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(shù)的發(fā)展與應(yīng)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(chǔ)…………………………………………… 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(yīng)用………………………………………… 31
第3章 MATLAB計算和可視化………………………………………………………… 34
3.1 符號計算基礎(chǔ)……………………………………………………………………… 34
3.2 矩陣及線性代數(shù)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(shù)方程組的求解……………………………………………………………… 37
3.3 函數(shù)的極限及微積分運算………………………………………………………… 38
3.3.1 函數(shù)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(shù)據(jù)點型設(shè)置……………………… 44
3.4.4 二維圖形的標(biāo)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(chǔ)……………………………………………………………… 60
4.1 概 述……………………………………………………………………………… 60
4.2 傅里葉變換的主要性質(zhì)及傅里葉變換對………………………………………… 63
4.2.1 周期信號的傅里葉級數(shù)………………………………………………………… 63
4.2.2 傅里葉變換及其性質(zhì)…………………………………………………………… 66
4.3 功率和能量………………………………………………………………………… 74
4.4 隨機(jī)變量的產(chǎn)生…………………………………………………………………… 75
4.5 高斯過程…………………………………………………………………………… 79
4.6 隨機(jī)過程和白噪聲的功率譜……………………………………………………… 82
4.6.1 隨機(jī)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(jìn)制隨機(jī)數(shù)序列……………………………………… 85
4.7 隨機(jī)過程的線性濾波……………………………………………………………… 88
第5章 模擬信號的數(shù)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(biāo)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(shù)字信號基帶傳輸…………………………………………………………… 117
6.1 數(shù)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?qū)崿F(xiàn)…………………………………………………… ……… 125
6.3 碼間串?dāng)_………………………………………………………………………… 128
6.3.1 基帶傳輸系統(tǒng)模型及碼間串?dāng)_的定義……………………………………… 128
6.3.2 無碼間串?dāng)_的傳輸條件……………………………………………………… 129
6.3.3 降低碼間串?dāng)_的脈沖波形…………………………………………………… 130
6.3.4 眼 圖………………………………………………………………………… 132
6.4 基帶傳輸?shù)牟铄e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(diào)制…………………………………………………………………… 143
7.1 模擬調(diào)制………………………………………………………………………… 143
7.1.1 標(biāo)準(zhǔn)AM 調(diào)制………………………………………………………………… 143
7.1.2 DSB調(diào)制……………………………………………………………………… 146
7.1.3 頻率調(diào)制FM ………………………………………………………………… 148
7.2 幅移鍵控ASK ………………………………………………………………… 150
7.2.1 調(diào)制原理介紹………………………………………………………………… 150
7.2.2 調(diào)制舉例……………………………………………………………………… 150
7.3 頻移鍵控FSK …………………………………………………………………… 152
7.3.1 原理介紹……………………………………………………………………… 152
7.3.2 調(diào)制舉例……………………………………………………………………… 152
7.3.3 解調(diào)與檢測…………………………………………………………………… 154
7.4 相移鍵控PSK和DPSK ………………………………………………………… 163
7.4.1 PSK調(diào)制原理介紹…………………………………………………………… 163
7.4.2 PSK調(diào)制舉例………………………………………………………………… 164
7.4.3 PSK解調(diào)與檢測……………………………………………………………… 167
7.4.4 DPSK調(diào)制與解調(diào)…………………………………………………………… 175
7.5 多載波調(diào)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(shù)字信號處理應(yīng)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(shù)學(xué)函數(shù)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(shè)計濾波器…………………………………………………… 195
8.3.2 使用Filter Builder設(shè)計濾波器………………………………………… 198
8.3.3 設(shè)計一個低通濾波器………………………………………………………… 198
8.3.4 設(shè)計一個自適應(yīng)濾波器……………………………………………………… 201
第9章 綜合篇……………………………………………………………………… 207
9.1 模擬信號的數(shù)字化過程設(shè)計項目……………………………………………… 207
9.2 電話按鍵撥號器的仿真設(shè)計項目……………………………………………… 210
9.3 語音識別系統(tǒng)設(shè)計項目………………………………………………………… 213
9.4 自動人臉識別系統(tǒng)設(shè)計項目…………………………………………………… 215
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 217