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本书以MATLAB R2016a为平台，以应用建模仿真为导线，通过专业技术与实例相结合的形式，详细全面地介绍了MATLAB通信系统建模与仿真的内容。全书共分10章，主要包括MATLAB R2016、Simulink的介绍、通信系统的概述、信源、信道、通信系统基本模块、模拟调制系统、模拟信号数字化、数字调制系统及编码与系统仿真等内容。本书语言通俗易懂，内容丰富翔实，突出了以实例为中心的特点，做到理论与实践相结合，让读者轻松、快捷地掌握MATLAB通信系统建模与仿真。

目    录
第1章  MATLAB R2016a简述	1
1.1  MATLAB概述	1
1.1.1  MATLAB的平台组成	1
1.1.2  MATLAB语言特点	2
1.1.3  MATLAB R2016a的新功能	3
1.2  MATLAB的安装与激活	5
1.3  MATLAB的工作环境	9
1.3.1  命令窗口	10
1.3.2  命令历史记录窗口	11
1.3.3  工作区	12
1.4  MATLAB的帮助使用	13
1.5  MATLAB的数值计算	16
1.5.1  变量与常量	16
1.5.2  运算符	17
1.5.3  矩阵运算	18
1.5.4  符号运算	21
1.6  MATLAB的绘图	27
1.6.1  图形窗口	27
1.6.2  坐标系	27
1.6.3  二维绘图	28
1.6.4  图形的辅助操作	29
1.6.5  三维绘图	31
1.7  程序设计	33
1.7.1  分支结构	33
1.7.2  循环结构	35
第2章  Simulink的介绍	38
2.1  SIMULINK仿真环境	38
2.2  SIMULINK模块库	39
2.2.1  Simulink标准模块库	39
2.2.2  Simulink专业模块库	40
2.3  一个简单的SIMULINK仿真实例	41
2.4  SIMULINK子系统	46
2.5  SIMULINK封装子系统	49
2.6  SIMULINK命令行仿真	54
2.6.1  命令行方式建立模型	55
2.6.2  Simulink与MATLAB接口	58
2.6.3  命令行方式实现动态仿真	61
2.7  S-函数	67
2.7.1  S-函数概述	67
2.7.2  S-函数的几个相关概念	68
2.7.3  S-函数模块	71
2.7.4  S-函数的仿真过程	72
2.7.5  编写M语言S-函数	72
2.8  MATLAB/SIMULINK仿真实例	76
第3章  通信系统	83
3.1  概述	83
3.1.1  通信系统的组成	83
3.1.2  通信系统的分类	85
3.2  模拟/数字通信	87
3.2.1  模拟通信	87
3.2.2  数字通信	88
3.3  系统类型	89
3.3.1  多路系统	89
3.3.2  有线系统	89
3.3.3  微波系统	90
3.3.4  卫星系统	90
3.3.5  电话系统	90
3.3.6  电报系统	91
3.3.7  数据系统	91
3.4  通信系统仿真技术	91
3.4.1  仿真技术	91
3.4.2  计算机仿真步骤	92
3.4.3  通信系统仿真步骤	92
3.4.4  通信系统仿真方法	94
3.5  通信系统仿真模型	98
3.6  信息度量	101
3.7  通信系统仿真的优点	103
3.8  通信系统仿真的局限性	103
第4章  信源	105
4.1  通信仿真函数	105
4.1.1  信源产生函数	105
4.1.2  信源编码/解码函数	110
4.2  信号产生器	114
4.2.1  伯努利二进制产生器	114
4.2.2  泊松分布整数产生器	118
4.2.3  随机整数产生器	121
4.2.4  均匀分布随机产生器	123
4.2.5  标准正态分布随机数产生器	125
4.2.6  瑞利随机分布产生器	126
4.2.7  正态随机分布产生器	128
4.3  信源类型	130
4.3.1  锯齿波信号	131
4.3.2  方波信号	132
4.3.3  脉冲信号	133
4.3.4  扫频信号	135
4.3.5  压控振荡器	137
4.4  信号与系统分析	138
4.4.1  离散信号系统	138
4.4.2  离散时间系统	143
4.4.3  Fourier分析	145
4.4.4  低通信号的低通等效	156
4.4.5  频谱分析	160
4.4.6  谱估计	164
第5章  信道	170
5.1  信道模型	170
5.1.1  调制信道模型	170
5.1.2  编码信道模型	171
5.2  恒参信道	172
5.2.1  典型恒参信道	172
5.2.2  恒参信道的特性	173
5.2.3  理想恒参信道	173
5.2.4  实际信道	174
5.2.5  其他影响因素	175
5.3  随参信道及其对信号的影响	175
5.3.1  典型随参信道	175
5.3.2  随参信道的特点	176
5.3.3  随参信道对信号的影响	176
5.4  加性噪声	178
5.4.1  加性噪声的来源	178
5.4.2  噪声的种类	179
5.4.3  起伏噪声	179
5.5  信道容量	180
5.5.1  离散信道容量	180
5.5.2  连续信道容量	182
5.6  信道函数	183
5.7  多径衰落信道	185
5.7.1  多径衰落信道的主要分类	186
5.7.2  多径衰落信道的特性	186
5.8  信道衰落的重要参数	193
5.8.1  多径扩展信道	193
5.8.2  多普勒带宽	194
5.9  信道的仿真实例	194
第6章  通信系统基本模块	200
6.1  信源模块	200
6.1.1  随机数据信源模块	200
6.1.2  序列产生器模块	203
6.2  信道模块	211
6.2.1  高斯白噪声信道	212
6.2.2  二进制对称信道	213
6.2.3  多变量控制信道	214
6.2.4  多径瑞利退化信道	216
6.2.5  多径莱斯退化信道	218
6.3  信号观察模块	219
6.3.1  星座图观测仪	219
6.3.2  眼图示波器	221
6.3.3  误码率计算器模块	222
6.4  通信系统模块的仿真实例	224
第7章  模拟调制系统	227
7.1  模拟调制的基本概念	227
7.1.1  模拟调制的概念	227
7.1.2  模拟调制的功能	227
7.1.3  模拟调制的分类	228
7.2  线性调制	229
7.2.1  线性调制的基本原理	229
7.2.2  振幅调制	230
7.2.3  载波双边带调制	235
7.2.4  抑制载波双边带调制	242
7.2.5  单边带调制	250
7.2.6  角度调制	260
7.3  模拟调制系统性能的比较	269
7.3.1  有效性比较	269
7.3.2  可靠性比较	269
7.3.3  特点及应用	270
7.4  广播系统的仿真实例	271
第8章  模拟信号数字化	274
8.1  模拟信号数字化的概述	274
8.1.1  模拟信号数字化的实现步骤	274
8.1.2  模拟信号数字传输的优点	274
8.1.3  模拟信号数字传输系统的组成框图	275
8.1.4  模拟音频/视频数字化	275
8.2  抽样的概述	276
8.2.1  低通抽样定理	276
8.2.2  带通抽样定理	279
8.2.3  抽样定理的实现	280
8.3  脉冲振幅调制	285
8.3.1  脉冲调制	285
8.3.2  PAM原理	285
8.4  量化	288
8.4.1  均匀量化	288
8.4.2  非均匀量化	289
8.4.3  量化的实现	295
8.5  脉冲编码调制	297
8.5.1  PCM通信系统框图	297
8.5.2  逐次反馈型编码	300
8.5.3  逐次反馈型译码	300
8.5.4  PCM抗噪声性能	301
8.6  差分脉冲	305
8.6.1  差分脉冲编码调制	305
8.6.2  差分脉冲编码的Simulink模块	307
8.6.3  差分脉冲编码的MATLAB实现	308
8.7  增量调制	310
8.7.1  增量调制概述	310
8.7.2  增量调制的编/解码	310
8.7.3  增量调制的抗噪性能	311
8.7.4  自适应增量调制	313
8.7.5  增量调制的MATLAB实现	314
8.8  PCM串行传输系统的仿真实例	317
第9章  数字调制系统	323
9.1  数字基带传输概述	324
9.1.1  数字基带信号码型的设计原则	325
9.1.2  二元码	325
9.1.3  三元码	327
9.1.4  码型的实现	328
9.2  二进制基带传输	334
9.2.1  二进制传输误码率仿真	334
9.2.2  不同极性信号在AWGN信道的传输性能	337
9.2.3  基带PAM信号传输	342
9.3  数字信号载波	347
9.3.1  载波PAM信号	347
9.3.2  频移键控	351
9.3.3  载波相位调制	357
9.3.4  DPSK系统的抗噪性能	363
9.3.5  正交幅度调制	371
第10章 编码与系统仿真	376
10.1  编码概述	376
10.2  线性分组码	378
10.2.1  Hamming码	379
10.2.2  循环码	383
10.2.3  BCH码	386
10.2.4  RS码	387
10.2.5  CRC校验码	389
10.2.6  卷积码	393
10.3  扩频通信	397
10.3.1  扩频概述	397
10.3.2  扩频的分类	398
10.3.3  扩频的应用范围	399
10.3.4  扩频的序列	400
10.4  扩频通信系统	404
10.4.1  直接序列扩频系统	404
10.4.2  跳频扩频系统	408
10.5  波达方向估计的仿真实例	412
10.5.1  DOA估计阵列数学模型	413
10.5.2  DOA估计方法	415
参考文献	428

前    言
MATLAB/Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和模型的设计工具。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于各个领域中。
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。而MATLAB凭借其强大的功能在众多的计算机软件中脱颖而出，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的时间。而系统建模和仿真技术已经日益成为现代理工科各专业进行科学探索、系统可行性研究和工程设计不可缺少的重要环节。随着MATLAB/Simulink通信、信号处理专业函数库和专业工具箱的成熟，它们逐渐为广大通信技术领域的专家学者和工程技术人员所熟悉，在通信理论研究、算法设计、系统设计、建模仿真和性能分析验证等方面的应用也更加广泛。
本书主要介绍应用MATLAB软件对通信系统进行建模与仿真实例的研究方法，在内容上不追求对MATLAB软件的完整和系统描述，而是针对教学、科研开发的实际，选择通信系统中最基本同时也是最重要的内容作为仿真试验的研究对象。还结合数字通信系统的基本技术介绍了MATLAB软件在仿真试验建模中的应用。本书的编写具有如下几个特色：
（1）循序渐进，深入浅出
本书以MATLAB R2016a为平台，由基础到应用，一步一步深入地介绍MATLAB/Simulink及通信系统的建模与仿真等内容，让读者可以轻松、快速地掌握MATLAB及利用MATLAB解决通信系统建模与仿真的问题。
（2）应用典型，细致全面
本书以MATLAB/Simulink为基础，详尽细致地介绍MATLAB/Simulink解决通信系统建模与仿真中的各种实际问题，并且每介绍一个函数、理论、模块等都给出典型的应用实例，培养读者的动手动脑等能力，做到理论与实践相结合。
（3）快速有效，轻松易学
结合MATLAB自身的特点，在MATLAB/Simulink基础上介绍通信系统的建模与仿真，让读者轻松有效地掌握MATLAB及通信系统，使其能够在最短的时间内，以最佳的效率解决实际通信系统中遇到的问题，提升工作效率。
全书共分为10章，主要内容如下：
第1章介绍MATLAB R2016a，主要包括MATLAB的平台组成、MATLAB的语言特点、MATLAB的工作环境、MATLAB的数值计算及MATLAB的绘图等内容。
第2章介绍Simulink软件，主要包括Simulink仿真环境、Simulink模块库、Simulink子系统、Simulink封装子系统及Simulink命令行仿真等内容。
第3章介绍通信系统，主要包括通信系统的组成、模拟/数字通信、系统类型及通信系统仿真技术等内容。
第4章介绍信源，主要包括通信仿真函数、信号产生器、信源类型及信号与系统分析等内容。
第5章介绍信道，主要包括信道模型、恒参信道、随参信道及其对信号的影响、加性噪声等内容。
第6章介绍通信系统基本模块，主要包括信源模块、信道模块、信号观察模块等内容。
第7章介绍模拟调制系统，主要包括模拟调制的基本概念、线性调制、模拟调制系统性能的比较等内容。
第8章介绍模拟信号数字化，主要包括模拟信号数字化概述、抽样概述、脉冲振幅调制、量化、脉冲编码调制及差分脉冲等内容。
第9章介绍数字调制系统，主要包括数字基带传输概述、二进制基带传输、数字信号载波等内容。
第10章介绍编码与系统仿真，主要包括编码概述、线性分组码、扩频通信、扩频通信系统等内容。
本书可作为高等院校通信系统仿真等相关专业的教材，也可作为广大科研人员、学者、通信工程技术人员的参考用书。
本书主要由王宇华编写，此外参加编写的还有赵书兰、刘志为、栾颖、张德丰、吴茂、方清城、李晓东、何正风、丁伟雄、李娅、辛焕平、杨文茵、顾艳春和邓奋发。
由于时间仓促，加之作者水平有限，所以错误和疏漏之处在所难免。在此，诚恳地期望得到各领域的专家和广大读者的批评指正。


编著者

电子通信/计算机仿真

王宇华，天津大学博士毕业，佛山科学技术学院教授，新加坡国立大学访问学者。申请发明专利6项，发表论文50余篇。具备丰富的科研、教学、实践及写作经验。

随着MATLAB/Simulink通信、信号处理专业函数库和专业工具箱的成熟，它们逐渐为广大通信技术领域的专家学者和工程技术人员所熟悉，在通信理论研究、算法设计、系统设计、建模仿真和性能分析验证等方面的应用也更加广泛。__eol__本书主要介绍应用MATLAB软件对通信系统进行建模与仿真实例的研究方法，在内容上不追求对MATLAB软件的完整和系统描述，而是针对教学、科研开发的实际，选择通信系统中最基本同时也是最重要的内容作为仿真试验的研究对象。还结合数字通信系统的基本技术介绍了MATLAB软件在仿真试验建模中的应用。__eol__

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