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(yǔ)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(diǎn)……………………………………………………………… 11
2.1.3 MATLAB R2016b界面環(huán)境…………………………………………………………12
2.2 MATLAB基本語(yǔ)法和基本操作……………………………………………………… 15
2.2.1 變量賦值………………………………………………………………………… 15
2.2.2 矩陣運(yùn)算………………………………………………………………………… 16
2.2.3 程序控制語(yǔ)句…………………………………………………………………… 18
2.2.4 基本繪圖方法…………………………………………………………………… 21
2.3 Simulink簡(jiǎn)介…………………………………………………………………… 24
2.3.1 Simulink家族及主要功能…………………………………………………… 24
2.3.2 Simulink基本模塊庫(kù)………………………………………………………… 27
2.3.3 Simulink建模仿真的操作過(guò)程……………………………………………… 29
2.4 MATLAB/Simulink在通信仿真中的應(yīng)用………………………………………… 31
第3章 MATLAB計(jì)算和可視化………………………………………………………… 34
3.1 符號(hào)計(jì)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(hào)矩陣的創(chuàng)建………………………………………………………………… 36
3.2.2 符號(hào)矩陣的運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(diǎn)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(hào)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(duì)………………………………………… 63
4.2.1 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)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(guò)程…………………………………………………………………………… 79
4.6 隨機(jī)過(guò)程和白噪聲的功率譜……………………………………………………… 82
4.6.1 隨機(jī)過(guò)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(guò)程的線性濾波……………………………………………………………… 88
第5章 模擬信號(hào)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(hào)基帶傳輸…………………………………………………………… 117
6.1 數(shù)字基帶信號(hào)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(wú)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(cuò)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(cè)…………………………………………………………………… 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(cè)……………………………………………………………… 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(shí)現(xiàn)………………………………………………………………… 181
第8章 數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用………………………………………………………… 186
8.1 DSP系統(tǒng)工具箱簡(jiǎn)介…………………………………………………………… 186
8.1.1 信號(hào)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(hào)運(yùn)算模塊組……………………………………………………………… 189
8.1.6 信號(hào)管理模塊組……………………………………………………………… 190
8.1.7 信號(hào)變換模塊組……………………………………………………………… 191
8.1.8 統(tǒng)計(jì)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(hào)的濾波……………………………………………………………………… 195
8.3.1 使用fdesign設(shè)計(jì)濾波器…………………………………………………… 195
8.3.2 使用Filter Builder設(shè)計(jì)濾波器………………………………………… 198
8.3.3 設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器………………………………………………………… 198
8.3.4 設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)濾波器……………………………………………………… 201
第9章 綜合篇……………………………………………………………………… 207
9.1 模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程設(shè)計(jì)項(xiàng)目……………………………………………… 207
9.2 電話按鍵撥號(hào)器的仿真設(shè)計(jì)項(xiàng)目……………………………………………… 210
9.3 語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目………………………………………………………… 213
9.4 自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目…………………………………………………… 215
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 217