MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析（精通MATLAB） pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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吴茂著

图书标签:

MATLAB
通信系统
建模
仿真
信号处理
无线通信
案例分析
R2016a
精通MATLAB
工程技术
高等教育

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出版社：清华大学出版社

ISBN：9787302475705

版次：1

商品编码：12332024

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-02-01

用纸：胶版纸

页数：445

字数：682000

正文语种：中文

具体描述

编辑推荐

《MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析》是“精通MATLAB”丛书之一，以MATLAB R2016a为平台编写，通过28个案例介绍MATLAB在通信工程中的应用，应用性强，实用价值高。本书提供所有程序源代码。“精通MATLAB”相关书目如下：（1）MATLAB 8.X实战指南（2）数字图像处理高级应用——基于MATLAB和CUDA的实现（第2版）（3）MATLAB通信系统建模与仿真（4）MATLAB R2015a数字图像处理（5）MATLAB R2015b数学建模（6）MATLAB R2015a小波分析（7）MATLAB R2015b神经网络技术（8）MATLAB R2015b*优化计算（9）MATLAB R2015b概率与数理统计（10）MATLAB R2015b数值计算方法（11）MATLAB R2016a智能计算25个案例分析（12）MATLAB R2016a在电子信息工程中仿真案例分析（13）MATLAB R2016a神经网络设计与应用28个案例分析（14）MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析

内容简介

MATLAB及其Simulink通信、信号处理专业函数库和专业工具箱越来越成熟，并逐渐为广大通信技术领域的专家、学者和工程师所熟悉，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越来越广泛。本书以MATLAB R2016a为平台，在讲解各实现方法中给出相应的实例，使得本书应用性更强，实用价值更高。
全书共28章，主要介绍通信系统的信源与信道、通信系统滤波器、通信系统的调制与解调、通信系统的锁相环与扩频、MATLAB�睸imulink系统建模与仿真、通信系统的实际应用和信号处理技术等内容。MATLAB以其独特的魅力，成为通信技术领域强有力的工具。
本书主要作为通信工程、电子信息工程等领域的广大科研人员、学者、工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校相关专业及领域本科生、研究生的学习用书。

精彩书摘

　　第3章通信系统模拟线性调制的MATLAB实现

　　数字调制按方法可以分为多进制幅度键控(M�睞SK)、正交幅度键控(QASK)、多进制频率键控(M�睩SK)以及多进制相位键控(M�睵SK)。数字调制包括数模转换和模拟调制两部分，如图3��1所示。

　　图3��1数字调制过程

　　在数字信号通信快速发展以前主要是模拟通信。为了合理使用频带资源，提高通信质量，需要使用模拟调制技术。通常，连续波的模拟调制是以正弦信号为载波的调制方式，分为线性调制和非线性调制。线性调制是指调制后的信号频谱为调制信号的频谱的平移或线性变换，而非线性调制则没有这个性质。

　　每一种调制都通过以下几个特点来表征。

　　(1)调制信号的时域表达式。

　　(2)调制信号的频域表达式。

　　(3)调制信号的带宽。

　　(4)调制信号的功率分布。

　　(5)调制信号的信噪比。

　　3.1双边带调幅与解调

　　1.双边带调幅

　　在双边带调幅(DSB�睞M)中，已调信号的时域表示为

　　u(t)=m(t)c(t)=Acm(t)cos(2πfct+�糲)(3��1)

　　式中：m(t)是消息信号；c(t)=Accos(2πfct+�糲)为载波；fc是载波的频率；�糲是初始相位。为了讨论方便，取初相�糲=0。

　　对u(t)作傅里叶变换，即可得到信号的频域表示

　　U(f)=Ac2M(f-fc)+Ac2M(f+fc)(3��2)

　　传输带宽BT是消息信号带宽W的两倍，即BT=2W。

　　【例3��1】某消息信号m(t)=1,0≤t≤t0/3

　　-2,t0/3

　　0,其他，用信号m(t)以DSB�睞M方式调制载波c(t)=cos(2πfct)，所得到的已调信号记为u(t)。设t0=0.15s，fc=250Hz。试比较消息信号与已调信号，并绘制它们的频谱。

　　其实现的MATLAB程序代码如下：

　　>>clearall;

　　t=0.15;%信号保持时间

　　ts=0.001;%采样时间间隔

　　fc=250;%载波频率

　　fs=1/ts;%采样频率

　　df=0.3;%频率分辨率

　　t1=［0:ts:t］;%时间向量

　　m=［ones(1,t/(3*ts)),-2*ones(1,t/(3*ts)),zeros(1,t/(3*ts)+1)］;%定义信号序列

　　y=cos(2*pi*fc.*t1);%载波信号

　　u=m.*y;%调制信号

　　［n,m,df1］=fftseq(m,ts,df);%傅里叶变换

　　n=n/fs;

　　［ub,u,df1］=fftseq(u,ts,df);

　　ub=ub/fs;

　　［Y,y,df1］=fftseq(y,ts,df);

　　f=［0:df1:df1*(length(m)-1)］-fs/2;%频率向量

　　subplot(221);

　　plot(t1,m(1:length(t1)));%未解调信号

　　title('未解调信号');

　　subplot(222);

　　plot(t1,u(1:length(t1)));%解调信号

　　title('解调信号');

　　subplot(223);

　　plot(f,abs(fftshift(n)));%未解调信号频谱

　　title('未解调信号频谱');

　　subplot(224);

　　plot(f,abs(fftshift(ub)));%解调信号频谱

　　title('解调信号频谱');

　　该程序运行后得到的信号和调制信号及信号调制前后的频谱对比如图3��2所示。

　　图3��2DSB�睞M得到的信号和调制信号及信号调制前后的频谱图

……

前言/序言

前言

MATLAB是当今最优秀的科技应用软件之一，它以强大的科学计算与可视化功能、简单易用的特点、开放式可扩展环境，特别是所附带的30多种面向不同领域的工具箱支持，使得它在许多科学领域成为计算机辅助设计与分析、算法研究与应用开发的基本工具和首选平台。它具有其他高级语言难以比拟的一些优点，如编写简单、编程效率高、易学易懂等，因此MATLAB语言也被通俗地称为演算纸式科学算法语言。在通信、信号处理、控制及科学计算等领域，MATLAB应用广泛，已经成为可有效提高工作效率、改善设计手段的工具软件。掌握了MATLAB，就好比掌握了开启这些专业领域大门的钥匙。
Simulink是MATLAB的一个工具包，其建模与一般程序建模相比更为直观，操作也更为简单，不必记忆各种参数——命令的用法，只要用鼠标就能够完成非常复杂的工作。Simulink不但支持线性系统仿真，还支持非线性系统仿真；不仅支持连续系统仿真，还支持离散系统甚至混合系统仿真；不仅本身功能非常强大，而且还是一个开放性体系，用户可以自己开发模块来增强Simulink的功能。对于同一个系统模型，利用Simulink可以采用多个不同的采样速率，不但能够实时地显示计算结果，还能够显示模型所表示实物的实际运动形式。
目前，通信技术领域是一个非常热门的领域，无论是有线通信技术还是无线通信技术，都已应用到人们生活的各个方面，通信系统正向着宽带化方向迅速发展。使用MATLAB�睸imulink进行通信系统建模与仿真设计，已经成为广大通信工程师必须研究、掌握的技术之一。
为了满足通信技术发展的需要，结合MATLAB的功能特点，作者编写了本书。本书在以下几方面做了努力。
(1) 结构紧凑、分析全面。本书介绍了通信系统的信源与信道、通信系统滤波器、通信系统的调制与解调、通信系统的锁相环与扩频、MATLAB�睸imulink系统建模与仿真、通信系统的实际应用和信号处理技术等内容。
(2) 内容翔实，实用性强。书中每介绍一个案例都给出了详细说明，读者可快速掌握MATLAB在具体案例中的应用。
(3) 图文并茂。对于程序的运行结果，本书给出了大量的图形。本书不仅注重基础知识的讲解，而且非常注重实践，可使读者迅速掌握MATLAB在每个案例中的应用。
通过本书的学习，读者不仅可以全面掌握MATLAB的编程和开发技术，还可以提高快速分析和解决实际问题的能力，从而能够在最短的时间内，最快地解决实际工作中所遇到的问题，提升工作效率。
本书主要由吴茂编写，此外参加编写的还有赵书兰、周品、曾虹雁、邓俊辉、陈添威、邓耀隆、高泳崇、李嘉乐、李锦涛、梁朗星、梁志成、梁恩庆、梁仲轩、杨平和许兴杰。
本书主要作为通信工程、电子信息方面的广大科研人员、学者、工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校相关专业及领域本科生、研究生的学习用书。
由于作者水平有限，书中疏漏之处在所难免。在此，诚恳地期望得到各领域专家和广大读者的批评指正。
作者
2017年11月

《通信系统建模与仿真：原理、实践与前沿探索》内容简介：本书是一部系统阐述通信系统建模与仿真理论、方法和应用的专著。在快速发展的数字通信时代，深入理解和掌握通信系统的设计、分析与优化至关重要。本书旨在为读者提供一个坚实的基础，从基础概念出发，逐步深入到复杂的系统级仿真，并触及通信工程领域的前沿研究方向。全书结构严谨，内容详实，理论与实践相结合，力求为通信工程专业学生、科研人员及工程技术人员提供一份不可或缺的参考。第一部分：通信系统基础理论与建模基石本部分将从最基本的通信原理入手，为后续的系统建模与仿真打下坚实的基础。我们将深入剖析通信系统的基本组成部分，包括信源、信宿、调制器、解调器、信道以及噪声等关键要素，并详细讲解信息论的基本概念，如熵、信道容量等，这些都是理解通信系统性能极限的理论依据。数字调制与解调技术：详细介绍ASK、FSK、PSK、QAM等经典数字调制方案的原理、特性及在实际应用中的优缺点。同时，深入讲解相干解调、非相干解调等技术，以及它们对信号质量的要求。模拟调制与解调技术：涵盖AM、FM、PM等模拟调制方式，分析其频谱特性、抗噪声能力以及在广播、音频传输等领域的应用。信道编码与解码：介绍纠错编码的基本原理，包括海明码、卷积码、Turbo码和LDPC码等，讲解它们在提高通信可靠性方面的作用。同时，分析各种解码算法的复杂度与性能。多用户通信技术：探讨多址技术，如FDMA、TDMA、CDMA以及OFDMA，解析它们如何实现多个用户在同一通信资源上的共享，为移动通信和无线网络的设计奠定基础。随机信号与噪声理论：深入理解随机过程在通信系统中的建模，特别是高斯白噪声、瑞利衰落等信道模型，以及它们对信号传输的影响。第二部分：通信系统建模方法与工具本部分将重点介绍如何将抽象的通信理论转化为可执行的仿真模型，并介绍主流的建模与仿真工具。建模方法论：阐述系统建模的基本原则，包括模块化设计、抽象层次的选择、参数化建模等，确保模型的准确性、灵活性和可重用性。仿真环境介绍：详细介绍如MATLAB/Simulink、GNU Radio等在通信系统仿真领域广泛应用的工具。重点讲解它们的体系结构、核心功能以及如何利用它们构建复杂的通信系统仿真平台。 Simulink通信工具箱（Communications Toolbox）深度解析：重点介绍Simulink通信工具箱提供的丰富模块，包括信号源、调制解调模块、信道模型、误码率分析工具、星座图绘制工具等，演示如何使用这些模块快速搭建各种通信链路。信号处理模块应用：讲解数字滤波器设计（FIR、IIR）、FFT分析、功率谱密度估计等常用信号处理技术在通信系统中的应用，以及如何在仿真中实现这些处理。自定义模块开发：当标准模块无法满足需求时，介绍如何通过MATLAB脚本或Simulink Coder等工具开发自定义的通信算法模块，以实现更灵活和精细化的仿真。第三部分：关键通信系统的仿真实践本部分将结合实际通信场景，通过详细的仿真案例，展示如何应用前述理论和工具来分析和优化通信系统的性能。我们将涵盖多种典型的通信系统，并深入探讨其建模与仿真过程。数字基带传输系统仿真：基带信号的产生与传输：仿真随机比特流的产生，以及使用升余弦滤波器、匹配滤波器等进行基带信号的成型与滤波。噪声对基带信号的影响：仿真不同信噪比下基带信号的误码率（BER），分析噪声对信号判决的影响。均衡技术：介绍MLD、ZF、LMS等均衡算法，并通过仿真展示其消除码间串扰（ISI）的效果。数字带通传输系统仿真： ASK、FSK、PSK、QAM系统的建模与仿真：分别构建不同调制方案的仿真链路，从调制、加噪到解调，分析各方案在不同信噪比下的BER性能。星座图分析：演示如何通过仿真观察和分析不同调制方案在噪声影响下的星座图变化，直观评估系统性能。功率谱密度分析：仿真分析不同调制方案的功率谱密度，理解其频谱特性与带宽占用。信道编码与解码仿真：汉明码、卷积码的编码与解码仿真：构建包含编码器、加性高斯白噪声信道和解码器的仿真链路，分析不同码率下的BER性能提升。 Turbo码与LDPC码仿真：介绍Turbo码和LDPC码的迭代解码原理，通过仿真展示它们超越传统编码的强大纠错能力。多用户接入系统仿真： OFDMA系统仿真：建模OFDMA系统的子载波分配、IFFT/FFT、信道估计等关键环节，仿真分析其多径衰落下的性能。 CDMA系统仿真：仿真码分多址的扩频、解扩过程，分析其抗干扰能力和用户容量。无线通信系统仿真：瑞利衰落信道模型仿真：模拟移动通信中常见的瑞利衰落信道，分析其对信号幅度和相位的影响，并讨论分集接收等抗衰落技术。 MIMO系统仿真：介绍MIMO（多输入多输出）系统的基本原理，仿真其空间复用和空间分集增益，分析多天线配置对系统容量和可靠性的提升。 OFDM（正交频分复用）系统仿真： OFDM调制解调原理仿真：仿真OFDM系统的IFFT/FFT、子载波调制、循环前缀添加与去除等关键过程。 OFDM在多径信道下的性能：仿真OFDM系统在包含ISI和频率选择性衰落的信道中的表现，分析其抵抗多径效应的优势。 OFDM系统中的信道估计与均衡：演示在OFDM系统中进行信道估计和均衡以提高系统性能。第四部分：通信系统仿真的进阶话题与前沿探索本部分将超越基础仿真，探讨更高级的建模技术，并展望通信工程领域的前沿发展方向。高级仿真技术：软件定义无线电（SDR）仿真：介绍SDR的概念，以及如何在仿真环境中模拟SDR平台，实现灵活的无线通信系统设计。通信网络仿真：介绍NS-3等网络仿真工具，讲解如何构建和仿真复杂的通信网络拓扑，分析端到端的网络性能。 GPU加速仿真：探讨利用GPU并行计算能力加速复杂通信系统仿真，显著缩短仿真时间。新兴通信技术仿真： 5G及未来通信系统关键技术仿真：探讨5G中的Massive MIMO、毫米波通信、网络切片等技术，并给出相应的仿真思路和模型构建。人工智能在通信中的应用：介绍机器学习和深度学习在信道估计、信号检测、资源管理等方面的应用，并提供仿真案例。量子通信基础模型：简要介绍量子通信的基本原理，并探讨其在仿真中的初步建模方法。仿真中的优化与验证：仿真参数选择与调优：如何根据实际需求选择合适的仿真参数，以平衡仿真精度和效率。仿真结果的统计分析与解读：如何对仿真结果进行有效的统计分析，并从中得出有意义的结论。仿真与实际系统验证：探讨仿真结果与实际硬件系统之间的联系与差异，以及如何进行验证。结论本书力求全面、深入地介绍通信系统建模与仿真的理论知识、实践方法和前沿动态。通过理论讲解、工具介绍和丰富案例分析，本书将帮助读者掌握构建、分析和优化各种通信系统的能力，为应对未来通信技术挑战做好准备。本书适合通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的学生、研究生、研究人员和工程技术人员阅读。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我是一名有着多年通信工程实践经验的工程师，在日常工作中，经常需要利用MATLAB进行通信系统的设计、验证和性能分析。近年来，随着通信技术的飞速发展，新的系统和算法层出不穷，我深知不断学习和掌握新的仿真工具和技术的重要性。因此，《MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析（精通MATLAB）》这本书的出现，引起了我的高度关注。书名中的“28个案例分析”让我看到了其深度和广度，我期待它能够涵盖当前通信领域中一些主流的技术和应用，例如5G NR、Wi-Fi 6等相关技术中的关键建模和仿真场景。我希望通过这些案例，能够学习到如何将最新的通信理论快速转化为MATLAB仿真代码，并且能够准确地评估新技术的性能。同时，“精通MATLAB”的承诺，也让我对这本书寄予厚望。在实际工作中，我常常遇到一些复杂的仿真需求，而现有的知识和技巧可能无法完全满足。我希望这本书能够提供一些更高级的MATLAB编程技巧，例如如何进行大规模并行仿真，如何与其他软件（如Python）进行交互，以及如何利用MATLAB的性能分析工具来优化仿真效率。如果这本书能够帮助我进一步提升自己在通信系统仿真方面的专业技能，并且能够应对未来工作中可能出现的更具挑战性的问题，那么它将是我非常值得拥有的一本参考书。

评分☆☆☆☆☆

我对通信领域的学习始终抱着一种求知若渴的态度，尤其是在仿真方面，总觉得理论与实践之间存在一道难以逾越的鸿沟。因此，当我在书店里偶然瞥见《MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析（精通MATLAB）》这本书时，内心涌起一股强烈的冲动想要去了解它。从书名来看，它似乎正是我一直在寻找的“利器”。“28个案例分析”让我眼前一亮，这意味着它将提供大量实实在在的例子，而不是枯燥乏味的理论讲解。我设想，这些案例可能覆盖了从基础的数字信号处理在通信中的应用，到更复杂的信道模型仿真，再到不同调制解调方案的性能比较等等。每一个案例的出现，都可能是一次深入学习和实践的契机，能够帮助我们把抽象的公式和概念转化为具体的代码和结果，从而更直观地理解通信系统的原理和特性。而“精通MATLAB”的副标题，则像是在向我保证，这本书不仅仅是通信理论的翻译机，更是一本能够显著提升我MATLAB编程能力的手册。我期待它能教会我如何编写出优雅、高效、可读性强的MATLAB代码，如何巧妙地利用MATLAB强大的函数库，甚至可能涉及一些高级的仿真技巧，比如并行计算或者与Simulink的结合使用。如果这本书能够真正做到这一点，那么它对我来说将不仅仅是一本技术书籍，更是一次学习MATLAB与通信仿真融合的宝贵经历，它将极大地拓宽我的知识边界，为我未来的职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的通信系统建模与仿真书籍，应该兼具理论深度和实践指导性，而《MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析（精通MATLAB）》这本书，从其书名所透露的信息来看，似乎正试图达到这样的目标。我特别看重“28个案例分析”这一点，因为它预示着本书并非止步于理论的罗列，而是将通过一系列精心设计的具体实例，引导读者一步步探索通信系统的奥秘。我设想，这些案例可能会从最基础的信号产生、信道建模，逐步深入到更复杂的调制解调技术、编码译码方案，甚至可能包含一些实际应用场景中的挑战，比如多用户接入、干扰抑制等。每一个案例的详细阐述，都将是我学习和理解通信系统工作原理的宝贵机会。而“精通MATLAB”的定位，则让我看到了本书在工具应用上的决心。我希望它不仅仅是展示如何调用MATLAB的函数，而是能够深入讲解如何运用MATLAB强大的编程能力，来构建灵活、可扩展的仿真平台，如何进行高效的参数寻优和性能评估，以及如何通过仿真结果的分析来指导系统设计。如果这本书能够帮助我建立起一套系统性的MATLAB仿真方法论，并且能够让我自信地应对各种通信仿真任务，那么它将真正成为我学习道路上的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初涉通信仿真领域的研究生，我一直在寻找一本能够指导我入门并且能够快速上手的教材。当我在网上搜索相关资料时，《MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析（精通MATLAB）》这本书的出现，无疑给了我很大的希望。书名中的“28个案例分析”让我觉得它非常接地气，不像一些理论书籍那样空洞，而是通过具体的例子来讲解复杂的概念。我猜测，这些案例可能涵盖了各种通信系统的基础模块，比如信号的生成、传输、接收，以及各种噪声和干扰的影响，甚至可能涉及到一些现代通信技术，如OFDM、MIMO等。能够看到这些实际的应用场景，对我来说是非常有帮助的，因为我一直觉得，只有在实践中学习，才能真正理解理论知识的意义和价值。另外，“精通MATLAB”这个词语也让我对这本书充满了期待。我目前对MATLAB的掌握还仅仅停留在一些基础的函数使用，而通信系统建模与仿真往往需要更深入的编程技巧和对MATLAB特性的理解。我希望这本书能够提供一些关于如何高效利用MATLAB进行通信仿真的方法和技巧，比如如何构建可重用的函数库，如何进行参数的优化和扫描，以及如何有效地可视化仿真结果等。如果这本书能够帮助我克服在MATLAB编程上的障碍，并且能够指导我完成一些具有实际意义的通信仿真项目，那么它对我来说将是一笔巨大的财富。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对通信系统建模与仿真充满兴趣的工程师，在了解到市面上存在一本名为《MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析（精通MATLAB）》的书籍后，我对其内容产生了极大的期待。虽然我尚未有机会深入研读，但从书名和周边信息中，我能想象到它将为我们这些希望在通信领域深耕的读者提供何等宝贵的资源。通信系统的复杂性要求我们在理论学习之余，能够通过实际的仿真工具来验证和加深理解，而MATLAB作为业界广泛认可的仿真平台，无疑是最佳的选择。R2016a版本虽然不是最新，但其稳定性和丰富的功能集足以应对绝大多数通信系统建模的需求。更何况，“28个案例分析”这样的字眼，让我看到了这本书的实用价值所在——它并非泛泛而谈的理论堆砌，而是通过具体的、可操作的案例，引导读者一步步掌握通信系统的设计、分析和优化方法。我尤其关注其中的“精通MATLAB”部分，这暗示着本书将不仅仅局限于通信算法的实现，还会深入讲解如何高效、灵活地运用MATLAB的各种工具箱和编程技巧，来解决实际的通信工程问题。这对于希望提升自身MATLAB技能，并将其应用到通信仿真中的读者来说，无疑是极具吸引力的。我期待书中能够涵盖从基础的信号处理，到复杂的编码调制、多址技术，再到先进的无线通信系统（如OFDM、MIMO）等各个方面的典型案例，通过这些案例的剖析，帮助我们构建起对通信系统完整的认知体系，并熟练掌握在MATLAB环境下进行仿真的能力。