《现代数字调制技术》

目录1

第一章 绪 论1

1.1 数字通信系统的模型1

1.2信号传输的规定2

1.3现代恒包络数字调制技术的特点4

1.4 已调波的相位路径5

1.5理想信道与实际信道6

1.6本书内容的安排8

第二章 系统和信号的分析10

2.1系统和信号10

2.1.1 信号的分类10

2.1.2 系统的分类13

2.2.1 复指数傅利叶级数14

2.2信号的傅利叶级数表示式14

2.2.2周期信号的傅利叶级数表示式15

2.3信号傅利叶变换的表示式20

2.3.1 非周期信号傅利叶变换的表示式20

2.3.2周期性功率信号的傅利叶变换23

2.3.3变换定理25

2.4功率谱密度31

2.5系统响应和滤波35

2.5.1 冲激响应、阶跃响应和时域分析35

2.5.2传输函数和频域分析36

2.5.3传输函数对频谱密度的影响37

2.5.4实际滤波器和理想滤波器38

2.6调制和解调运算的频谱分析41

2.6.1 线性调制系统的分析41

2.7频谱测量和计算43

2.7.1 频谱仪44

2.7.2傅利叶级数系数的数值计算45

2.7.3傅利叶变换的数值计算47

2.8带通信号及其系统的低通等效法48

2.8.1 窄带带通信号48

2.8.2线性窄带带通系统53

2.8.3线性窄带带通系统的响应55

2.8.4带通信号的运算57

2.8.5 带通信号的相关59

2.9本章小结61

第三章 随机信号理论65

3.1引言65

3.2概率引论66

3.2.2随机事件的概率67

3.2.1 定义67

3.2.3联合概率和条件概率69

3.3离散随机变量72

3.3.1概率质量函数72

3.3.2统计平均74

3.3.3概率质量函数的举例75

3.4连续随机变量77

3.4.1概率密度函数和统计平均77

3.4.2概率密度函数的举例79

3.4.3 随机变量的变换82

3.5随机过程的理论基础85

3.5.1 定义和符号87

3.5.2平稳性、时间平均和各态历经性89

3.5.3平稳随机过程的功率谱密度92

3.5.4复随机过程101

3.5.5带通平稳随机过程的低通等效法102

3.6高斯随机过程105

3.7马尔科夫序列107

3.8循环平稳随机过程123

3.9系统和随机信号168

3.9.1 无记忆系统的响应169

3.9.2线性非时变系统的响应170

3.10通信系统中的噪声173

3.10.1 热噪声174

3.10.2窄带噪声的时域表示式176

3.10.3信噪比和误差概率184

3.10.4噪声等效带宽、等效噪声温度和噪声系数185

3.11本章小结192

第四章 基带数字信号传输194

4.1 引言194

4.2基带二进制PAM系统与奈奎斯特第一准则198

4.2.1 基带脉冲形成198

4.2.2最佳发送和接收滤波器204

4.2.3设计方法和举例209

4.2.4奈奎斯特第一准则212

4.3部分响应系统与奈奎斯特第二准则213

4.3.1双二进制基带PAM系统214

4.3.2改进的双极制系统224

4.3.3部分响应技术231

4.3.4各类部分响应系统的性能比较236

4.4奈奎斯特第三准则239

4.5.1预编码对信号频谱的影响242

4.5发送信号频谱的形成242

4.5.2用数字方法形成脉冲249

4.6均衡252

4.7眼图256

4.7.1眼图的基本概念256

4.7.2几个重要参数的定量分析259

4.8简单的布尔运算引入的误码扩散271

4.9本章小结275

第五章 不连续相位路径的数字调制（Ⅰ）277

5.1二进制数字调制的一般概念277

5.2二进制数字调制信号的最佳检测279

5.2.1误比特率P0的表达式279

5.2.2最佳接收滤波器的传递函数284

5.2.3最佳检测接收机286

5.3二相相移键控（2PSK）289

5.3.1绝对移相（BPSK）290

5.3.2相对移相（DPSK）290

5.3.3二相PSK信号的功率谱密度293

5.4二相PSK信号解调295

5.4.1相干PSK解调295

5.4.2差分相干PSK解调297

5.4.3载波提取300

5.4.4位同步提取308

5.5本章小结318

第六章 不连续相位路径的数字调制（Ⅱ）322

6.1四相相移键控（QPSK）322

6.1.1 QPSK调制322

6.1.2 QPSK相干解调325

6.1.3 DQPSK解调328

6.2 QPSK的码变换逻辑329

6.2.1 QPSK的相位逻辑329

6.2.2调制器与解调器的相位逻辑335

6.2.3 QPSK的差分编／译码器340

6.2.4 DQPSK中调制／解调器以及差分编／译码器之间的配合366

6.3 DQPSK的误码扩散368

6.3.1 差分译码器输出误码率的通用表述式369

6.3.2三种不同差分译码器的误码率371

6.3.3三种差分译码器误码扩散的比较383

6.4四相系统QPSK系统的载波同步384

6.4.1 四次方环384

6.4.2科斯塔斯环386

6.4.3逆调制环388

6.4.4判决反馈环390

6.5交错正交相移键控（OQPSK）392

6.5.1 OQPSK的基本特点392

6.5.2 OQPSK原理393

6.5.3 OQPSK信号的解调397

6.6本章小结398

第七章 线性连续相位路径的数字调制399

7.1二进制频移键控（FSK）399

7.1.1 相干FSK403

7.1.2 非相干FSK404

7.2最小频移键控（MSK）406

7.2.1 快速频移键控（FFSK）406

7.2.2最小频移键控（MSK）432

7.2.3 MSK与FFSK之间的关系444

7.3.1 MSK调制器451

7.3 MSK调制／解调器的实现方法451

7.3.2 MSK解调器455

7.4串行MSK（SMSK）478

7.4.1 串行MSK的特点479

7.4.2 变换滤波器的设计479

7.4.3 变换滤波器的等效低通实现484

7.4.4 用于MSK的匹配滤波器486

7.5频移交错正交调制（FSOQ）489

7.5.1 FSOQ原理489

7.5.2相干载波和定时恢复497

7.6本章小结500

第八章 非线性连续相位路径的数字调制501

8.1正弦频移键控（SFSK）501

8.1.1 引言501

8.1.2正弦频移键控503

8.1.3阿莫罗索（AMOROSO）型OQPSK510

8.2平滑调频（TFM）517

8.2.1 引言517

8.2.2 TFM的工作原理518

8.2.3 TFM系统的实现531

8.3无符号间干扰和抖动—交错正交相移键控（IJF—539

OQPSK）539

8.3.1 引言539

8.3.2 IJF的工作原理543

8.3.3 IJF—OQPSK调制与解调557

8.3.4 部分响应（PR）—IJF—OQPSK调制567

8.4互相关相移键控（XPSK）571

8.4.1 调制与解调方案572

8.4.2 XPSK系统的性能581

8.5.1 GMSK的基本原理584

8.5调制前高斯滤波的MSK（GMSK）584

8.5.2 GMSK调制／解调的实现596

8.6载波恢复608

8.6.1 两种类型的载波恢复原理608

8.6.2 四相判决反馈环提取TFM信号相干载波的原理610

8.7本章小结627

第九章 理论频谱和误比特率629

9.1数字调角信号功率谱密度的分析方法629

9.1.1一阶马巴科夫链方法631

9.1.2矩阵方法631

9.1.3最易实现的数值计算方法688

9.2各种调制方式的信号表示723

9.3.1 QPSK基带数字信号726

9.3 QPSK的功率谱密度726

9.3.2 QPSK低通复包络信号729

9.4 OQPSK的功率谱密度734

9.5 MSK和SFSK的功率谱密度743

9.5.1 MSK744

9.5.2 SFSK756

9.6 IJF—OQPSK的功率谱密度759

9.6.1 IJF基带信号的功率谱密度759

9.6.2 IJF—OQPSK信号的低通等效功率谱密度768

9.7 FSOQ的功率谱密度771

9.8 TFM和GMSK的功率谱密度778

9.8.1 计算CPFSK信号功率谱密度的程序框图778

9.8.2 TFM的功率谱密度782

9.9几种调制方式频谱特性的比较785

9.8.3 GMSK的功率谱密度785

9.10频谱形状的物理解释791

9.11理论误比特率798

9.12本章小结807

第十章 实际频谱及误比特率808

10.1带限非线性信道的描述808

10.1.1信道模型808

10.1.2非线性特性的描述810

10.2带限硬限幅下的频谱819

10.2.1 OQPSK(QPSK)、MSK、SFSK的实际频谱819

10.2.2 IJF—OQPSK和PR—IJF—OQPSK的实际频谱828

10.2.3理想硬限幅与饱和高功放引起信号频谱的扩展834

10.3带限软限幅下的频谱834

10.4带限非线性信道下的实际误比特率838

10.4.1 OQPSK（QPSK）和MSK的实际误比特性能839

10.4.2 IJF—OQPSK和PR—IJF—OQPSK的实际误841

比特率841

10.4.3 非线性多信道下XPSK系统的误比特率性能854

10.5本章小结856

附录A 频段划分857

附录B 傅利叶变换858

附录C Q函数860

附录D 误差函数862

附录E （7.24）和（7.25）式的证明866

附录F 最大似然接收的误比特率868

附录G带通和等效低通信号功率谱密度之间的关系871

英汉名称对照表880

参考文献882