無線通信系統(tǒng)仿真

《無線通信系統(tǒng)仿真:it++分析與實例》

第1章 it++軟件平臺基礎(chǔ) 1

1.1 it++簡介 1

1.2 it++安裝 1

1.2.1 系統(tǒng)要求 1

1.2.2 安裝it++ 2

1.3 it++使用 7

第2章 it++基本庫 10

2.1 it++數(shù)據(jù)類型 10

2.1.1 預(yù)定義標量類型 10

2.1.2 預(yù)定義矢量類型 10

2.1.3 預(yù)定義矩陣類型 13

2.2 數(shù)組、矢量和矩陣類 13

2.3 數(shù)學函數(shù) 14

2.3.1 誤差函數(shù) 14

2.3.2 雙曲線函數(shù) 15

2.3.3 對數(shù)和指數(shù)函數(shù) 15

2.3.4 混雜數(shù)學函數(shù) 17

2.3.5 數(shù)值積分 20

2.3.6 三角函數(shù) 21

.2.4 貝塞爾函數(shù) 22

2.5 類型轉(zhuǎn)換函數(shù) 23

2.6 矩陣相關(guān)函數(shù) 27

2.6.1 對角矩陣函數(shù) 27

2.6.2 矩陣/矢量運算函數(shù) 28

2.6.3 重塑矢量和矩陣 29

2.6.4 特殊矩陣 30

2.7 線性代數(shù) 31

2.7.1 行列式計算 31

2.7.2 矩陣求逆 31

2.7.3 矩陣分解 31

2.7.4 線性方程組的求解 33

2.8 隨機數(shù)產(chǎn)生模塊 36

2.9 統(tǒng)計模塊 43

2.9.1 直方圖 43

2.9.2 混雜統(tǒng)計函數(shù) 44

2.9.3 混合高斯函數(shù) 47

2.10 mex-文件模塊 50

第3章 無線信道仿真 53

3.1 無線信道概述 53

3.2 無線通信信道模型與仿真 54

3.2.1 衰落信道模型 55

3.2.2 平坦衰落信道仿真 56

3.2.3 頻率選擇性衰落信道仿真 57

3.3 信道模塊中類的定義和頭文件 57

3.3.1 類的定義 57

3.3.2 信道模塊中的枚舉類型 59

3.4 平坦衰落信道 59

3.4.1 fading_generator類 60

3.4.2 independent_fading_generator類 61

3.4.3 static_fading_generator類 64

3.4.4 correlated_fading_generator類 67

3.4.5 rice_fading_generator類 68

3.4.6 fir_fading_generator類 73

3.4.7 ifft_fading_generator類 76

3.5 channel_specification類 79

3.5.1 成員函數(shù) 79

3.5.2 重點函數(shù)說明 80

3.6 基于抽頭延遲線模型的頻率選擇性信道 82

3.6.1 tdl_channel的成員函數(shù) 82

3.6.2 重點函數(shù)說明 84

3.6.3 實例 85

3.7 二進制對稱信道模型 87

3.7.1 二進制對稱信道(bsc)類的成員函數(shù) 87

3.7.2 重點函數(shù)說明 87

3.7.3 實例 88

3.8 高斯信道 88

3.8.1 高斯信道(awgn_channel)類的成員函數(shù) 88

3.8.2 重點函數(shù)說明 89

3.8.3 實例 90

第4章 信道編碼與交織 94

4.1 信道編碼簡介 94

4.2 前向糾錯碼模塊中的類 100

4.2.1 類的定義及頭文件 100

4.2.2 前向糾錯碼模塊類的枚舉類型 101

4.3 線性分組碼 101

4.3.1 bch碼類 101

4.3.2 擴展格雷碼類 102

4.3.3 漢明碼類 105

4.3.4 rs碼類 107

4.4 crc類 110

4.4.1 crc類的成員函數(shù) 110

4.4.2 重點函數(shù)使用方法 111

4.4.3 crc實例 111

4.5 卷積碼 112

4.5.1 convolutional_code類 112

4.5.2 punctured_convolutional_code類 125

4.5.3 遞歸系統(tǒng)卷積碼 133

4.6 turbo碼 138

4.6.1 turbo碼類及函數(shù) 138

4.6.2 重要函數(shù)說明 139

4.6.3 turbo編譯碼示例 146

4.7 交織器 151

4.7.1 類的定義及頭文件 152

4.7.2 分組交織器 152

4.7.3 交叉交織器 154

4.7.4 序列交織 157

4.8 lr_calc_unit類(對數(shù)似然代數(shù)計算單元) 159

4.8.1 成員函數(shù) 160

4.8.2 重要函數(shù)說明 161

第5章 數(shù)字信號處理 163

5.1 傅里葉變換 163

5.1.1 傅里葉變換函數(shù) 166

5.1.2 重點函數(shù)使用方法 167

5.2 數(shù)值優(yōu)化 170

5.2.1 類及函數(shù) 170

5.2.2 重點函數(shù)使用方法 172

5.2.3 數(shù)值優(yōu)化實例 173

5.3 濾波器 176

5.3.1 濾波器類 177

5.3.2 濾波器函數(shù) 179

5.3.3 重點函數(shù)說明 180

5.3.4 濾波器實例 183

第6章 數(shù)字調(diào)制/解調(diào) 185

6.1 概述 185

6.1.1 數(shù)字調(diào)制/解調(diào)基本原理 185

6.1.2 數(shù)字調(diào)制類的定義 187

6.2 modulator類 188

6.3 正交幅度調(diào)制(qam) 194

6.3.1 基本原理 194

6.3.2 成員函數(shù) 195

6.3.3 重點函數(shù)說明 197

6.3.4 qam調(diào)制/解調(diào)實例 197

6.4 相位調(diào)制 199

6.4.1 基本原理 199

6.4.2 mpsk 199

6.4.3 qpsk 201

6.4.4 bpsk_c類 205

6.4.5 bpsk 208

6.5 pam 211

6.5.1 基本原理 211

6.5.2 pam_c類 212

6.5.3 pam類 214

6.6 mimo調(diào)制器 216

6.6.1 基本原理 216

6.6.2 modulator_nd類 217

6.6.3 modulator_nrd類 219

6.6.4 modulator_ncd類 223

6.6.5 nd_upam類 225

6.6.6 nd_uqam類 228

6.6.7 nd_upsk類 231

第7章 ofdm與擴頻系統(tǒng) 235

7.1 概述 235

7.2 ofdm 236

7.2.1 基本原理 236

7.2.2 ofdm類的定義和頭文件 239

7.2.3 重要函數(shù)解析 240

7.2.4 實例 242

7.3 擴頻系統(tǒng) 245

7.3.1 基本原理 245

7.3.2 擴頻類的定義和頭文件 247

7.3.3 重點函數(shù)解析 250

7.3.4 實例 253

7.4 輔助功能函數(shù) 255

7.5 序列 258

7.5.1 二進制線性反饋移位寄存器 258

7.5.2 gold序列 260

7.5.3 正交擴頻碼 263

第8章 mimo檢測 266

8.1 概述 266

8.2 mimo信道模型 266

8.3 mimo檢測算法 268

8.3.1 最大似然檢測(mld)算法原理 268

8.3.2 線性迫零(zf)均衡檢測算法 269

8.3.3 線性最小均方誤差(mmse)均衡檢測算法 269

8.3.4 迫零判決反饋均衡(zf-dfe)檢測算法 270

8.3.5 采用v-blast的zf-dfe(zf-vb dfe)檢測算法 271

8.3.6 球形譯碼(sd)算法 273

8.4 算法實例 277

8.5 仿真結(jié)果 292

第9章 lte鏈路級仿真 294

9.1 鏈路級仿真 294

9.2 設(shè)計方案 295

9.2.1 類的設(shè)計 295

9.2.2 類的實現(xiàn) 297

9.3 仿真實例分析 307

9.3.1 編碼塊分段與碼塊級聯(lián) 307

9.3.2 循環(huán)冗余校驗(crc)及混合自動重傳請求(harq) 308

9.3.3 turbo碼編碼及塊內(nèi)交織器優(yōu)化 309

9.3.4 速率匹配與冗余版本 312

9.3.5 調(diào)制/解調(diào)及信道仿真 313

9.3.6 仿真結(jié)果 313

9.4 本章小結(jié) 317

附錄a 318

參考文獻 333

《無線通信系統(tǒng)仿真:it++分析與實例》系統(tǒng)地討論了通信系統(tǒng)的設(shè)計、分析和仿真方法，全部仿真程序都是采用it++編寫的。首先介紹it++仿真平臺，并對it++的基本庫做了詳細的說明;然后對通信系統(tǒng)中的重要內(nèi)容，例如無線信道、信道編碼與交織、數(shù)字信號處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)等展開詳細的描述;接著給出ofdm與擴頻通信、mimo檢測的仿真;最后通過lte鏈路級仿真的實例，向讀者介紹it++仿真平臺的使用。

《無線通信系統(tǒng)仿真:it++分析與實例》適合作為高等院校通信與信息系統(tǒng)、信號處理、計算機應(yīng)用等專業(yè)低年級研究生或通信工程專業(yè)高年級本科生相關(guān)課程的教材，也可以作為研究部門和通信企業(yè)研發(fā)人員的實用手冊。

通過軟件工具、系統(tǒng)建模與仿真方法進行通信系統(tǒng)設(shè)計、分析、驗證和性能評估，已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)企業(yè)和研發(fā)部門的必然選擇。在眾多的仿真軟件中，it++是基于c++語言的信號處理和通信方面的開放式免費仿真庫函數(shù)工具，由于其綜合了matlab的功能和c語言的速度，被廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)建模、分析和設(shè)計。