MATLAB通信工程仿真

前言

第1章 matlab概述 1

1.1 matlab简介 1

1.1.1 matlab发展历程 1

1.1.2 matlab组成 1

1.1.3 matlab主窗口 3

1.1.4 matlab命令窗口 3

1.1.5 matlab工作空间窗口 5

1.1.6 命令历史窗口 5

1.1.7 start菜单 6

1.2 matlab的基础准备及入门 6

1.2.1 matlab基本操作 6

1.2.2 matlab绘图 10

1.2.3 matlab常用命令 13

1.2.4 matlab帮助窗口 15

1.2.5 matlab演示系统 17

1.2.6 当前目录浏览器窗口 17

第2章 matlab的基本操作 19

2.1 matlab中的数据及变量类型 19

2.1.1 常量和变量 19

.2.1.2 数据类型 20

2.1.3 数值计算应用实例 24

2.2 matlab数值矩阵运算 24

2.2.1 数值矩阵的创建 24

2.2.2 数值矩阵的矩阵算法 29

2.2.3 数值矩阵的数组算法 32

2.2.4 矩阵的特殊运算 35

2.3 matlab多项式及其运算 45

2.3.1 多项式求值 45

2.3.2 多项式求根 46

2.3.3 部分分式展开 47

2.3.4 多项式乘除 47

2.3.5 多项式的微积分 48

2.4 字符串变量和符号矩阵 49

2.4.1 字符串变量和函数求值 49

2.4.2 符号变量 53

2.4.3 符号矩阵的创建方法 57

2.4.4 符号矩阵的运算 58

2.4.5 符号矩阵运算中的几个特有命令的应用 60

2.5 matlab在复变函数中的应用 65

2.5.1 复数的基本概念 65

2.5.2 复变量的函数 65

2.5.3 复数的生成及其矩阵创建 67

2.5.4 复数的几何意义 68

2.5.5 matlab在复数运算中的应用 69

第3章 matlab程序设计 73

3.1 m文件及其使用方法 73

3.1.1 m文件 73

3.1.2 脚本文件 73

3.1.3 函数文件 75

3.1.4 函数调用和变量传递 76

3.1.5 数据导入与导出 82

3.1.6 示例分析 86

3.2 程序结构 95

3.2.1 顺序结构 95

3.2.2 循环结构 95

3.2.3 分支结构 98

3.2.4 程序终止控制语句 100

3.2.5 程序异常处理语句 101

3.3 程序流控制语句 101

3.3.1 echo指令 102

3.3.2 input指令 102

3.3.3 pause指令 102

3.3.4 keyboard指令 103

3.3.5 bread指令 103

3.3.6 错误控制 103

3.4 函数类型 104

3.4.1 主函数 104

3.4.2 子函数 105

3.4.3 私有函数 106

3.4.4 嵌套函数 106

3.4.5 重载函数 110

3.5 matlab程序调试 111

3.5.1 调试方法 111

3.5.2 调试工具 111

第4章 matlab绘图功能 114

4.1 二维图形绘制 114

4.1.1 绘制二维曲线的常用函数 114

4.1.2 二维图形处理 118

4.1.3 文字在图形中显示 124

4.1.4 图形的图例和颜色条 125

4.1.5 绘制二维图形的其他函数 127

4.1.6 向量图 131

4.1.7 饼图 133

4.1.8 等高线图 134

4.1.9 带形图 135

4.2 matlab的三维绘图 135

4.2.1 三维图形的基本函数 135

4.2.2 三维曲面图绘制 136

4.2.3 透明度作图 140

4.2.4 立体可视化 141

4.2.5 三维饼图 144

4.2.6 三维图的镂空 144

4.2.7 光照处理 145

4.2.8 三维向量图 146

4.2.9 三角网目图 147

4.2.10 三维图的裁剪 148

4.2.11 其他三维图形绘制 149

4.3 三维图形高级绘图功能 150

4.3.1 视点处理 150

4.3.2 色彩处理 152

4.3.3 图像的旋转 159

第5章 通信系统与仿真基础 161

5.1 通信系统概述 161

5.2 通信系统的组成 162

5.2.1 信源 162

5.2.2 信道 163

5.2.3 信宿 163

5.2.4 发送与接收设备 164

5.3 通信系统模型的分类 164

5.3.1 按信源分类 164

5.3.2 按信号特征分类 164

5.3.3 按传输媒介分类 165

5.4 通信系统仿真的方法 166

5.4.1 动态系统模型的状态方程求解法 166

5.4.2 蒙卡罗法 169

5.4.3 混合法 172

5.5 matlab/simulink建模与仿真原理 175

5.5.1 概述 175

5.5.2 simulink主要特点 176

5.5.3 simulink仿真工作原理 177

5.5.4 静态系统的matlab仿真 178

5.5.5 动态系统的matlab仿真 180

5.6 应用s函数编写simulink的常用模块 184

5.6.1 信源模块 184

5.6.2 信号传输模块 186

5.6.3 信宿模块 188

5.7 simulink与matlab的交互 190

第6章 simulink介绍 194

6.1 simulink的启动及其模块库简介 194

6.1.1 simulink的启动 194

6.1.2 simulink模块库简介 194

6.2 simulink建模与仿真方法 196

6.2.1 模型建立 196

6.2.2 模块的参数设置 199

6.2.3 仿真参数的设置 201

6.2.4 仿真结果输出 202

6.3 设置仿真性能与计算精度 202

6.3.1 matlab加速计算介绍 202

6.3.2 simulink仿真加速设计 205

6.3.3 simulink精度提高设计 206

6.4 创建simulink子系统及其封装 206

6.4.1 创建子系统 207

6.4.2 条件执行子系统 209

6.4.3 子系统的封装 214

6.5 s函数及m文件s函数的模板介绍 218

6.5.1 s函数简介 218

6.5.2 s函数工作原理 223

6.5.3 m文件s函数的模板 224

第7章 通信模块分析 229

7.1 信息论基础介绍 229

7.1.1 信息的度量 229

7.1.2 信道容量的计算 231

7.2 信源模型 234

7.2.1 确定信源 234

7.2.2 伪随机码源 235

7.2.3 统计信源 242

7.3 信道模型分析 246

7.3.1 加性高斯白噪声信道分析 246

7.3.2 带限加性噪声信道分析 248

7.3.3 离散时间信道指标的定量计算分析 248

7.4 信号观测设备分析 250

7.4.1 离散的眼图示波器分析 251

7.4.2 星座图观测仪分析 253

7.4.3 离散信号轨迹观测设备分析 255

7.4.4 误码率计算器 256

7.5 信号参数分析 257

7.5.1 信号直流分量和交流分量分析 257

7.5.2 信号能量和功率分析 258

7.5.3 信号的频域参数分析 258

7.5.4 离散时间信号的统计参数分析 271

第8章 通信系统建模 273

8.1 信源编码与译码 273

8.1.1 信源编码 273

8.1.2 信源译码 280

8.2 调制与解调分析 282

8.2.1 调制的通带与基带分析 282

8.2.2 模拟调制与解调分析 282

8.2.3 数字调解与调制分析 289

8.3 数字信号基带传输分析 291

8.3.1 数字基带信号的码型介绍 292

8.3.2 码型的功率谱分布 298

8.3.3 基带传输的误码率 301

8.4 载波提取分析 304

8.4.1 幅度键控分析 304

8.4.2 相移键控分析 305

8.4.3 频移键控分析 307

8.4.4 正交幅度调制 307

8.5 扩频通信系统的性能仿真 310

8.5.1 直接序列扩频系统 311

8.5.2 跳频扩频系统 314

8.6 通信系统性能指标 317

第9章 模拟和数字通信系统的建模与仿真 321

9.1 滤波器的模型分析 321

9.1.1 滤波器的类型、参数指标分析 321

9.1.2 滤波器相关函数及模拟介绍 322

9.1.3 滤波器的相关实现 326

9.2 通信系统的基本模型分析 330

9.2.1 模拟通信系统基本模型分析 331

9.2.2 数字通信系统基本模型分析 332

9.3 模拟通信系统的建模与仿真分析 333

9.3.1 调幅广播系统的仿真分析 333

9.3.2 调频立体声广播信号结构 336

9.3.3 彩色电视信号的构成和频谱仿真分析 336

9.4 数字信号建模与仿真 342

9.4.1 采样定理的原理仿真 342

9.4.2 pcm编码与解码 344

9.4.3 dpcm编码与解码 352

9.4.4 增量调制 354

9.5 常用的随机分布 357

9.5.1 均匀分布随机数 357

9.5.2 指数随机数 358

9.5.3 分布 358

9.5.4 分布 361

9.5.5 瑞利分布 361

9.5.6 f分布 362

9.5.7 t分布 363

9.6 仿真数据的处理 364

9.6.1 插值 364

9.6.2 拟合 365

第10章 通信系统综合应用及matlab延伸 368

10.1 跳频技术在通信系统中的应用 368

10.1.1 蓝牙跳频系统各部分分析 368

10.1.2 接收信号部分分析 370

10.1.3 误码部分分析 372

10.1.4 谱分析 373

10.2 设计通信系统发射机 373

10.2.1 利用直接序列扩频技术设计发射机 373

10.2.2 利用is-95前向链路技术设计发射机 374

10.2.3 利用ofdm技术设计发射机 378

10.3 设计通信系统接收机 381

10.3.1 利用直接序列扩频技术设计发射机 381

10.3.2 利用is-95前向链路技术设计接收机 381

10.3.3 利用ofdm技术设计接收机 382

10.4 通信系统的matlab实现 382

10.5 stateflow原理与应用 390

10.5.1 stateflow概述 390

10.5.2 stateflow在simulimk中的应用 391

10.5.3 stateflow常用命令 392

10.5.4 stateflow相关操作 392

10.5.5 stateflow仿真实例分析 396

参考文献 400