻能用“硬核”來形容。它絕對不是那種可以輕鬆瀏覽的書籍，而是需要你靜下心來，仔細推敲每一個公式、每一個圖錶。作者們在恒包絡調製的理論推導上做到瞭極緻，幾乎每一個結論都經過瞭嚴密的數學論證。這對於想要深入理解數字通信底層原理的工程師和研究者來說，無疑是一筆寶貴的財富。我尤其對書中關於非綫性效應對恒包絡調製性能影響的討論印象深刻。在實際通信係統中，功率放大器的非綫性特性是不可避免的，而恒包絡調製在這方麵錶現齣瞭天然的優勢。作者們通過詳細的數學模型和仿真結果，清晰地展示瞭這一點。雖然書中包含大量的公式，但作者們並沒有放棄對易讀性的追求，他們通過精心設計的圖錶和清晰的文字描述，盡可能地幫助讀者理解這些復雜的數學內容。閱讀這本書的過程，就像在進行一場高強度的腦力訓練，每一次的理解都是一次突破。它讓我認識到，在數字通信領域，理論基礎的紮實是多麼重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，書名《現代數字調製及其應用(上)——恒包絡調製》一眼就能看齣其專業性和深度。翻開書頁，撲麵而來的是嚴謹的學術氛圍，作者們在恒包絡調製這個細分領域深耕多年，其知識體係的構建和邏輯的梳理都非常清晰。從基礎的調製原理講起，一步步深入到各種恒包絡調製的具體實現和性能分析，對於理解數字通信的核心技術有著極大的幫助。書中大量的公式推導和圖錶展示，不僅嚴謹，而且形象生動，能夠幫助讀者更直觀地把握抽象的理論概念。雖然我不是這個領域的專傢，但通過閱讀，我能感受到作者們將復雜的理論知識轉化為易於理解的內容所付齣的努力。尤其是在介紹各種恒包絡調製方案時，作者們對比瞭它們各自的優缺點，以及在不同應用場景下的適用性，這為我理解實際通信係統設計提供瞭重要的參考。這本書更像是一本工具書，當你遇到相關的技術問題時，可以隨時翻閱，從中找到解答的思路和方法。閱讀過程本身也是一種知識的積纍和思維的鍛煉，每一次深入理解書中的一個概念，都像是攻剋瞭一個技術難點，成就感十足。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受是其學術的嚴謹性和內容的實用性之間的完美結閤。作者們並非空談理論，而是將深奧的數學原理與實際的通信應用緊密聯係起來。例如，在介紹綫性調頻（FM）調製傢族時，書中不僅給齣瞭其數學模型，還詳細探討瞭其在無綫通信、衛星通信等領域的應用案例，以及在這些應用中遇到的挑戰和解決方案。我特彆喜歡書中對於不同恒包絡調製方案的性能權衡的分析。例如，在頻譜效率和實現復雜度之間如何做齣選擇，這對於工程實踐有著直接的指導意義。書中的參考文獻列錶也非常詳盡，為我進一步深入研究提供瞭寶貴的綫索。這本書的編寫風格非常專業，用詞精準，邏輯嚴密，這讓我能夠在一個可靠的知識體係中學習。對於我這樣對數字通信感興趣但缺乏係統學習經驗的讀者來說，這本書是構建知識框架的絕佳起點。它讓我明白，一個優秀的技術書籍，不僅要有深度，更要有廣度，並且能夠有效地將二者結閤。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的體驗，可以用“沉浸式學習”來概括。作者們並沒有簡單地羅列知識點，而是構建瞭一個完整的知識框架，讓讀者能夠跟隨他們的思路，一步步深入恒包絡調製的奧秘。書中對於數字通信曆史發展脈絡的梳理，以及恒包絡調製在其中的地位和作用的介紹，都極具啓發性。我印象深刻的是書中對於各種恒包絡調製方案的類比和解釋，有些比喻非常生動形象，能夠幫助我迅速理解抽象的概念。例如，在解釋最小頻移鍵控（MSK）的特性時，作者們將其與連續相位調頻（CPM）信號聯係起來，並深入分析瞭其相位連續性的重要性。這本書的深度是毋庸置疑的，但同時，它又充滿瞭對讀者的關懷，通過各種方式讓復雜的理論變得更容易接受。這讓我對恒包絡調製這個原本可能枯燥的主題産生瞭濃厚的興趣，並激發瞭我進一步探索數字通信領域的熱情。它不僅僅是一本書，更像是一位經驗豐富的導師，引領我穿越知識的迷霧。