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目录1

第1章　绪论1

1.1 自适应滤波器的基本概念1

1.1.1 自适应滤波器的基本概念和结构1

1.1.2 自适应滤波器的发展回顾4

1.1.3 自适应滤波器的基本特征与基本单元6

1.2　通信系统的一般概念7

1.2.1　通信系统的组成7

1.2.2　通信系统的分类8

1.2.3　模拟通信系统与数字通信系统9

1.2.4　信息及其度量10

1.2.5　通信系统的主要性能指标11

1.3　通信中自适应信号处理的典型应用12

1.3.1　通信中的回波抵消12

1.3.2　数据通信中的信道均衡15

1.3.3　线性预测编码16

1.3.4　通信中的噪声抵消17

1.3.5　通信系统的辨识18

参考文献19

第2章 自适应滤波器的基本原理20

2.1　维纳滤波器20

2.1.1　线性最优滤波问题20

2.1.2　离散时间维纳滤波器21

2.1.3　正交性原理22

2.2　横向自适应滤波器23

2.2.1　横向自适应滤波器的结构及其性能函数23

2.2.2　二次型性能表面的搜索25

2.3　最小均方（LMS）算法28

2.3.1　LMS算法28

2.3.2　LMS算法的性能分析30

2.3.3　LMS自适应滤波器的改进形式36

2.3.4　应用中需要注意的问题40

2.4　递归最小二乘（RLS）自适应滤波器43

2.4.1　线性最小二乘原理44

2.4.2　递归最小二乘自适应滤波器45

2.4.3　应用中需要注意的问题47

2.5　其他自适应滤波器算法与结构47

2.5.1　格型自适应滤波器47

2.5.2　IIR型自适应滤波器51

2.5.3　块自适应滤波器52

2.5.4　变换域自适应滤波器56

2.5.5　LMF算法58

参考文献58

第3章　通信信号波形的数字表示60

3.1 连续时间信号的采样与采样定理60

3.1.1 由连续时间信号得到数字信号60

3.1.2　低通采样定理60

3.1.3　混叠与防混叠措施61

3.1.4　带通采样定理63

3.1.5 采样方法——PAM调制64

3.2　量化与脉冲编码调制（PCM）67

3.2.1　量化的基本原理67

3.2.2　均匀量化69

3.2.3　非均匀量化69

3.2.4　自适应量化72

3.2.5　量化误差分析72

3.2.6　脉冲编码调制（PCM）75

3.3 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）与增量调制（DM）78

3.3.1　差分脉冲编码调制（DPCM）78

3.3.2　自适应预测器80

3.3.3 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）81

3.3.4　线性增量调制（DM）82

3.3.5 自适应增量调制（ADM）83

3.4.1　语音通信中的声码器（Vocoder）84

3.4　其他编码方式84

3.4.3　子带编码（SBC）88

3.4.2　自适应正交变换编码88

3.5　第三代移动通信系统中应用的编码技术91

3.5.1　IMT—2000概述91

3.5.2 自适应多速率语音编码（AMR）91

参考文献94

第4章　通信中的自适应系统辨识97

4.1 自适应系统辨识的概念97

4.2　全极点模型的估计98

4.2.1　直接型结构的参数估计98

4.2.2　格型结构的参数估计102

4.3　极点-零点模型的辨识104

4.3.1　已知激励105

4.3.2　未知激励105

4.3.3　非线性最小二乘最优化106

4.4.1　信号多径传输引起的问题108

4.4　多径通信信道的自适应辨识108

4.4.2　多径信道的自适应辨识109

4.4.3　扩频通信中的自适应信道辨识110

参考文献112

第5章　码间干扰与信道均衡114

5.1　通信信道的非理想特性与码间干扰（ISI）114

5.1.1　通信信道114

5.1.2　通信信道的非理想特性115

5.1.3　码间干扰116

5.1.4　存在噪声和ISI时的最佳接收机120

5.1.5　信道均衡123

5.2　信道的线性均衡124

5.2.1　信道的等效离散时间模型124

5.2.2　迫零均衡器125

5.2.3　线性MSE均衡器127

5.3.1 自适应均衡器及性能129

5.3 自适应信道均衡129

5.3.2　卡尔曼滤波130

5.3.3　LMS类自适应均衡132

5.3.4　RLS自适应均衡133

5.4　其他信道均衡方法134

5.4.1　分数间隔均衡器（FSE）134

5.4.2　判决反馈均衡器（DFE）135

5.4.3　DFE的变化形式136

5.5　通信信道的盲均衡138

5.5.1　基于梯度下降算法的盲均衡138

5.5.2　基于高阶统计量的盲均衡140

5.5.3　基于循环倒谱的盲均衡142

5.6　基于分数低阶统计量的均衡方法144

5.6.1　引言144

5.6.2　Alpha稳定分布过程与分数低阶统计量145

5.6.3　基于分数低阶统计量的均衡方法148

参考文献153

第6章　通信中的自适应噪声抵消（ANC）技术156

6.1 自适应噪声抵消的基本原理156

6.2 自适应噪声抵消系统的分析158

6.2.1　衡量自适应噪声抵消系统的指标158

6.2.2　两路噪声的统计相关特性与ANC系统的抵消能力159

6.2.3 自适应滤波器的性能与ANC的抵消能力161

6.3 自适应陷波滤波器162

6.3.1 陷波滤波器162

6.3.2　自适应陷波滤波器163

6.4　频率域自适应噪声抵消系统165

6.4.1　频率域LMS自适应算法165

6.4.2　频率域自适应噪声抵消系统167

6.5　通信系统中近端串扰的自适应抵消168

6.5.1 串扰与近端串扰（NEXT）168

6.5.2　串扰抵消与全双工传输170

6.5.3　ANC的多相位结构171

6.5.4　码率干扰抵消器172

6.5.5　分布计算结构的ANC174

6.6　通信系统中回波的自适应抵消177

6.6.1　通信系统的回波177

6.6.2 自适应回波抵消系统的基本原理178

6.6.3　PAM系统的回波抵消180

6.6.4　QAM系统的回波抵消180

6.6.5　正交频分复用（OFDM）系统的回波抵消182

6.7 自适应噪声抵消技术的其他应用185

6.7.1 多参考信号的噪声抵消185

6.7.2　医学信号分析中干扰噪声的抵消187

6.7.3　语音信号中的噪声消除190

6.7.4　阵列信号旁瓣干扰的抵消190

6.7.5　信号中周期性干扰的消除与自适应自调谐滤波器193

6.7.6　自适应谱线增强器194

参考文献196

第7章 自适应时间延迟估计198

7.1 时间延迟估计的基本原理198

7.1.1　基本概念198

7.1.2　时间延迟估计的主要应用领域199

7.1.3　几种主要时间延迟估计方法及相互关系201

7.2　LMS自适应时间延迟估计方法207

7.2.1　LMSTDE的基本原理207

7.2.2　LMSTDE的结构与算法209

7.2.3　LMSTDE的性能209

7.2.4　LMSTDE的计算机模拟212

7.3　广义相关时间延迟估计的自适应实现213

7.3.1　概述213

7.3.2　SCOT加权的广义相关自适应时间延迟估计213

7.3.3　相位变换加权的广义相关自适应时间延迟估计215

7.3.4　最大似然加权的广义相关自适应时间延迟估计216

7.3.5　HB加权的广义相关自适应时间延迟估计217

7.3.6　维纳加权的广义相关自适应时间延迟估计218

7.3.7　Eckart加权的广义相关自适应时间延迟估计220

7.4　时变条件下的自适应时间延迟估计221

7.4.1　时变环境及对策221

7.4.2　直接LMS自适应时间延迟估计方法222

7.4.3　信噪比与时间延迟解耦的自适应时间延迟估计方法225

7.5 多源多径条件下的时间延迟估计227

7.5.1 多源多径问题的概念227

7.5.2　多源多径信号模型及分辨率227

7.5.3　高分辨率的多源时间延迟估计229

7.5.4　高分辨率的多径时间延迟估计233

7.6　非高斯环境下的自适应时间延迟估计235

7.6.1　分数低阶Alpha稳定分布条件下时间延迟估计算法的退化235

7.6.2　基于分数低阶统计量的时间延迟估计236

7.6.3　基于高阶累积量的自适应时间延迟估计243

参考文献245

第8章 自适应阵列信号处理247

8.1　阵列的基本原理247

8.1.1 空间信号表示248

8.1.2　窄带信号的调制与解调249

8.1.3　阵列信号模型及空间采样249

8.1.4　常见阵列250

8.2　阵列信号处理的统计模型254

8.2.1　窄带信号的延迟254

8.2.2　连续时间信道模型254

8.2.3　阵列信号处理的统计模型255

8.3　波束形成256

8.3.1　空间匹配滤波器257

8.3.2　锥化截取波束形成259

8.3.3　最佳波束形成260

8.3.4　广义旁瓣消除器264

8.4.1　样本矩阵求逆（SMI）265

8.4 自适应波束形成265

8.4.2　波束形成器的对角加载266

8.4.3　波束形成器的实现268

8.5　MUSIC算法269

8.5.1　基本MUSIC算法及改进270

8.5.2　求根MUSIC算法271

8.5.3　韧性的MUSIC算法272

8.6　其他自适应阵列处理算法273

8.6.1　ESPRIT算法273

8.6.2　线性约束最小方差波束形成275

8.6.3　部分自适应阵列275

8.6.4　旁瓣消除器277

8.7 空间-时间自适应处理（STAP）278

参考文献280

9.1.1 自适应天线系统的概念282

9.1.2　向量信道的冲激响应与空间特征282

9.1 自适应天线系统原理282

第9章 自适应天线系统282

9.1.3 自适应阵列的最佳权向量284

9.1.4　权向量的自适应算法285

9.2　恒模算法287

9.2.1　最速下降算法287

9.2.2　最小二乘算法288

9.2.3　亚高斯和超高斯信号290

9.2.4　广义恒模算法292

9.2.5　广义恒模算法性能的分析293

9.3　恒模阵列296

9.3.1　恒模阵列与自适应信号对消器296

9.3.2　恒模阵列的性能分析298

9.3.3　多信号的恢复恒模阵列300

9.3.4　输出信干噪比和信噪比301

9.4.1　信号模型与最佳组合303

9.4　基于子空间的自适应阵列算法303

9.4.2　基于子空间的自适应阵列算法305

参考文献308

第10章　移动通信中的自适应信号处理310

10.1　CDMA系统概述310

10.1.1　几种典型的多址技术310

10.1.2　CDMA的关键技术315

10.2　CDMA系统中信道噪声的自适应消除322

10.2.1　CDMA信号及信道描述322

10.2.2　CDMA信道噪声的消除324

10.2.3　脉冲干扰噪声下CDMA信道噪声的消除328

10.3　CDMA系统的自适应多用户检测330

10.3.1 多用户检测的概念330

10.3.2 自适应多用户检测334

10.3.3 自适应判决反馈检测器338

10.4.1　盲信号处理的概念与分类340

10.4　CDMA中的盲信号处理340

10.4.2　CDMA中的盲多用户检测341

参考文献344

第11章　网络通信中的自适应信号处理346

11.1　网络通信的基本概念346

11.1.1　计算机与通信的相互融合346

11.1.2　网络通信的基本概念346

11.1.3　网络通信的协议体系结构349

11.2 网络宽带接入中的自适应信号处理353

11.2.1　网络宽带接入的主要方法353

11.2.2　ADSL宽带接入技术356

11.2.3　ADSL中的自适应信号处理358

11.3　网络中的自适应路由选择362

11.3.1　路由选择的概念与方法362

11.3.2　自适应路由选择方法363

参考文献366