混沌数字调制方案及性能分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蒋国平，杨华，段俊毅 著

图书标签:

• 数字调制
• 混沌信号
• 通信系统
• 性能分析
• 信号处理
• 信息论
• 无线通信
• 调制方案
• 混沌理论
• 现代通信

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030455284

版次：1

商品编码：11791619

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-10-01

用纸：胶版纸

页数：128

字数：172000

正文语种：中文

内容简介

　　《混沌数字调制方案及性能分析》是一本关于混沌数字通信的科学专著。全书共10章，以混沌理论为背景，深入系统地介绍混沌数字调制（混沌键控）技术的基本原理及其性能分析方法。第1章简要介绍混沌理论、混沌信号的基本特征以及混沌信号在数字调制系统中的应用。第2章回顾一些经典的混沌数字调制和解调方式。第3～7章主要研究基于差分混沌移位键控的改进型混沌通信方案。第8～10章主要研究基于相关延迟移位键控的改进型混沌通信方案。
　　《混沌数字调制方案及性能分析》可作为信息与通信工程、电子科学与技术等学科的研究生和高年级本科生参考书，也可供通信与电子工程科研及技术人员参考。

目录

前言

第1章 混沌概述
1．1 混沌的定义
1．2 混沌信号的基本特征
1．3 混沌信号的产生
1．3．1 Lorenz系统
l．3．2 Chua's混沌电路
1．3．3 Chebyshev映射
1．4 混沌在数字通信中的应用

第2章 混沌数字调制技术
2．1 研究现状
2．2 典型非相干混沌数字调制方案
2．2．1 差分混沌移位键控（DCSK）
2．2．2 调频差分混沌移位键控（FM-DCSK）
2．2．3 相关延迟移位键控（CDSK）
2．2．4 通用相关延迟移位键控（GCDSK）
2．2．5 码移差分混沌移位键控（CS-DCSK）
2．3 常用的性能分析方法
2．3．1 高斯近似法
2．3．2 数值积分法
2．3．3 非中心F分布近似法

第3章 双倍速差分混沌移位键控
3．1 引言
3．2 DBR-DCSK系统模型
3．2．1 信号形式
3．2．2 保密性分析
3．2．3 发射机结构
3．2．4 基于相关器的接收机结构
3．3 AwGN信道中BER性能分析
3．3．1 高斯近似法的分析结果
3．3．2 数值积分法的分析结果
3．3．3 准确性能分析法的分析结果
3．4 Rayleigh平衰落信道中BER性能分析
3．5 仿真结果
3．5．1 理论误码性能与仿真误码性能的比较
3．5．2 混沌序列长度对系统BER性能的影响
3．5．3 与CDSK系统BER性能的比较
3．5．4 与DCSK系统BER性能的比较

第4章 DBR-DCSK系统中信号内干扰问题研究
4．1 引言
4．2 减小信号内干扰的DBR-DCSK接收机
4．2．1 ISIR算法基本原理
4．2．2 接收机结构
4．2．3 误码性能分析
4．2．4 仿真结果
4．3 无信号内干扰的DBR-DCSK调制方案
4．3．1 系统模型
4．3．2 误码性能分析
4．3．3 仿真结果

第5章 参考信号调制差分混沌移位键控
5．1 引言
5．2 RM-DCSK系统模型
5．2．1 信号形式
5．2．2 保密性分析
5．2．3 发射机结构
5．2．4 接收机结构
5．3 AWGN信道中BER性能分析
5．3．1 高斯近似法的分析结果
5．3．2 准确性能分析法的分析结果
5．4 Rayleigh平衰落信道中BER性能分析
5．4．1 高斯近似法的分析结果
5．4．2 准确性能分析法的分析结果
5．5 仿真结果
5．5．1 理论误码性能与仿真误码性能的比较
5．5．2 混沌序列长度对系统BER性能的影响
5．5．3 与其他系统BER性能的比较

第6章 正交差分混沌移位键控
6．1 引言
6．2 ODcsK系统模型
6．2．1 发射机结构
6．2．2 接收机结构
6．3 BER性能分析
6．3．1 高斯近似法的分析结果
6．3．2 数值积分法的分析结果
6．4 仿真结果
6．4．1 理论误码性能与仿真误码性能的比较
6．4．2 Walsh序列长度对系统BER性能的影响
6．4．3 扩频因子对系统：BER性能的影响
6．4．4 混沌序列长度对系统BER性能的影响
6．4．5 不同系统BER性能的比较

第7章 相位分隔T-R传输机制
7．1 引言
7．2 相位分隔T-R传输的基本原理
7．3 相移差分混沌移位键控
7．3．1 系统结构
7．3．2 AWGN信道中：BER性能分析
7．3．3 仿真结果
7．4 相移调频差分混沌移位键控
7．4．1 系统结构
7．4．2 AWGN信道中的BER性能分析
7．4．3 仿真结果

第8章 参考自适应相关延迟移位键控
8．1 引言
8．2 RA-CDSK系统模型
8．2．1 发射机结构
8．2．2 接收机结构
8．2．3 信号形式
8．3 AWGN信道中BER性能分析
8．4 仿真结果
8．4．1 理论误码性能与仿真误码性能的比较
8．4．2 混沌序列长度对系统BER性能的影响
8．4．3 与CDSK系统BER性能的比较
8．4．4 与GCDSK系统BER性能的比较

第9章 无信号内干扰的相关延迟移位键控
9．1 引言
9．2 CDSK-NII系统模型
9．2．1 信号形式
9．2．2 发射机结构
9．2．3 接收机结构
9．3 AWGN信道中BER性能分析
9．4 仿真结果
9．4．1 理论误码性能与仿真误码性能的比较
9．4．2 混沌序列长度对系统BER性能的影响
9．4．3 复帧长度对系统BER性能的影响
9．4．4 与CDSK、GCI）SK系统BER性能的比较
9．4．5 与RA-CDSK系统BER性能的比较

第10章 单输入多输出相关延迟移位键控
10．1 引言
10．2 SIMO-CDSK系统模型
10．2．1 发射机结构
10．2．2 接收机结构
10．3 Raylei曲平衰落信道中BER性能分析
10．4 仿真结果
10．4．1 理论误码性能与仿真误码性能的比较
10．4．2 混沌序列长度对系统BER性能的影响
10．4．3 时间延迟对系统BER性能的影响

参考文献
彩图

前言/序言

《现代通信信号处理与解码技术》 内容简介 在当今信息爆炸的时代，通信技术的发展日新月异，高效、可靠的信号处理和解码技术是支撑这一切的基石。本书深入探讨了现代通信系统中至关重要的信号处理流程，从信号的产生、传输到最终的接收与解码，系统性地阐述了其中的关键理论、算法和实际应用。本书旨在为通信工程、电子工程、计算机科学以及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一本全面而深入的参考指南。 第一部分：通信信号基础与建模 本书的开篇从通信信号的基础理论入手，为后续深入的技术分析奠定坚实的理论基础。我们首先会回顾经典通信理论，包括信息论的基本概念，如熵、信道容量等，以及随机过程的统计特性，这是理解和分析噪声信号的关键。随后，我们将详细介绍不同类型的通信信号，包括基带信号和带通信号，以及它们在时域和频域的表现形式。 重点章节将围绕信号的数学建模展开。我们将深入探讨连续时间信号和离散时间信号的表示方法，包括傅里叶级数、傅里叶变换以及拉普拉斯变换和Z变换在信号分析中的应用。对于实际通信系统而言，信号的随机性至关重要，因此本书将详细讲解随机变量、随机过程的概率分布、统计矩以及平稳性、遍历性等重要性质。特别地，我们将聚焦于窄带随机过程和白噪声，并分析它们在通信链路中的影响。 此外，本书还将探讨信号的采样理论，包括奈奎斯特-香农采样定理及其在数字信号处理中的核心地位，以及过采样和欠采样的影响。信号的量化过程，包括均匀量化和非均匀量化，以及量化噪声的分析，也是数字通信不可或缺的环节。本书会通过清晰的数学推导和直观的图示，帮助读者深刻理解这些基础概念，为后续章节的学习做好准备。 第二部分：数字信号处理技术 在掌握了通信信号的基础理论后，本书将着重阐述数字信号处理（DSP）在现代通信系统中的核心作用。DSP是实现高效通信的关键技术，它能够对采集到的数字信号进行各种变换和处理，以提取信息、抑制噪声、优化传输。 本书将从离散时间信号的基本运算和系统响应入手，包括卷积、系统稳定性与因果性等概念。接着，我们将深入研究数字滤波器的设计与实现。这部分内容将涵盖FIR（有限脉冲响应）滤波器和IIR（无限脉冲响应）滤波器的设计方法，包括窗函数法、频率采样法、Parks-McClellan算法等，并详细分析它们的性能指标，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等。本书还会讨论实现滤波器所需的硬件和软件资源，以及实际应用中的设计考量，例如计算复杂度、稳定性等。 另一个重要的DSP分支是离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法——快速傅里叶变换（FFT）。我们将详细介绍DFT的原理，以及FFT在信号频谱分析、滤波、相关性计算等方面的强大能力。本书将通过实际算例，展示如何利用FFT高效地实现信号的频谱分析，以及如何通过频域滤波来抑制特定频率的噪声。 此外，本书还将探讨自适应信号处理技术，这在变化的环境中尤其重要。我们将介绍自适应滤波器的工作原理，例如LMS（最小均方）算法和RLS（递归最小二乘）算法，以及它们在噪声消除、均衡器设计等方面的应用。 第三部分：通信信道的建模与性能 通信信道的特性直接影响着信号的传输质量和通信系统的性能。本部分将深入分析各种典型通信信道的模型，以及它们对信号传输带来的影响。 我们将首先讨论加性高斯白噪声（AWGN）信道，这是最常见、最理想化的信道模型，并且将详细推导其在不同调制方式下的误码率（BER）性能。随后，我们将转向更为复杂的信道模型，例如衰落信道。书中将详细介绍瑞利衰落、莱斯衰落等多种衰落信道的统计特性，并分析它们对信号幅度、相位和时延的影响。 多径传播是导致衰落和码间串扰（ISI）的主要原因之一。本书将深入分析多径传播效应，包括路径损耗、延迟扩展、相干带宽等概念，并探讨其对信号接收的影响。为了克服多径效应，本书将详细介绍各种信道均衡技术，包括线性均衡器（如维纳均衡器、迫零均衡器）和非线性均衡器（如MLSE——最大似然序列估计），以及它们的工作原理和性能。 此外，本书还将讨论频率选择性衰落信道和非平稳信道等更具挑战性的环境，并分析相应的信号处理策略。信道估计与跟踪是自适应通信系统中的重要环节，本书将介绍常用的信道估计算法，以及它们如何帮助接收端更好地补偿信道的影响。 第四部分：数字调制与解调技术 数字调制是将数字信息映射到模拟信号载波上的过程，是数字通信的核心环节。本部分将全面介绍各种主流的数字调制技术，并分析它们的性能特点。 我们将从最基础的二进制调制方式开始，包括二进制相移键控（BPSK）、二进制频移键控（BFSK）和二进制幅移键控（ASK）。对于每种调制方式，本书都将详细推导其星座图、功率谱密度，并分析其在AWGN信道下的误码率性能。 接着，我们将深入探讨多进制调制技术，例如MPSK（M进制相移键控）、MFSK（M进制频移键控）和MQAM（M进制正交幅度调制）。我们将详细讲解这些调制方式的原理，并分析它们在提高频谱利用率方面的优势，以及由此带来的对信噪比要求的提高。特别地，本书将重点分析QPSK、8-PSK、16-QAM和64-QAM等常用的调制方式。 在讨论调制技术的同时，本书也将详细阐述相应的解调技术。我们将介绍相干解调和非相干解调的原理，以及它们在不同调制方式下的实现方式。对于QAM等复杂的调制方式，我们将深入讲解同步技术的重要性，包括载波同步和码元同步。 本书还将介绍更高级的调制技术，例如正交频分复用（OFDM）技术，它是宽带通信系统（如4G/5G）的关键技术，能够将高速数据流分解成多个低速子载波传输，有效克服多径效应。我们将分析OFDM的原理、优点，以及其在实际应用中的挑战，例如峰均功率比（PAPR）问题。 第五部分：信道编码与纠错技术 信道编码是提高通信系统可靠性的重要手段，它通过在原始数据中添加冗余信息，使得接收端能够检测和纠正传输过程中产生的错误。本部分将深入探讨各种信道编码技术。 我们将首先介绍线性分组码，包括码的生成矩阵、校验矩阵、汉明距离等概念。然后，我们将重点介绍几种重要的分组码，如循环码、BCH码和RS码（Reed-Solomon码），并分析它们的纠错能力和编码复杂度。 接着，本书将转向卷积码，它是一种具有“记忆”的编码方式。我们将详细介绍卷积码的编码器结构、约束长度、生成多项式，并重点讲解Viterbi算法，这是实现卷积码最优译码的关键算法。 近年来，低密度奇偶校验码（LDPC码）和Turbo码因其接近香农限的性能而备受关注。本书将详细介绍LDPC码的结构、译码算法（如和积算法），以及Turbo码的交织器、分量码和迭代译码原理。我们将通过理论分析和仿真结果，展示这些现代编码技术的强大纠错能力。 此外，本书还将讨论编码与调制的联合设计，即所谓的“耦合”。我们将介绍差错控制编码（ECC）在存储系统、通信系统中的广泛应用，以及如何根据具体的信道特性和性能要求，选择最合适的编码方案。 第六部分：现代通信系统中的先进主题 除了上述基础和核心技术外，本书还将触及一些现代通信系统中更为前沿和先进的主题，以期为读者提供更广阔的视野。 我们将在其中探讨认知无线电（Cognitive Radio）和软件定义无线电（SDR）的概念，以及它们如何实现通信系统的智能化和灵活性。此外，本书还将介绍 MIMO（多输入多输出）技术，它利用多根天线同时发送和接收信号，显著提升信道容量和可靠性。我们将分析MIMO系统的不同配置，如空间复用、空间分集，并探讨其在现代无线通信中的应用。 本书还会简要介绍信息论中的最新进展，以及它们对通信系统设计的影响。同时，我们也将探讨网络编码（Network Coding）这一新兴技术，它在提高网络吞吐量和鲁棒性方面展现出巨大潜力。 结论 《现代通信信号处理与解码技术》力求以严谨的理论推导、清晰的逻辑结构和丰富的实例相结合的方式，为读者构建一个完整的现代通信技术知识体系。本书不仅涵盖了通信信号处理和解码的各个关键环节，还展望了未来通信技术的发展趋势。我们相信，通过学习本书，读者将能够深刻理解现代通信系统的运行原理，并能够将其所学知识应用于实际的系统设计和优化工作中。无论是作为入门教材还是深入研究的参考，本书都将是您在通信技术领域探索的重要伙伴。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是在学习一门技术，不如说是在体验一场关于“秩序与混乱”的哲学对话。作者用一种非常独特和富有启发性的方式，将混沌这个充满魅力的概念，融入到数字调制的核心之中。我一直认为，数字通信的本质是在噪声和干扰中寻找并传递有序的信息，而这本书却反其道而行之，利用“混沌”的特性来达到更优的通信效果。这种“以乱制乱”的思路，让我感到耳目一新。书中对混沌系统的动力学行为，以及如何利用这些行为来设计调制和解调过程的阐述，细致入微，引人入胜。我尤其对书中关于混沌信号的同步问题和信道估计的研究印象深刻，这些是实现混沌通信的关键技术，作者在这方面都给出了深入的探讨和创新的解决方案。虽然有些章节涉及的数学模型较为复杂，但我可以通过作者提供的图形化解释和类比，逐渐理解其中的奥秘。这本书不仅仅是一本技术专著，更是一本能够激发思考、拓展思维边界的读物，它让我对数字通信的可能性有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的通信研究人员，阅览过大量的学术文献和技术书籍。坦白说，我对于“混沌”这个概念在通信领域的应用一直抱有审慎的态度，总觉得它更像是一种理论上的探索，距离实际工程应用尚有距离。然而，这本书的出现，让我对这一看法有了根本性的改观。作者以极其严谨的科学态度和深厚的学术功底，将混沌理论的精髓与数字调制技术的需求完美地结合起来。书中对于混沌信号的特性，如伪随机性、不可预测性以及对初始条件的敏感性等，进行了深入而细致的分析，并在此基础上，构建了一系列具有创新性的混沌数字调制方案。我特别关注了书中关于混沌扩频和混沌跳频的章节，这些内容对于提升通信系统的安全性、隐蔽性和抗干扰能力具有极其重要的意义。作者不仅在理论上进行了严密的推导，更重要的是，他通过大量的仿真实验，充分验证了这些混沌调制方案的有效性和优越性。书中对不同噪声环境下的性能评估，以及与其他先进调制技术的对比分析，都极具参考价值。这本书的出现，无疑为混沌通信领域的研究注入了新的活力，也为我未来的研究方向提供了宝贵的启示。

评分☆☆☆☆☆

这是一本令人惊叹的著作，它以极其深刻的洞察力，为我揭示了通信领域中那个常常被忽视却又至关重要的“混沌”世界。我一直对传统的数字调制技术习以为常，认为它们已经足够成熟和高效。然而，这本书彻底颠覆了我的认知。作者以一种近乎艺术家的手法，将原本抽象复杂的混沌理论，巧妙地融入到数字信号的生成和传输中。阅读过程中，我仿佛置身于一个充满未知但又无比迷人的数学花园，那些非线性动力学方程，在作者的笔下变得生动有趣，如同为数字调制注入了全新的生命力。书中对混沌吸引子、分形几何等概念的阐述，虽然在初期让我感到有些晦涩，但随着深入阅读，我逐渐领略到其背后蕴含的强大潜力。作者不仅停留在理论层面，更是对多种混沌数字调制方案进行了详尽的设计和仿真分析，从性能指标到实际应用场景，都做了细致入微的考量。尤其是在抗干扰能力和频谱利用率方面，混沌调制所展现出的独特优势，让我对未来通信系统的发展充满了期待。这本书不单单是一本技术手册，更像是一次思维的洗礼，它鼓励读者跳出固有的框架，去探索那些看似“混乱”却蕴含着秩序和机遇的领域。

评分☆☆☆☆☆

从实际工程应用的视角来看，这本书提供了一份极其宝贵的参考。我一直在关注如何提高现有通信系统的性能，特别是在拥挤的频谱环境下，如何更有效地利用带宽，以及如何增强信号的安全性。这本《混沌数字调制方案及性能分析》为我提供了许多意想不到的解决方案。书中介绍的几种混沌数字调制方案，如基于Logistic映射的调制、基于Lorenz系统的调制等，在理论上都展现出了优异的性能。我尤其对书中关于混沌调制在低信噪比条件下的抗干扰能力感到惊讶，这对于一些在恶劣环境中工作的通信系统，如物联网、卫星通信等，具有非常重要的应用前景。作者不仅详细介绍了调制方案的设计，还对各个方案的实现复杂度、硬件成本以及功耗等方面进行了初步的评估，这对于我们进行实际的工程选型和系统设计至关重要。书中还探讨了混沌数字调制在安全通信方面的应用，如利用混沌序列进行加密和密钥生成，这在当今信息安全日益受到重视的时代，显得尤为重要。这本书填补了我在这方面的知识空白，并为我提供了许多可行的技术路线。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初入通信行业的工程师，我一直在寻找能够帮助我快速掌握核心技术并建立扎实理论基础的资源。在众多的参考书中，这本《混沌数字调制方案及性能分析》无疑是最让我眼前一亮的一部。它没有直接灌输复杂的公式和枯燥的理论，而是从一个更宏观的视角，带我认识了数字通信系统设计中的一个全新的维度。作者并没有回避混沌理论的深奥之处，而是通过层层递进的讲解，将那些复杂的数学概念，用更加直观和易于理解的方式呈现出来。我尤其欣赏书中对于混沌映射和混沌序列生成方法的论述，它们不仅在理论上具有很高的学术价值，更重要的是，作者提供了详细的实现步骤和代码示例，这对于我这样需要将理论付诸实践的初学者来说，简直是雪中送炭。此外，书中对于不同混沌调制方案的性能分析，采用了多种客观的评价指标，并与传统调制方案进行了清晰的对比，这让我能够快速理解各种方案的优劣，并在实际设计中做出更明智的选择。这本书不仅拓宽了我的技术视野，更重要的是，它点燃了我对通信技术研究的热情，让我看到了无限的可能性。