基于MATLAB/Simulink的通信系統(tǒng)建模與仿真（第2版）

第1章 仿真思想的引入………………………………………………………………… 1
1.1 仿真的定義和分類………………………………………………………………… 1
1.1.1 仿真的定義……………………………………………………………………… 1
1.1.2 仿真的分類……………………………………………………………………… 1
1.1.3 仿真技術的發(fā)展與應用………………………………………………………… 2
1.2 通信系統(tǒng)仿真……………………………………………………………………… 4
1.2.1 通信系統(tǒng)………………………………………………………………………… 4
1.2.2 通信系統(tǒng)模型…………………………………………………………………… 4
1.2.3 通信系統(tǒng)仿真的概念和意義…………………………………………………… 5
1.2.4 通信系統(tǒng)仿真的一般流程……………………………………………………… 6
1.3 通信系統(tǒng)仿真方法和仿真工具…………………………………………………… 6
1.3.1 通信系統(tǒng)仿真方法……………………………………………………………… 6
1.3.2 通信系統(tǒng)仿真工具……………………………………………………………… 7
第2章 MATLAB語言及Simulink仿真基礎…………………………………………… 8
2.1 MATLAB概述………………………………………………………………………… 8
2.1.1 MATLAB家族……………………………………………………………………… 8
2.1.2 MATLAB發(fā)展及特點……………………………………………………………… 11
2.1.3 MATLAB R2016b界面環(huán)境…………………………………………………………12
2.2 MATLAB基本語法和基本操作……………………………………………………… 15
2.2.1 變量賦值………………………………………………………………………… 15
2.2.2 矩陣運算………………………………………………………………………… 16
2.2.3 程序控制語句…………………………………………………………………… 18
2.2.4 基本繪圖方法…………………………………………………………………… 21
2.3 Simulink簡介…………………………………………………………………… 24
2.3.1 Simulink家族及主要功能…………………………………………………… 24
2.3.2 Simulink基本模塊庫………………………………………………………… 27
2.3.3 Simulink建模仿真的操作過程……………………………………………… 29
2.4 MATLAB/Simulink在通信仿真中的應用………………………………………… 31
第3章 MATLAB計算和可視化………………………………………………………… 34
3.1 符號計算基礎……………………………………………………………………… 34
3.2 矩陣及線性代數方程組的求解…………………………………………………… 35
3.2.1 符號矩陣的創(chuàng)建………………………………………………………………… 36
3.2.2 符號矩陣的運算………………………………………………………………… 36
3.2.3 代數方程組的求解……………………………………………………………… 37
3.3 函數的極限及微積分運算………………………………………………………… 38
3.3.1 函數求極限……………………………………………………………………… 38
3.3.2 微分與Jacobian矩陣………………………………………………………… 39
3.3.3 積分運算………………………………………………………………………… 40
3.3.4 微分方程(組)的求解……………………………………………………………41
3.4 用MATLAB繪制二維圖形………………………………………………………… 42
3.4.1 MATLAB圖形繪制的基本步驟………………………………………………… 42
3.4.2 MATLAB基本繪圖命令………………………………………………………… 43
3.4.3 二維圖形的創(chuàng)建及曲線顏色、線型、數據點型設置……………………… 44
3.4.4 二維圖形的標注……………………………………………………………… 46
3.4.5 幾種特殊二維圖形的繪制………………………………………………………48
3.5 三維圖形的繪制…………………………………………………………………… 54
3.5.1 三維圖形的基本繪制方法………………………………………………………54
3.5.2 典型三維圖形的繪制……………………………………………………………56
第4章 信號系統(tǒng)分析基礎……………………………………………………………… 60
4.1 概 述……………………………………………………………………………… 60
4.2 傅里葉變換的主要性質及傅里葉變換對………………………………………… 63
4.2.1 周期信號的傅里葉級數………………………………………………………… 63
4.2.2 傅里葉變換及其性質…………………………………………………………… 66
4.3 功率和能量………………………………………………………………………… 74
4.4 隨機變量的產生…………………………………………………………………… 75
4.5 高斯過程…………………………………………………………………………… 79
4.6 隨機過程和白噪聲的功率譜……………………………………………………… 82
4.6.1 隨機過程的能量和功率譜密度………………………………………………… 82
4.6.2 白噪聲功率譜密度和二進制隨機數序列……………………………………… 85
4.7 隨機過程的線性濾波……………………………………………………………… 88
第5章 模擬信號的數字傳輸………………………………………………………… 94
5.1 概 述……………………………………………………………………………… 94
5.2 抽樣定理…………………………………………………………………………… 96
5.2.1 低通抽樣定理…………………………………………………………………… 96
5.2.2 帶通抽樣定理………………………………………………………………… 100
5.3 量 化……………………………………………………………………………… 101
5.3.1 標量量化……………………………………………………………………… 101
5.3.2 均勻量化……………………………………………………………………… 105
5.3.3 非均勻量化…………………………………………………………………… 106
5.4 PCM 編碼………………………………………………………………………… 113
5.5 DPCM …………………………………………………………………………… 115
第6章 數字信號基帶傳輸…………………………………………………………… 117
6.1 數字基帶信號的碼型…………………………………………………………… 117
6.2 碼型的功率譜分布……………………………………………………………… 124
6.2.1 理論分析……………………………………………………………………… 124
6.2.2 MATLAB程序實現(xiàn)…………………………………………………… ……… 125
6.3 碼間串擾………………………………………………………………………… 128
6.3.1 基帶傳輸系統(tǒng)模型及碼間串擾的定義……………………………………… 128
6.3.2 無碼間串擾的傳輸條件……………………………………………………… 129
6.3.3 降低碼間串擾的脈沖波形…………………………………………………… 130
6.3.4 眼 圖………………………………………………………………………… 132
6.4 基帶傳輸的差錯率分析………………………………………………………… 137
6.4.1 分析模型……………………………………………………………………… 138
6.4.2 MATLAB提供的分析工具…………………………………………………… 138
6.4.3 分析舉例……………………………………………………………………… 139
第7章 載波調制…………………………………………………………………… 143
7.1 模擬調制………………………………………………………………………… 143
7.1.1 標準AM 調制………………………………………………………………… 143
7.1.2 DSB調制……………………………………………………………………… 146
7.1.3 頻率調制FM ………………………………………………………………… 148
7.2 幅移鍵控ASK ………………………………………………………………… 150
7.2.1 調制原理介紹………………………………………………………………… 150
7.2.2 調制舉例……………………………………………………………………… 150
7.3 頻移鍵控FSK …………………………………………………………………… 152
7.3.1 原理介紹……………………………………………………………………… 152
7.3.2 調制舉例……………………………………………………………………… 152
7.3.3 解調與檢測…………………………………………………………………… 154
7.4 相移鍵控PSK和DPSK ………………………………………………………… 163
7.4.1 PSK調制原理介紹…………………………………………………………… 163
7.4.2 PSK調制舉例………………………………………………………………… 164
7.4.3 PSK解調與檢測……………………………………………………………… 167
7.4.4 DPSK調制與解調…………………………………………………………… 175
7.5 多載波調制與OFDM …………………………………………………………… 180
7.5.1 OFDM 的基本原理…………………………………………………………… 180
7.5.2 OFDM 的實現(xiàn)………………………………………………………………… 181
第8章 數字信號處理應用………………………………………………………… 186
8.1 DSP系統(tǒng)工具箱簡介…………………………………………………………… 186
8.1.1 信號源模塊組………………………………………………………………… 187
8.1.2 濾波器模塊組………………………………………………………………… 187
8.1.3 數學函數模塊組……………………………………………………………… 188
8.1.4 量化器模塊組………………………………………………………………… 189
8.1.5 信號運算模塊組……………………………………………………………… 189
8.1.6 信號管理模塊組……………………………………………………………… 190
8.1.7 信號變換模塊組……………………………………………………………… 191
8.1.8 統(tǒng)計模塊組…………………………………………………………………… 191
8.1.9 信宿模塊組…………………………………………………………………… 192
8.2 模型的建立……………………………………………………………………… 193
8.3 信號的濾波……………………………………………………………………… 195
8.3.1 使用fdesign設計濾波器…………………………………………………… 195
8.3.2 使用Filter Builder設計濾波器………………………………………… 198
8.3.3 設計一個低通濾波器………………………………………………………… 198
8.3.4 設計一個自適應濾波器……………………………………………………… 201
第9章 綜合篇……………………………………………………………………… 207
9.1 模擬信號的數字化過程設計項目……………………………………………… 207
9.2 電話按鍵撥號器的仿真設計項目……………………………………………… 210
9.3 語音識別系統(tǒng)設計項目………………………………………………………… 213
9.4 自動人臉識別系統(tǒng)設計項目…………………………………………………… 215
參考文獻…………………………………………………………………………………… 217