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杨育红 编

图书标签:

• 通信系统
• 仿真实验
• MATLAB
• Simulink
• 信号处理
• 通信原理
• 无线通信
• 数字通信
• 工程教育
• 高等教育

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118100389

版次：1

商品编码：11764154

包装：平装

丛书名： 普通高等学校“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2015-07-01

用纸：胶版纸

页数：138

正文语种：中文

内容简介

　　《通信系统仿真实验》以某通信系统实践教学平台为基础，向读者介绍simulink系统软件的使用，通过大量系统仿真实例程序详细地阐述了Sumulink的基本原理及其使用方法。
　　《通信系统仿真实验》主要介绍了卫星通信系统的基本概念、系统仿真的概念、Sumulink软件的使用概要、部分通信仿真模块参数说明、典型卫星通信链路仿真的设计与实现等内容，并在附录中给出了结合《通信系统仿真实验》内容设计的实验，相关的实验代码可登录相关网站进行下载以供参考。
　　《通信系统仿真实验》适合于通信工程、电子信息工程专业高年级的本科生、研究生学习使用，也可供相关工程技术人员参考。

目录

第1章 通信系统概述
1.1 通信系统的基本概念
1.2 卫星通信系统概述
1.2.1 卫星通信系统的组成及网络形式
1.2.2 卫星通信系统工作频段
1.2.3 卫星通信体制概述
1.3 典型卫星通信系统概述
1.3.1 单路单载波话音数据传输系统
1.3.2 中等数据速率传输系统
1.3.3 卫星DVB-S系统

第2章 系统仿真平台
2.1 系统仿真概念与流程
2.1.1 通信系统仿真的概念
2.1.2 通信系统仿真的流程
2.2 Simulink工具应用
2.2.1 Simulink简介
2.2.2 Simulink编程语言——S函数
2.2.3 Simulink子系统的创建
2.2.4 Callback子程序的使用
2.3 VC++控制调度的实现
2.3.1 Matlab引擎的使用
2.3.2 基于COM组件的窗口嵌入方法
2.3.3 应用实例

第3章 系统功能模块设计与实现
3.1 通信系统仿真模块
3.1.1 信源模块
3.1.2 信源编码／解码模块
3.1.3 信道编码／译码模块
3.1.4 调制／解调模块
3.1.5 多路复用／分接模块
3.1.6 射频模块
3.1.7 信道模块
3.1.8 滤波模块
3.1.9 信号观测模块
3.1.10 测量模块
3.1.11 BER分析工具
3.2 通信系统模块功能分析验证
3.2.1 PCM编码／解码模块的验证及分析
3.2.2 DM编码／解码模块的验证及分析
3.2.3 DPCM编码／解码模块的验证及分析
3.2.4 汉明码编码／译码模块的验证及分析
3.2.5 BCH编码／译码模块的验证及分析
3.2.6 RS编码／译码模块的验证及分析
3.2.7 卷积码编码／译码模块的验证及分析
3.2.8 MFSK调制／解码模块的验证及分析
3.2.9 MPSK调制／解码模块的验证及分析
3.2.10 QAM调制／解码模块的验证及分析

第4章 典型卫星通信链路仿真的设计与实现
4.1 单路单载波话音数据传输系统
4.1.1 链路仿真建模
4.1.2 链路实现及验证
4.2 中等数据速率传输系统
4.2.1 链路仿真建模
4.2.2 链路实现及验证
4.3 DVB-S卫星广播链路
4.3.1 链路仿真建模
4.3.2 链路实现及验证

附录1 调制与编码权衡研究报告
附录2 ITU标准SCPC通信系统体制研究报告
参考文献

前言/序言

信号分析与处理原理及应用 内容简介： 本书深入剖析了信号分析与处理的核心概念、基本原理以及在现代工程实践中的广泛应用。全书体系完整，逻辑严谨，既注重理论深度，又强调实践操作，旨在帮助读者建立坚实的信号分析与处理知识体系，并能将其有效应用于解决实际问题。 第一部分：信号的数学基础与分类 本书伊始，我们将从信号的数学本质出发，为您构建起理解信号世界的基石。 数学描述： 我们将详细介绍信号的数学表示方法，包括时间域、频率域和复数域中的描述。您将学习到如何用函数、序列、向量等数学工具精确地刻画各种信号的形态。重点解析单位冲激函数、单位阶跃函数等基本信号的特性，以及它们在信号建模中的重要作用。 信号的分类： 信号的种类繁多，理解其分类是掌握信号处理的关键。本书将系统地介绍连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号、确定性信号与随机信号等基本分类。我们将阐述不同分类信号在分析方法上的差异，以及各自的应用场景，例如，周期信号的傅里叶级数分析，非周期信号的傅里叶变换，以及随机信号的概率统计分析。 卷积与相关： 卷积和相关是信号分析中的两大核心运算，它们揭示了信号在时域和频域中的相互作用。本书将清晰地阐述卷积的定义、性质及其在系统响应、滤波等方面的应用。同时，我们将深入探讨相关运算，包括自相关和互相关，及其在信号检测、目标识别、同步等领域的强大功能。您将理解卷积如何描述线性时不变系统的输出，以及相关如何衡量两个信号的相似度。 第二部分：傅里叶分析与频谱特性 傅里叶分析是信号处理的灵魂，它将信号从时域映射到频率域，揭示信号的内在频率结构。 傅里叶级数（FS）： 对于周期信号，傅里叶级数提供了将其分解为一系列正弦和余弦分量的有力工具。本书将详细推导傅里叶级数的公式，讲解系数的计算方法，并探讨其收敛性。我们将通过丰富的实例，展示如何利用傅里叶级数分析周期方波、锯齿波等典型信号的频谱特性，理解谐波分量的意义。 傅里叶变换（FT）： 傅里叶变换是傅里叶级数在非周期信号上的推广，它能够将任意信号表示为其无穷多频率分量的叠加。本书将深入阐述傅里叶变换的定义、性质（如线性性、时移、频移、微分、积分、卷积定理等），并讲解常用的傅里叶变换对。我们将重点分析各种典型信号（如矩形脉冲、指数衰减信号、高斯信号）的傅里叶变换结果，帮助您直观地理解信号的频谱形态。 傅里叶变换在信号分析中的应用： 掌握傅里叶变换，您将能够理解信号的频率组成，例如，一个声音信号的频谱图就揭示了其中包含的基频和泛音。本书将展示傅里叶变换如何用于分析信号的带宽、识别信号中的特定频率成分，以及为后续的滤波设计奠定基础。 第三部分：线性时不变系统（LTI系统）理论 LTI系统是信号处理领域中最基本也是最重要的模型，理解其特性是分析和设计信号处理器的关键。 系统模型： 我们将介绍LTI系统的数学模型，包括微分方程和差分方程的表示。您将学习到如何根据系统的物理特性或数学描述，建立其LTI系统模型。 单位冲激响应（Impulse Response）： 单位冲激响应是描述LTI系统特性的核心，它包含了系统对输入信号的全部响应信息。本书将详细讲解单位冲激响应的定义、性质，以及如何通过单位冲激响应计算任意输入信号的输出（即卷积）。我们将通过图示和计算，帮助您理解单位冲激响应的物理意义，例如，一个冲击响应为指数衰减的系统，表明其具有记忆性。 系统函数的概念（频域描述）： 将LTI系统从时域转向频域，我们可以引入系统函数（或传递函数）。本书将阐述系统函数与单位冲激响应之间的傅里叶变换关系，以及它如何简洁地描述系统在不同频率上的增益和相位特性。您将了解到，系统函数是分析系统频率选择性、稳定性等关键指标的强大工具。 LTI系统的频率响应： 通过系统函数，我们可以方便地分析LTI系统的频率响应。本书将讲解频率响应的定义、计算方法，并重点阐述其在滤波器设计中的作用。您将理解低通、高通、带通、带阻滤波器是如何通过设计合适的系统函数来实现的。 第四部分：采样理论与离散信号处理 在实际应用中，我们处理的信号往往是离散的。本部分将聚焦于从连续信号到离散信号的转换以及离散信号的处理。 采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）： 采样是模拟信号转化为数字信号的第一步，而采样定理是保证信息不失真恢复的关键。本书将深入讲解采样定理的内容，包括奈奎斯特频率、混叠现象及其避免方法。您将理解采样频率与信号最高频率之间的关系，以及如何选择合适的采样率。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 对于有限长离散信号，离散傅里叶变换（DFT）能够将其变换到离散频率域。本书将详细介绍DFT的定义、性质，并深入解析如何利用快速傅里叶变换（FFT）算法高效地计算DFT，显著降低计算复杂度。您将学习到FFT的原理及其在实际应用中的重要性。 离散时间系统： 类似于连续时间LTI系统，本书也将介绍离散时间LTI系统（DT-LTI）的数学模型、单位冲激响应以及系统函数。您将学习如何分析和设计离散时间滤波器，以及它们在数字信号处理中的应用。 第五部分：随机信号分析基础 许多实际信号，如通信中的噪声、生物电信号等，具有随机性。理解随机信号的特性对于准确分析和处理这些信号至关重要。 随机信号的基本概念： 本部分将介绍随机信号的概率统计描述，包括随机变量、概率密度函数、期望值、方差等基本概念。您将学习如何用统计学的方法来刻画随机信号的性质。 平稳随机过程： 我们将重点介绍平稳随机过程，特别是宽平稳和狭平稳过程。您将理解平稳性对于简化随机信号分析的重要性，以及如何通过自相关函数和功率谱密度来描述平稳随机过程的特性。 随机信号通过LTI系统： 当随机信号通过LTI系统时，其统计特性会发生变化。本书将讲解如何计算输出随机信号的均值、方差和自相关函数，以及如何利用功率谱密度来分析系统对随机信号的滤波作用。 第六部分：滤波器设计与应用 滤波器是信号处理的核心工具，用于去除不需要的频率成分或提取特定频率的信号。 模拟滤波器基础： 本部分将介绍模拟滤波器的基本类型（低通、高通、带通、带阻）及其理想滤波器特性。我们将探讨几种经典的模拟滤波器设计方法，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等，并分析它们的性能特点。 数字滤波器基础： 随着数字信号处理技术的发展，数字滤波器变得越来越重要。本书将介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。您将学习到它们的特点、设计方法以及在时域和频域的分析。 滤波器设计实例： 我们将通过具体的工程实例，展示如何根据实际需求选择和设计合适的滤波器。例如，在音频信号处理中如何设计均衡器，在通信系统中如何设计带通滤波器来选择特定信道。 第七部分：应用领域概述 为了让读者更直观地理解信号分析与处理的价值，本书将简要介绍其在不同领域的广泛应用。 通信系统： 在通信系统中，信号分析与处理贯穿于信号的产生、传输、接收和解调的各个环节。例如，调制解调器中的滤波器用于区分不同信道，信道均衡器用于补偿信道失真，误码检测和纠错编码则依赖于对信号统计特性的分析。 音频与图像处理： 在音频信号处理中，信号分析用于降噪、混响、音效增强等。在图像处理中，二维信号分析则用于图像增强、边缘检测、图像压缩等。 生物医学工程： 例如，心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物信号的采集和分析，都离不开信号处理技术，用于疾病诊断和监测。 其他领域： 此外，信号分析与处理在雷达、声纳、地震勘探、金融数据分析、机械故障诊断等众多领域都有着不可替代的作用。 学习方法建议： 本书内容由浅入深，逻辑清晰。建议读者在学习过程中，注重理解基本概念，并通过书中提供的例题进行计算和推导。同时，鼓励读者结合相关软件工具（如MATLAB, Python等）进行仿真实验，将理论知识与实践操作相结合，从而更深刻地掌握信号分析与处理的精髓。 总结： 《信号分析与处理原理及应用》是一本内容翔实、体系全面的教材，它将带领读者一步步走进信号处理的奇妙世界，掌握分析和驾驭各种信号的强大能力，为解决复杂工程问题提供坚实的技术基础。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让人眼前一亮的图书，仅仅从它的名字“通信系统仿真实验”就能够感受到它所蕴含的实践力量。我一直认为，理论知识的掌握是基础，但真正让理论“活”起来的，是能够通过动手实践去验证和深化理解。这本书，在我看来，就是一座连接理论与实践的桥梁。我特别期待它能够提供一系列精心设计的仿真实验，这些实验能够涵盖通信系统的各个关键环节。比如，从基础的信号产生和信道传输，到更复杂的编码、解码、调制、解调过程，再到最终的系统性能评估。我希望书中能够提供详细的实验步骤和代码示例，并且对每一个步骤和每一行代码的意义进行深入的解析。这样，我不仅能够跟着书本完成实验，更能理解实验背后的原理，并能够举一反三，将所学到的知识应用到其他通信问题的解决中。更重要的是，我希望这本书能够引导读者主动思考，鼓励大家去修改实验参数，观察结果的变化，甚至去尝试设计新的仿真场景，从而培养独立解决问题的能力。我相信，通过这本书的学习，我能够更深入地理解通信系统的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本《通信系统仿真实验》给我的第一印象是它非常有实践导向性。我一直觉得，通信理论很多时候像是一种语言，虽然理解了语法和词汇，但如果没有实际的对话练习，很难真正流利地运用。这本书的“仿真实验”部分，我理解为就是这种“对话练习”。我非常期待它能带领我走进一个可视化的通信世界，让我能够看到信号是如何从发送端产生，经历信道扭曲，再被接收端捕获和还原的。我希望书中能详细介绍搭建仿真环境的步骤，包括所需的软件工具（比如MATLAB/Simulink、Python等）以及常用的库函数。更重要的是，我希望能看到书中提供一系列由浅入深的实验项目，从最基础的数字信号传输，到更复杂的信道编码、多址技术，甚至到无线通信中的关键技术，比如扩频、分集等。我期待的不仅仅是运行别人的代码，而是能够理解代码的每一行，知道它在做什么，为什么这么做。这样，我才能真正掌握仿真的方法，并能够将其迁移到其他通信领域的研究和开发中。这本书的出现，无疑为我提供了一个绝佳的学习机会。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的第一感觉是它颇具分量，纸质厚实，印刷清晰，每一页都散发着知识的沉淀感。书名“通信系统仿真实验”直接点明了它的核心内容，这正是我一直在寻找的。我深知，在日新月异的通信技术领域，仅仅掌握书本上的静态知识是远远不够的，必须拥抱动态的学习方式。仿真实验提供了一个无风险、高效率的学习环境，让我们能够摆脱硬件限制，自由地构建和测试各种通信模型。我尤其关注书中对于不同通信协议和调制解调技术的仿真实现。例如，OFDM、MIMO、LDPC等先进技术，在理论层面理解起来并不容易，如果能够通过仿真看到它们在数据传输过程中的具体表现，例如误码率、频谱效率等指标的改变，将极大地加深我的理解。我希望书中提供的实验能够涵盖从基础的信道模型仿真，到复杂的编码解码过程，再到最终的系统性能评估。如果书中还能引导读者思考不同参数设置对系统性能的影响，例如噪声水平、衰落深度、信号功率等，那将是锦上添花。我相信，通过系统性的仿真实验，我能够更好地把握通信系统的整体架构和关键技术，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本好的技术书籍，应该能够激发读者的好奇心，并引导他们去探索未知。这本书的标题“通信系统仿真实验”就给我带来了这样的感觉。通信系统，这是一个庞大而复杂的领域，涉及从物理层到应用层的诸多技术。而“仿真实验”，则像是一扇窗户，让我们能够窥探到这些复杂系统背后的运作机制。我希望这本书能够提供一个系统性的框架，带领我从零开始，逐步构建起对通信系统各个组成部分的理解。例如，我希望书中能详细讲解如何模拟不同的信道环境，比如AWGN信道、瑞利衰落信道等，以及这些信道对信号传输的影响。同时，我也对各种调制解调技术的仿真实现很感兴趣，比如ASK、FSK、PSK、QAM等，希望书中能展示如何通过仿真来对比它们的性能差异。更进一步，我期待书中能够涉及到一些先进的通信技术，比如Turbo码、LDPC码等纠错编码的仿真，以及OFDM、SDR等系统级的仿真。我希望书中不仅提供代码，更重要的是能够解释代码背后的原理，让读者真正做到“知其然，更知其所以然”，能够灵活运用仿真工具解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常有吸引力，采用了深邃的蓝色作为背景，上面是抽象的信号波形图，若隐若现地传递出通信的神秘感。我之所以会购买它，很大程度上是被它“仿真实验”这个关键词所吸引。在实际的通信系统中，理解各种理论知识是一方面，但能够亲手去实现、去验证，甚至去探索其中的边界，才是真正掌握的关键。我一直认为，理论与实践的结合是学习任何技术领域最有效的方式。通信系统涉及大量的数学模型和复杂的算法，仅凭书本上的公式推导，往往会让人感到抽象和遥远。而“仿真实验”则提供了一个绝佳的平台，让我们能够通过代码将这些理论具象化，观察信号在不同条件下的变化，感受参数调整带来的影响，甚至可以模拟一些现实中难以实现的极端情况。我期待书中能够提供详实的代码示例，并且解释清楚每一个仿真步骤背后的原理，引导读者一步步构建自己的通信仿真环境。更重要的是，我希望它能超越简单的demo展示，能够鼓励读者进行更深入的探索，比如对现有算法进行优化，或者尝试设计新的通信方案。毕竟，真正的学习往往发生在我们主动思考和解决问题的过程中。