کتاب اصول و مبانی سیستم های مخابراتی ویرایش دوم اثر پروکیس ترجمه قاضی مغربی ناشر فدک ایساتیس

پيشگفتار

     اين كتاب به‌عنوان يك كتاب درسي پيشرفته در زمينه‌ي سيستم‌هاي مخابراتي براي تمام شاخه‌هاي رشته‌ي مهندسي برق طراحي شده است. هدف اصلي اين كتاب شناساندن روش‌هاي اساسي مورد استفاده در سيستم‌هاي مخابراتي و بيان اصول و ابزار اساسي مورد استفاده درتحليل و طراحي چنين سيستم‌هايي است. اگرچه اين كتاب در اصل به‌عنوان يك كتاب درسي براي سطح كارشناسي نوشته شده، اما مي‌توان از آن به‌عنوان كتاب تمرين مهندسي مخابرات و يا خودآموز نيز استفاده كرد.

     تأكيد اين كتاب روي سيستم‌هاي مخابرات ديجيتال است كه به‌صورت كامل در فصل‌هاي 7 لغايت 11 شرح داده شده است. سيستم‌هاي مخابرات ديجيتال هم‌اكنون اسكلت اصلي سيستم‌هاي مخابرات پيشرفته‌اي همچون نسل‌هاي جديد سيستم‌هاي مخابرات بي‌سيم، سيستم‌هاي مخابرات ماهواره‌اي و شبكه‌هاي انتقال داده را تشكيل مي‌دهند.

     جزئيات كامل سيستم‌هاي مخابرات آنالوگ مرسوم در فصل‌هاي 3، 4 و 6 ارائه شده است. ضمناً جزئيات كاملي به‌عنوان پيش‌نياز اين درس در دو فصل اين كتاب ارائه شده است. يك فصل درباره‌ي تحليل سيستم‌هاي خطي در حوزه‌ي فركانس و استفاده از روش‌هاي فوريه (فصل 2) و فصل ديگر (فصل 5) درباره‌ي مطالعه‌ي احتمالات، متغيرهاي تصادفي و فرآيندهاي تصادفي است. اگرچه هريك از اين مباحث در اكثر دانشگاه‌ها به‌صورت مجزا در شاخه‌هاي مهندسي برق و به‌طور كامل پوشش داده مي‌شوند، اما براساس تجربيات نويسندگان اين كتاب، دانشجويان شديداً نياز به مرور مجدد اين سرفصل‌ها در درس مخابرات دارند؛ زيرا اين فصل‌ها به دانشجويان كمك زيادي در دسترسي سريع به نكات مورد نياز مي‌كنند.

     در طراحي اين كتاب فرض شده دانشجوياني كه اين درس را انتخاب نموده‌اند در جبر خطي، مدارهاي الكتريكي ساده ، نظريه‌ي سيستم‌هاي خطي، احتمال و فرآيندهاي تصادفي، زمينه‌ي كافي را دارند. اين دو موضوع آخر، در دو فصل اين كتاب دوره خواهند شد.

ساختار كتاب

     اين كتاب با نگاهي مختصر و كوتاه به سيستم‌هاي مخابراتي در فصل اول شروع و با شيوه‌هاي نمايش سيگنال و تحليل سيستم‌هاي خطي در حوزه‌ي زمان و حوزه‌ي فركانس در فصل دوم ادامه مي‌يابد. در اين فصل بيشتر بر سري‌هاي فوريه و نمايش تبديل فوريه سيگنال‌ها و استفاده از اين تبديل‌ها درتحليل سيستم‌هاي خطي، تأكيد شده است.

     فصل‌هاي 3 و 4 به مسائل مربوط به مدولاسيون و دمدولاسيون سيگنال‌هاي آنالوگ پرداخته  است. در فصل 3 مدولاسيون دامنه‌‌ (AM) و در فصل 4 مدولاسيون فركانس (FM) و مدولاسيون فاز (PM) شرح داده شده‌اند. موارد مربوط به پخش تلويزيوني و راديويي و سيستم‌هاي مخابرات سلولي آنالوگ نيز در اين فصل‌ها مورد بررسي قرار گرفته‌اند.

     در فصل 5 نيز به مرور تعريف‌هاي اساسي و مفاهيم مربوط به احتمالات و فرآيندهاي تصادفي پرداخته شده است. هم‌چنين دراين فصل تأكيد ويژه‌اي روي فرآيندهاي تصادفي گوسي شده است؛ زيرا مدل‌هايي از نظر رياضي قابل رهگيري را براي اغتشاشات ناشي از نويز جمع‌شونده ارائه مي‌كنند. ضمناً در اين فصل نمايش سيگنال‌هاي تصادفي هم در حوزه‌ي زمان و هم در حوزه‌ي فركانس نشان داده شده است.

     در فصل 6، مباحث مربوط به اثر نويز جمع‌شونده در دمدولاسيون سيگنال‌هاي آنالوگ مدوله‌شده‌ي دامنه (AM) و سيگنال‌هاي آنالوگ مدوله‌شده‌ي فاز و فركانس (PM , FM)، مطرح شده است. همچنين در اين فصل‌ مقايسه‌اي بين مدولاسيون‌هاي سيگنال‌هاي آنالوگ برحسب نسبت عملكردي سيگنال به نويز آنها انجام شده است. موضوع ديگر در اين فصل، ويژگي‌هاي نويز حرارتي و اثرات تلفات انتقال در سيستم‌هاي مخابراتي مطالعه شده‌اند.

     فصل 7 به‌تبديل آنالوگ به ديجيتال اختصاص دارد. مباحث مربوط به نمونه‌برداري و روش‌هاي كوانتيزاسيون در ابتدا شرح داده شده و با شيوه‌هاي كدگذاري شكل‌موج مانند PCM، DPCM و DM دنبال مي‌شوند. اين فصل با بحث مختصري درباره‌ي روش كدگذاري صوت به روش LPC و استاندارد JPEG در فشرده‌سازي تصوير، به پايان مي‌رسد.

     فصل 8 به بحث درباره‌ي روش‌هاي مدولاسيون دیجیتال براي كانال‌هاي AWGN پرداخته‌شده است. انواع مختلفي از روش‌هاي مدولاسيون دودويي و غيردودويي، بر اساس نمايش هندسي سيگنال‌ها توضيح داده شده و عملكرد آنها نيز برحسب احتمال خطاي حاصل، محاسبه شده است. در این فصل مساله‌ی تخمین فاز حامل با استفاده از حلقه‌ی قفل شده‌ی فاز (PLL) نیز بررسی شده است. آخرين موضوع اين فصل بر روش‌هاي همزمان‌سازي در سيستم‌هاي مخابرات ديجيتال تأكيد شده است.

     در فصل 9 به بررسي مدولاسیون‌های چند بعدی پرداخته شده است. در این فصل سیگنال‌های متعامد Mتایی، متعامد دوگانه بررسی و احتمال خطای آنها محاسبه شده است. انواع شکل موج‌های سیگنال و احتمال خطای آنها محاسبه شده است. مدولاسیون، دمدولاسیون و محاسبه‌ی احتمال خطای انواع مدولاسیون FSK نیز انجام شده است.

     در فصل 10 انتقال اطلاعات دیجیتال از طریق کانال‌های AWGN باند محدود بررسی شده است. در این فصل تداخل بین سمبلی (ISI) و معیار نایکوییست بررسی شده است. موضوعات دیگری مانند آشکارسازی سمبل به سمبل، طراحی فیلترهای فرستنده و گیرنده و متعادل‌سازی کانال به این فصل بررسی شده است.

     در فصل 11، بررسي محدوديت‌هاي اساسي مخابره‌ي اطلاعات كه دربرگيرنده مطالبي درباره‌ي محتواي اطلاعاتي منابع بدون حافظه و ظرفيت كانال AWGN است، پرداخته شده است. دو الگوريتم بسيار متداول در كدگذاري خروجي منابع ديجيتال به‌نام‌هاي الگوريتم كدگذاري هافمن و الگوريتم كدگذاري لمپل ـ زيو نيز در اين فصل توضيح داده شده‌اند.

     در سراسر اين كتاب مثال‌هاي حل‌شده‌ي متنوعي وجود دارد كه تأكيدي بر استفاده از روش‌هاي استفاده شده در مباني و مسائل نظري ارائه شده است. انتهاي هر فصل شامل مسائل زيادي با سطح‌هاي دشواري مختلف است. در اين ميان مجموعه‌اي برگزيده از مسائل رايانه‌اي وجود دارند كه درباره‌ي شبيه‌سازي الگوريتم‌هاي مختلف ارائه شده در هر فصل به‌كمك نرم‌افزار MATLAB است. پاسخ اين مسائل نرم‌افزاري در وب‌سايت اختصاصي Prentice Hall موجود است.

     عمده‌ی تفاوت ویرایش اول و دوم این کتاب در فصل‌های 8 لغایت 10 قرارداد که نحوه ارائه مطالب در ویرایش دوم کتاب را به یک کتاب کاربردی نزدیک‌تر کرده است.

گزينه‌هايي براي روش‌هاي ارائه‌ دوره

     اين كتاب را مي‌توان به‌عنوان كتاب درسي در زمينه‌ي سيستم‌هاي مخابراتي در مدت يك يا دو نيم‌سال استفاده كرد. ملاحظه‌‌اي كه در طراحي دوره‌ي آموزشي اين درس بايد به آن توجه شود اين است كه آيا دانشجويان در گذشته درسي تحت نام احتمالات و فرآيندهاي تصادفي را به انجام رسانده‌اند يا خير؟ ملاحظه‌ي ديگر در طراحي اين دوره‌ي آموزشي اين است كه آيا شيوه‌هاي مدولاسيون و دمدولاسيون آنالوگ در دوره‌هاي قبل توسط دانشجويان فراگيري شده‌ است يا خير؟ در زير سه سناريو براي تدريس اين كتاب ارائه شده است. علاوه بر اين گزينه‌ها، روش‌هاي ديگري نيز امكان‌پذير هستند.

1. با عنوان درسي مخابرات آنالوگ و ديجيتال كه در طول يك نيم‌سال تدريس شود. در اين شيوه مي‌توان بخش‌هايي از فصل 2 و 5 را به‌عنوان يادآوري و تمام فصل‌هاي 4، 6، 7 و 8  و گزيده‌اي از فصل‌ 11 را انتخاب كرد.
2. با عنوان‌ درسي مخابرات كه درطول يك نيم‌سال تدريس شود. در اين شيوه مي‌توان بخش‌هايي از فصل 2 و 5 را به‌عنوان يادآوري و فصل‌هاي 11 ـ 7 را براي تدريس انتخاب كرد.
3. با عنوان درسي مخابرات آنالوگ و ديجيتال درمدت دو ترم متوالي ارائه شود. در اين شيوه
   • در ترم اول فصل‌هاي 2 تا 6 براي تدريس انتخاب شوند.
   • در ترم دوم نيز فصل‌هاي 7 تا 11 براي تدريس انتخاب شوند.

مقدمه مترجمين

به انسان آنچه را نمي‌دانست، آموخت (قرآن كريم، سوره‌ي علق)

     ­خداوند متعال را به‌واسطه‌ي نعمت دانشي كه بخشيد و توفيق اداي زكات آن را عنايت فرمود، بسيار سپاسگذاريم. كتاب حاضر كه ترجمه‌ي ویرایش دوم كتاب؛

Fundamental of Communication Systems

است، توسط انتشارات Prentice Hall در سال 2014 چاپ و در اختيار متقاضيان قرار گرفت. كتاب حاضر نسبت به كتب مشابه ویرایش نخست آن ويژگي‌هاي قابلي دارد. با توجه به تدريس كتب مختلف مخابرات در سنوات گذشته و كاستي‌هاي آن‌ها در تفهميم مطالب، اين كتاب نسبت به كتب مشابه براي تدريس در رشته‌هاي مهندسي برق مناسب‌تر ديده شد؛ لذا مصمم بر ترجمه‌ي ويرايش جديد آن شديم.

     از آنجا كه هدف از ترجمه‌ي كتاب حاضر، تدوين كتابي براي دروس مخابرات 1 و مخابرات 2 رشته‌هاي مهندسي برق است، لذا از 13 فصل كتاب مرجع زبان اصلي، دو فصل آن كه شامل موضوعات دروس مصوب نبوده، حذف شده است كه حذف آن دو فصل، هيچ‌گونه خدشه‌اي بر موضوعات آموزشي نخواهد داشت. ضمناً در برخي فصول مباحثي ارائه شده است كه براي مطالعه بيشتر مفيد است و حذف اين بخش‌ها خللي به پيوستگي مطالب وارد نمي‌كند.

     با توجه به سرفصل مصوب شوراي عالي برنامه‌ريزي پيشنهاد مي‌شود كه فصول 1 لغايت 6 به درس مخابرات 1 و فصول 7 لغايت 11 به درس مخابرات 2 اختصاص يابند.

     در ترجمه‌ي كتاب سعي شده ضمن حفظ امانت و رعايت نكات فرهنگستان زبان و ادب فارسي از واژگاني استفاده شود كه دانشجويان بيش‌تر با آن مأنوس هستند. قطعاً اين ترجمه كامل نيست و نواقصي دارد، لذا بسيار خرسند خواهيم بود كه از نقطه نظرات خواننندگان محترم بهره‌مند شويم تا در چاپ‌هاي بعدي اشكالات مرتفع شوند.

     در خاتمه از آقاي مجيدرضا زرويي مدير محترم انتشارات فدك ايساتيس و كادر محترم آن مؤسسه خصوصاً از آقايان مهندس رضا كرمي شاهنده، علي هدايتي و سركار خانم شبنم كارپسند كه به ترتيب مسئوليت‌هاي نظارت، تايپ و صفحه‌آرائي و طراحي گرافيكي متن حاضر را برعهده داشتند، كمال تشكل و قدرداني به عمل مي‌آيد. همچنين از خانم‌ها سپيده قاضي مغربي و فاطمه قاضي مغربي كه در غلط‌گيري و مقابله نمودن متون سعي كافي و وافي به‌خرج داده‌اند، كمال تشكر را داريم.

سعيد قاضي مغربي

ميثم اميراحمدي

Ghazimaghrebi@iausr.ac.ir

s_ghazi2002@yahoo.com

فهرست مطالب

فصل اول      مقدمه  1

1.1        مرور تاريخي   3

1.2        اجزاي يك سيستم مخابراتي الكتريكي   7

1.2.1    سيستم‌هاي مخابرات ديجيتال   9

1.2.2    تلاش‌هاي انجام‌شده در مخابرات ديجيتال   12

1.3        كانال‌هاي مخابراتي و مشخصه‌هاي آنها   15

1.4        مدل‌هاي رياضي براي كانال‌هاي مخابراتي   22

1.5        خلاصه و مطالعه‌ي بيشتر   24

فصل دوم      سيگنال‌ها و سيستم‌ها 25

2.1        مفاهيم پايه   27

2.1.1    عمليات اصلي روي سيگنال‌ها   28

2.1.2    دسته‌بندي سيگنال‌ها   29

2.1.3    بعضي سيگنال‌هاي مهم و خواص آنها   37

2.1.4    دسته‌بندي سيستم‌ها   44

2.1.5     تحليل سيستم‌هاي LTI در حوزه زمان   48

2.2        سري‌ فوريه   50

2.2.1    سري فوريه و خواص آن   50

2.2.2    پاسخ سيستم‌هاي LTI به سيگنال‌هاي متناوب   60

2.2.3    رابطه‌ي پارسوال   63

2.3        تبديل فوريه   65

2.3.1    از سري فوريه تا تبديل فوريه   65

2.3.2    خواص اصلي تبديل فوريه   71

2.3.3    تبديل فوريه‌ي سيگنال‌هاي متناوب   86

2.3.4    انتقال از طريق سيستم‌هاي LTI   88

برای مطالعه بیشتر    91

2.4    طراحي فيلتر   91

2.5        توان و انرژي   96

2.5.1    سيگنال‌هاي انرژي   97

2.5.2    سيگنال‌هاي توان   100

2.6        تبديل هيلبرت و خواص آن   103

2.7        سيگنال‌هاي پايين‌گذر و ميان‌گذر   106

2.8        خلاصه و مطالعه‌ي بيشتر   109

            مسائل   110

            مسائل رايانه‌اي   117

فصل سوم     مدولاسيون دامنه  121

3.1        مقدمه‌اي بر مدولاسيون   124

3.2        مدولاسيون دامنه (AM)   125

          3.2.1    مدولاسيون دامنه باندجانبي دوگانه با حامل محذوف   125

3.2.2    مدولاسيون دامنه‌ي متداول   133

3.2.3 AM   تك‌باندجانبي   138

3.2.4    AMباندجانبي اثري   141

3.3        پياده‌سازي مدولاتورها و دمدولاتورهايAM   143

3.4        مالتي پلكس سيگنال   150

3.4.1    مالتي پلكس تقسيم فركانسي   151

3.4.2    مالتي پلكس حامل تربيعي   152

برای مطالعه‌ی بیشتر    153

3.5    پخش راديويي AM   153

3.6        خلاصه و مطالعه‌ی بیشتر    155

            مسائل   158

            مسائل رايانه‌اي   163

فصل چهارم   مدولاسيون زاويه    165

4.1        نمايش سيگنال‌هاي FM وPM    168

4.2        مشخصه‌هاي طيفي سيگنال‌هاي مدوله‌شده‌ي زاويه   172

4.2.1    مدولاسيون زاويه‌ي سيگنال پيام سينوسي   172

4.2.2    مدولاسيون زاويه‌ي يك سيگنال پيام دلخواه   177

4.3        پياده‌سازي مدولاتورها و دمدولاتورهاي زاويه   177

برای مطالعه‌ی بیشتر    186

4.4    پخش FM راديويي و تلويزيوني   186

4.5        خلاصه و مطالعه‌ي بيشتر   188

            مسائل   189

            مسائل رايانه‌اي   192

فصل پنجم    احتمالات و متغيرهاي تصادفي   195

5.1        مروري بر احتمالات و متغيرهاي تصادفي   197

5.1.1    فضاي نمونه، رخدادها و احتمال   197

5.1.2    احتمالات شرطي   198

5.1.3    متغيرهاي تصادفي   201

5.1.4     توابعي برحسب متغير تصادفي   208

5.1.5    متغيرهاي تصادفي چندگانه   211

5.1.6    مجموع متغيرهاي تصادفي   216

5.2        فرآيندهاي تصادفي - مفاهيم اصلي   216

5.2.1    متوسط‌هاي آماري   220

5.2.2    فرآيندهاي ايستان با تسامح   222

5.2.3    فرآيندهاي تصادفي چندگانه   224

5.2.4    فرآيندهاي تصادفي و سيستم‌هاي خطي   226

5.2.5    چگالي طيف توان فرآيندهاي ايستان   228

5.2.6    چگالي طيف توان فرآيند مجموع   233

5.3        فرآيندهاي گوسي و سفيد   234

5.3.1    فرآيندهاي گوسي   234

5.3.2    فرآيندهاي سفيد   236

5.3.3    فرآيندهاي نويز فيلترشده   238

5.4        خلاصه و مطالعه‌ي بيشتر   243

            مسائل   245

            مسائل رايانه‌اي   253

فصل ششم    تاثير نويز روي سيستم‌هاي آنالوگ   257

6.1        تأثير نويز بر سيستم‌هاي مدولاسيون دامنه (AM)   259

6.1.1    تأثير نويز بر سيستم باندپايه   260

6.1.2    تأثير نويز بر DSB-SC AM   260

6.1.3    تأثير نويز بر SSB AM   262

6.1.4    تأثير نويز بر مدولاسيون AM متداول   264

6.2        تأثير نويز بر مدولاسيون زاويه   268

6.2.1    اثر آستانه در مدولاسيون زاويه   277

6.2.2    فيلتركردن پيش‌تأكيد و واتأكيد   280

6.3        مقايسه‌ي سيستم‌هاي مدولاسيون آنالوگ   283

6.4        اثرات تلفات انتقال و نويز در سيستم‌هاي مخابرات آنالوگ   285

6.4.1    توصيف منابع نويز حرارتي   286

6.4.2    دماي مؤثر نويز و عدد نويز   287

6.4.3    تلفات انتقال   290

6.4.4    استفاده از تكراركننده‌ها در ارسال سيگنال   291

6.4        خلاصه و مطالعه‌ي بيشتر   294

            مسائل   296   

            مسائل رايانه‌اي   299

فصل هفتم     تبديل آنالوگ به ديجيتال  301

7.1        نمونه‌برداري از سيگنال‌ها و بازسازي سيگنال از نمونه‌ها   304

7.1.1    قضيه‌ي نمونه‌برداري   304

7.2        كوانتيزاسيون   309

7.2.1    كوانتيزاسيون عددي   309

7.2.2    كوانتيزاسيون برداري   317

7.3        كدگذاري   319

7.4        كدگذاري شكل‌موج   320

7.4.1    مدولاسيون كد پالس (PCM)   321

7.4.2    مدولاسيون كد پالس تفاضلي (DPCM)   325

7.4.3    مدولاسيون دلتا (DM)   327

برای مطالعه بیشتر   330

7.5    روش‌هاي تحليل و سنتز   330

برای مطالعه بیشتر   334

7.6    ارسال صوت ديجيتال و ضبط صوت ديجيتال   334

7.6.1    صوت ديجيتال در سيستم‌هاي ارسال تلفني   335

7.6.2    ضبط ديجيتالي صدا   337 

برای مطالعه بیشتر   341

7.7     استاندارد كدگذاري تصوير JPEG   341

7.8        خلاصه و مطالعه‌ي بيشتر   345

            مسائل   347

            مسائل رايانه‌اي   352

فصل هشتم    مدولاسيون ديجيتال در كانال با نويز سفيد گوسي جمع‌شونده       353

8.1        نمايش هندسي شكل‌موج سيگنال‌   356

8.2        مدولاسيون پالس دودويي   360

8.2.1    مدولاسيون متضاد دودويي   361

8.2.2    سيگنال‌دهي متعامد دودويي   364

8.2.3    مدولاسيون مكان پالس (PPM) دودويي   365

8.3        گيرنده‌ي بهينه براي سيگنال‌هاي مدوله‌شده‌ي دودويي در حضور نويز گوسي سفيد جمع‌شونده   370

8.3.1    دمدولاتور نوع مدار همبستگي   371

8.3.2    دمدولاتور نوع فيلتر منطبق   379

8.3.3    عملكرد آشكارساز بهينه براي سيگنال‌هاي دودويي    387

8.4        مدولاسيون پالس M تايي   392

8.4.1    گيرنده‌ي بهينه براي سيگنال‌هاي M تايي در حضور نويز AWGN  392

8.4.2    كران واحد براي احتمال خطا   405

8.5        مدولاسيون دامنه‌ي پالس M تايي   407

8.5.1    PAMمدوله‌شده حاملي براي کانال ميان‌گذر (ASK – M تايي)  409

8.5.2    دمدولاسيون و آشكارسازي سيگنال‌هاي مدوله‌شده‌ي دامنه   412

8.5.3    احتمال خطای PAM M تایی   413

8.6        کلیدزنی انتقال فاز   416

8.6.1    نمایش هندسی سیگنال‌های PSK   417

8.6.2    دمدولاسيون و آشكارسازي سيگنال‌هاي مدوله‌شده‌ي فاز   419

8.6.3    احتمال خطاي مدولاسيون PSK همدوس فاز   421

8.6.4    کدگذاری فاز تفاضلی و مدولاسيون و دمدولاسيون فاز تفاضلي   426

8.6.5    احتمال خطاي DPSK   428

8.7        سيگنال‌هاي ديجيتال مدوله‌شده‌ي دامنه‌ي تربيعي   430

8.7.1    نمایش هندسی سیگنال‌های QAM   431

8.7.2    دمدولاسيون و آشكارسازي سيگنال‌هاي مدوله‌شده‌ي دامنه‌ي تربيعي (QAM)   434

8.7.3    احتمال خطاي QAM   435

8.8        تخمین فاز حامل   440

8.8.1    تخمين فاز حامل از طريق حلقه‌ي قفل‌شده‌ فاز (PLL)   440

8.8.2    حلقه‌ي كاستاس    448

8.8.3    تخمین فاز حامل برای PAM   450

8.8.4    تخمين فاز حامل PSK   451

8.8.5    تخمين فاز حامل QAM   455

برای مطالعه بیشتر   457

8.9          همزمان‌سازي سمبل    457

               8.9.1    همزمان‌كننده‌هاي گيت تقدم ـ تأخر   458

               8.9.2    روش حداقل ميانگين مربع خطا   460

               8.9.3    روش حداكثر شباهت   463

               8.9.4    روش طيف خطي    464

               8.9.5    همزمان‌سازي سمبل براي سيگنال‌هاي مدوله‌شده‌ي‌ حاملي   467

8.10      تکرارکننده‌هاي بازساز    468

8.11      خلاصه و مطالعه بیشتر   469

            مسائل   471

            مسائل رایانه‌ها   480

فصل نهم      انتقال ديجيتال از طريق كانال‌هاي AWGN باندمحدود          487

9.1        سيگنال‌هاي متعامد M تايي   489

9.1.1    احتمال خطا براي سيگنال‌هاي متعامد Mتايي   492

9.1.2    كران واحد در احتمال خطاي سيگنال‌دهي متعامد M تايي.   495

9.2        سيگنال‌هاي متعامد دوگانه    496

9.2.1    احتمال خطاي سيگنال‌هاي متعامد دوگانه M تايي   499

9.3        شكل‌موج‌هاي سيگنال ساده   501

9.3.1    احتمال خطاي سيگنال‌هاي ساده M تايي   503

9.4        شكل‌موج‌هاي سيگنال كدشده‌ي دودويي   503

9.4.1    احتمال خطاي سيگنال‌هاي كدشده‌ي دودويي   506

9.5        کلیدزنی انتقال فركانس   506

9.5.1    دمدولاسيون سيگنال‌هاي مدوله‌شده‌ي فركانس Mتایی (M-FSK)   508

9.5.2    آشكارساز بهينه براي سيگنال‌هاي FSK دودويي ناهمدوس   511

9.5.3    احتمال خطاي آشكارسازي ناهمدوس FSK M تایی ناهمدوس   515

برای مطالعه بیشتر   518

9.6           سیستم های مدولاسیون با حافظه   518

                9.6.1 FSK   با فاز پيوسته (CPFSK)    518

                9.6.2     مشخصات طیفی سیگنال‌های CPFSK   529

9.7        مقايسه‌ي روش‌هاي مدولاسيون   533

9.8        خلاصه و مطالعه آینده   538

            مسائل   540

            مسائل رایانه‌ای    543

فصل دهم     انتقال اطلاعات ديجيتال از طريق کانال‌های AWGN باند محدود 547

10.1      ارسال ديجيتال ازطريق كانال‌هاي باندمحدود   549

10.1.1    تداخل بين سمبلي در انتقال سيگنال   554

10.1.2    انتقال دیجیتال از طریق کانال‌های میانگذر باند محدود   556

برای مطالعه بیشتر   558

10.2      طيف توان سيگنال‌هاي مدوله شده‌ي ديجيتال   558

10.3      طراحي سيگنال براي كانال‌هاي باندمحدود   563

10.3.1    طراحي سيگنال‌هاي باندمحدود براي حالت صفر - معيار نايكوييست   565

10.3.2    طراحي سيگنال‌هاي باندمحدود با ISI كنترل شده - سيگنال‌هاي پاسخ جزيي   571

برای مطالعه بیشتر   574

10.4      آشکارسازی سیگنال‌های پاسخ جزئی   574

            10.4.1    آشكارسازي سمبل به سمبل   574

            10.4.2    احتمال خطاي آشكارسازي سمبل به سمبل   578

            10.4.3    آشكارسازي دنباله‌ي با حداكثر شباهت براي سيگنال‌هاي پاسخ جزئي   581

            10.4.4    احتمال خطای آشکارساز دنباله‌ی حداکثر همسایگی   584

برای مطالعه‌ی بیشتر   590

10.5        طراحي سيستم در حضور اعوجاج كانال   586

                10.5.1    طراحي فيلترهاي فرستنده و گيرنده براي كانال معلوم   588

                10.5.2    متعادل‌سازي كانال   590

10.6      خلاصه و مطالعه‌ي بيشتر   608

برای مطالعه بیشتر   611

ضمیمه الف.طیف توان سیگنال‌های مدوله شده   611

              10.الف.1    طیف توان سیگنال باند پایه   611

              10.الف.2    چگالی طیف توان سیگنال‌های مدوله شده حاملی   613

مسائل   615

مسائل رايانه‌اي   621

فصل يازدهم‌   مقدمه‌اي بر تئوري اطلاعات   627

11.1      مدل‌سازي منابع اطلاعات   630

11.1.1    اندازه‌گيري اطلاعات   632

11.1.2    آنتروپي توام و شرطي   635

11.1.3    اطلاعات متقابل    368

11.1.4    آنتروپي تفاضلي    639

11.2      قضيه كدگذاري منبع   641

11.3      الگوريتم‌هاي كدگذاري منبع    643

11.3.1    الگوريتم هافمن براي كدگذاري منبع   644

11.3.2    الگوريتم كدگذاري منبع لمپل ـ زيو (Lempel – Ziv)   648

11.4      مدل‌سازي كانال‌هاي مخابراتي   650

11.5      ظرفيت كانال   653

11.5.1    ظرفيت كانال گوسي   658

11.6      كران‌هاي مخابراتي   661

11.7      خلاصه و مطالعه‌ي بيشتر   665

            مسائل    666

            مسائل رایانه‌ای   672

فهرست الفبایی   677