MATLAB/Simulink通信系统建模与

现代工程的许多问题可以通过各种数学模型以科学的方法表示出来，在这些数学模型的基础上诞生了各种相应的理论和算法。但是，影响工程实际问题的因素往往很多，理论的模型也只是一些近似的结论。在这种近似的情况下，单纯通过理论分析和逻辑推导，并不能使数值计算获得更好的结果，甚至有时会出现谬误。随着计算机性能的不断提高，人们发现工程上的许多问题可以通过计算机强大的计算功能来辅助解决，MATLAB软件就是这样一款辅助软件。
MATLAB是美国 MathWorks公司出品的商业数学软件，是用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括 MATLAB 和Simulink两大部分。MATLAB是 matrix和laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂(矩阵实验室)，主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如 C语言、FORTRAN 语言)的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
Simulink是 MATLAB的重要功能之一，是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具，该工具包括多种不同功能的模块库。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点。基于以上优点，Simulink已广泛应用于控制理论、数字信号、通信系统等的复杂仿真与设计。对于学生而言，有效的学习途径是结合某一专业课程来学习和掌握Simulink。
目前，网络通信是一个非常热门的领域，无论是有线网络还是无线网络，都逐渐应用到生活的各个方面，通信系统正向着宽带化方向迅速发展。使用 MATLAB/Simulink进行通信系统建模与仿真设计，已经成为大量通信工程师必须研究和掌握的技术之一。
本书以通信原理为主线，从 MATLAB 的基础入手，先介绍 MATLAB/Simulink的强大功能，进而让读者对通信系统有一个基本了解，然后再详细介绍系统建模原理和仿真的数值计算方法，图文巧妙地紧密结合，让读者对通信系统完成从量到质的认识。
【本书特色】
(1) 深入浅出，循序渐进。本书先对MATLAB软件进行概要介绍，让读者对MATLAB的强大功能有一定认识，接着介绍Simulink，让读者认识到Simulink可读性强、适应面广的特点，再利用MATLAB/Simulink实现通信系统的建模与仿真，让读者领略到利用MATLAB/Simulink实现通信系统建模与仿真的简便与强大。
(2) 内容新颖，步骤详尽。本书结合MATLAB与Simulink解决通信系统中的各种实际问题，详尽地介绍MATLAB/Simulink的使用方法与技巧。在讲解过程中辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中内容。
(3) 实用性强。书中每介绍一个概念或函数都给出相应的用法及实例进行说明，使读者快速掌握MATLAB/Simulink，并利用MATLAB/Simulink快速实现通信系统的建模与仿真。通过本书的学习，读者不仅可以全面掌握MATLAB/Simulink建模与仿真，还可以提高快速分析和解决实际问题的能力，从而能够在短的时间内高效率地解决在实际通信系统中遇到的问题。
【配套资源】
本书提供程序代码、教学课件等配套资源，可以关注“人工智能科学与技术”微信公众号，在“知识”→“资源下载”→“配书资源”菜单获取本书配套资源(也可以到清华大学出版社网站本书页面下载)。
本书由佛山科学技术学院张德丰编写。由于时间仓促，加之编者水平有限，书中疏漏之处在所难免。在此，诚恳地期望得到各领域的专家和广大读者的批评指正，联系方式见配套资源。

编者2022年2月

《MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》以MATLAB R2021为平台，以工程实例为背景，通过专业技术与大量实例相结合的形式，深入浅出地介绍了MATLAB与Simulink通信系统建模与仿真。全书共分10章：前面9章主要介绍了MATLAB R202:1、Simulink及通信系统的基础知识、MATLAB/Simulink建模与仿真、信源与信道、滤波器结构、调制与解调、射频与编码、锁相环与扩频等内容，帮助读者快速掌握MATLAB/Simulink，并进一步深入利用MATLAB/Simulink进行通信系统建模与仿真，可使读者领略到MATLAB/Simulink的强大功能；第10章介绍了通信系统的实际应用，帮助读者学习利用MATLAB/Simulink解决实际的通信问题。 《MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》可作为高等学校相关专业本科生和研究生的教学用书，也可作为相关专业科研人员、学者、工程技术人员的参考用书。

《MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》以MATLAB R2021为平台，以工程实例为背景，通过专业技术与大量实例相结合的形式，深入浅出地介绍了MATLAB与Simulink通信系统建模与仿真。全书共分10章：前面9章主要介绍了MATLAB R202:1、Simulink及通信系统的基础知识、MATLAB/Simulink建模与仿真、信源与信道、滤波器结构、调制与解调、射频与编码、锁相环与扩频等内容，帮助读者快速掌握MATLAB/Simulink，并进一步深入利用MATLAB/Simulink进行通信系统建模与仿真，可使读者领略到MATLAB/Simulink的强大功能；第10章介绍了通信系统的实际应用，帮助读者学习利用MATLAB/Simulink解决实际的通信问题。 《MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》可作为高等学校相关专业本科生和研究生的教学用书，也可作为相关专业科研人员、学者、工程技术人员的参考用书。

第1章揭开MATLAB的面纱

1.1MATLAB概述

1.1.1MATLAB的优势

1.1.2MATLAB的特点

1.2MATLAB R2021功能

1.3MATLAB R2021运行界面

1.4MATLAB R2021命令行窗口

1.5MATLAB的帮助系统

1.5.1帮助浏览器

1.5.2命令帮助系统

1.6MATLAB的应用

第2章通信系统初识

2.1通信方式

2.2通信系统组成

2.2.1信源

2.2.2信宿

2.2.3发送与接收设备

2.3通信分类

2.3.1按信源分类

2.3.2按信号特征分类 

2.3.3按网络层次分类

2.4模拟数字通信

2.4.1模拟通信

2.4.2数字通信

2.5通信系统类型

2.5.1多路系统

2.5.2有线系统

2.5.3微波系统

2.5.4卫星系统

2.5.5电话系统

2.5.6电报系统

2.5.7数据系统

2.6仿真技术与通信仿真

2.6.1仿真技术

2.6.2计算机仿真步骤

2.6.3通信仿真步骤

2.6.4蒙特卡罗法步骤

2.6.5混合方法步骤

2.7通信系统仿真的优点

2.8通信系统仿真的局限性

第3章MATLAB简单操作

3.1MATLAB基本元素

3.1.1常量

3.1.2变量

3.1.3赋值语句

3.1.4矩阵及数组

3.2矩阵运算

3.2.1矩阵代数运算

3.2.2矩阵的关系运算

3.2.3矩阵的逻辑运算

3.3MATLAB流程控件

3.3.1顺序结构

3.3.2循环结构

3.3.3选择结构

3.4M文件

3.4.1脚本文件

3.4.2函数文件

3.5MATLAB图形绘制

3.5.1二维图形绘制

3.5.2三维图形绘制

第4章MATLAB/Simulink系统建模与仿真

4.1Simulink快速入门

4.1.1Simulink框图

4.1.2创建简单模型

4.2Simulink求解器

4.3求解器参数设置

4.4MATLAB/Simulink建模

4.4.1MATLAB建模

4.4.2Simulink建模

4.5Simulink与MATLAB的接口

4.5.1MATLAB设置系统模块参数

4.5.2信号输出到MATLAB

4.5.3工作空间变量作为输入信号

4.5.4MATLAB函数与Function模块

4.6MATLABSimulink动态分析系统

4.6.1蹦极跳的安全性分析

4.6.2行驶控制系统

4.7子系统

4.7.1简单子系统

4.7.2浏览下层子系统

4.7.3条件子系统

4.7.4控制流系统

4.8子系统封装

4.9S函数

4.9.1S函数模块

4.9.2S函数工作原理

4.9.3M文件S函数模板

4.9.4S函数应用

4.10Simulink仿真与建模

第5章通信系统的信源与信道

5.1通信系统的基本模型

5.2信道的加性噪声

5.2.1加性噪声的来源

5.2.2噪声种类

5.2.3起伏噪声

5.3MATLAB通信仿真函数

5.3.1信源产生函数

5.3.2信源编码/解码函数

5.3.3信道函数

5.4信号与信道

5.4.1随机数据信号源

5.4.2序列产生器

5.5信道的分类

5.5.1加性高斯白噪声信道

5.5.2多径瑞利退化信道

5.6信号观测设备

5.6.1星座图

5.6.2误码率计算器

5.7信源编译码

5.7.1信源编码

5.7.2信源译码

5.8MATLAB/Simulink通信系统仿真实例

5.8.1MATLAB编码实例

5.8.2Simulink信道实例

第6章通信系统的滤波器

6.1滤波器概述

6.2滤波器结构

6.2.1模拟滤波器结构

6.2.2数字滤波器结构

6.3滤波器MATLAB函数

6.3.1模拟滤波器MATLAB函数

6.3.2数字滤波器MATLAB函数

6.4滤波器设计模块

6.4.1数字滤波器设计模块

6.4.2模拟滤波器设计模块

6.4.3理想矩形脉冲滤波器模块

6.4.4升余弦发射滤波器模块

6.4.5升余弦接收滤波器模块

6.5滤波器设计实例

第7章通信系统的调制与解调

7.1模拟调制的基本概念

7.1.1模拟调制功能

7.1.2模拟调制分类

7.2数字调制

7.2.1线性调制原理

7.2.2双边带调幅与解调

7.2.3常规双边带调幅

7.2.4抑制载波双边带调幅

7.2.5单边带调幅与解调

7.3模拟角度调制

7.3.1频率调制

7.3.2相位调制

7.4数字信号基带传输

7.4.1数字基带传输系统构成

7.4.2数字基带信号码型设计原则

7.4.3几种常用的码型

7.4.4码型的功率谱分布

7.5载波提取分析

7.5.1幅度键控分析

7.5.2SSB AM调制解调

7.5.3DSBSC AM调制解调

7.5.4FM调制解调

7.5.5PM调制解调

7.6数字基带调制解调

7.6.1数字幅度调制解调

7.6.2数字频率调制解调

7.6.3数字相位调制解调

7.7调制与解调的Simulink应用

第8章通信系统的射频与编码

8.1射频损耗

8.1.1射频的MATLAB实现

8.1.2射频损耗的Simulink模块

8.2信道编码

8.2.1信道编码的相关概念

8.2.2信道编码的分类

8.2.3线性分组码

8.2.4汉明码

8.2.5循环码

8.2.6卷积码

8.2.7CRC循环冗余码校验

第9章通信系统的锁相环与扩频

9.1锁相环构建

9.2锁相环Simulink模块

9.2.1基本锁相环模块

9.2.2压控振荡器模块

9.3扩频通信系统的仿真

9.3.1伪随机码产生

9.3.2直接序列扩频系统

9.3.3跳频扩频系统

9.4蒙特卡罗仿真的精度分析

9.4.1蒙特卡罗仿真次数和精度的关系

9.4.2蒙特卡罗仿真次数的序贯算法

9.5仿真结果数据处理

9.5.1插值

9.5.2拟合

第10章通信系统的经典应用

10.1设计通信系统

10.1.1设计通信系统的发射机

10.1.2设计通信系统的接收机

10.1.3通信系统的MATLAB实现

10.2防抱死制动系统建模

10.3使用PID控制器进行抗饱和控制

10.4MIMOOFDM通信系统设计

10.4.1MIMO系统

10.4.2OFDM技术

10.4.3MIMOOFDM系统

10.4.4空时分组编码

10.4.5STBC的MIMOOFDM系统设计

10.4.6STBC的MIMOOFDM系统MATLAB实现

参考文献

《MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》以MATLAB R2021为平台，以工程实例为背景，通过专业技术与大量实例相结合的形式，深入浅出地介绍了MATLAB与Simulink通信系统建模与仿真。全书共分10章：前面9章主要介绍了MATLAB R202:1、Simulink及通信系统的基础知识、MATLAB/Simulink建模与仿真、信源与信道、滤波器结构、调制与解调、射频与编码、锁相环与扩频等内容，帮助读者快速掌握MATLAB/Simulink，并进一步深入利用MATLAB/Simulink进行通信系统建模与仿真，可使读者领略到MATLAB/Simulink的强大功能；第10章介绍了通信系统的实际应用，帮助读者学习利用MATLAB/Simulink解决实际的通信问题。 《MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》可作为高等学校相关专业本科生和研究生的教学用书，也可作为相关专业科研人员、学者、工程技术人员的参考用书。

资深专家编著，图书质量更有保证
MATLAB资深工程师执笔，以MATLAB R2021为平台
理论结合实际，以工程实例为背景
专业技术与大量实例相结合，针对概念或函数给出相应的用法及实例说明
提供配套源码，便于读者动手实践
理论联系实践，提供源码下载，方便读者学习使用
内含丰富实例，利于读者二次开发
注重应用，提供130多个MATLAB应用典型实例