MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用（第二版）（含光盤）

第1章 概述 1

1.1 仿真的意義 1

1.1.1 數(shù)理基礎(chǔ)與專業(yè)知識的學(xué)習(xí) 1

1.1.2 科學(xué)研究、產(chǎn)品研發(fā)與仿真試驗 1

1.2 電子通信系統(tǒng)的建模與仿真 2

1.2.1 通信與電子系統(tǒng)仿真的概念 2

1.2.2 計算機仿真的步驟 3

1.2.3 電子通信系統(tǒng)計算機仿真的優(yōu)點和局限性 5

1.3 本書的內(nèi)容結(jié)構(gòu) 6

第2章 MATLAB仿真 8

2.1 MATLAB介紹 8

2.1.1 MATLAB的特點 8

2.1.2 MATLAB快速入門 9

2.1.3 MATLAB程序設(shè)計 13

2.2 MATLAB 編程仿真 18

2.2.1 時間連續(xù)信號與系統(tǒng)的計算機仿真問題 18

2.2.2 基于數(shù)據(jù)流的仿真方法 29

2.3 Simulink仿真 29

2.3.1 Simulink仿真入門 29

2.3.2 Simulink仿真原理 43

2.3.3 基于時間流的仿真方法 54

第3章 MATLAB 的仿真測量儀器 55

3.1 概述 55

3.2 電壓測量 55

3.2.1 指針式電壓表 55

3.2.2 數(shù)字式電壓表 57

3.3 時間域的測量儀器 59

3.3.1 示波器 59

3.3.2 X-Y 記錄儀 63

3.3.3 邏輯分析儀 64

3.3.4 相位儀 68

3.4 頻率域的測量儀器 70

3.4.1 1 GHz 信號的頻譜 70

3.4.2 m序列的頻譜 73

3.4.3 FM頻率調(diào)制信號帶寬試驗 77

3.4.4 數(shù)字式頻率計 79

3.5 其他顯示儀器 81

3.5.1 眼圖 81

3.5.2 星座圖 85

3.5.3 離散時間軌跡圖 88

3.5.4 矩陣顯示圖 89

3.5.5 瀑布顯示圖 90

3.6 誤碼儀 93

第4章 電子線路仿真試驗 96

4.1 信號合并 96

4.2 微積分 98

4.3 觸發(fā)器 100

4.4 分頻器 102

4.5 使能開關(guān) 104

4.6 編程開關(guān) 106

4.7 移位寄存器 109

4.8 整流電路 111

4.9 駐波演示 114

4.10 超外差式接收機 115

第5章 數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真 120

5.1 概述 120

5.2 信源 121

5.2.1 鋸齒波信號 121

5.2.2 方波信號 122

5.2.3 脈沖信號 123

5.2.4 掃頻信號 124

5.2.5 壓控振蕩器 125

5.3 信源編碼 127

5.3.1 采樣及采樣定律 127

5.3.2 量化及編碼 130

5.3.3 非均勻量化及編碼 132

5.3.4 增量調(diào)制 135

5.4 模擬調(diào)制技術(shù) 137

5.4.1 AM 幅度調(diào)制 137

5.4.2 FM、PM角度調(diào)制 142

5.5 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 147

5.5.1 ASK幅度鍵控 147

5.5.2 基帶移頻鍵控 149

5.5.3 基帶移相鍵控 153

5.5.4 頻帶移頻鍵控與移相鍵控 158

5.6 多元調(diào)制仿真 160

5.7 差錯控制 169

5.7.1 線性碼 169

5.7.2 循環(huán)碼 172

5.7.3 卷積碼 173

5.7.4 李德-索羅蒙（RS）碼 178

5.7.5 BCH碼 183

5.7.6 漢明碼 186

5.8 交織與置亂 187

5.8.1 交織 187

5.8.2 置亂 203

5.9 頻率合成 204

5.9.1 鎖相環(huán)頻率合成 205

5.9.2 分數(shù)鎖相環(huán)頻率合成 207

5.10 多址技術(shù) 208

5.10.1 頻分多址（FDMA） 208

5.10.2 時分多址（TDMA） 211

5.10.3 碼分多址（CDMA) 215

5.11 信道仿真 218

5.11.1 加性高斯白噪聲信道 219

5.11.2 瑞利信道 221

5.11.3 萊斯信道 223

5.11.4 有突發(fā)干擾的信道 223

5.11.5 二進制平衡信道 224

第6章 信號處理 225

6.1 MATLAB 的數(shù)據(jù)可視化表達 225

6.1.1 二維圖形的繪制 225

6.1.2 三維圖形的繪制 236

6.1.3 子圖的繪制 239

6.1.4 創(chuàng)建圖形窗口 240

6.1.5 圖像表現(xiàn) 241

6.1.6 動畫 242

6.2 MATLAB仿真中的信號處理 243

6.2.1 數(shù)據(jù)采集 243

6.2.2 確定信號的產(chǎn)生 245

6.2.3 隨機信號的產(chǎn)生 248

6.3 信號特征參數(shù)的計算 250

6.3.1 離散信號的能量和功率計算方法 250

6.3.2 離散信號的直流分量和交流分量 251

6.3.3 離散信號的統(tǒng)計特征參數(shù)的計算 252

6.4 信號的頻譜分析 253

6.4.1 頻譜分析的原理 253

6.4.2 頻譜分析的若干問題 257

6.4.3 譜估計 261

6.4.4 時頻分析 266

6.4.5 離散余弦變換（DCT） 267

6.4.6 希爾伯特（Hilbert）變換 270

6.5 線性系統(tǒng) 271

6.5.1 連續(xù)時間線性系統(tǒng)的表示 271

6.5.2 離散時間線性系統(tǒng)的表示 272

6.5.3 模型的相互轉(zhuǎn)換 272

6.5.4 線性系統(tǒng)的特性表達 273

6.5.5 通信系統(tǒng)的特性表達 274

6.6 數(shù)字濾波器設(shè)計與實現(xiàn) 277

6.6.1 數(shù)字濾波器的設(shè)計參數(shù) 277

6.6.2 巴特沃斯濾波器設(shè)計 278

6.6.3 其他類型濾波器的設(shè)計 282

6.6.4 濾波器的實現(xiàn) 284

第7章 通信系統(tǒng)差錯控制仿真試驗 288

7.1 縮短卷積碼 288

7.1.1 縮短卷積碼的基本原理 288

7.1.2 仿真系統(tǒng)介紹 289

7.2 有縮短卷積碼加交織的差錯控制系統(tǒng)研究 293

7.2.1 概述 293

7.2.2 仿真模型的建立 293

7.3 自適應(yīng)均衡系統(tǒng)（LMS算法） 299

7.3.1 概述 299

7.3.2 仿真試驗的思路與內(nèi)容 300

7.4 迭代譯碼的級聯(lián)卷積碼 302

7.4.1 迭代譯碼的級聯(lián)卷積碼的基本原理 302

7.4.2 仿真實驗內(nèi)容 304

第8章 擴頻通信的仿真試驗 308

8.1 擴頻碼相關(guān)性的討論 308

8.1.1 常用的偽隨機序列 308

8.1.2 常用偽隨機序列的相關(guān)性討論 316

8.2 擴頻通信原理 318

8.3 擴頻通信系統(tǒng) 321

8.3.1 先擴頻后調(diào)制 321

8.3.2 先調(diào)制后擴頻 324

8.4 跳頻通信系統(tǒng) 327

第9章 天線及智能天線仿真試驗 331

9.1 全向天線的波束下傾 331

9.1.1 全向天線的波束下傾的基本原理 331

9.1.2 仿真實現(xiàn) 331

9.2 天線陣的波達方向估計 332

9.2.1 原理 333

9.2.2 求波達方向估計的方法 334

9.3 天線陣的波束形成 337

第10章 聲學(xué)仿真試驗 341

10.1 回聲試驗 341

10.1.1 回聲的基本原理 341

10.1.2 回聲的仿真試驗 341

10.2 多普勒效應(yīng) 343

10.2.1 多普勒效應(yīng)的基本原理 343

10.2.2 多普勒效應(yīng)的仿真試驗 343

10.3 聲學(xué)信號的濾波特性試驗 345

10.3.1 聲音濾波的應(yīng)用 345

10.3.2 聲音濾波的仿真試驗 346

10.4 交混回響 348

10.4.1 交混回響的應(yīng)用 348

10.4.2 交混回響的仿真試驗 348

10.5 短時傅立葉變換 349

10.5.1 短時傅立葉變換的基本原理 349

10.5.2 短時傅立葉變換的仿真試驗 349

10.5.3 仿真試驗結(jié)果的表達 350

附錄A MATLAB數(shù)字計算基礎(chǔ)[ST][WTBZ][HT5”SS] 352

A.1 通信工程中常用的特殊數(shù)學(xué)函數(shù) 352

A.1.1 伽瑪函數(shù) 352

A.1.2 貝塞爾函數(shù) 352

A.1.3 誤差函數(shù)、誤差互補函數(shù)和Q函數(shù) 353

A.2 多項式運算 354

A.2.1 多項式的表達方式 354

A.2.2 多項式的因式分解——多項式方程求根 354

A.2.3 多項式的乘積展開 354

A.2.4 多項式相乘 355

A.2.5 多項式的除法 355

A.3 數(shù)組運算 355

A.3.1 數(shù)組的加法和減法運算 356

A.3.2 數(shù)組的乘法、除法和乘方運算 356

A.3.3 數(shù)組的關(guān)系和邏輯運算 356

A.4 矩陣運算 356

A.4.1 矩陣生成 356

A.4.2 矩陣運算 357

A.5 微分與積分 359

A.5.1 函數(shù)的數(shù)值差分和微分運算 359

A.5.2 函數(shù)的數(shù)值積分運算 360

A.6 極值和方程求解 361

A.6.1 函數(shù)的極值問題求解 361

A.6.2 代數(shù)方程求解 362

附錄B 本書程序代碼索引 365

附錄C MATLAB 2008b版本中使用漢字的配置方法 370

參考文獻 371 2100433B

本書簡要、系統(tǒng)地介紹了應(yīng)用MATLAB進行仿真的原理和方法。通過大量的仿真實例使讀者在掌握建模、仿真方法的同時，加深對通信系統(tǒng)、電子工程、信號處理原理的理解，較快地建立自己的仿真環(huán)境和試驗平臺。

全書共10章。第1、2章介紹了仿真的意義、MATLAB仿真的原理以及三種主要的仿真試驗方法；第3章至第6章介紹了MATLAB仿真的測量儀器，仿真在電子工程、通信工程、信號處理中的應(yīng)用，較全面地覆蓋了“通信原理”、“數(shù)字信號處理”等課程的基本內(nèi)容；第7章至第10章以專題討論的方式介紹了應(yīng)用仿真方法研究現(xiàn)代通信技術(shù)中的差錯控制、擴頻通信、智能天線以及聲音信號處理的實例。書中的實例均經(jīng)過驗證，大部分是用Simulink建模和仿真的。

本書既可作為高等學(xué)校電子信息類本科高年級學(xué)生和研究生的教材或參考書，也可作為從事科學(xué)研究的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)通信與電子系統(tǒng)建模和仿真的參考資料。

★本書配有電子教案，需要者可登錄出版社網(wǎng)站，免費下載。

《MATLAB仿真在電子測量中的應(yīng)用》可作為高等學(xué)校電子測量、信息工程等相關(guān)專業(yè)的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

本書以MATLAB R2015b版為基礎(chǔ)，由淺入深地全面講解MATLAB/Simulink軟件的基礎(chǔ)知識，并給出在電子信息及電氣工程等領(lǐng)域的仿真實例，內(nèi)容涉及面廣，涵蓋一般用戶需要使用的各種功能。

全書主要分為三大部分，共12章。第一部分（基礎(chǔ)）主要包括MATLAB簡介與工作環(huán)境、數(shù)據(jù)類型、數(shù)值計算與分析、數(shù)據(jù)可視化、MATLAB編程基礎(chǔ)等；第二部分（進階）主要為GUI設(shè)計、Simulink仿真、MATLAB程序擴展；第三部分（應(yīng)用）則涉及MATLAB的高級應(yīng)用，包括電路分析、信號與系統(tǒng)分析、數(shù)字信號處理、控制系統(tǒng)設(shè)計等。每一章的開始部分簡要介紹本章的基本內(nèi)容，并且制定學(xué)習(xí)目標，使讀者能夠明確學(xué)習(xí)任務(wù)，同時每章后配有緊扣每章內(nèi)容的習(xí)題。通過這些習(xí)題的訓(xùn)練，讀者可以加深對MATLAB的了解，更加熟悉MATLAB的應(yīng)用。通過閱讀此書，讀者可以快速、全面掌握MATLAB的使用方法。利用書中的實例及課后的習(xí)題訓(xùn)練，讀者可以達到熟練應(yīng)用和融會貫通的目的。

本書按邏輯編排，以工程應(yīng)用為目標，深入淺出，實例引導(dǎo)，講解翔實，適合作為電氣工程及其自動化、自動化、電子信息、機電等專業(yè)高等學(xué)校學(xué)生和研究生的教材或教學(xué)參考用書，也可供電氣工程領(lǐng)域的工程技術(shù)和研究人員參考 。