通信原理理論、應用與國產化平臺Julia仿真

目錄

 

 

第1章緒論1

1.1通信網的構成1

1.2通信系統組成2

1.2.1通信的基本概念與通信系統基本模型2

1.2.2模擬通信系統模型與數字通信系統模型3

1.2.3模擬通信與數字通信性能5

1.3通信系統的分類與通信方式6

1.3.1通信系統的分類6

1.3.2通信方式及其選擇依據10

1.4信息及其度量11

1.4.1信息的定義與不確定性11

1.4.2信息的度量方法及發展方向12

1.5通信系統的性能指標13

1.5.1模擬通信系統的性能指標13

1.5.2數字通信系統的性能指標13

1.5.3性能指標的優化14

1.6通信技術的發展趨勢15

1.6.1移動通信發展歷程及現狀15

1.6.2北鬥系統16

1.6.3三體計算星座18

1.6.4量子通信技術的發展及其應用20

習題121

 

第2章MWORKS科學計算與Julia語言基礎23

2.1MWORKS概述23

2.2MWORKS.Syslab概述25

2.2.1MWORKS.Syslab的功能介紹25

2.2.2MWORKS.Syslab的安裝流程25

2.3科學計算與Julia語言29

2.3.1Julia語言概述29

2.3.2變量與常量30

2.3.3矩陣運算31

2.3.4程序流程控制及其Julia仿真32

2.3.5函數36

2.3.6圖形繪制及其Julia仿真40

習題245

 

第3章隨機過程46

3.1隨機過程的基本概念和統計特性46

3.1.1隨機過程的基本概念及其應用46

3.1.2隨機過程的統計描述47

3.1.3隨機過程的數字特征47

3.2平穩隨機過程及其應用48

3.2.1平穩隨機過程定義及其應用48

3.2.2平穩隨機過程的各態歷經性及其應用50

3.2.3平穩隨機過程的自相關函數及其應用51

3.2.4平穩隨機過程的功率譜密度及其應用52

3.3高斯隨機過程及其應用54

3.3.1高斯隨機過程的定義與性質54

3.3.2高斯隨機過程的分布函數54

3.3.3高斯隨機過程的特性55

3.3.4高斯隨機過程的應用與展望56

3.4隨機過程通過線性系統57

3.5窄帶隨機過程的特性及其應用59

3.5.1窄帶隨機過程的統計特性59

3.5.2窄帶隨機過程的應用61

3.6正弦波加窄帶高斯噪聲的特性及其應用61

3.6.1定義及其應用61

3.6.2合成信號的特性62

習題363

 

第4章信道與噪聲技術解析、應用及其Julia仿真64

4.1信道定義與數學模型64

4.1.1信道定義及其應用64

4.1.2信道的數學模型解析及其應用65

4.2恒參信道的傳輸特性及其應用67

4.2.1恒參信道的定義與傳輸特性67

4.2.2實際信道與理想信道的差異68

4.2.3幅度頻率失真與補償方法68

4.2.4相位頻率失真與補償方法69

4.2.5恒參信道應用實例70

4.3隨參信道傳輸特性及其Julia仿真71

4.3.1隨參信道的定義71

4.3.2隨參信道的傳輸特性71

4.3.3快衰落及其Julia仿真71

4.3.4頻率選擇性衰落74

4.4分集接收技術解析、應用及其Julia仿真77

4.4.1分集接收技術定義與原理77

4.4.2分集接收技術的分類77

4.4.3分集接收技術的合並方式及其Julia仿真78

4.4.4分集接收技術的性能評估及其應用82

4.5擴頻技術解析及其應用83

4.5.1擴頻技術基本原理83

4.5.2擴頻對抗多徑衰落的機制84

4.5.3擴頻技術的優勢與發展方向85

4.6加性噪聲的分類、特性及其應用85

4.6.1噪聲的分類方法85

4.6.2加性噪聲的特性87

4.6.3加性噪聲的處理方法87

4.6.4加性噪聲的應用領域88

4.7信道容量及其應用89

4.7.1信道容量基礎概念89

4.7.2連續信道的信道容量90

習題491

 

第5章模擬調制技術解析、應用及其Julia仿真92

5.1幅度調制技術解析、應用及其Julia仿真92

5.1.1AM技術解析、應用及其Julia仿真92

5.1.2DSB技術解析、應用及其Julia仿真97

5.1.3SSB技術解析、應用及其Julia仿真101

5.1.4VSB技術解析、應用及其Julia仿真105

5.2線性調制系統的抗噪聲性能分析109

5.2.1抗噪聲性能分析模型109

5.2.2線性調制的相幹解調抗噪聲性能分析111

5.2.3調幅信號包絡檢波的抗噪聲性能分析114

5.3非線性調制技術解析、應用及其Julia仿真116

5.3.1角度調制技術解析、應用及其Julia仿真116

5.3.2調頻信號的調制與解調技術124

5.4調頻系統的抗噪聲性能分析128

5.4.1輸入信噪比分析128

5.4.2輸出信噪比分析與抗噪性能增強技術128

5.5模擬調制系統性能比較130

5.5.1性能評價指標體系130

5.5.2四大維度性能對比分析131

習題5131

 

第6章數字基帶傳輸技術解析、應用及其Julia仿真134

6.1數字基帶傳輸系統概述134

6.1.1數字基帶信號及數字基帶傳輸概述134

6.1.2數字基帶傳輸系統的組成134

6.2數字基帶信號、頻譜特性及其Julia仿真136

6.2.1數字基帶關鍵波形解析、應用及其Julia仿真136

6.2.2數字基帶信號頻譜特性解析及其應用145

6.3基帶傳輸碼型解析、應用及其Julia仿真147

6.3.1信號交替反轉碼及其Julia仿真148

6.3.2HDB3碼及其Julia仿真151

6.3.3曼徹斯特碼及其Julia仿真155

6.3.4密勒碼及其Julia仿真158

6.3.5CMI碼及其Julia仿真162

6.4基帶脈沖傳輸碼間幹擾解析及抗ISI技術166

6.4.1基帶傳輸系統模型166

6.4.2碼間幹擾的數學分析166

6.4.3抗碼間幹擾技術簡介167

6.5無碼間幹擾基帶傳輸特性解析、應用及其Julia仿真168

6.5.1無碼間幹擾的時域條件數學分析168

6.5.2奈奎斯特第一準則的數學分析169

6.5.3理想低通型無ISI系統及其Julia仿真171

6.5.4升余弦滾降系統及其Julia仿真175

6.6無碼間幹擾基帶系統抗噪聲性能分析與應用179

6.6.1雙極性信號性能分析180

6.6.2單極性信號性能分析181

6.7眼圖分析、應用及其Julia仿真182

6.7.1眼圖概述182

6.7.2眼圖解析及其Julia仿真183

6.7.3眼圖優化及其應用184

6.8均衡技術解析及其應用185

6.8.1均衡技術概述185

6.8.2時域均衡原理186

6.8.3均衡技術性能評估及其應用187

6.9部分響應系統解析、應用及其Julia仿真188

6.9.1第一類部分響應系統及其Julia仿真188

6.9.2錯誤傳播機制與預編碼191

6.9.3廣義部分響應系統及其應用193

習題6195

 

第7章數字頻帶傳輸技術解析、應用及其Julia仿真197

7.1二進制數字調制技術解析、應用及其Julia仿真197

7.1.1二進制振幅鍵控技術解析、應用及其Julia仿真197

7.1.2二進制頻移鍵控技術解析、應用及其Julia仿真202

7.1.3二進制相移鍵控技術解析、應用及其Julia仿真208

7.1.4二進制差分相位鍵控技術解析、應用及其Julia仿真214

7.1.5二進制數字調制信號功率譜密度解析及其Julia仿真220

7.2二進制數字調制系統抗噪聲性能分析232

7.2.1二進制振幅鍵控系統抗噪聲性能分析232

7.2.2二進制頻移鍵控系統抗噪聲性能分析234

7.2.3二進制相移鍵控和差分相位鍵控系統抗噪聲性能分析236

7.3二進制數字調制系統性能比較238

7.4多進制數字調制技術解析、應用及其Julia仿真240

7.4.1多進制振幅鍵控技術解析、應用及其Julia仿真240

7.4.2多進制頻移鍵控技術解析、應用及其Julia仿真245

7.4.3多進制相移鍵控技術解析、應用及其Julia仿真249

習題7258

 

第8章模擬信號數字化傳輸技術解析、應用及其Julia仿真260

8.1抽樣定理技術解析、應用及其Julia仿真260

8.1.1低通抽樣定理技術解析、應用及其Julia仿真261

8.1.2帶通抽樣定理技術解析及其應用266

8.2脈沖振幅調制技術解析、應用及其Julia仿真267

8.2.1脈沖調制概述及其應用267

8.2.2自然抽樣PAM技術解析及其Julia仿真269

8.2.3平頂抽樣PAM技術解析及其Julia仿真273

8.3脈沖編碼調制技術解析、應用及其Julia仿真277

8.3.1均勻量化技術解析、應用及其Julia仿真278

8.3.2非均勻量化技術解析、應用及其Julia仿真282

8.3.3A律13折線非線性編碼技術解析、應用及其Julia仿真288

8.4ADPCM技術解析及應用297

8.4.1DPCM原理與系統性能分析297

8.4.2ADPCM原理及其應用298

8.5增量調制技術解析、應用及其Julia仿真300

8.5.1增量調制基本原理與系統性能300

8.5.2增量調制的Julia仿真302

8.5.3ΔM與PCM系統比較分析304

習題8305

 

第9章差錯控制編碼技術解析、應用及其Julia仿真307

9.1差錯控制編碼概述307

9.2糾錯編碼的基本原理及其應用309

9.3線性分組碼的基本原理及其Julia仿真311

9.4循環碼的基本原理315

9.4.1循環碼概述315

9.4.2BCH碼的基本原理318

習題9320

 

第10章數字信號的最佳接收技術解析、應用及其Julia仿真321

10.1匹配濾波器技術解析、應用及其Julia仿真321

10.1.1匹配濾波器原理321

10.1.2匹配濾波器的工程實現及其應用324

10.1.3匹配濾波器的Julia仿真324

10.2最小差錯概率接收準則技術解析及其應用326

10.2.1數字通信統計模型326

10.2.2最小差錯概率準則的數學分析327

10.2.3多準則比較及其應用329

10.3確知信號的最佳接收機330

10.3.1二進制確知信號最佳接收機結構330

10.3.2二進制確知信號最佳接收機誤碼率性能332

10.4隨相信號的最佳接收機333

10.5最佳接收機性能比較335

習題10336

 

第11章同步原理技術解析、應用及其Julia仿真338

11.1同步原理概述338

11.2載波同步技術解析及其應用339

11.2.1載波同步的概念及其應用339

11.2.2載波同步的提取方法339

11.2.3載波同步的性能指標分析342

11.3碼元同步技術解析及其應用343

11.3.1碼元同步的概念及其應用343

11.3.2外同步法原理344

11.3.3自同步法原理345

11.4群同步技術解析、應用及其Julia仿真346

11.4.1群同步的概念及其應用346

11.4.2起止式同步法原理347

11.4.3插入特殊碼組同步法原理347

11.4.4巴克碼自相關函數的Julia仿真350

11.5網同步技術解析及其應用352

11.5.1網同步的概念及其應用352

11.5.2網同步機制353

習題11354

 

第12章復用和數字復接技術解析、應用及其Julia仿真355

12.1頻分復用技術解析、應用及其Julia仿真356

12.1.1頻分復用原理及其應用356

12.1.2頻分復用時頻特性的Julia仿真358

12.2時分復用技術解析、應用及其Julia仿真363

12.2.1時分復用原理及其應用363

12.2.2PCM基群幀結構與高次群365

12.2.3時分復用時頻特性的Julia仿真366

12.3數字復接技術解析及其應用370

12.3.1數字復接的概念及其應用370

12.3.2數字復接原理與正碼速調整復接器372

習題12374

 

參考文獻375