MATLAB通信仿真及应用实例详解

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出版者:人民邮电出版社
作者:
出品人:
页数:415
译者:
出版时间:2003-9
价格:38.50元
装帧:平装
isbn号码:9787115114518
丛书系列:
图书标签:
  • 毕设
  • dddd
  • MATLAB
  • 通信仿真
  • 信号处理
  • 无线通信
  • 调制解调
  • 信道编码
  • OFDM
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  • 应用实例
  • 工程技术
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具体描述

现代光通信系统原理与实践 本书聚焦于光通信领域的前沿技术与工程应用,旨在为读者提供一套系统、深入且兼具实践指导意义的专业知识体系。 随着信息技术的飞速发展,光纤通信已成为支撑全球信息高速公路的核心技术。本书从光通信的基本原理出发,逐步深入到复杂的系统设计、关键器件的性能分析以及最新的系统升级技术,力求全面覆盖现代光通信工程师和研究人员所需掌握的核心内容。 第一部分:光通信基础理论的夯实与深化 本书首先对光通信系统的基本组成、发展历程进行了梳理,着重于对理论基础的强化。 1. 光纤的电磁场与传输特性: 详细阐述了光纤的结构、光在光纤中的传播模式,特别是单模光纤的模式场直径(MFD)、截止波长、有效折射率的精确计算方法。深入剖析了光纤中的损耗机制,包括瑞利散射、吸收损耗、弯曲损耗等,并给出了不同工作窗口下光纤的损耗特性曲线分析。对于色散问题,本书不仅仅停留在群速度色散(GVD)的引入,更侧重于更高阶色散(如三阶色散 HOD)对超高速系统性能的影响及补偿原理的数学推导。 2. 光源与探测器的物理机制: 详尽分析了半导体激光器(LD)的结构、工作原理、速率方程及其噪声特性。重点讨论了分布式反馈(DFB)激光器、垂直腔面发射激光器(VCSEL)在不同应用场景下的适用性及性能指标。在光探测器部分,系统介绍了PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)的工作原理、量子效率、带宽限制、暗电流及其噪声分析,为理解光电转换过程中的非理想因素打下坚实基础。 3. 调制与解调技术: 本部分是理解高速光通信系统的关键。本书详细解析了直接调制、外部调制(如铌酸锂调制器 Mach-Zehnder Modulator, MZM)的驱动电路和性能指标。对于接收端,深入探讨了相干检测技术的原理,包括本振光注入、混频过程的数学建模、载波恢复和相位恢复算法(如盲相搜索 BPS、Gardner定时提取算法等),这对于理解当前Tbps级别超大容量系统至关重要。 第二部分:先进光传输系统的性能分析与优化 本篇内容将理论知识应用于实际系统设计,重点关注如何克服光纤传输中的各种限制因素,实现长距离、高容量的传输。 1. 噪声与限制因素分析: 全面分析了影响系统性能的多种噪声源,包括接收端的散粒噪声、激光器的相对强度噪声(RIN)、相位噪声以及跨州调制(IMD)等。系统阐述了光信号在光纤中传输时面临的主要限制:非线性效应。本书详细推导并分析了四波混频(FWM)、自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)以及受激拉曼散射(SRS)的数学模型,并结合实际案例说明了这些非线性效应在密集波分复用(DWDM)系统中的叠加和恶化作用。 2. 补偿技术与前向纠错(FEC): 针对色散和非线性效应,本书系统介绍了多种补偿手段。光学色散补偿(如色散补偿光纤 DCF)的原理和缺点,以及更为主流的电层色散补偿(DSP-based Digital Equalization)的算法实现细节。FEC技术是提升系统灵敏度的核心,本书详细对比了现有的编码方案,如 BCH 码、卷积码以及更先进的软判决译码技术,并给出了 FEC 增益的计算方法及其对系统信噪比(OSNR)的影响评估。 3. DWDM与网络架构: 深入探讨了密集波分复用系统的设计要素,包括波长选择性、光复用器/解复用器的技术选型(如TFF、AWG)。重点分析了光放大技术,特别是掺铒光纤放大器(EDFA)的增益平坦化设计、泵浦方案选择,以及在超长距离传输中拉曼放大器的应用优势与挑战。此外,本书还涵盖了光分插复用器(OADM)和动态增益均衡(DGE)器件在动态网络管理中的作用。 第三部分:面向未来的光通信技术与应用实例 本书的最后一部分将目光投向了当前和未来的研究热点,结合实际工程案例展示了新技术在解决实际问题中的应用。 1. 超高速与多维调制: 探讨了如何通过提高单波长速率来增加系统容量。详细介绍了高阶相干调制格式,如 16QAM、64QAM 的星座图、传输容量、对 OSNR 的敏感度,以及在电域实现的均衡算法,特别是如何处理MIMO(多输入多输出)系统的信道矩阵解耦问题。 2. 灵活波道与弹性光网络(Flex-Grid): 阐述了传统固定波道间隔 DWDM 系统的局限性,并详细介绍了灵活波道技术(如小数波长间隔和可变带宽)的实现机制。本书提供了基于可重构光分插复用器(ROADM)的弹性网络架构设计案例,包括波长动态分配策略和网络恢复机制。 3. 接入网与数据中心互联(DCI): 分析了面向FTTx(光纤到户)的无源光网络(PON)技术,特别是 GPON、XG-PON 的结构与向下兼容性。在数据中心领域,本书关注了短距离、高密度的光互连解决方案,例如硅光子技术(Silicon Photonics)在高速调制器和集成器件中的应用潜力,以及其在降低功耗和成本方面的优势。 附录: 提供了光纤光学参数的权威查询表、常用光学单位及换算关系,以及一套基于软件工具包(如MATLAB、Python的SciPy库)进行光系统性能仿真和结果分析的工程范例代码框架,帮助读者将理论知识快速转化为工程实践能力。 本书结构严谨,内容覆盖面广,既有深刻的理论剖析,又不乏详尽的工程实例,是光通信专业领域本科高年级学生、研究生,以及从事光通信设备研发、网络规划和维护的工程技术人员的理想参考书。

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读后感

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用户评价

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“MATLAB通信仿真及应用实例详解”这本书,在我看来,是一本将深奥的通信理论与灵活的MATLAB编程巧妙融合的典范。作为一名对通信系统原理有着浓厚兴趣,但又希望能够通过实际操作来加深理解的学习者,我在这本书中找到了极大的满足。首先,它并非简单地罗列MATLAB函数,而是将各个通信模块的学习与具体的仿真场景紧密结合。例如,在讲解信道编码时,作者不仅介绍了卷积码、LDPC码等编码方式的原理,还提供了在不同信道模型下的编码、解码仿真。通过观察不同编码方式在噪声干扰下的性能差异,我能够直观地体会到信道编码在提升系统可靠性方面的作用。书中对功率谱密度、香农限等概念的仿真验证,也让我对通信系统容量的理论极限有了更深刻的认识。更让我惊喜的是,书中对各种通信协议栈的仿真框架构建也有涉及,这为我理解整个通信系统的运作流程提供了宝贵的视角。我特别喜欢书中关于OFDM(正交频分复用)系统的仿真部分。OFDM是现代无线通信的核心技术之一,其多载波的传输方式和对频率选择性衰减的鲁棒性,都具有非常重要的研究价值。书中对OFDM的调制、解调、IFFT/FFT、循环前缀的添加与移除等关键环节都进行了详尽的仿真演示。通过修改子载波数、星座图类型、循环前缀长度等参数,我能够清晰地看到这些变化对系统性能的影响,比如误码率、时域和频域的信号特性。这种深入的仿真分析,远比单纯的理论公式推导更能帮助我理解OFDM系统的精髓。

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我是一名软件开发人员,但由于工作需要,我越来越多地接触到通信相关的项目。我一直想找到一本能够让我快速入门MATLAB通信仿真,并能直接上手解决实际问题的书籍。“MATLAB通信仿真及应用实例详解”恰好满足了我的需求。这本书的结构非常清晰,从最基础的MATLAB信号处理函数开始,逐步深入到通信系统的各个组成部分。我特别喜欢它对各种信号处理算法的MATLAB实现。比如,在讲解滤波器设计时,书中提供了多种滤波器类型(如巴特沃斯、切比雪夫、FIR)的MATLAB设计函数和仿真示例,并详细解释了它们在信号传输中的作用,如带通滤波、低通滤波等。这对于我理解信号的预处理和后处理过程非常有帮助。书中大量的代码示例,都是可以直接复制粘贴并运行的,而且作者在代码注释方面也做得非常到位,使得我在理解代码逻辑时不会感到困难。我最感兴趣的是关于信号调制和解调的部分。书中详细介绍了ASK、FSK、PSK、QAM等多种数字调制方式,并提供了完整的MATLAB仿真代码,演示了如何生成这些信号,以及如何对其进行解调。通过观察不同调制方式在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的性能表现,我能够直观地理解不同调制方式的优缺点,以及它们在不同信噪比条件下的适用性。这本书的实践性非常强,它不仅教会了我如何使用MATLAB进行通信仿真,更重要的是,它帮助我建立了将通信理论知识转化为实际编程实现的能力,让我能够更自信地应对与通信相关的开发任务。

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这本书《MATLAB通信仿真及应用实例详解》是我在学习通信工程过程中遇到的宝藏。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位循循善诱的导师,带领我从入门到精通。我一直认为,通信技术是非常抽象且复杂的,尤其是在没有实践经验的情况下,很多人都会望而却步。然而,这本书的作者凭借其深厚的专业知识和精湛的表达能力,将这些复杂的概念变得生动有趣。我最欣赏的是其内容的实用性和前沿性。它涵盖了从基本的数字信号处理到复杂的无线通信系统,例如LTE、5G NR等。其中关于MIMO(多输入多输出)的仿真部分,让我印象尤为深刻。作者详细介绍了MIMO系统的模型,包括多径信道的建模,以及各种MIMO技术,如空间复用、分集等,并提供了相应的MATLAB仿真代码。通过这些代码,我能够直观地理解MIMO技术如何通过多根天线来提升数据传输的速率和可靠性。此外,书中关于OFDM(正交频分复用)的详细讲解和仿真,也是一大亮点。OFDM技术是现代无线通信的核心,其在抗多径干扰方面的优势,通过书中的仿真得以充分展现。我尝试修改了OFDM系统的参数,如子载波数、循环前缀长度等,并观察了这些参数对系统性能的影响,这让我对OFDM的原理有了更深刻的认识。这本书的内容覆盖面广,并且与实际应用紧密结合,为我提供了宝贵的实践经验,极大地提升了我解决实际通信问题的能力。

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作为一名在高校从事教学工作的老师,我一直在寻找一本能够帮助我的学生更好地理解通信原理,并培养他们实际动手能力的教材。“MATLAB通信仿真及应用实例详解”这本书,无疑是我心目中的理想选择。这本书的优点在于其内容的深度与广度兼备,并且非常注重知识的体系化和逻辑性。从通信系统的基本构成,如信源、信宿、调制器、解调器、信道等,到各种关键技术的实现,如编码、译码、均衡、分集等,书中都进行了系统性的介绍和仿真演示。我尤其欣赏书中对信道建模的细致讲解。对于不同的无线传播环境,如瑞利衰落、莱斯衰落、对数正态衰落等,书中都提供了相应的MATLAB模型和仿真代码。学生可以通过修改信道参数,观察其对信号传输质量的影响,这对于理解无线通信的复杂性非常有帮助。此外,书中关于信号检测和估计的仿真部分,也让我印象深刻。比如,在讲解最大似然检测和最大后验概率检测时,书中不仅给出了理论推导,还提供了相应的MATLAB仿真代码,并通过仿真结果展示了不同检测算法的性能差异。这对于培养学生的工程思维和算法分析能力至关重要。我还会将书中关于多用户通信系统的仿真案例,如CDMA(码分多址)和OFDMA(正交频分多址)的仿真,作为课堂教学的补充材料,让学生在实践中加深对这些复杂系统的理解。这本书的内容更新也比较及时,能够反映当前通信领域的一些前沿技术,这对于指导学生的毕业设计和科研项目非常有价值。

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作为一名对通信原理充满好奇的学生,我一直渴望能够通过实际的仿真来加深对通信系统的理解。“MATLAB通信仿真及应用实例详解”这本书,无疑是满足我这一需求的绝佳选择。这本书的结构非常清晰,从最基础的MATLAB操作开始,逐步引导读者进入复杂的通信仿真世界。我最喜欢的部分是它对各种调制解调技术的详细介绍和仿真。从最简单的ASK、FSK、PSK,到更复杂的QAM,书中都提供了完整的MATLAB代码,演示了如何生成这些信号,以及如何在不同噪声环境下对其进行解调。通过观察星座图和误码率曲线,我能够直观地感受到不同调制方式的性能差异,以及噪声对信号的影响。书中关于信道编码的仿真也让我受益匪浅。例如,在学习卷积码和LDPC码时,我通过书中的代码,能够模拟信道编码在纠错方面的作用,并对比不同编码方式在不同信噪比下的表现。这让我深刻理解了信道编码在提升通信系统可靠性方面的重要性。此外,书中对一些现代通信系统的仿真,如OFDM和MIMO,更是让我大开眼界。作者通过详细的代码和图示,解释了这些复杂技术的原理和实现方法。我尝试修改了书中MIMO系统的天线数量和信道模型,观察了这些参数变化对数据传输速率的影响,这让我对无线通信的潜力有了更深的认识。这本书的实践性极强,它不仅教会了我如何使用MATLAB进行通信仿真,更重要的是,它帮助我建立了一种将理论知识转化为实践能力的思维方式。

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“MATLAB通信仿真及应用实例详解”这本书,给我的感觉就像一个经验丰富的老友,用清晰易懂的语言,循循善诱地引导我走进通信仿真的世界。我一直对通信技术非常好奇,但苦于没有系统性的学习途径。这本书的出现,彻底改变了我的看法。它不是那种枯燥的理论堆砌,而是充满了鲜活的仿真案例。我最喜欢的是书中对各种通信系统性能评估的详细介绍。作者并没有仅仅给出误码率曲线,而是深入分析了导致性能差异的各种因素,比如调制方式、信道类型、编码方案、数据速率等。通过修改这些参数,我能够直观地看到它们对系统性能的影响,这让我对通信系统的设计和优化有了更深刻的理解。我特别喜欢书中关于LTE(长期演进)系统中关键技术的仿真部分,比如OFDM、MIMO、SC-FDMA(单载波频域离散多音频)等。这些技术的仿真实现,对于我理解现代无线通信系统的复杂性和高效性非常有启发。作者在讲解时,总是能抓住问题的核心,并且用简洁的代码来体现。例如,在讲解MIMO的预编码和信号检测时,作者通过矩阵运算,将复杂的信号处理过程直观地呈现出来。我尝试了书中的很多示例代码,它们运行稳定,结果准确,并且能够让我看到仿真结果的可视化,比如星座图、功率谱密度图、误码率曲线等。这种“看得见,摸得着”的学习方式,极大地激发了我对通信仿真的兴趣。这本书让我相信,通过MATLAB,我可以将抽象的通信概念转化为实际可操作的仿真实验,从而更深入地掌握通信技术。

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作为一个在通信行业摸爬滚打多年的工程师,我深知理论知识与实践应用之间的鸿沟。在接触“MATLAB通信仿真及应用实例详解”之前,我虽然熟悉各种通信原理,但在实际的系统设计和性能评估时,总觉得缺少一套得心应手的工具和方法。这本书的出现,恰恰填补了这一空白。我最欣赏它之处在于其“应用实例”的丰富性。书中涵盖了从基础的数字基带传输到高级的无线通信系统,如LTE、5G NR中的关键技术,都提供了详实的应用案例。作者并没有停留在理论模型的复述,而是通过实际的MATLAB仿真代码,展示了如何将抽象的通信算法转化为可运行的程序,并如何通过仿真结果来分析系统的性能指标,如吞吐量、延迟、频谱效率等。我特别关注书中关于MIMO(多输入多输出)和波束赋形(Beamforming)的仿真章节。这些技术在现代无线通信中至关重要,而书中对这些复杂概念的仿真实现,从多径信道的建模到波束赋形权值的计算,再到最终的接收端信号处理,都讲解得非常清晰。通过跟随书中的代码,我能够一步步地理解这些技术的原理,并尝试修改参数,观察其对系统性能的影响。这种“动手实践”的模式,让我对这些前沿技术的理解更加深入和直观。此外,书中还涉及了许多实际的仿真场景,例如不同调制方案在复杂信道下的性能对比,以及不同信道编码策略对误码率的影响等。这些贴合实际需求的案例,让我能够将书中的知识直接应用于我日常的工作中,有效地指导了我的工程设计和问题排查。这本书对于希望将理论知识转化为实际工程能力的技术人员来说,无疑是一本不可多得的宝贵参考。

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作为一名初入通信领域的研究生,我对“MATLAB通信仿真及应用实例详解”这本书寄予厚望,希望能借此快速掌握MATLAB在通信仿真中的强大能力。初翻这本书,最直观的感受是其内容编排的逻辑性。从基础的MATLAB语法和函数介绍,到各个通信子系统的仿真模型搭建,再到更复杂的通信系统集成和性能分析,作者层层递进,如同循序渐进地引导读者攀登技术高峰。尤其值得称道的是,书中对各个仿真模块的讲解细致入微,无论是信道模型、调制解调技术,还是信源编码、信道编码,都给出了清晰的理论阐述和对应的MATLAB代码实现。阅读过程中,我不仅学习了如何调用MATLAB的通信工具箱,更重要的是理解了这些通信算法背后的数学原理和仿真思路。例如,在学习AWGN信道下的BPSK调制仿真时,作者详细解释了噪声的产生机制、信号的功率归一化等细节,并提供了完整的仿真代码,我可以轻松地在自己的环境中运行并观察星座图、误码率曲线等结果,这种“理论+实践”的学习模式极大地提升了我的学习效率和对知识的掌握程度。书中对一些经典通信系统,如OFDM、CDMA等,也进行了深入的仿真分析,这些内容对于我理解现代通信系统的复杂性以及如何通过仿真来优化系统性能非常有帮助。我特别喜欢作者在讲解过程中穿插的“注意事项”和“陷阱提示”,这些宝贵的经验之谈避免了我可能遇到的很多编程错误和仿真误区,让我少走了许多弯路。总而言之,这本书的严谨性、全面性和实践性都让我印象深刻,它为我打开了MATLAB通信仿真的大门,是我在该领域学习道路上不可或缺的指引。

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“MATLAB通信仿真及应用实例详解”这本书,是我在学习通信系统设计过程中,发现的一本不可多得的宝藏。作为一名有着一定理论基础但缺乏实际仿真经验的工程师,我一直希望能找到一本能够将理论与实践相结合的书籍。“MATLAB通信仿真及应用实例详解”正是这样一本优秀的作品。它不仅仅停留在理论概念的介绍,而是通过大量的MATLAB仿真实例,生动地展示了各种通信技术的实现过程和性能评估。我尤其欣赏书中对信道建模和信号处理的详尽阐述。无论是AWGN信道、衰落信道,还是多径信道,书中都提供了相应的MATLAB模型和仿真代码,并详细分析了这些信道对信号传输的影响。这对于理解无线通信的复杂性和设计鲁棒的通信系统至关重要。此外,书中关于各种调制解调技术、编码译码技术、以及多用户接入技术的仿真案例,都非常贴合实际应用。例如,我在学习OFDM(正交频分复用)技术时,书中不仅介绍了OFDM的原理,还提供了详细的MATLAB仿真代码,展示了OFDM的调制、解调、IFFT/FFT、循环前缀添加与移除等关键环节。通过修改参数,我能够直观地观察OFDM系统在不同条件下的性能表现,这让我对OFDM的优势和局限有了更深入的理解。这本书的实践性非常强,它为我提供了宝贵的动手实践机会,帮助我快速掌握MATLAB在通信仿真领域的应用,并能有效地指导我解决实际工程问题。

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在我看来,“MATLAB通信仿真及应用实例详解”是一本极具价值的参考书,它为通信领域的研究者和工程师提供了坚实的技术支撑。这本书的优点在于其内容的系统性和层次感,从基础的MATLAB语法和通信函数介绍,到各种通信子系统的仿真,再到复杂的通信系统集成和性能分析,都做到了层层递进,逻辑清晰。我最喜欢的是书中对各种通信技术的仿真分析,例如,在讲解数字调制与解调时,作者不仅提供了ASK、FSK、PSK、QAM等多种调制方式的MATLAB实现,还详细分析了它们在不同信噪比下的性能表现,并通过绘制星座图和误码率曲线,直观地展示了不同调制方式的优劣。这对于我理解如何选择合适的调制方式以优化系统性能非常有帮助。此外,书中关于信道编码的仿真部分,也让我受益匪浅。例如,作者对卷积码、LDPC码等编码方式的原理进行了详细的介绍,并提供了相应的MATLAB仿真代码,通过仿真结果,我能够直观地看到编码技术在提高通信系统可靠性方面的作用。我尤其欣赏书中对MIMO(多输入多输出)技术的仿真分析。MIMO是现代无线通信的关键技术之一,书中详细介绍了MIMO系统的模型,包括多径信道的建模,以及各种MIMO技术的实现,如空间复用、分集等,并提供了相应的MATLAB仿真代码。这让我对MIMO技术如何提升数据传输速率和可靠性有了更深刻的认识。这本书的实用性和前沿性都让我印象深刻,它为我深入理解通信技术提供了坚实的基础,并且能够指导我进行实际的工程应用。

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