通信系统建模仿真教程

图书标准信息

• 作者 陈树新 吴昊 常迁榛
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2023-09
• 版次 1
• ISBN 9787302639916
• 定价 59.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 281页
• 字数 447千字

【内容简介】

理论的更新与技术的发展促使系统建模仿真日益成熟，使其成为分析、研究通信理论、技术和系统的重要工具之一。本书在系统介绍建模仿真基本理论的基础上，分析研究了系统建模仿真原理技术在通信领域的应用实现，以及Matlab/Simulink中的典型应用模块。全书共分7章，具体内容包括系统建模仿真的基本概念、随机过程与噪声、随机变量的产生、系统建模原理与方法、系统仿真原理与方法、通信系统建模仿真实现，以及通信仿真中的参数与性能估计。 编者从事通信领域教学科研工作多年，注重理论与实践的结合，关注学习者能力素质的培养，因此，在本书的内容编排上，以建模仿真理论和技术为起点，以通信领域中的应用为目标，内容讲述由浅入深，简明透彻，概念清晰，重点突出，既便于教师组织教学，又有利于学生开展自学。 本书可用作电子信息类专业高年级本科生和硕士研究生的教材，也可供相关专业教学、科研和工程技术人员阅读和参考。

【作者简介】

陈树新，博士，教授，博士生导师，陕西省名师，“通信”陕西省线下本科课程负责人，大学博士指导教师。1987年于国科学技术大学，长期从事通信和导航领域与科研工作。主持自然科学等各类科研项目多项，获陕西省成果特等奖l项，发明专利2项。出版译著2部，主编教材7部，其中包括重量规划教材2部。在外学术刊物上发表百余篇，其中被ci、ei收录四十余篇。主持和参与建成的慕课及微课已在“学堂在线”和“军职在线”正式上线。

【目录】

第1章绪论1

1.1系统与模型1

1.1.1系统1

1.1.2模型2

1.1.3数学模型分类3

1.2仿真4

1.2.1定义4

1.2.2相似理论5

1.2.3仿真的分类6

1.3系统建模与仿真的发展7

1.3.1历史回顾7

1.3.2发展趋势8

1.4建模仿真在通信系统开发中的作用10

1.4.1有效性分析10

1.4.2不同阶段的应用11

1.4.3典型案例分析12

小结14

思考与练习14

第2章随机过程与噪声15

2.1概率论基础15

2.1.1随机事件与概率15

2.1.2随机变量与概率分布17

2.1.3单随机变量模型19

2.2随机过程的基本概念24

2.2.1基本概念24

2.2.2统计描述25

2.3平稳随机过程及其特性分析26

2.3.1平稳随机过程及其各态历经性27

2.3.2平稳随机过程的特性分析28

2.4过程类噪声30

2.4.1噪声的分类31

2.4.2起伏噪声31

2.4.3白噪声33

2.5处理类噪声34

2.5.1基本概念35

2.5.2均匀量化的噪声36

2.5.3非均匀量化的噪声37

2.5.413折线的噪声39

2.6随机过程的模型41

2.6.1随机序列41

2.6.2泊松过程43

2.6.3高斯过程46

2.7随机过程通过线性系统48

2.7.1基本概念48

2.7.2窄带高斯随机过程50

2.7.3正弦波加窄带高斯噪声51

小结53

思考与练习54

仿真实验55

第3章随机变量的产生57

3.1要求与特点57

3.2随机数的产生58

3.2.1均匀分布随机数的产生59

3.2.2任意概率密度函数随机数的生成61

3.2.3高斯随机变量的产生65

3.3独立随机序列的产生67

3.3.1高斯白噪声序列67

3.3.2二进制伪随机序列 68

3.3.3M进制伪随机序列74

3.4相关随机序列的产生76

3.4.1相关高斯标量序列78

3.4.2相关高斯矢量序列81

3.4.3相关非高斯序列83

3.5随机数产生器的测试83

3.5.1主要性能测试84

3.5.2拟合优良度检测86

小结88

思考与练习88

仿真实验89

第4章系统建模原理与方法90

4.1建模基本概念90

4.1.1分类与准则90

4.1.2实施步骤91

4.1.3思维方法93

4.2建模实现方法95

4.2.1基本思想95

4.2.2通信系统建模的实现方法96

4.3建模误差分析99

4.3.1系统建模误差99

4.3.2设备建模误差100

4.3.3过程建模误差102

4.4连续系统描述104

4.4.1时域描述104

4.4.2传递函数105

4.4.3状态空间105

4.5连续系统建模107

4.5.1微分方程建模法107

4.5.2频域建模法108

4.5.3分布参数系统建模法111

4.6离散事件系统描述112

4.6.1基本要素112

4.6.2部件结构113

4.7离散事件系统典型建模方法115

4.7.1Petri网建模115

4.7.2活动循环图建模117

4.7.3实体流图建模119

小结121

思考与练习122

仿真实验122

第5章系统仿真原理与方法123

5.1仿真的基本概念123

5.1.1仿真的策略123

5.1.2通信系统分层仿真125

5.1.3案例： 链路层仿真126

5.1.4通信系统性能评估127

5.2系统仿真验证129

5.2.1设备模型验证129

5.2.2过程模型验证130

5.2.3系统模型验证131

5.3连续系统数值仿真方法132

5.3.1数学原理132

5.3.2实现方法133

5.3.3稳定性分析136

5.4蒙特卡洛仿真原理137

5.4.1MC仿真的定义137

5.4.2MC法在通信中的应用139

5.5准解析MC仿真140

5.5.1问题提出140

5.5.2基本原理141

5.5.3二进制通信系统的QA法142

5.6离散事件系统仿真基本策略144

5.6.1事件调度法144

5.6.2活动扫描法146

5.6.3进程交互法148

5.6.4时钟推进机制150

小结152

思考与练习153

仿真实验154

第6章通信系统建模仿真实现155

6.1通信系统的建模仿真方法与原则155

6.2信源与编码156

6.2.1模拟信源157

6.2.2数字信源159

6.2.3模拟信号数字化160

6.2.4数字信源的编码161

6.3差错控制编码163

6.3.1分组码164

6.3.2卷积码169

6.3.3编码通信的链路仿真173

6.4数字基带176

6.4.1逻辑到逻辑的映射176

6.4.2逻辑到波形的映射179

6.4.3二进制数字基带通信系统仿真180

6.5频带传输181

6.5.1信号调制181

6.5.2非相干解调187

6.5.3相干解调189

6.6同步系统192

6.6.1同步技术对仿真的影响192

6.6.2载波同步恢复195

6.6.3位同步恢复197

6.7通信信道198

6.7.1准自由空间信道198

6.7.2衰落与多径信道200

6.7.3WSSUS模型特性203

6.7.4信道的结构模型206

6.7.5衰落信道中的仿真211

6.7.6Simulink中的信道模块213

6.8仿真标校218

6.8.1信号功率219

6.8.2噪声功率220

小结221

思考与练习222

仿真实验223

第7章通信仿真中的参数与性能估计225

7.1仿真估计的基本概念225

7.1.1理论背景225

7.1.2性能描述227

7.2平均电平和功率估计229

7.2.1平均电平估计229

7.2.2平均功率估计233

7.3概率密度和分布函数估计234

7.3.1经验分布234

7.3.2直方图235

7.4功率谱密度的估计237

7.4.1基本形式238

7.4.2修正形式239

7.4.3期望与方差242

7.4.4估计器的实现243

7.5时延和相位估计245

7.5.1无噪声环境下的估计245

7.5.2分组估计器246

7.6模拟通信系统性能估计249

7.6.1信噪比估计器的形式249

7.6.2估计器的统计特性251

7.6.3估计器的实现方法252

7.7数字通信系统性能估计254

7.7.1理论框架254

7.7.2MC估计器的形式256

7.7.3估计器的置信区间257

7.7.4估计器的均值和方差260

7.8尾部外推法261

7.8.1估计器形式261

7.8.2估计器的性能分析与实现264

7.9重要事件采样法265

7.9.1工作原理265

7.9.2偏差概率密度函数的选择266

7.10性能的目测工具268

7.10.1眼图268

7.10.2散布图269

小结270

思考与练习271

仿真实验272

参考文献273

附录A傅里叶变换274

附录B离散傅里叶变换（DFT）276

附录C几种通信系统仿真中常用的概率分布278

附录D误差函数表280