信号、系统与高速无线数字传输 (2010 年度畅销榜NO.75612 )

本书以作者负责完成的“七五”国家重点科技攻关项目研究成果为基础，并结合在国内外长期从事数字微波与卫星通信等科研工作的经验与体会，论述现代信号与系统的基本理论及高速无线数字传输的系统结构、系统工程设计方法与实际实现等有关问题。全书共八章，内容包括高速无线数字传输引论、信号分析、信号设计与信号检测、自适应信号处理、编码调制及功率/频谱有效利用、同步数字系列无线传输、信息高速公路中的无缝隙覆盖和多媒体世界，以及高速无线数字系统工程设计方法与示例等。书中理论讨论概念清晰、取材新颖，并紧密结合工程实际，有较强的可操作性。\r\n\r\n 本书可供高等学校、科研单位、新技术应用与管理部门的相关高年级大学生、研究生，高级工程技术人员和管理人员参考与应用。\r\n\r\n \r\n
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前言 \r\n\r\n 第一章 引论 \r\n\r\n 1·1 信号. 系统及数字传输 \r\n\r\n 1·2 高速无线数字传输 \r\n\r\n 第二章 信号分析 \r\n\r\n 2·1 时域波形分析 \r\n\r\n 2·2 频域功率谱分析 \r\n\r\n 2·3 通用误码率分析 \r\n\r\n 2·4 射频干扰分析 \r\n\r\n 2·5 多径传播条件下的中断性能预测分析 \r\n\r\n 2·6 可靠性. 可用性分析 \r\n\r\n 第三章 信号设计与信号检测 \r\n\r\n 3·1 基本理论问题——评价标准及性能极限 \r\n\r\n 3·2 从频域. 时域响应观点出发的信号设计 \r\n\r\n 3·3 从频域有效利用及抵抗非线性失真观点出发的信号设计 \r\n\r\n 3·4 从信号星座观点出发的信号设计 \r\n\r\n 3·5 信号检测与最佳接收 \r\n\r\n 第四章 自适应信号处理 \r\n\r\n 4·1 频率域及时差域自适应均衡 \r\n\r\n 4·2 自适应干扰抵消 \r\n\r\n 4·3 预失真线性化处理 \r\n\r\n 4·4 多载波并联传输处理 \r\n\r\n 4·5 自适应发信功率控制 \r\n\r\n 4·6 自适应分集接收 \r\n\r\n 4·7 自适应无误码倒换处理 \r\n\r\n 第五章 编码调制及功率/频谱有效利用 \r\n\r\n 5·1 调制与编码 \r\n\r\n 5·2 编码调制的优越性 \r\n\r\n 5·3 网格编码调制（TCM） \r\n\r\n 5·4 分组编码调制（BCM） \r\n\r\n 5·5 恒包络型编码调制 \r\n\r\n 5·6 降低调制状态数的编码调制 \r\n\r\n 5·7 实用型编码调制 \r\n\r\n 5·8 级联编码调制 \r\n\r\n 5·9 编码调制信号的最佳检测 \r\n\r\n 5·10 编码调制信号最佳码构成的进一步讨论 \r\n\r\n 第六章 同步数字系列（SDH）无线传输 \r\n\r\n 6·1 为什么要发展SDH \r\n\r\n 6·2 SDH的信号结构及传输规范 \r\n\r\n 6·3 SDH对形成新一代高速无线数字传输方式的影响 \r\n\r\n 6·4 新一代高速无线数字传输系统 \r\n\r\n 6·5 SDH无线数字传输网络的构成 \r\n\r\n 第七章 信息高速公路中的无缝隙覆盖连接和多媒体世界 \r\n\r\n 7·1 信息高速公路与多媒体综合业务型个人通信 \r\n\r\n 7·2 无线ATM的重要性 \r\n\r\n 7·3 未来LEO/MEO/GEO窄带. 宽带卫星通信系统 \r\n\r\n 7·4 多媒体业务与HDTV传输 \r\n\r\n 第八章 高速无线数字系统工程设计方法与示例 \r\n\r\n 8·1 ITU-T/R的假想参考数字连接模型及指标要求问题 \r\n\r\n 8·2 基于G.821的质量指标要求 \r\n\r\n 8·3 基于G.826建议的质量指标要求 \r\n\r\n 8·4 线路信噪比计算方法及程序结构 \r\n\r\n 8·5 组合平衰落. 选择性衰落. 干扰影响的瞬时中断预测的工程计算方法 \r\n\r\n 8·6 线路性能指标及可用性指标分配方法 \r\n\r\n 8·7 瞬时中断预测流程 \r\n\r\n 8·8 信噪比分配估计流程 \r\n\r\n 8·9 系统设计示例 \r\n\r\n 结语 \r\n\r\n 附表 \r\n\r\n 符号表 \r\n\r\n 特种数学符号 \r\n\r\n 缩略语 \r\n\r\n 参考文献 \r\n
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几年前科学出版社向我约稿, 希望能以"七五"国家重点科技攻关项目"6GHz 1920路大容量数字微波通信系统"取得的科研成果为基础, 结合以往在国内外长期从事数字微波与卫星通信科研工作的经验与体会, 把理论工作与工程实践有机结合, 撰写一本涉及数字微波与数字卫星的高速无线数字传输系统工程方面的专著, 我愉快地接受了这一较艰巨的任务, 期望贡献出自己的可能力量, 从系统工程观点出发, 将这本书尽可能写得满意些.

本书共分八章, 尽量用易于理解的语言, 以现代信号与系统理论为轴心, 阐明高速无线数字传输系统的一些基本概念及构成方法, 从系统工程的观点出发, 较完整地讨论其整套信号分析. 信号设计. 信号检测. 自适应信号处理. 编码调制. 同步数字系列(SDH)无线传输. 信息高速公路中的无缝隙覆盖与多媒体世界, 并最终阐明高速无线数字系统的系统工程总体设计等基本理论与设计方法. 从中不难理解, 这与面向21世纪及更长远目标的信息高速公路建设中的大容量无线数字传输平台及无缝隙覆盖干线网. 中继网. 本地网与高速宽带接入网技术的需要密切相关. 讨论中重点强调其方法论与方案结构优化比较, 以期读者掌握这一基本方法后有可能"举一反三"地进行较好的系统工程开发研究与设计.

读者从本书目录中可以理解. 本书编写时力求具有以下特点：第一, 各章尽可能地有一定的自封闭性, 以利读者按自己的工作需要与爱好部分地选择阅读和理解相关内容, 第二, 重视概念. 方法的较深入讨论与保持一定程度的完整性, 第三, 特别注意有战略意义与普适作用的新概念. 新技术的介绍与讨论. 一系列自适应信号处理技术. 编码调制及复杂环境下的信号检测技术, 乃至全数字HDTV(高清晰度电视)传输技术等的深入讨论即为其例, 第四, 系统地反映本人三十余年来在国内外从事--系列科研工作的相关进展与成果, 第五, 重视软. 硬件有机结合及引入必要的数学运算与理论解析, 以支撑工程设计的科学性和严密性, 第六, 密切引证一定数量的参考文献, 作为更深入研讨之参考.

本书基本内容安排如下：

第一章为引论, 重点讨论与高速无线数字传输密切相关的一些信号. 系统及数字传输方面最基本的定义与概念, 并讨论高速无线数字传输与未来通信网和未来信息高速公路建设的密切关系及相关主要技术问题和基本发展动向.

第二章集中讨论信号分析基本方法. 这种分析按全方位. 多方向展开. 从时域波形分析至频域功率谱分析, 特别着重讨论热噪声. 干扰. 失真及设备恶化同时作用下的一般MPSK及MQAM系统的通用误码率分析方法, 射频干扰分析计及数. 模兼容传输时的各类相互干扰的严整计算方法, 同时讨论了涉及卫星轨道／频谱有效利用的广义隔离度概念及计算方法, 多径传播条件下的中断性能预测分析, 除简要介绍一般传播模型及Sign. -ture概念和一些基本中断预测方法及对抗措施外, 重点讨论一种较严整的可同时计及带内凹口. 带外凹口统计影响及干扰. 平衰落. 设备恶化等同时作用时的中断预测方法.

第三章对信号设计与信号检测问题进行了较详细的分析讨论. 从评价标准与极限性能估计出发, 对于从时域. 频域响应观点出发的最佳信号设计进行了讨论, 进一步对频带有效利用与抵抗非线性失真观点的信号设计及从信号星座观点的信号设计优化问题进行了讨论, 最后, 讨论了信号检测与复杂环境下的最佳接收问题, 包括有严重码间干扰作用下的最佳检测及估值均衡联合型自适应同步解调和全数字化高速自适应同步解调问题.

第四章讨论时变传播环境下特别重要的自适应信号处理问题. 不仅讨论了频域. 时域. 整数及分数抽头自适应均衡问题, 还花较大篇幅讨论了可对恶劣环境下载波恢复给予有力支持的自适应盲均衡问题, 以及确保稳定可靠运行的全数字化自适应均衡问题, 进而讨论了各类自适应干扰抵消技术. 自适应预失真线性化技术. 自适应发信功率控制技术. 自适应分集接收技术. 自适应无误码倒换技术, 以及综合利用各类自适应信号处理技术的高速多载波并联传输技术的结构模型和抗衰落能力评价.

第五章讨论了各类编码调制及其功率／频谱有效利用性能评价, 包括网格编码调制(TCM). 分组编码调制(BCM). 恒包络型编码调制. 稍许牺牲频谱利用而获得较多功率利用改善的降低调制状态数编码调制. 实用型编码调制, 以及各类最新型的级联编码调制技术, 包括计及所谓Turbo型编码调制在内的一般多层并联级联编码调制和串. 并联级联编码调制在内, 亦讨论了衰落环境及干扰环境下的编码调制信号的最佳设计问题, 以及编码调制信号的最佳检测问题. 最后, 还对多维星座及多维编码调制进行了简要性能描述和综合评价.

第六章重点讨论的以微波及卫星为传输媒体的同步数字系列(SDH)无线传输问题, 包括新一代SDH高速无线数字传输系统典型示例介绍及各类SDH网络拓朴结构和无线SDH网络结构及层模型.

第七章的目的是将上述讨论的各种信号与系统的基本理论与未来信息高速公路建设相联系, 特别围绕涉及综合业务型个人通信的无缝隙覆盖和多媒体世界这两大主题展开. 较详细地讨论了无线ATM的重要性和各类LEO／MEO／GEO(低轨／中轨／静止轨道)窄带. 宽带现代卫星系统及多媒体业务发展势头与全数字电视及全数字高清晰度电视(HDTV)的一整套现代高级传输处理技术, 包括级联型多分辨率编码调制. 具预编码的部分响应编码调制及组合编码调制的正交频分复用(COFDM)传输技术.

第八章为本书最后一章, 综合讨论在利用上述信号与系统基本理论与方法基础上的高速无线数字系统工程设计的基本方法与相关示例, 其中对ITU-T／R传输指标要求的分析讨论已计及最新要求G. 826, 并以作者亲自负责完成的"七五"国家重点科技攻关项目"6GHz 1920路16-QAM大容量数字微波通信系统"为例, 介绍了其研制. 开发. 实现, 以及室内实测和野外现场试验评价等有关结果, 以理解利用这些信号与系统基本理论进行系统工程设计的重要性与有效性. 最后, 在结语中进一步展望了这些方法论对未来信息高速公路建设的作用与意义.

阅读与理解本书内容需具备一定的高等数学. 概率论. 随机过程及特殊函数等基础数学知识和一定的无线通信. 卫星通信. 信道编码及信号处理等基础专业知识. 此外, 本书符号与缩写词较多, 虽已有"符号表"与"缩写词"可作帮助, 但一方面限于篇幅, 难以一一开列, 另一方面, 由于书中涉及符号太多, 表中很可能有不适当的遗漏, 对多义表达的一些符号, 也只能给出其主要解释, 请予谅解.

对本书的完成, 笔者深感应该特别对中国科学院科学出版基金的支持, 以及科学出版社有关同志的热心帮助与成功合作表示由衷感谢. 当然, 由于本人水平有限, 兼之成稿匆草, 不当之处, 敬请批评指正.

陈如明

1997年12月于北京