详解MATLAB/SIMULINK 通信系统建模与仿真---刘学勇编著 ---电子工业出版社

所需积分/C币:50 2018-03-03 16:55:31 139.07MB PDF
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系统介绍matlab/simulink通信系统仿真设计,包括通信信号与系统分析
MATLAB仿真与应用精品丛书 详解 MATLABSimulink通信系统 建模与仿真(配视频教程) 刘学勇编著 電子工業出版禾 Publishing House of Electronics Industry 北京· BEIJING 前言 随着科学技术的发展,计算机仿真技术呈现出越来越强大的活力,它大大节省了人力、 物力和时间成本,在当今教学、科研、生产等各个领域发挥着巨大的作用。 MATLAB凭借其 强大的功能在众多的计算机仿真软件中脱颖而出,成为国际上最流行的科学与工程计算的工 具软件。 MATLAB不仅功能强大而且易于操作,使用户能集中精力于所研究的问题上,而不 必在编程上花费过多时间。世界各国在通信系统的教学中,均采用 MATLAB及 Simulink作 为辅助教学软件,一方面可以摆脱繁杂的大规模计算;另一方面还可以使学生有机会自己动 手构建模型,所花的代价要远小于实际建模。 目前,系统地介绍 MATLAB/ Simulink通信系统仿真设计的书非常少,很多书的重点都 是各种模块的设计和性能分析的基本理论,缺少通过大量实例讲解 MATLAB/Simulink通信 系统建模与仿真设计的内容,本书就是为尝试弥补这方面的不足而编写的。 本书共分12章,可分为三大部分。 第1部分包括第1~2章,主要介绍 MATLAB的基础知识、 MATLAB/Simulink集成环境、 M语言编程环境,以及 Simulink模块的使用,使读者对 MATLAB/Simulink能有一个基本的了解。 第2部分包括第3~8章,主要介绍使用 MATLAB/ Simulink进行通信系统仿真中各个常 用模块使用方法,包括通信信号与系统分析、信道、模拟调制与解调、数字基带传输、数字 信号载波传输、信道编码/译码,以及交织等模块。读者通过这些内容的学习,可掌握通信系 统常用模块的仿真方法与技术,并能学会搭建简单的系统模型。 第3部分包括第9~12章,是通信系统的综合仿真实例,包括OFDM系统仿真、CDMA 系统仿真、多址接入协议概述及MMO系统仿真。它们都是当前通信界的研究热点,读者通 过学习,将会对通信系统有一个更深入的了解,同时对使用 MATLAB/ Simulink进行通信系 统仿真的方法会有更大的提高。 本书的最大特点就是将理论与实际紧密结合,内容通俗易懂,使读者对使用 MATLAB/ Simulink进行通信系统仿真应用有一个基本的认识。本书的另一大特色就是注重仿真应用的 系统化,书中严格按照各种理论系统进行仿真过程的设计,使所有的仿真内容都可以找到理 论根源,从而巩固加深了读者对理论的理解。 本书配有光盘1张,包含书中所有实例的程序源代码和相关的教学视频,方便读者学习和使 用。所有的程序都用 MATLAB/Simulink进行了验证。此外,还有大量的上机习题,读者如果能 认真分析相应习题,对整个通信系统的工作会获得更加生动、具体的认识。书中的综合案例,读 者稍加修改,便可以应用于自己的工作中或者完成自己的课题,可以说是物有所值。 本书主要由刘学勇编著,参与编写的还有张玉兰、李龙、魏勇、王华、李辉、刘峰、徐 浩、李建国、马建军、唐爱华、苏小平、朱丽云、马淑娟、周毅等。 由于时间仓促,同时限于作者的水平,书中难免存在一些错误和不足之处,欢迎广大读 者批评指正。 编著者 2011.8 目录 目录 第1章 MATLAB基础与通信系统仿真…… 11 MATLAB简介 1.11 MATLAB的起源 ……………………1 11.2 MATLAB的特点… 12 MATLAB程序设计 12.1 MATLAB工作环境… ,,,,,来,,来,,,,,,,,,,,, 122 MATLAB的帮助系统…… 3357 123 MATLAB的基本操作……… 1.2.4 MATLAB图形处理和数据可视化…………………… 12 12.5M文件编程 20 126文件操作 …29 1.3通信系统仿真……… ,,,,,,,,,来 1.3.1通信仿真的概念……………………………………………………34 1.32通信仿真的基本方法… ……34 小结…… …………………………36 习题 第2章 Simulink仿真基础 ………37 21 Simulink简介 37 2.2 Simulink工作环境…… 38 2.3 Simulink仿真的基本方法… 41 23.1 Simulink模块库…… 42 2.3.2搭建仿真模型…… 24创建自己的模块库……………… 48 24.1模块合成 ,…,……49 24.2创建新模块 ………………………49 2.4.3模块的封装……… 8,,,., 51 2.5S-函数的编写……………… ………50 2.51S-函数的工作原理… ……57 252S-函数的基本概念… …58 253M文件S函数……… 59 254M文件S-函数的编写示例…… ………63 小结 65 习题… ……………………………………………………… …66 第3章通信信号与系统分析 ………… 67 31离散信号和系统 ……67 31.1离散信号 ………67 ●●● ●● 联解 MATLAB/ Simulink信系统廛模与们真(配视频教程) 3.12离散时间系统 ………69 313信号的能量和功率 72 3.2 Fourier分析……… …72 32.1连续时间信号的 Fourier变换…… 322离散时间信号的 Fourier变换 76 323离散 Fourier变换… …79 33带通信号的低通等效 3.3.1解析信号与 Hilbert变换… 85 3.32带通信号的低通表示… 34随机信号分析 34.1平稳随机过程的相关函数与功率谱密度 34.2带通随机过程 34.3随机过程通过线性系统 小结 习题… 第4章信道… …96 4.1加性高斯白噪声信道…… ,,,,,来,,,,,,, 6 41.1awgn函数…… 96 4.1.2 randn函数………… …100 41.3AWGN信道仿真示例………………… …102 4.14 Simulink中的AWGN模块仿真 104 42多径衰落信道 …110 42.1多径衰落信道的特点 110 42.2多径衰落信道的仿真……… 116 4.23 Simulink中的多径衰落信道模块仿真 …121 小结…… …123 习题 124 第5章模拟调制 125 51幅度调制 125 5.1.1调幅(AM) 125 5.12抑制载波双边带调制( DSBSO) 134 51.3单边带调制(SSB) 52角度调制 153 52.1调频(FM) ……………………153 52.2HM信号的解调 小结…… …………160 习题 ……160 第6章数字基带传输 161 6.1概述 161 62二进制基带信号传输… 162 Ⅵl ●●●●● 目录 621二进制基带信号的最佳接收……162 622正交信号在AWGN信道下的传输性能 ………164 623双极性信号在AWGN信道下的传输性能 ……………………170 624单极性信号在AWGN信道下的传输性能 …………………173 63基带PAM信号传输…… ……175 631基带4PAM的信号波形 ……175 632基带4PAM信号在AWGN信道下的最佳接收 ……175 63基带4PAM信号在AWGN信道下的传输性能…… …………………176 64带限信道的信号传输…… …181 641带限信道……… ,,,,,,,,,来来,、, 181 64.2带限信道信号无ISI的条件 …182 643带限信道信号传输的仿真 184 小结 ……………491 习题 ………………191 第7章数字信号载波传输… ……192 71概述…………………… 192 7.2载波幅度调制(PAM)………………………… 193 721载波PAM信号的产生………………193 7.22载波PAM信号的解调 72.3载波PAM信号的仿真…… ……194 73载波相位调制(PSK)… ………………………………198 7.31载波PSK信号的产生 .198 7.32载波PSK信号的解调 …………….19 733载波PSK信号的仿真 200 734差分PSK(DPSK)及其性能…………… ………….204 74正交幅度调制(QAM)…… …210 74.1QAM信号的产生… 210 742QAM信号的解调 …………211 743QAM信号的仿真 ……………212 7.5载波频率调制(FSK)… 215 751FSK信号的产生 …215 7.52FSK信号的解调 216 73FSK信号的仿真 217 小结 ,, ……………221 习题… 第8章信道编码和交织 …222 81概述………… ……222 811差错控制方式 …222 81.2纠错码的分类…………………………… 813编码效率 224 VIl ●●● ●●● 联解 MATLAB/ Simulink信系统建顱与仿真(配视频教程) 82线性分组码…………… 225 821 Hamming码… 225 822循环码…… …………………231 823BCH码……… …………234 824RS码…… 236 8.25CRC校验码 …240 83卷积码………… …244 83.1卷积码的原理… ……245 832卷积码的描述… 246 833卷积码的译码 …………………………247 834卷积码仿真 …248 84交织器… ………………252 小结… 习题… …………257 第9章OFDM系统仿真 ………………258 91OFDM基本原理……… …258 911串并变换 259 91.2子载波调制 259 93OFDM的IDFT/DFT实现 264 91.4保护间隔与循环前缀 ……265 9,2基于OFDM的80211a系统… 271 92180211a的帧结构………… …271 9228021 La oFdm物理层编码过程………… 273 923系统参数… 924训练符号 ……………274 925 Signal域…… ……276 92.6Data域的扰码及解扰… ……276 927卷积编码器和 Viterbi译码…………… ,,,,号, 277 928交织… 278 9,29子载波调制与解调 27 93IEE80211a系统的仿真 …280 小结……………… 第10章CDMA系统仿真… 293 10.1扩频通信基本原理…… ……293 10.1.1理论基础 10.12扩频通信系统的分类… 294 10.13扩频通信的重要参数 …295 102扩频码序列 1021m序列 ……296 ●●●鲁 ●●● 目录 10.22God序列…… …298 10.3直接序列扩频通信系统仿真 299 10.4cdma2000通信系统的仿真…… …307 104.1扩频速率(SR)与无线配置(RC)… …………307 10.42cdma2000系统的物理层相关技术 308 10.43前向基本信道简介…… 10.44cdma2000RC3FFCH的仿真………… ……………………310 小结…… …317 第11章多址接入协议仿真概述 318 111多址接入协议概述…… 318 112多址接入协议分类 …………………319 112.1非竞争(调度)多址接入协议 …………320 11.2.2竞争(随机)多址接入协议…….,,… 320 113多址接入协议仿真模型………… 321 11.3.1仿真系统模型…… 321 113.2通信信道… …322 1.3.3包宀生… 11.3.4碰撞…… 11.3.5产生的业务量…… ……………32 11.3.6吞吐量…………… ……323 11.3.7平均传输时延 …323 113.8协议评价指标 324 114 ALOHA协议仿真……………… 324 11.5时隙 ALOHA协议仿真…… …332 116非持续性载波监听( np-CSMA)协议仿真…… ……337 小结…… …343 第12章MMO系统仿真…… 344 121MIMO系统概述… …344 12.2频率平坦衰落MMO信道……………… 345 12.3空时分组码 345 12.3.1 Alamouti空时编码… ……………………………………345 12.3.2多接收天线系统… 348 124空分复用和 BLAST结构…… …351 1241 V-BLAST结构…… ………351 124.2V- BLAST结构的迫零(ZF)检测算法… ……352 124.3 V-BLAST结构的最小均方误差(MMSE)检测算法………………… ……357 小结… ,,,来,来 ……362 ●●●●● ●●●● 第1章 MATLAB基础与通信系统仿真 MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言,自1984 年由美国 Math Works公司推向市场以来,历经二十多年的发展与竞争,现已成为国际公认 的最优秀的工程应用开发软件。 MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高,深受广大科 技工作者的欢迎。在欧美各高等院校, MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、数字 信号处理、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具,成为本科生、硕土生及博士 生必须掌握的基本技能。本章首先对 MATLAB的基本用法及通信系统仿真做一简单介绍 1.1 MATLAB简介 MATLAB软件系列产品是一套功能强大的数值运算和系统仿真软件,被誉为“巨人肩膀 上的工具”。借助于 MATLAB,能够迅速地测试设计构想,综合评测系统性能。 1.1.1 MATLAB的起源 20世纪70年代,时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的 Cleve moler出于减轻学 生编程负担的动机,为学生设计了一组调用 LINPACK和 SPACK矩阵软件工具包库程序 的“通俗易用”的接口,即用 FORTRAN编写的萌芽状态的 MATLAB( MATrix LABoratory, 矩阵实验室)。1984年,由 Little、 Moler、 Steve Bangert合作成立 Math Works公司,并把 MATLAB正式推向市场。从这时起, MATLAB的内核采用C语言编写,而且除原有的数 值计算能力外,还新增了数据图视功能。与大家常用的 FORTRAN和C等高级语言相比, MATLAB的语法规则更简单,更贴近人的思维方式,被称为“草稿纸式的语言”。它以超 群的风格与性能风靡全世界,成功地应用于各工程学科的研究领域。目前, MATLAB软件 版本每年都在不断更新之中,新版本兼容旧版本,旧版本的程序可以不加修改地在新版本 中运行。但新版本的程序不一定能在旧版本中运行,这点读者需要注意。本书中所使用的 版本为 MATLAB7.0 1.1.2 MATLAB的特点 为什么 MATLAB如此备受青睐?就让我们来看一下 MATLAB有什么特点吧

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qinchunbao 很好,世界好人多
2019-12-07
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zhoujianmin1017 好呀,可以,非常好
2018-04-15
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