現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制及其應(yīng)用：恒包絡(luò)調(diào)制（上）

第1章 緒論 1
1.1 數(shù)字調(diào)制的主要類型 2
1.2 現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制的發(fā)展 2
1.3 與數(shù)字調(diào)制有關(guān)的幾個重要概念 3
1.3.1 應(yīng)用場景與信道模型 3
1.3.2 信號傳輸?shù)幕疽?8
1.3.3 恒包絡(luò)調(diào)制信號的特征 9
1.3.4 已調(diào)信號的相位路徑 10
1.4 數(shù)字調(diào)制的主要技術(shù)指標(biāo)及評估方法 11
1.4.1 已調(diào)信號的功率譜密度 11
1.4.2 解調(diào)誤比特率 11
1.4.3 已調(diào)信號峰均比 12
1.4.4 已調(diào)信號的頻譜效率 13
1.4.5 調(diào)制解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度 14
1.5 本書主要內(nèi)容 14
第2章 系統(tǒng)和信號分析 16
2.1 系統(tǒng)和信號 16
2.1.1 信號的分類 16
2.1.2 系統(tǒng)的分類 17
2.2 信號的傅里葉級數(shù)表達(dá)式 18
2.2.1 復(fù)指數(shù)傅里葉級數(shù) 18
2.2.2 周期信號的傅里葉級數(shù)表達(dá)式 19
2.3 信號傅里葉變換的表達(dá)式 22
2.3.1 非周期信號傅里葉變換的表達(dá)式 22
2.3.2 周期性功率信號的傅里葉變換 24
2.3.3 變換定理 25
2.4 功率譜密度 29
2.5 系統(tǒng)響應(yīng)和濾波 32
2.5.1 沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)和時域分析 32
2.5.2 傳輸函數(shù)及其頻域分析 32
2.5.3 傳輸函數(shù)對頻譜密度的影響 33
2.5.4 實(shí)際濾波器和理想濾波器 33
2.6 調(diào)制和解調(diào)運(yùn)算的頻譜分析 35
2.7 頻譜測量和計(jì)算 37
2.7.1 頻譜儀 37
2.7.2 傅里葉級數(shù)系數(shù)的數(shù)值計(jì)算 38
2.7.3 傅里葉變換的數(shù)值計(jì)算 39
2.8 帶通信號及其系統(tǒng)的低通等效法 40
2.8.1 窄帶帶通信號 40
2.8.2 線性窄帶帶通系統(tǒng) 43
2.8.3 線性窄帶帶通系統(tǒng)的響應(yīng) 44
2.8.4 帶通信號的運(yùn)算 46
2.8.5 帶通信號的相關(guān) 47
2.9 本章小結(jié) 48
第3章 隨機(jī)信號理論 50
3.1 引言 50
3.2 概率引論 51
3.2.1 定義 51
3.2.2 隨機(jī)事件的概率 51
3.2.3 聯(lián)合概率和條件概率 52
3.3 離散隨機(jī)變量 54
3.3.1 概率質(zhì)量函數(shù) 54
3.3.2 統(tǒng)計(jì)平均 55
3.3.3 概率質(zhì)量函數(shù)的舉例 56
3.4 連續(xù)隨機(jī)變量 57
3.4.1 概率密度函數(shù)和統(tǒng)計(jì)平均 57
3.4.2 概率密度函數(shù)的舉例 58
3.4.3 隨機(jī)變量的變換 60
3.5 隨機(jī)過程的理論基礎(chǔ) 62
3.5.1 定義和符號 63
3.5.2 平穩(wěn)性、時間平均和各態(tài)歷經(jīng)性 65
3.5.3 平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率譜密度 66
3.5.4 復(fù)隨機(jī)過程 72
3.5.5 帶通平穩(wěn)隨機(jī)過程的低通等效法 73
3.6 高斯隨機(jī)過程 75
3.7 馬爾科夫序列 75
3.7.1 離散信源 75
3.7.2 馬爾科夫序列（或鏈）的統(tǒng)計(jì)模型 77
3.8 循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過程 85
3.8.1 問題的提出 85
3.8.2 循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過程的定義 87
3.8.3 循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)模型 88
3.8.4 循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù) 89
3.8.5 循環(huán)平穩(wěn)過程的功率譜密度 98
3.9 系統(tǒng)和隨機(jī)信號 114
3.9.1 無記憶系統(tǒng)的響應(yīng) 114
3.9.2 線性非時變系統(tǒng)的響應(yīng) 115
3.10 通信系統(tǒng)中的噪聲 117
3.10.1 熱噪聲 117
3.10.2 窄帶噪聲的時域表示式 119
3.10.3 信噪比和誤差概率 124
3.10.4 噪聲等效帶寬、等效噪聲溫度和噪聲系數(shù) 125
3.11 小結(jié) 130
第4章 基帶數(shù)字信號傳輸 131
4.1 引言 131
4.2 基帶二進(jìn)制PAM系統(tǒng)與奈奎斯特**準(zhǔn)則 133
4.2.1 基帶脈沖形成 133
4.2.2 **發(fā)送和接收濾波器 136
4.2.3 設(shè)計(jì)方法舉例 140
4.2.4 奈奎斯特**準(zhǔn)則 141
4.3 部分響應(yīng)系統(tǒng)與奈奎斯特第二準(zhǔn)則 142
4.3.1 雙二進(jìn)制基帶PAM系統(tǒng)工作原理 142
4.3.2 改進(jìn)的雙極制系統(tǒng) 149
4.3.3 部分響應(yīng)技術(shù) 153
4.3.4 各類部分響應(yīng)系統(tǒng)的性能比較 157
4.4 奈奎斯特第三準(zhǔn)則 158
4.5 發(fā)送信號頻譜的形成 160
4.5.1 預(yù)編碼對信號頻譜的影響 160
4.5.2 用數(shù)字方法形成脈沖 165
4.6 均衡 166
4.7 眼圖 169
4.7.1 眼圖的基本概念 169
4.7.2 幾個重要參數(shù)的定量分析 170
4.7.3 眼圖 176
4.8 簡單的布爾運(yùn)算引入的誤碼擴(kuò)散 178
4.9 小結(jié) 181
第5章 不連續(xù)相位路徑的數(shù)字調(diào)制（I） 182
5.1 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的一般概念 182
5.2 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號的**檢測 183
5.2.1 誤比特率Pe的表達(dá)式 183
5.2.2 **接收濾波器的傳遞函數(shù) 186
5.2.3 **檢測接收機(jī) 187
5.3 二相相移鍵控（2PSK） 189
5.3.1 **移相（BPSK） 189
5.3.2 相對移相（DPSK） 191
5.3.3 二相PSK信號的功率譜密度 192
5.4 二相PSK信號解調(diào) 193
5.4.1 相干PSK解調(diào) 193
5.4.2 差分相干PSK解調(diào) 194
5.4.3 載波提取 197
5.4.4 位同步提取 202
5.5 小結(jié) 208
第6章 不連續(xù)相位路徑的數(shù)字調(diào)制（II） 210
6.1 四相相移鍵控（QPSK） 210
6.1.1 QPSK調(diào)制 210
6.1.2 QPSK相干解調(diào) 212
6.1.3 DQPSK解調(diào) 214
6.2 QPSK的碼變換邏輯 214
6.2.1 QPSK的相位邏輯 215
6.2.2 調(diào)制器與解調(diào)器的相位邏輯 218
6.2.3 QPSK的差分編/譯碼器 221
6.2.4 DQPSK中調(diào)制解調(diào)器以及差分編/譯碼器之間的配合 236
6.3 DQPSK的誤碼擴(kuò)散 238
6.3.1 差分譯碼器輸出誤碼率的通用表達(dá)式 238
6.3.2 三種不同差分譯碼器的誤碼率 239
6.3.3 三種差分譯碼器誤碼擴(kuò)散的比較 247
6.4 四相系統(tǒng)QPSK系統(tǒng)的載波同步 247
6.4.1 四次方環(huán) 247
6.4.2 科斯塔斯環(huán) 248
6.4.3 逆調(diào)制環(huán) 250
6.4.4 判決反饋環(huán) 253
6.5 交錯正交相移鍵控（OQPSK） 254
6.5.1 OQPSK的基本特點(diǎn) 255
6.5.2 OQPSK原理 255
6.5.3 OQPSK信號的解調(diào) 258
6.6 小結(jié) 258
第7章 線性連續(xù)相位路徑的數(shù)字調(diào)制 259
7.1 二進(jìn)制頻移鍵控（FSK） 259
7.1.1 相干FSK 261
7.1.2 非相干FSK 262
7.2 *小頻移鍵控（MSK） 263
7.2.1 快速頻移鍵控（FFSK） 263
7.2.2 *小頻移鍵控（MSK） 278
7.2.3 MSK與FFSK之間的關(guān)系 285
7.3 MSK調(diào)制/解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)方法 289
7.3.1 MSK調(diào)制器 289
7.3.2 MSK解調(diào)器 292
7.4 串行MSK（SMSK） 306
7.4.1 串行MSK的特點(diǎn) 306
7.4.2 變換濾波器的設(shè)計(jì) 306
7.4.3 變換濾波器的等效低通實(shí)現(xiàn) 309
7.4.4 用于MSK的匹配濾波器 310
7.5 頻移交錯正交調(diào)制（FSOQ） 312
7.5.1 FSOQ原理 312
7.5.2 相干載波和定時恢復(fù) 317
7.6 小結(jié) 319
第8章 非線性連續(xù)相位路徑的數(shù)字調(diào)制 320
8.1 正弦頻移鍵控（SFSK） 320
8.1.1 引言 320
8.1.2 正弦頻移鍵控 321
8.1.3 “阿莫羅索（AMOROSO）型”O(jiān)QPSK 326
8.2 平滑調(diào)頻（TFM） 330
8.2.1 引言 330
8.2.2 TFM的工作原理 331
8.2.3 TFM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 339
8.3 無符號間干擾和抖動—交錯正交相移鍵控（IJF-OQPSK） 344
8.3.1 引言 344
8.3.2 IJF的工作原理 346
8.3.3 IJF-OQPSK調(diào)制與解調(diào) 355
8.3.4 部分響應(yīng)(PR)-LJF-OQPSK調(diào)制 361
8.4 互相關(guān)相移鍵控（XPSK） 363
8.4.1 調(diào)制與解調(diào)方案 364
8.4.2 XPSK系統(tǒng)的性能 370
8.5 調(diào)制前高斯濾波的MSK（GMSK） 372
8.5.1 GMSK的基本原理 373
8.5.2 GMSK調(diào)制/解調(diào)的實(shí)現(xiàn) 379
8.6 載波恢復(fù) 386
8.6.1 兩種類型的載波恢復(fù)原理 386
8.6.2 四相判決反饋環(huán)提取TFM相干載波的原理 387
8.7 小結(jié) 398
第9章 理論頻譜和誤比特率 399
9.1 數(shù)字調(diào)角信號功率譜密度的分析方法 399
9.1.1 一階馬爾科夫鏈方法 400
9.1.2 矩陣方法 400
9.1.3 *易實(shí)現(xiàn)的數(shù)值計(jì)算方法 438
9.2 各種調(diào)制方式的信號表示 460
9.3 QPSK的功率譜密度 462
9.3.1 QPSK基帶數(shù)字信號 462
9.3.2 QPSK低通復(fù)包絡(luò)信號 464
9.4 OQPSK的功率譜密度 468
9.5 MSK和SFSK的功率譜密度 474
9.5.1 MSK 475
9.5.2 SFSK 483
9.6