Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:清华大学

作者:邵玉斌编

出品人:

页数:379

译者:

出版时间:2008-6

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787302171324

丛书系列:

图书标签:

Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析
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具体描述

《Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析》系统地介绍了通信建模仿真方法和模型验证技术，并结合作者近年在教学科研中所设计的大量基础的和较深入的建模仿真实例，重点讨论了建模仿真原理和相关的数值计算方法、模拟通信系统、模数转换、调制与编码、信道模拟、载波与符号同步、信道均衡、跳频系统和直接扩频系统、通信模型正确性评估、仿真数据验证和数据处理技术等内容，并在仿真实例中展示了科学研究论文和报告所需的数据处理和表现技巧。

《基于MATLAB/Simulink的现代通信系统设计与实现》内容简介在信息爆炸的时代，通信系统的效率、可靠性和先进性直接关系到社会发展的方方面面。从我们日常使用的智能手机、无线网络，到更高级的卫星通信、物联网应用，现代通信系统已经渗透到我们生活的每一个角落。而要深入理解和掌握这些复杂系统的设计、分析与优化，就离不开强大的建模与仿真工具。MATLAB/Simulink作为业界公认的、功能强大的平台，为通信工程师和研究人员提供了无与伦比的解决方案。本书旨在为读者提供一套系统、深入的学习路径，帮助大家熟练掌握利用MATLAB/Simulink进行现代通信系统建模与仿真分析的核心技术。本书并非一本简单的工具书，它更侧重于将通信系统的理论知识与实际工程应用相结合，通过一系列精心设计的实例，引导读者一步步理解通信系统的基本原理，并学会如何利用MATLAB/Simulink将其转化为可执行的仿真模型，进而进行性能分析和系统优化。本书特色与结构安排本书在内容设计上，力求做到理论与实践的完美结合，循序渐进，由浅入深。我们从通信系统的基础概念入手，逐步深入到各种关键技术和前沿应用。全书结构清晰，逻辑严谨，涵盖了通信系统建模与仿真的主要方面，并特别强调了MATLAB/Simulink在其中的关键作用。第一篇：通信系统建模与仿真的基础本篇将为读者打下坚实的理论基础，并介绍MATLAB/Simulink在通信系统领域的应用优势。第一章 MATLAB/Simulink环境介绍与通信系统仿真基础： MATLAB的常用工具箱（如Signal Processing Toolbox, Communications Toolbox, DSP System Toolbox等）及其在通信系统中的作用。 Simulink的基本操作、模块库介绍，以及如何构建信号流图。建模与仿真在通信系统开发中的重要性，以及面临的挑战。一个简单的信号生成与处理的Simulink模型示例，为后续深入学习铺垫。第二章通信系统基本要素建模：信号的表示与处理：连续时间信号与离散时间信号的表示，采样、量化、编码等基本概念。MATLAB中常用的信号处理函数和Simulink中的信号处理模块。信道模型：各种典型信道的特性分析（如AWGN信道、衰落信道等），以及如何在Simulink中构建这些信道模型。噪声的建模与注入：不同类型噪声（如高斯白噪声、脉冲噪声）的统计特性，以及在Simulink中模拟这些噪声。滤波器设计与实现：各种类型滤波器的理论基础（如FIR、IIR），以及在MATLAB和Simulink中设计和应用滤波器。第二篇：数字调制解调技术建模与仿真本篇将重点介绍各种主流的数字调制解调技术，并通过MATLAB/Simulink实现其模型，进行性能分析。第三章幅度调制（AM）与解调建模： AM的原理、波形特点及频谱分析。 DSB-SC、SSB、VSB等AM变种的介绍。在Simulink中实现ASK、PSK、QAM等调制解调器模型。不同调制方式的性能对比（如误码率、频谱效率）。第四章频率调制（FM）与解调建模： FM的原理、带宽与功率特性。 FM的优点与缺点。 Simulink中FM调制与解调器的实现。 FM系统在噪声环境下的性能评估。第五章相位调制（PM）与正交幅度调制（QAM）建模： PM的原理与应用。 QAM的原理、星座图与编码方式。四相相移键控（QPSK）、八相相移键控（8PSK）等PSK变种的建模。不同阶数的QAM调制解调器在Simulink中的实现与性能分析。第三篇：数字基带传输与信道编码技术建模与仿真本篇将深入探讨数字信号在基带传输中的问题，以及如何利用信道编码技术提高系统的可靠性。第六章基带信号传输与码间串扰（ISI）分析：基带信号传输的基本原理。码间串扰产生的机理与影响。均衡技术（如判决反馈均衡、迫零均衡）的原理。在Simulink中构建包含ISI的信道模型，并实现和评估各种均衡器。第七章线性分组码建模与仿真：线性分组码的基本概念、校验矩阵与生成矩阵。汉明码、循环码等典型线性分组码的编码与译码原理。在Simulink中实现线性分组码的编码器和译码器。通过仿真分析线性分组码的纠错能力。第八章卷积码建模与仿真：卷积码的表示（格形图、状态图、码树）。维特比（Viterbi）译码算法原理。在Simulink中实现卷积码的编码器和维特比译码器。不同约束长度和卷积率的卷积码性能比较。第九章 Turbo码与LDPC码建模与仿真： Turbo码的交织、编码与迭代译码原理。 LDPC码的稀疏校验矩阵与信息传播（BP）译码算法。在Simulink中构建Turbo码和LDPC码的仿真模型。分析这些先进编码技术在低信噪比下的优越性能。第四篇：多址接入与多径传播建模与仿真本篇将聚焦于多个用户共享信道的场景，以及无线通信中常见的复杂信道环境。第十章多址接入技术建模：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）：原理、优缺点及应用场景。正交频分复用（OFDM）： OFDM的原理、IFFT/FFT实现、循环前缀（CP）的作用。在Simulink中构建FDMA、TDMA、CDMA系统的简化模型。 OFDM系统的详细建模与仿真，包括基带信号处理、CP添加与去除。第十一章多径传播信道建模与仿真：多径传播的形成机理、瑞利衰落、莱斯衰落等模型。信道冲激响应（CIR）的建模。在Simulink中实现不同类型的多径衰落信道。分析多径传播对信号质量的影响，以及抗多径技术（如Rake接收机）的原理与仿真。第五篇：高级通信系统应用与进阶仿真本篇将进一步拓展通信系统的应用范围，并介绍一些更复杂的仿真场景和技术。第十二章软件定义无线电（SDR）建模基础： SDR的概念与架构。 MATLAB/Simulink与SDR硬件（如Xilinx Zynq、USRP等）的接口与协同仿真。通过SDR平台实现实时通信系统的演示。第十三章认知无线电（CR）与动态频谱接入（DSA）建模： CR和DSA的基本原理与关键技术。频谱感知、干扰协调、动态频谱分配的仿真模型。利用Simulink仿真CR和DSA系统的性能。第十四章移动通信系统（如4G/5G）关键技术仿真： 4G LTE： OFDMA、MIMO、信道估计与均衡的仿真。 5G NR：新的波形、新的帧结构、大规模MIMO、网络切片等概念的仿真示例。利用MATLAB Communications Toolbox提供的预设模型进行快速原型设计。第十五章物联网（IoT）通信系统建模：低功耗广域网（LPWAN）技术（如LoRa、NB-IoT）的原理与仿真。 IoT通信系统中的功耗优化、鲁棒性设计。多终端接入、数据采集与处理的仿真模型。本书的读者对象本书适合通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术等相关专业的本科生、研究生，以及在通信领域工作的工程师、研究人员。对于希望通过实践来深入理解通信系统理论知识的自学者，本书同样提供了宝贵的学习资源。学习本书的收益通过学习本书，读者将能够： 1. 扎实掌握通信系统理论：深刻理解各类调制解调、信道编码、多址接入等核心通信原理。 2. 熟练运用MATLAB/Simulink：成为MATLAB/Simulink在通信系统建模与仿真方面的专家，能够独立完成复杂的仿真任务。 3. 提升工程实践能力：将理论知识转化为实际的仿真模型，进行系统性能分析、参数优化和故障诊断。 4. 了解前沿通信技术：接触和理解软件定义无线电、认知无线电、5G、物联网等先进通信技术。 5. 为学术研究和工程设计奠定基础：为进一步深入研究通信算法、设计通信设备、开发通信应用打下坚实基础。本书的每一章都配有详细的算例和代码，读者可以通过动手实践来加深理解。我们相信，掌握了MATLAB/Simulink这一强大的工具，并结合本书提供的系统性知识，您将能够更好地应对现代通信系统日益增长的复杂性和挑战，在数字信息时代乘风破浪。

作者简介

目录信息

第1章通信系统仿真的原理和方法论 1.1 通信系统仿真的现实意义 1.2 计算机仿真的过程 1.2.1 系统仿真的数学基础 1.2.2 计算机仿真的一般过程 1.3 通信系统模型的分类 1.3.1 按照系统层次分类 1.3.2 按照信号类型分类 1.3.3 按照系统特征分类 1.4 通信系统仿真的方法 1.4.1 基于动态系统模型的状态方程求解方法 1.4.2 基于概率模型的蒙特卡罗方法 1.4.3 混合方法 1.5 通信系统仿真的优点和局限性 1.6 系统建模仿真方法与仿真工具 1.6.1 系统建模仿真方法与仿真工具的关系 1.6.2 仿真环境的构成和要求 1.6.3 常用仿真工具的选择 1.7 小结与文献综述 1.8 思考题第2章 Matlab/Simulink系统建模和仿真基础 2.1 Matlab编程仿真的方法 2.1.1 概述 2.1.2 静态系统的Matlab编程仿真 2.1.3 连续动态系统的Matlab编程仿真 2.1.4 离散动态系统的Matlab编程仿真 2.1.5 基于数据流和基于时间流的仿真方法 2.2 Simulink仿真基础 2.2.1 系统模型的方程和图形化描述 2.2.2 Simulink仿真平台 2.2.3 构建一个简单的Simulink仿真系统 2.2.4 Simulink子系统构建、封装和自定义模块库 2.3 Simulink的工作原理——S函数 2.3.1 S函数的工作原理 2.3.2 用Matlab语言编写S函数 2.4 用S函数编写Simulink基本模块 2.4.1 信源模块 2.4.2 信宿和信号显示模块 2.4.3 信号传输模块 2.5 Simulink仿真的数据结构和编程调用方法 2.5.1 Simulink中数据流的向量和矩阵形式 2.5.2 Simulink中数据结构的转换 2.5.3 Simulink与Matlab的交互 2.5.4 编程调用仿真模型 2.6 Simulink在电子与通信系统仿真中的几个关键问题 2.6.1 系统仿真速率的设计和选择 2.6.2 并/串转换和混合速率系统仿真 2.6.3 不同层次的仿真模型 2.6.4 用Simulink求解方程 2.6.5 同一数学模型的多种计算机仿真实现方法 2.7 声卡在Simulink仿真模型中的应用 2.7.1 Matlab与声卡的接口函数 2.7.2 Simulink与声卡的接口模块 2.7.3 在Simulink中组建虚拟仪器 2.8 小结与文献综述 2.9 思考题第3章基本通信模块的建模与分析 3.1 滤波器模型 3.1.1 滤波器的类型、参数指标与设计 3.1.2 滤波器的实现 3.2 信源模型 3.2.1 确定信源 3.2.2 伪随机码源 3.2.3 统计信源——噪声源 3.3 信号参数的测量和分析 3.3.1 信号的能量和功率 3.3.2 信号直流分量和交流分量 3.3.3 离散时间信号的统计参数 3.3.4 信号的频域参数 3.4 信道模型 3.4.1 加性高斯白噪声信道 3.4.2 带限加性噪声信道 3.4.3 离散时间信道指标的定量计算 3.4.4 错误概率信道 3.5 调制与解调 3.5.1 调制的通带和基带模型 3.5.2 模拟调制与解调模型 3.5.3 数字调制与解调模型 3.6 锁相环和载波提取 3.6.1 锁相环的构成和建模仿真 3.6.2 用于载波提取的锁相环仿真 3.6.3 锁相频率合成器的仿真 3.7 小结与文献综述 3.8 思考题第4章构建通信系统仿真模型 4.1 通信系统的基本模型 4.1.1 模拟通信系统基本模型 4.1.2 数字通信系统基本模型 4.2 通信系统主要性能指标 4.3 通信系统建模的要点 4.4 小结和文献综述 4.5 思考题第5章模拟通信系统的建模仿真 5.1 调幅广播系统的仿真 5.2 调幅的包络检波和相干解调性能仿真比较 5.3 频分复用和超外差接收机的仿真模型 5.4 自动增益控制(AGC)原理与仿真 5.5 调频立体声广播系统的建模仿真 5.5.1 调频立体声广播的信号结构和仿真模型 5.5.2 调频立体声接收机模型 5.6 单边带调幅系统的建模仿真 5.6.1 希尔伯特变换 5.6.2 单边带调幅与解调原理 5.6.3 一个简化的单边带电台仿真 5.7 彩色电视系统的建模仿真 5.7.1 电视扫描原理的仿真 5.7.2 彩色电视信号的构成和频谱仿真 5.7.3 简化的彩色电视接收机仿真 5.8 小结与文献综述 5.9 思考题第6章模拟信号数字化 6.1 采样定理的原理仿真 6.2 A/D和D/A转换器的仿真 6.3 PCM编码和解码 6.3.1 信号的压缩和扩张 6.3.2 PCM编码和解码 6.4 DPCM编码与解码 6.5 增量调制 6.6 小结与文献综述 6.7 思考题第7章数字通信系统的建模仿真 7.1 二进制传输的错误率仿真 7.2 基带传输码型设计 7.2.1 二电平码 7.2.2 三电平码 7.3 带限基带传输系统的仿真 7.3.1 眼图和无码间串扰波形 7.3.2 基带传输系统的仿真 7.3.3 定时提取系统的仿真 7.3.4 信道的时域均衡 7.4 数字调制的仿真 7.4.1 信号的向量表示 7.4.2 数字调制信号的向量表示和仿真 7.5 扩频系统的仿真 7.5.1 伪随机码的产生 7.5.2 直接序列扩频系统 7.5.3 跳频扩频系统 7.6 小结与文献综述 7.7 思考题第8章通信系统建模仿真的评估 8.1 概述 8.2 概率模型和蒙特卡罗方法 8.3 随机数的产生和常用随机分布 8.3.1 均匀分布随机数的产生 8.3.2 产生其他常用随机分布的方法 8.3.3 产生任意指定区间上的均匀分布 8.3.4 三角分布 8.3.5 指数分布 8.3.6 标准正态分布 8.3.7 指定均值和方差的正态分布 8.3.8 对数正态分布 8.3.9 柯西分布 8.3.10 χ2分布 8.3.11 瑞利分布 8.3.12 广义瑞利分布(χ分布) 8.3.13 赖斯分布和广义赖斯分布 8.3.14 Γ分布 8.3.15 Beta分布 8.3.16 Erlang分布 8.3.17 两点分布 8.3.18 二项分布 8.3.19 负二项分布 8.3.20 几何分布 8.3.21 超几何分布 8.3.22 泊松分布 8.3.23 t分布 8.3.24 F分布 8.4 随机分布的辨识和参数估计 8.4.1 概率密度函数对比——直方图估计法 8.4.2 概率分布的假设检验和参数估计 8.5 蒙特卡罗仿真的精度分析 8.5.1 蒙特卡罗仿真次数和精度的关系 8.5.2 蒙特卡罗仿真次数的序贯算法 8.6 仿真结果的数据处理 8.6.1 插值 8.6.2 拟合 8.7 小结与文献综述 8.8 思考题参考文献
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读后感

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用户评价

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从结构上来看，这本书的编排逻辑体现了一种“问题驱动”的学习范式。它似乎总是先提出一个在实际通信工程中遇到的典型难题，然后围绕这个难题，层层剥开背后的理论模型，最后通过仿真验证方案的可行性和优劣。这种叙事结构非常引人入胜，因为它始终将理论学习置于解决实际问题的背景之下，使得学习的目的性变得无比明确。例如，在讨论抗干扰性能时，作者不仅仅是展示了理论增益，还模拟了不同环境下的信噪比变化曲线，并对曲线下降的拐点进行了深入的工程解释。这种细节的把控，使得这本书的每一个公式、每一个图表都承载着丰富的工程信息。我感觉，掌握了这本书中的建模方法论，我可以自信地去应对大部分标准化的通信系统仿真任务，因为它教会的不仅仅是操作，更是建模的哲学。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，坦率地说，是一次充满挑战但回报丰厚的旅程。它的深度是毋庸置疑的，某些章节对于没有扎实数学基础的读者来说，可能需要反复研读甚至借助其他参考资料。然而，正是这种适度的难度，保证了其内容的专业性不被稀释。我特别留意了书中对高级通信技术，比如MIMO或者OFDM的初步介绍部分，发现作者没有止步于概念的介绍，而是迅速切入了关键的算法实现和性能评估的细节。这对于希望将知识快速转化为项目成果的读者来说，是一个巨大的优势。此外，书中对不同仿真工具链的优劣势对比也进行了客观的分析，避免了工具的盲目崇拜，引导读者建立起批判性的工程视角。整体来看，这本书非常适合那些已经掌握了通信原理基础，渴望提升系统设计和仿真能力的进阶学习者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量给我留下了非常好的印象。纸张的选择偏哑光，长时间阅读下来眼睛不易疲劳，这对于需要长时间对着电脑屏幕进行模型调试的我来说，是一个非常人性化的设计细节。章节之间的模块划分非常清晰，每个模块都有明确的学习目标和总结回顾，这极大地便利了查阅和复习。我尤其注意到作者在章节末尾经常设置的“思考题”或者“扩展阅读建议”，这些部分设计得非常巧妙，它们不是简单的习题，而是引导读者去探索更深层次或相关领域知识的切入点，体现了作者深厚的学术积累和广阔的知识视野。它不仅仅是一本“教你做”的书，更是一本“教你思考”的书。这种潜移默化的引导，远比直接的知识灌输要有效得多，它真正培养了读者的独立研究能力。

评分☆☆☆☆☆

这套书的封面设计着实吸引人眼球，那种深邃的蓝色调配上清晰的白色字体，给人一种既专业又沉稳的感觉。我刚拿到手的时候，就忍不住翻了翻目录，感觉内容布局非常合理。特别是对于初学者来说，从最基础的概念讲起，循序渐进地引入复杂的系统，这种编排方式让人倍感安心。我注意到书中对一些核心理论的阐述非常透彻，不仅仅是给出公式，更重要的是解释了这些公式背后的物理意义和工程含义。这对于我理解通信系统的“为什么”比“怎么做”更为重要。例如，它对调制解调原理的讲解，结合了直观的图形辅助，使得原本抽象的信号处理过程变得清晰可见。我尤其欣赏作者在描述仿真环境搭建时的那种耐心，很多教材只是简单提及工具的使用，但这本书似乎更注重引导读者思考如何将理论知识转化为实际可运行的模型。这种从理论到实践的无缝衔接，大大提升了我学习的积极性。我期待着接下来的章节能继续保持这种高质量的深度和广度。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读后，我发现这本书的叙事风格非常贴合工程师的思维习惯，逻辑严密，环环相扣。作者似乎深谙读者在面对复杂系统建模时容易产生的困惑点，总能在关键转折处设置巧妙的过渡和必要的铺垫。我特别喜欢它处理“实际应用限制”的方式，很多理论书写得过于理想化，仿佛现实世界中所有噪声和非线性因素都不存在。但这本书显然更接地气，它会讨论诸如采样率选择、量化误差累积以及有限精度计算对系统性能的实际影响。这对我正在进行的一个无线信道仿真项目来说，简直是雪中送炭。书中的图表绘制质量极高，数据可视化做得非常到位，使得一些复杂的波形演变过程不再是文字的堆砌，而是可以直观感知的动态过程。这种严谨且务实的态度，让这本书的参考价值远远超出了普通的教科书范畴，更像是一本实战手册。

评分☆☆☆☆☆