现代数字调制及其应用(上)——恒包络调制 王士林,徐友云,蔡云飞著 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王士林，徐友云，蔡云飞著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121269417

商品编码：29331797848

包装：平装

出版时间：2015-09-01

基本信息

书名：现代数字调制及其应用(上)——恒包络调制

定价：89.00元

作者：王士林,徐友云,蔡云飞著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-09-01

ISBN：9787121269417

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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数字调制技术及应用领域经典教材

内容提要

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本书系统地阐述现代数字调制的基础理论、技术原理、性能评估、实现方法、典型应用等，分为上、下两册。其中，上册～4章依次介绍数字调制概论、数字信号和系统分析、*信号处理、基带数字信号传输等基础理论；第5～10章从已调信号相位路径分析入手，深入阐述恒包络数字调制与解调技术原理、关键技术、实现方案、功率谱与误码率分析等。下册重点介绍MPSK和MQAM等高阶调制和OFDM调制的基本原理、解调关键技术及其接收机设计方法，并简要介绍数字调制技术在宽带无线接入、新一代移动通信、数字卫星通信等领域的应用。

目录

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章 绪论
1.1 数字调制的主要类型
1.2 现代数字调制的发展
1.3 与数字调制有关的几个重要概念
1.3.1 应用场景与信道模型
1.3.2 信号传输的基本要求
1.3.3 恒包络调制信号的特征
1.3.4 已调信号的相位路径
1.4 数字调制的主要技术指标及评估方法
1.4.1 已调信号的功率谱密度
1.4.2 解调误比特率
1.4.3 已调信号峰均比
1.4.4 已调信号的频谱效率
1.4.5 调制解调器的实现复杂度
1.5 本书主要内容
第2章 系统和信号分析
2.1 系统和信号
2.1.1 信号的分类
2.1.2 系统的分类
2.2 信号的傅里叶级数表达式
2.2.1 复指数傅里叶级数
2.2.2 周期信号的傅里叶级数表达式
2.3 信号傅里叶变换的表达式
2.3.1 非周期信号傅里叶变换的表达式
2.3.2 周期性功率信号的傅里叶变换
2.3.3 变换定理
2.4 功率谱密度
2.5 系统响应和滤波
2.5.1 冲激响应、阶跃响应和时域分析
2.5.2 传输函数及其频域分析
2.5.3 传输函数对频谱密度的影响
2.5.4 实际滤波器和理想滤波器
2.6 调制和解调运算的频谱分析
2.7 频谱测量和计算
2.7.1 频谱仪
2.7.2 傅里叶级数系数的数值计算
2.7.3 傅里叶变换的数值计算
2.8 带通信号及其系统的低通等效法
2.8.1 窄带带通信号
2.8.2 线性窄带带通系统
2.8.3 线性窄带带通系统的响应
2.8.4 带通信号的运算
2.8.5 带通信号的相关
2.9 本章小结
第3章 信号理论
3.1 引言
3.2 概率引论
3.2.1 定义
3.2.2 事件的概率
3.2.3 联合概率和条件概率
3.3 离散变量
3.3.1 概率质量函数
3.3.2 统计平均
3.3.3 概率质量函数的举例
3.4 连续变量
3.4.1 概率密度函数和统计平均
3.4.2 概率密度函数的举例
3.4.3 变量的变换
3.5 过程的理论基础
3.5.1 定义和符号
3.5.2 平稳性、时间平均和各态历经性
3.5.3 平稳过程的功率谱密度
3.5.4 复过程
3.5.5 带通平稳过程的低通等效法
3.6 高斯过程
3.7 马尔科夫序列
3.7.1 离散信源
3.7.2 马尔科夫序列（或链）的统计模型
3.8 循环平稳过程
3.8.1 问题的提出
3.8.2 循环平稳过程的定义
3.8.3 循环平稳过程的统计模型
3.8.4 循环平稳过程的自相关函数
3.8.5 循环平稳过程的功率谱密度
3.9 系统和信号
3.9.1 无记忆系统的响应
3.9.2 线性非时变系统的响应
3.10 通信系统中的噪声
3.10.1 热噪声
3.10.2 窄带噪声的时域表示式
3.10.3 信噪比和误差概率
3.10.4 噪声等效带宽、等效噪声温度和噪声系数
3.11 小结
第4章 基带数字信号传输
4.1 引言
4.2 基带二进制PAM系统与奈奎斯特**准则
4.2.1 基带脉冲形成
4.2.2 **发送和接收滤波器
4.2.3 设计方法举例
4.2.4 奈奎斯特**准则
4.3 部分响应系统与奈奎斯特第二准则
4.3.1 双二进制基带PAM系统工作原理
4.3.2 改进的双极制系统
4.3.3 部分响应技术
4.3.4 各类部分响应系统的性能比较
4.4 奈奎斯特第三准则
4.5 发送信号频谱的形成
4.5.1 预编码对信号频谱的影响
4.5.2 用数字方法形成脉冲
4.6 均衡
4.7 眼图
4.7.1 眼图的基本概念
4.7.2 几个重要参数的定量分析
4.7.3 眼图
4.8 简单的布尔运算引入的误码扩散
4.9 小结
第5章 不连续相位路径的数字调制（I）
5.1 二进制数字调制的一般概念
5.2 二进制数字调制信号的**检测
5.2.1 误比特率Pe的表达式
5.2.2 **接收滤波器的传递函数
5.2.3 **检测接收机
5.3 二相相移键控（2PSK）
5.3.1 **移相（BPSK）
5.3.2 相对移相（DPSK）
5.3.3 二相PSK信号的功率谱密度
5.4 二相PSK信号解调
5.4.1 相干PSK解调
5.4.2 差分相干PSK解调
5.4.3 载波提取
5.4.4 位同步提取
5.5 小结
第6章 不连续相位路径的数字调制（II）
6.1 四相相移键控（QPSK）
6.1.1 QPSK调制
6.1.2 QPSK相干解调
6.1.3 DQPSK解调
6.2 QPSK的码变换逻辑
6.2.1 QPSK的相位逻辑
6.2.2 调制器与解调器的相位逻辑
6.2.3 QPSK的差分编/译码器
6.2.4 DQPSK中调制解调器以及差分编/译码器之间的配合
6.3 DQPSK的误码扩散
6.3.1 差分译码器输出误码率的通用表达式
6.3.2 三种不同差分译码器的误码率
6.3.3 三种差分译码器误码扩散的比较
6.4 四相系统QPSK系统的载波同步
6.4.1 四次方环
6.4.2 科斯塔斯环
6.4.3 逆调制环
6.4.4 判决反馈环
6.5 交错正交相移键控（OQPSK）
6.5.1 OQPSK的基本特点
6.5.2 OQPSK原理
6.5.3 OQPSK信号的解调
6.6 小结
第7章 线性连续相位路径的数字调制
7.1 二进制频移键控（FSK）
7.1.1 相干FSK
7.1.2 非相干FSK
7.2 *小频移键控（MSK）
7.2.1 快速频移键控（FFSK）
7.2.2 *小频移键控（MSK）
7.2.3 MSK与FFSK之间的关系
7.3 MSK调制/解调器的实现方法
7.3.1 MSK调制器
7.3.2 MSK解调器
7.4 串行MSK（SMSK）
7.4.1 串行MSK的特点
7.4.2 变换滤波器的设计
7.4.3 变换滤波器的等效低通实现
7.4.4 用于MSK的匹配滤波器
7.5 频移交错正交调制（FSOQ）
7.5.1 FSOQ原理
7.5.2 相干载波和定时恢复
7.6 小结
第8章 非线性连续相位路径的数字调制
8.1 正弦频移键控（SFSK）
8.1.1 引言
8.1.2 正弦频移键控
8.1.3 '阿莫罗索（AMOROSO）型'OQPSK
8.2 平滑调频（TFM）
8.2.1 引言
8.2.2 TFM的工作原理
8.2.3 TFM系统的实现
8.3 无符号间干扰和抖动-交错正交相移键控（IJF-OQPSK）
8.3.1 引言
8.3.2 IJF的工作原理
8.3.3 IJF-OQPSK调制与解调
8.3.4 部分响应(PR)-LJF-OQPSK调制
8.4 互相关相移键控（XPSK）
8.4.1 调制与解调方案
8.4.2 XPSK系统的性能
8.5 调制前高斯滤波的MSK（GMSK）
8.5.1 GMSK的基本原理
8.5.2 GMSK调制/解调的实现
8.6 载波恢复
8.6.1 两种类型的载波恢复原理
8.6.2 四相判决反馈环提取TFM相干载波的原理
8.7 小结
第9章 理论频谱和误比特率
9.1 数字调角信号功率谱密度的分析方法
9.1.1 一阶马尔科夫链方法
9.1.2 矩阵方法
9.1.3 *易实现的数值计算方法
9.2 各种调制方式的信号表示
9.3 QPSK的功率谱密度
9.3.1 QPSK基带数字信号
9.3.2 QPSK低通复包络信号
9.4 OQPSK的功率谱密度
9.5 MSK和SFSK的功率谱密度
9.5.1 MSK
9.5.2 SFSK
9.

作者介绍

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王士林，解放军理工大学教授，TCL工业研究院和TCL移动通信公司技术顾问。1992年起终身享受特殊津贴。因科研成绩突出先后立二等功两次，并获一项和四项军内外科技进步奖。编著的《现代数字调制技术》一书获国家自然学科图书二等奖。

文摘

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序言

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《现代数字调制及其应用（上）——恒包络调制》 内容梗概 本书是数字通信领域的一部重要著作，聚焦于现代数字调制技术中的一个关键分支——恒包络调制，并深入探讨了其在各种实际应用中的部署和优化。全书共分为上下两册，本册为上册，系统性地阐述了恒包络调制的理论基础、关键技术、性能分析及其在现代通信系统设计中的重要地位。 第一部分：数字调制基础回顾与恒包络调制的引入 在深入恒包络调制之前，本部分首先对数字调制的普遍原理进行了清晰的梳理。读者将重温数字调制在信息传输中的核心作用，理解其如何将数字比特流转化为适合在物理信道上传输的模拟信号。这包括对幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）和相移键控（PSK）等基本调制方式的原理、频谱特性以及它们各自的优缺点进行简要回顾，为后续恒包络调制的介绍奠定坚实的基础。 随后，本书重点引入了恒包络调制的概念。在许多通信场景下，信号的包络特性对接收端的解调复杂度和功耗有着直接影响。例如，在非线性功率放大器中，包络起伏较大的信号容易引起信号失真，降低功率放大器的效率。恒包络调制技术正是为了解决这一挑战而诞生的。本书将详细解释为何恒包络调制对于提高通信系统的效率、降低功耗以及简化接收机设计至关重要。读者将理解，相比于包络变化的调制方式，恒包络调制在特定应用中能够带来显著的性能提升。 第二部分：经典恒包络调制技术详解 本部分是本书的核心内容之一，详细介绍了多类经典的恒包络调制技术。 最小频偏调制（Minimum Shift Keying, MSK）：MSK作为一种特殊的二进制相移键控（BPSK）的连续相位版本，其频谱效率和功率效率都表现出色。本书将深入剖析MSK的调制原理，阐述其如何通过连续的相位变化实现恒定的包络。我们将探讨MSK的功率谱密度特性，说明其在抑制带外辐射方面比标准BPSK更优越，这对于在有限频谱资源中进行有效通信至关重要。同时，本书还会分析MSK的解调复杂度，以及在AWGN（加性高斯白噪声）信道下的误码率性能，并与BPSK和BFSK等进行对比，突出其优势。 高斯最小频偏调制（Gaussian Minimum Shift Keying, GMSK）：GMSK是GSM（全球移动通信系统）等移动通信标准中广泛采用的关键调制技术。本书将详细介绍GMSK的调制过程，特别是其引入高斯滤波器对基带信号进行平滑处理的机制。读者将理解，高斯滤波器的作用在于压缩信号的瞬时带宽，从而进一步减小了信号的包络起伏，降低了非线性失真。本书将深入分析GMSK的功率谱特性，展示其在频谱占用和抗干扰能力上的权衡。此外，还将详细讨论GMSK在不同信噪比条件下的误码性能，以及其在实际移动通信网络中的部署考量，如对频率选择性衰落的鲁棒性。 连续相位频率键控（Continuous Phase Frequency Shift Keying, CPFSK）：CPFSK是一类更广泛的恒包络调制技术，MSK和GMSK可以视为其特殊形式。本书将从CPFSK的通用模型出发，分析其相位轨迹和频率偏移之间的关系。读者将理解，通过调整调制指数和脉冲整形滤波器，CPFSK能够实现灵活的性能调控，满足不同的系统需求。本书将详细推导CPFSK的功率谱密度，并给出其在加性高斯白噪声信道下的误码率性能上界，为理解CPFSK的性能提供理论依据。 第三部分：恒包络调制技术的性能分析 在掌握了各种恒包络调制技术的基本原理后，本部分着重于对其性能进行深入的量化分析。 功率谱密度分析：本书将提供详细的数学推导，分析不同恒包络调制方式的功率谱密度（PSD）。读者将学会如何计算和评估各种调制方案的带内功率和带外功率，理解频谱效率与带外辐射之间的权衡。这将有助于理解为何某些调制方式在频谱受限的环境下更受欢迎。 误码率性能分析：在理想信道（如AWGN信道）和实际衰落信道（如瑞利衰落信道）下，本书将对恒包络调制技术的误码率（BER）进行详细的分析和计算。通过理论推导和仿真结果的结合，读者将能够准确评估不同调制方式的抗噪声能力和抗衰落能力。这将为系统设计者在选择合适的调制方案时提供关键的性能指标。 非线性效应下的性能：恒包络调制的主要优势之一在于其对非线性功率放大器的鲁棒性。本部分将深入探讨恒包络调制信号在通过非线性器件（如功率放大器）时的失真特性。本书将解释为何恒包络信号能够最大程度地减少包络变化引起的失真，从而提高放大器的效率和线性度。这将是理解其在功耗敏感型和功率受限型通信设备中应用的重要环节。 第四部分：恒包络调制在现代通信系统中的应用 本部分将理论与实践相结合，重点阐述恒包络调制技术在实际通信系统中的部署和优势。 移动通信系统（如GSM, DECT）：GSM是全球应用最广泛的2G移动通信标准，GMSK作为其核心调制技术，极大地贡献了其在频谱效率和功率效率方面的成功。本书将详细分析GMSK在GSM系统中的具体实现方式，以及它如何满足移动通信对电池寿命和频谱利用率的严格要求。同时，本书还将简要介绍DECT（数字增强无绳通信）等其他采用恒包络调制的通信系统。 卫星通信：卫星通信通常使用高功率放大器，且对上行链路的功耗非常敏感。恒包络调制技术（如GFSK, CPM）因其固有的恒包络特性，在卫星通信中具有广泛的应用前景，能够显著提高功率放大器的效率，降低通信成本。本书将探讨恒包络调制在卫星通信系统中的具体优势和应用场景。 无线局域网（WLAN）与蓝牙：虽然Wi-Fi和蓝牙等技术在某些场景下可能使用包络变化的调制方式，但恒包络调制在低功耗、短距离通信场景下仍然具有其独特的价值。本书将讨论恒包络调制在这些领域的潜在应用，以及其与现有技术的权衡。 软件定义无线电（SDR）：软件定义无线电的灵活性使得研究和实现各种调制技术成为可能。本书将探讨如何在SDR平台上实现和优化恒包络调制，以及SDR如何助力恒包络调制技术的创新和发展。 第五部分：恒包络调制技术的展望与发展 在结束对现有技术的深入探讨后，本书将对恒包络调制技术的未来发展趋势进行展望。 先进的恒包络调制方案：介绍一些近年来提出的新型恒包络调制技术，如基于多维星座的恒包络调制，以及如何通过更复杂的信号处理技术进一步提升恒包络调制的性能。 与其他关键技术的融合：探讨恒包络调制技术如何与MIMO（多输入多输出）、OFDM（正交频分复用）等先进技术相结合，以应对未来通信系统日益增长的带宽和数据速率需求。 对下一代通信系统的影响：分析恒包络调制技术在5G及未来6G通信系统中的作用和潜在贡献，特别是在物联网（IoT）、车联网（V2X）等对功耗和效率要求极高的应用场景。 总结 《现代数字调制及其应用（上）——恒包络调制》为读者提供了一个全面而深入的恒包络调制技术学习平台。通过系统的理论讲解、详细的性能分析以及丰富的实际应用案例，本书不仅帮助读者掌握了恒包络调制的核心知识，更揭示了其在现代通信系统设计中的不可替代的作用和广阔的应用前景。本书是从事数字通信研究、开发和工程应用的专业人士以及相关专业高年级本科生和研究生的重要参考书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受是其学术的严谨性和内容的实用性之间的完美结合。作者们并非空谈理论，而是将深奥的数学原理与实际的通信应用紧密联系起来。例如，在介绍线性调频（FM）调制家族时，书中不仅给出了其数学模型，还详细探讨了其在无线通信、卫星通信等领域的应用案例，以及在这些应用中遇到的挑战和解决方案。我特别喜欢书中对于不同恒包络调制方案的性能权衡的分析。例如，在频谱效率和实现复杂度之间如何做出选择，这对于工程实践有着直接的指导意义。书中的参考文献列表也非常详尽，为我进一步深入研究提供了宝贵的线索。这本书的编写风格非常专业，用词精准，逻辑严密，这让我能够在一个可靠的知识体系中学习。对于我这样对数字通信感兴趣但缺乏系统学习经验的读者来说，这本书是构建知识框架的绝佳起点。它让我明白，一个优秀的技术书籍，不仅要有深度，更要有广度，并且能够有效地将二者结合。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的体验，可以用“沉浸式学习”来概括。作者们并没有简单地罗列知识点，而是构建了一个完整的知识框架，让读者能够跟随他们的思路，一步步深入恒包络调制的奥秘。书中对于数字通信历史发展脉络的梳理，以及恒包络调制在其中的地位和作用的介绍，都极具启发性。我印象深刻的是书中对于各种恒包络调制方案的类比和解释，有些比喻非常生动形象，能够帮助我迅速理解抽象的概念。例如，在解释最小频移键控（MSK）的特性时，作者们将其与连续相位调频（CPM）信号联系起来，并深入分析了其相位连续性的重要性。这本书的深度是毋庸置疑的，但同时，它又充满了对读者的关怀，通过各种方式让复杂的理论变得更容易接受。这让我对恒包络调制这个原本可能枯燥的主题产生了浓厚的兴趣，并激发了我进一步探索数字通信领域的热情。它不仅仅是一本书，更像是一位经验丰富的导师，引领我穿越知识的迷雾。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本书，我完全被其内容的深度和广度所震撼。这本书并非简单地罗列各种调制技术，而是深入剖析了恒包络调制的“为什么”和“如何做”。作者们从信息论和信号处理的根基出发，层层递进，解释了恒包络调制在提高频谱效率、降低功耗等方面的关键作用。书中对高斯最小频移键控（GMSK）等经典恒包络调制方案的讲解尤为细致，从其数学模型到实际应用中的细节，都进行了详尽的阐述。我特别欣赏书中对各种调制解调算法的性能评估，比如误码率、频谱泄漏等指标的分析，这些都是衡量一个调制方案优劣的关键。此外，书中还提及了一些新兴的恒包络调制技术，虽然篇幅不多，但也足以让我对未来的发展趋势有所了解。对于我这样的初学者来说，这本书确实有些挑战性，需要投入大量的时间和精力去消化。但是，一旦你克服了初期的困难，你会发现这本书为你打开了一个全新的知识领域，让你对数字通信的理解达到了一个新的高度。它不仅仅是一本教材，更像是一次与大师对话的机会，感受他们深厚的学术造诣和严谨的治学态度。

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对于这本书的评价，我只能用“硬核”来形容。它绝对不是那种可以轻松浏览的书籍，而是需要你静下心来，仔细推敲每一个公式、每一个图表。作者们在恒包络调制的理论推导上做到了极致，几乎每一个结论都经过了严密的数学论证。这对于想要深入理解数字通信底层原理的工程师和研究者来说，无疑是一笔宝贵的财富。我尤其对书中关于非线性效应对恒包络调制性能影响的讨论印象深刻。在实际通信系统中，功率放大器的非线性特性是不可避免的，而恒包络调制在这方面表现出了天然的优势。作者们通过详细的数学模型和仿真结果，清晰地展示了这一点。虽然书中包含大量的公式，但作者们并没有放弃对易读性的追求，他们通过精心设计的图表和清晰的文字描述，尽可能地帮助读者理解这些复杂的数学内容。阅读这本书的过程，就像在进行一场高强度的脑力训练，每一次的理解都是一次突破。它让我认识到，在数字通信领域，理论基础的扎实是多么重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，书名《现代数字调制及其应用(上)——恒包络调制》一眼就能看出其专业性和深度。翻开书页，扑面而来的是严谨的学术氛围，作者们在恒包络调制这个细分领域深耕多年，其知识体系的构建和逻辑的梳理都非常清晰。从基础的调制原理讲起，一步步深入到各种恒包络调制的具体实现和性能分析，对于理解数字通信的核心技术有着极大的帮助。书中大量的公式推导和图表展示，不仅严谨，而且形象生动，能够帮助读者更直观地把握抽象的理论概念。虽然我不是这个领域的专家，但通过阅读，我能感受到作者们将复杂的理论知识转化为易于理解的内容所付出的努力。尤其是在介绍各种恒包络调制方案时，作者们对比了它们各自的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性，这为我理解实际通信系统设计提供了重要的参考。这本书更像是一本工具书，当你遇到相关的技术问题时，可以随时翻阅，从中找到解答的思路和方法。阅读过程本身也是一种知识的积累和思维的锻炼，每一次深入理解书中的一个概念，都像是攻克了一个技术难点，成就感十足。