混沌數字調製方案及性能分析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蔣國平，楊華，段俊毅 著

圖書標籤:

• 數字調製
• 混沌信號
• 通信係統
• 性能分析
• 信號處理
• 信息論
• 無綫通信
• 調製方案
• 混沌理論
• 現代通信

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030455284

版次：1

商品編碼：11791619

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-10-01

用紙：膠版紙

頁數：128

字數：172000

正文語種：中文

內容簡介

　　《混沌數字調製方案及性能分析》是一本關於混沌數字通信的科學專著。全書共10章，以混沌理論為背景，深入係統地介紹混沌數字調製（混沌鍵控）技術的基本原理及其性能分析方法。第1章簡要介紹混沌理論、混沌信號的基本特徵以及混沌信號在數字調製係統中的應用。第2章迴顧一些經典的混沌數字調製和解調方式。第3～7章主要研究基於差分混沌移位鍵控的改進型混沌通信方案。第8～10章主要研究基於相關延遲移位鍵控的改進型混沌通信方案。
　　《混沌數字調製方案及性能分析》可作為信息與通信工程、電子科學與技術等學科的研究生和高年級本科生參考書，也可供通信與電子工程科研及技術人員參考。

目錄

前言

第1章 混沌概述
1．1 混沌的定義
1．2 混沌信號的基本特徵
1．3 混沌信號的産生
1．3．1 Lorenz係統
l．3．2 Chua's混沌電路
1．3．3 Chebyshev映射
1．4 混沌在數字通信中的應用

第2章 混沌數字調製技術
2．1 研究現狀
2．2 典型非相乾混沌數字調製方案
2．2．1 差分混沌移位鍵控（DCSK）
2．2．2 調頻差分混沌移位鍵控（FM-DCSK）
2．2．3 相關延遲移位鍵控（CDSK）
2．2．4 通用相關延遲移位鍵控（GCDSK）
2．2．5 碼移差分混沌移位鍵控（CS-DCSK）
2．3 常用的性能分析方法
2．3．1 高斯近似法
2．3．2 數值積分法
2．3．3 非中心F分布近似法

第3章 雙倍速差分混沌移位鍵控
3．1 引言
3．2 DBR-DCSK係統模型
3．2．1 信號形式
3．2．2 保密性分析
3．2．3 發射機結構
3．2．4 基於相關器的接收機結構
3．3 AwGN信道中BER性能分析
3．3．1 高斯近似法的分析結果
3．3．2 數值積分法的分析結果
3．3．3 準確性能分析法的分析結果
3．4 Rayleigh平衰落信道中BER性能分析
3．5 仿真結果
3．5．1 理論誤碼性能與仿真誤碼性能的比較
3．5．2 混沌序列長度對係統BER性能的影響
3．5．3 與CDSK係統BER性能的比較
3．5．4 與DCSK係統BER性能的比較

第4章 DBR-DCSK係統中信號內乾擾問題研究
4．1 引言
4．2 減小信號內乾擾的DBR-DCSK接收機
4．2．1 ISIR算法基本原理
4．2．2 接收機結構
4．2．3 誤碼性能分析
4．2．4 仿真結果
4．3 無信號內乾擾的DBR-DCSK調製方案
4．3．1 係統模型
4．3．2 誤碼性能分析
4．3．3 仿真結果

第5章 參考信號調製差分混沌移位鍵控
5．1 引言
5．2 RM-DCSK係統模型
5．2．1 信號形式
5．2．2 保密性分析
5．2．3 發射機結構
5．2．4 接收機結構
5．3 AWGN信道中BER性能分析
5．3．1 高斯近似法的分析結果
5．3．2 準確性能分析法的分析結果
5．4 Rayleigh平衰落信道中BER性能分析
5．4．1 高斯近似法的分析結果
5．4．2 準確性能分析法的分析結果
5．5 仿真結果
5．5．1 理論誤碼性能與仿真誤碼性能的比較
5．5．2 混沌序列長度對係統BER性能的影響
5．5．3 與其他係統BER性能的比較

第6章 正交差分混沌移位鍵控
6．1 引言
6．2 ODcsK係統模型
6．2．1 發射機結構
6．2．2 接收機結構
6．3 BER性能分析
6．3．1 高斯近似法的分析結果
6．3．2 數值積分法的分析結果
6．4 仿真結果
6．4．1 理論誤碼性能與仿真誤碼性能的比較
6．4．2 Walsh序列長度對係統BER性能的影響
6．4．3 擴頻因子對係統：BER性能的影響
6．4．4 混沌序列長度對係統BER性能的影響
6．4．5 不同係統BER性能的比較

第7章 相位分隔T-R傳輸機製
7．1 引言
7．2 相位分隔T-R傳輸的基本原理
7．3 相移差分混沌移位鍵控
7．3．1 係統結構
7．3．2 AWGN信道中：BER性能分析
7．3．3 仿真結果
7．4 相移調頻差分混沌移位鍵控
7．4．1 係統結構
7．4．2 AWGN信道中的BER性能分析
7．4．3 仿真結果

第8章 參考自適應相關延遲移位鍵控
8．1 引言
8．2 RA-CDSK係統模型
8．2．1 發射機結構
8．2．2 接收機結構
8．2．3 信號形式
8．3 AWGN信道中BER性能分析
8．4 仿真結果
8．4．1 理論誤碼性能與仿真誤碼性能的比較
8．4．2 混沌序列長度對係統BER性能的影響
8．4．3 與CDSK係統BER性能的比較
8．4．4 與GCDSK係統BER性能的比較

第9章 無信號內乾擾的相關延遲移位鍵控
9．1 引言
9．2 CDSK-NII係統模型
9．2．1 信號形式
9．2．2 發射機結構
9．2．3 接收機結構
9．3 AWGN信道中BER性能分析
9．4 仿真結果
9．4．1 理論誤碼性能與仿真誤碼性能的比較
9．4．2 混沌序列長度對係統BER性能的影響
9．4．3 復幀長度對係統BER性能的影響
9．4．4 與CDSK、GCI）SK係統BER性能的比較
9．4．5 與RA-CDSK係統BER性能的比較

第10章 單輸入多輸齣相關延遲移位鍵控
10．1 引言
10．2 SIMO-CDSK係統模型
10．2．1 發射機結構
10．2．2 接收機結構
10．3 Raylei麯平衰落信道中BER性能分析
10．4 仿真結果
10．4．1 理論誤碼性能與仿真誤碼性能的比較
10．4．2 混沌序列長度對係統BER性能的影響
10．4．3 時間延遲對係統BER性能的影響

參考文獻
彩圖

前言/序言

《現代通信信號處理與解碼技術》 內容簡介 在當今信息爆炸的時代，通信技術的發展日新月異，高效、可靠的信號處理和解碼技術是支撐這一切的基石。本書深入探討瞭現代通信係統中至關重要的信號處理流程，從信號的産生、傳輸到最終的接收與解碼，係統性地闡述瞭其中的關鍵理論、算法和實際應用。本書旨在為通信工程、電子工程、計算機科學以及相關領域的學生、研究人員和工程師提供一本全麵而深入的參考指南。 第一部分：通信信號基礎與建模 本書的開篇從通信信號的基礎理論入手，為後續深入的技術分析奠定堅實的理論基礎。我們首先會迴顧經典通信理論，包括信息論的基本概念，如熵、信道容量等，以及隨機過程的統計特性，這是理解和分析噪聲信號的關鍵。隨後，我們將詳細介紹不同類型的通信信號，包括基帶信號和帶通信號，以及它們在時域和頻域的錶現形式。 重點章節將圍繞信號的數學建模展開。我們將深入探討連續時間信號和離散時間信號的錶示方法，包括傅裏葉級數、傅裏葉變換以及拉普拉斯變換和Z變換在信號分析中的應用。對於實際通信係統而言，信號的隨機性至關重要，因此本書將詳細講解隨機變量、隨機過程的概率分布、統計矩以及平穩性、遍曆性等重要性質。特彆地，我們將聚焦於窄帶隨機過程和白噪聲，並分析它們在通信鏈路中的影響。 此外，本書還將探討信號的采樣理論，包括奈奎斯特-香農采樣定理及其在數字信號處理中的核心地位，以及過采樣和欠采樣的影響。信號的量化過程，包括均勻量化和非均勻量化，以及量化噪聲的分析，也是數字通信不可或缺的環節。本書會通過清晰的數學推導和直觀的圖示，幫助讀者深刻理解這些基礎概念，為後續章節的學習做好準備。 第二部分：數字信號處理技術 在掌握瞭通信信號的基礎理論後，本書將著重闡述數字信號處理（DSP）在現代通信係統中的核心作用。DSP是實現高效通信的關鍵技術，它能夠對采集到的數字信號進行各種變換和處理，以提取信息、抑製噪聲、優化傳輸。 本書將從離散時間信號的基本運算和係統響應入手，包括捲積、係統穩定性與因果性等概念。接著，我們將深入研究數字濾波器的設計與實現。這部分內容將涵蓋FIR（有限脈衝響應）濾波器和IIR（無限脈衝響應）濾波器的設計方法，包括窗函數法、頻率采樣法、Parks-McClellan算法等，並詳細分析它們的性能指標，如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度等。本書還會討論實現濾波器所需的硬件和軟件資源，以及實際應用中的設計考量，例如計算復雜度、穩定性等。 另一個重要的DSP分支是離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法——快速傅裏葉變換（FFT）。我們將詳細介紹DFT的原理，以及FFT在信號頻譜分析、濾波、相關性計算等方麵的強大能力。本書將通過實際算例，展示如何利用FFT高效地實現信號的頻譜分析，以及如何通過頻域濾波來抑製特定頻率的噪聲。 此外，本書還將探討自適應信號處理技術，這在變化的環境中尤其重要。我們將介紹自適應濾波器的工作原理，例如LMS（最小均方）算法和RLS（遞歸最小二乘）算法，以及它們在噪聲消除、均衡器設計等方麵的應用。 第三部分：通信信道的建模與性能 通信信道的特性直接影響著信號的傳輸質量和通信係統的性能。本部分將深入分析各種典型通信信道的模型，以及它們對信號傳輸帶來的影響。 我們將首先討論加性高斯白噪聲（AWGN）信道，這是最常見、最理想化的信道模型，並且將詳細推導其在不同調製方式下的誤碼率（BER）性能。隨後，我們將轉嚮更為復雜的信道模型，例如衰落信道。書中將詳細介紹瑞利衰落、萊斯衰落等多種衰落信道的統計特性，並分析它們對信號幅度、相位和時延的影響。 多徑傳播是導緻衰落和碼間串擾（ISI）的主要原因之一。本書將深入分析多徑傳播效應，包括路徑損耗、延遲擴展、相乾帶寬等概念，並探討其對信號接收的影響。為瞭剋服多徑效應，本書將詳細介紹各種信道均衡技術，包括綫性均衡器（如維納均衡器、迫零均衡器）和非綫性均衡器（如MLSE——最大似然序列估計），以及它們的工作原理和性能。 此外，本書還將討論頻率選擇性衰落信道和非平穩信道等更具挑戰性的環境，並分析相應的信號處理策略。信道估計與跟蹤是自適應通信係統中的重要環節，本書將介紹常用的信道估計算法，以及它們如何幫助接收端更好地補償信道的影響。 第四部分：數字調製與解調技術 數字調製是將數字信息映射到模擬信號載波上的過程，是數字通信的核心環節。本部分將全麵介紹各種主流的數字調製技術，並分析它們的性能特點。 我們將從最基礎的二進製調製方式開始，包括二進製相移鍵控（BPSK）、二進製頻移鍵控（BFSK）和二進製幅移鍵控（ASK）。對於每種調製方式，本書都將詳細推導其星座圖、功率譜密度，並分析其在AWGN信道下的誤碼率性能。 接著，我們將深入探討多進製調製技術，例如MPSK（M進製相移鍵控）、MFSK（M進製頻移鍵控）和MQAM（M進製正交幅度調製）。我們將詳細講解這些調製方式的原理，並分析它們在提高頻譜利用率方麵的優勢，以及由此帶來的對信噪比要求的提高。特彆地，本書將重點分析QPSK、8-PSK、16-QAM和64-QAM等常用的調製方式。 在討論調製技術的同時，本書也將詳細闡述相應的解調技術。我們將介紹相乾解調和非相乾解調的原理，以及它們在不同調製方式下的實現方式。對於QAM等復雜的調製方式，我們將深入講解同步技術的重要性，包括載波同步和碼元同步。 本書還將介紹更高級的調製技術，例如正交頻分復用（OFDM）技術，它是寬帶通信係統（如4G/5G）的關鍵技術，能夠將高速數據流分解成多個低速子載波傳輸，有效剋服多徑效應。我們將分析OFDM的原理、優點，以及其在實際應用中的挑戰，例如峰均功率比（PAPR）問題。 第五部分：信道編碼與糾錯技術 信道編碼是提高通信係統可靠性的重要手段，它通過在原始數據中添加冗餘信息，使得接收端能夠檢測和糾正傳輸過程中産生的錯誤。本部分將深入探討各種信道編碼技術。 我們將首先介紹綫性分組碼，包括碼的生成矩陣、校驗矩陣、漢明距離等概念。然後，我們將重點介紹幾種重要的分組碼，如循環碼、BCH碼和RS碼（Reed-Solomon碼），並分析它們的糾錯能力和編碼復雜度。 接著，本書將轉嚮捲積碼，它是一種具有“記憶”的編碼方式。我們將詳細介紹捲積碼的編碼器結構、約束長度、生成多項式，並重點講解Viterbi算法，這是實現捲積碼最優譯碼的關鍵算法。 近年來，低密度奇偶校驗碼（LDPC碼）和Turbo碼因其接近香農限的性能而備受關注。本書將詳細介紹LDPC碼的結構、譯碼算法（如和積算法），以及Turbo碼的交織器、分量碼和迭代譯碼原理。我們將通過理論分析和仿真結果，展示這些現代編碼技術的強大糾錯能力。 此外，本書還將討論編碼與調製的聯閤設計，即所謂的“耦閤”。我們將介紹差錯控製編碼（ECC）在存儲係統、通信係統中的廣泛應用，以及如何根據具體的信道特性和性能要求，選擇最閤適的編碼方案。 第六部分：現代通信係統中的先進主題 除瞭上述基礎和核心技術外，本書還將觸及一些現代通信係統中更為前沿和先進的主題，以期為讀者提供更廣闊的視野。 我們將在其中探討認知無綫電（Cognitive Radio）和軟件定義無綫電（SDR）的概念，以及它們如何實現通信係統的智能化和靈活性。此外，本書還將介紹 MIMO（多輸入多輸齣）技術，它利用多根天綫同時發送和接收信號，顯著提升信道容量和可靠性。我們將分析MIMO係統的不同配置，如空間復用、空間分集，並探討其在現代無綫通信中的應用。 本書還會簡要介紹信息論中的最新進展，以及它們對通信係統設計的影響。同時，我們也將探討網絡編碼（Network Coding）這一新興技術，它在提高網絡吞吐量和魯棒性方麵展現齣巨大潛力。 結論 《現代通信信號處理與解碼技術》力求以嚴謹的理論推導、清晰的邏輯結構和豐富的實例相結閤的方式，為讀者構建一個完整的現代通信技術知識體係。本書不僅涵蓋瞭通信信號處理和解碼的各個關鍵環節，還展望瞭未來通信技術的發展趨勢。我們相信，通過學習本書，讀者將能夠深刻理解現代通信係統的運行原理，並能夠將其所學知識應用於實際的係統設計和優化工作中。無論是作為入門教材還是深入研究的參考，本書都將是您在通信技術領域探索的重要夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這是一本令人驚嘆的著作，它以極其深刻的洞察力，為我揭示瞭通信領域中那個常常被忽視卻又至關重要的“混沌”世界。我一直對傳統的數字調製技術習以為常，認為它們已經足夠成熟和高效。然而，這本書徹底顛覆瞭我的認知。作者以一種近乎藝術傢的手法，將原本抽象復雜的混沌理論，巧妙地融入到數字信號的生成和傳輸中。閱讀過程中，我仿佛置身於一個充滿未知但又無比迷人的數學花園，那些非綫性動力學方程，在作者的筆下變得生動有趣，如同為數字調製注入瞭全新的生命力。書中對混沌吸引子、分形幾何等概念的闡述，雖然在初期讓我感到有些晦澀，但隨著深入閱讀，我逐漸領略到其背後蘊含的強大潛力。作者不僅停留在理論層麵，更是對多種混沌數字調製方案進行瞭詳盡的設計和仿真分析，從性能指標到實際應用場景，都做瞭細緻入微的考量。尤其是在抗乾擾能力和頻譜利用率方麵，混沌調製所展現齣的獨特優勢，讓我對未來通信係統的發展充滿瞭期待。這本書不單單是一本技術手冊，更像是一次思維的洗禮，它鼓勵讀者跳齣固有的框架，去探索那些看似“混亂”卻蘊含著秩序和機遇的領域。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初入通信行業的工程師，我一直在尋找能夠幫助我快速掌握核心技術並建立紮實理論基礎的資源。在眾多的參考書中，這本《混沌數字調製方案及性能分析》無疑是最讓我眼前一亮的一部。它沒有直接灌輸復雜的公式和枯燥的理論，而是從一個更宏觀的視角，帶我認識瞭數字通信係統設計中的一個全新的維度。作者並沒有迴避混沌理論的深奧之處，而是通過層層遞進的講解，將那些復雜的數學概念，用更加直觀和易於理解的方式呈現齣來。我尤其欣賞書中對於混沌映射和混沌序列生成方法的論述，它們不僅在理論上具有很高的學術價值，更重要的是，作者提供瞭詳細的實現步驟和代碼示例，這對於我這樣需要將理論付諸實踐的初學者來說，簡直是雪中送炭。此外，書中對於不同混沌調製方案的性能分析，采用瞭多種客觀的評價指標，並與傳統調製方案進行瞭清晰的對比，這讓我能夠快速理解各種方案的優劣，並在實際設計中做齣更明智的選擇。這本書不僅拓寬瞭我的技術視野，更重要的是，它點燃瞭我對通信技術研究的熱情，讓我看到瞭無限的可能性。

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深的通信研究人員，閱覽過大量的學術文獻和技術書籍。坦白說，我對於“混沌”這個概念在通信領域的應用一直抱有審慎的態度，總覺得它更像是一種理論上的探索，距離實際工程應用尚有距離。然而，這本書的齣現，讓我對這一看法有瞭根本性的改觀。作者以極其嚴謹的科學態度和深厚的學術功底，將混沌理論的精髓與數字調製技術的需求完美地結閤起來。書中對於混沌信號的特性，如僞隨機性、不可預測性以及對初始條件的敏感性等，進行瞭深入而細緻的分析，並在此基礎上，構建瞭一係列具有創新性的混沌數字調製方案。我特彆關注瞭書中關於混沌擴頻和混沌跳頻的章節，這些內容對於提升通信係統的安全性、隱蔽性和抗乾擾能力具有極其重要的意義。作者不僅在理論上進行瞭嚴密的推導，更重要的是，他通過大量的仿真實驗，充分驗證瞭這些混沌調製方案的有效性和優越性。書中對不同噪聲環境下的性能評估，以及與其他先進調製技術的對比分析，都極具參考價值。這本書的齣現，無疑為混沌通信領域的研究注入瞭新的活力，也為我未來的研究方嚮提供瞭寶貴的啓示。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，與其說是在學習一門技術，不如說是在體驗一場關於“秩序與混亂”的哲學對話。作者用一種非常獨特和富有啓發性的方式，將混沌這個充滿魅力的概念，融入到數字調製的核心之中。我一直認為，數字通信的本質是在噪聲和乾擾中尋找並傳遞有序的信息，而這本書卻反其道而行之，利用“混沌”的特性來達到更優的通信效果。這種“以亂製亂”的思路，讓我感到耳目一新。書中對混沌係統的動力學行為，以及如何利用這些行為來設計調製和解調過程的闡述，細緻入微，引人入勝。我尤其對書中關於混沌信號的同步問題和信道估計的研究印象深刻，這些是實現混沌通信的關鍵技術，作者在這方麵都給齣瞭深入的探討和創新的解決方案。雖然有些章節涉及的數學模型較為復雜，但我可以通過作者提供的圖形化解釋和類比，逐漸理解其中的奧秘。這本書不僅僅是一本技術專著，更是一本能夠激發思考、拓展思維邊界的讀物，它讓我對數字通信的可能性有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

從實際工程應用的視角來看，這本書提供瞭一份極其寶貴的參考。我一直在關注如何提高現有通信係統的性能，特彆是在擁擠的頻譜環境下，如何更有效地利用帶寬，以及如何增強信號的安全性。這本《混沌數字調製方案及性能分析》為我提供瞭許多意想不到的解決方案。書中介紹的幾種混沌數字調製方案，如基於Logistic映射的調製、基於Lorenz係統的調製等，在理論上都展現齣瞭優異的性能。我尤其對書中關於混沌調製在低信噪比條件下的抗乾擾能力感到驚訝，這對於一些在惡劣環境中工作的通信係統，如物聯網、衛星通信等，具有非常重要的應用前景。作者不僅詳細介紹瞭調製方案的設計，還對各個方案的實現復雜度、硬件成本以及功耗等方麵進行瞭初步的評估，這對於我們進行實際的工程選型和係統設計至關重要。書中還探討瞭混沌數字調製在安全通信方麵的應用，如利用混沌序列進行加密和密鑰生成，這在當今信息安全日益受到重視的時代，顯得尤為重要。這本書填補瞭我在這方麵的知識空白，並為我提供瞭許多可行的技術路綫。