Simulink数字通信系统建模

　　在通信领域，越来越多的工程师和学者在利用MATLAB/Simulink进行新技术研究、通信协议模拟、算法开发和实验验证，通过建模和仿真实验来对未来通信体制和系统进行思想探索、数学分析和数值模拟。本书由浅入深讨论了将Simulink用于数字通信领域技术的建模方法，从基础实验和基本通信系统（如调制技术、编码技术、信道类型以及接收机处理技术等）建模分析讲起，逐渐引导读者进入更加实际的无线电通信场景。*后，通过一系列工程实例，深入讨论了新型无线通信系统中应用的关键技术和系统建模技巧，如多天线技术、扩频技术、语音压缩、Turbo码、正交频分复用（OFDM）、自适应均衡、卡尔曼滤波等。本书非常适合从事通信新技术研究、协议开发和产品开发的系统工程师等从业者、研究者研究参考，也适合通信、电子、计算机等专业的师生学习研究。

　　关于作者 Arthur A.Giordano博士 EEE高级会员，G5 Scientific， LLC公司联合创始人，军用通信和商用通信顾问，长期从事无线电通信方面研究和研究生教学工作，使用SIMULINK开发了很多数字通信系统模型。 Allen H.Levesque博士 IEEE会士，数字通信系统顾问，G5 Scientific， LLC公司合伙人，曾在美国伍斯特理工学院（WPI）教授研究生数字通信课程，现为WPI无线信息网络研究中心的研究科学家。译者简介 邵玉斌 中国通信学会会士，IEEE会员，澳大利亚新南威尔士大学访问学者，现为昆明理工大学教授、硕士导师。主要研究方向是：移动通信和个人通信系统，多用户移动通信、分布式MIMO、认知无线电技术及通信系统仿真技术。主讲《数字通信》《通信系统建模与仿真》《无线电通信基础》等课程，出版论著和教材5部，专利50余项，发表论文80余篇。

译者序

原书前言

缩略语

第1章　开始使用Simulink 

　1.1　简介……1 

　1.2　启动MATLAB…… 2 

　1.3　Simulink模块库……3 

　1.4　新建Simulink模型……5 

　　1.4.1　添加信号源和示波器……6 

　　1.4.2　设置信号源模块参数……7 

　　1.4.3　设置示波器模块参数……9 

　1.5　运行Simulink模型……10 

　1.6　重新配置信号模块参数……12 

　1.7　基于采样的信号……14 

　1.8　把数据送入工作空间……16 

　1.9　使用模型资源管理器……17 

　1.10　为波形添加标签……18 

　1.11　仿真参数配置……20 

　1.12　小结……22 

　习题22 

第2章　正弦波Simulink模型……24 

　2.1　建立第一个新模型……24 

　2.2　改进正弦波Simulink模型……24 

　2.3　正弦波频谱测量……32 

　2.4　小结……35 

　习题……35 

第3章　AWGN信道中数字通信系统的BER性能（BPSK和QPSK）……37 

　3.1　AWGN信道中BPSK和QPSK调制的错误率性能……37 

　3.2　通过简单几步构建出一个Simulink模型……37 

　3.3　BER仿真结果和理论计算结果的对比……46

3.4　另一个BPSK调制的Simulink模型……48 

　3.5　基于帧的Simulink模型……51 

　3.6　QPSK调制的符号错误率性能……55 

　3.7　BPSK调制的定点仿真性能……57 

　3.8　AWGN信道中BPSK调制的理论BER性能……59 

　3.9　小结……60 

　习题……60 

第4章　AWGN信道中数字通信系统的BER性能（MPSK和QAM）……63 

　4.1　AWGN信道中MPSK调制和QAM的错误率性能……63 

　4.2　MPSK调制的Simulink模型……63 

　4.3　MPSK调制在其他调制符号数下的BER性能……66 

　4.4　定点数模式下MPSK调制的BER…… 67 

　4.5　QAM的Simulink模型……68 

　4.6　平均功率条件下其他元数下QAM的BER ……71 

　4.7　峰值功率条件下QAM的BER ……71 

　4.8　功率放大器限制条件下对QAM峰值功率的选择……72 

　4.9　小结……76 

　习题……77 

第5章　AWGN信道中数字通信系统的BER性能（FSK和MSK）……78 

　5.1　AWGN信道中FSK和MSK调制的错误率性能……78 

　5.2　BFSK调制的Simulink模型……78

5.3　ＭFSK调制的Simulink模型……83 

　5.4　MSK调制的Simulink模型……86 

　5.5　MSK调制的功率谱……89 

　5.6　小结……90 

　习题……91 

第6章　AWGN衰落信道中数字通信系统的BER性能（BPSK）……92 

　6.1　瑞利衰落和莱斯衰落信道中的BPSK调制……92 

　6.2　瑞利衰落信道中BPSK调制的BER性能……92 

　6.3　莱斯衰落信道中BPSK调制的BER性能……97 

　6.4　多径莱斯衰落信道中BPSK调制的BER性能……101 

　6.5　瑞利衰落信道下BPSK调制的BER理论性能……106 

　6.6　莱斯衰落信道下BPSK调制的BER理论性能……107 

　6.7　小结……107 

　习题……108 

第7章　AWGN衰落信道中数字通信系统的BER性能（FSK）……109 

　7.1　瑞利衰落和莱斯衰落信道中的FSK调制……109 

　7.2　瑞利衰落信道中BFSK调制的BER性能……109 

　7.3　瑞利衰落信道中ＭFSK调制的BER性能……111 

　7.4　莱斯衰落信道中BFSK调制的BER性能……113 

　7.5　多径莱斯衰落信道中BFSK调制的BER性能……114 

　7.6　瑞利衰落和莱斯衰落信道中FSK调制的理论BER性能……116 

　7.7　小结……117 

　习题……117 

第8章　数字通信系统的BER性能……119 

　8.1　瑞利衰落信道中数字调制使用空时分组码……119 

　8.2　瑞利衰落信道中使用空时分组码的BPSK调制的BER ……119 

　8.3　瑞利衰落信道中使用空时分组码的QAM的BER ……123 

　8.4　用于BPSK调制的空时分组码……125 

　8.5　用于16QAM的空时分组码……126 

　8.6　小结……127 

　习题……127 

第9章　AWGN信道中数字通信系统的BER性能（分组码）……128 

　9.1　AWGN信道中分组码数字通信系统……128 

　9.2　AWGN信道中带二进制BCH分组码BPSK调制的BER性能……128 

　9.3　AWGN信道中带Hamming码BPSK调制的BER性能……132 

　9.4　AWGN信道中带Golay（24，12）分组码BPSK调制的BER性能……134 

　9.5　AWGN信道中带RS码FSK调制的BER性能……136 

　9.6　AWGN信道中带RS码QAM的BER性能……138 

　9.7　小结……142 

　习题……142 

第10章　AWGN信道中数字通信系统的BER性能（分组码及衰落信道）……143 

　10.1　衰落信道中分组码数字通信系统……143 

　10.2　瑞利衰落信道中带交织BCH分组码BPSK调制的BER性能……143 

　10.3　瑞利衰落信道中带交织Golay（24，12）分组码BFSK调制的BER性能……146 

　10.4　瑞利衰落信道中带交织RS（31，15）分组码32FSK调制的BER性能……150 

　10.5　瑞利衰落信道中带交织RS（15，7）分组码16QAM的BER性能……152 

　10.6　瑞利和莱斯衰落信道中带交织RS（15，7）分组码16QAM的BER性能……154 

　10.7　瑞利衰落信道中带交织BCH分组码及采用AlamoutiSTBC技BPSK调制的BER性能……156 

　10.8　瑞利衰落信道中带交织Golay（24，12）分组码及采用AlamoutiSTBC技术BPSK调制的BER性能……158 

　10.9　瑞利衰落信道中带交织RS（31，15）分组码及采用AlamoutiSTBC技术32FSK调制的BER性能……160 

　10.10　瑞利衰落信道中带交织RS（15，7）分组码及采用AlamoutiSTBC技术16QAM的BER性能……162 

　10.11　小结……163 

　习题……163 

第11章　AWGN和衰落信道中数字通信系统的BER性能（卷积码）……165 

　11.1　AWGN和衰落信道中卷积码数字通信系统……165 

　11.2　AWGN信道中卷积码及BPSK调制的BER性能……165 

　　11.2.1　硬判决解码……165 

　　11.2.2　软判决解码……168 

　11.3　AWGN信道和瑞利衰落信道中带交织卷积码及BPSK调制的BER性能（软判决译码和硬判决译码）……172 

　11.4　瑞利衰落信道中带交织和采用AlamoutiSTBC的卷积码及BPSK调制的BER性能……176 

　11.5　小结……178 

　习题……179 

第12章　数字通信中的自适应均衡……180 

　12.1　自适应均衡……180 

　12.2　弥散多径信道中使用线性LMS均衡器的BPSK调制的BER性能……180 

　12.3　弥散多径信道中使用Simulink自带库线性LMS均衡器的BPSK调制的BER性能……187 

　12.4　有码间串扰（ISI） 信道中使用线性LMS均衡器的QPSK调制的BER性能……190 

　12.5　弥散多径信道中使用判决反馈均衡器的BPSK调制的BER性能……195 

　12.6　瑞利衰落多径信道中使用RLS均衡器的BPSK调制的BER性能……198 

　　12.6.1　RLS均衡器……198 

　　12.6.2　无多径时瑞利衰落信道中的RLS均衡器……199 

　　12.6.3　瑞利衰落多径信道中的RLS均衡……202 

　12.7　小结……204 

　习题……204 

第13章　Simulink实例……206 

　13.1　语音压缩技术中线性预测编码（LPC）……206 

　　13.1.1　语音声腔模型……208 

　　13.1.2　计算预测系数……208 

　　13.1.3　语音分析和合成……208 

　13.2　RLS干扰抑制……211 

　　13.2.1　对正弦干扰的抑制……211 

　　13.2.2　对低通高斯噪声的抑制……214 

　13.3　扩频技术……217 

　　13.3.1　没有带内干扰的扩频Simulink模型……217 

　　13.3.2　带内干扰下的扩频Simulink模型……219 

　　13.3.3　抑制带内干扰的扩频Simulink模型……224 

　13.4　天线迫零226 

　13.5　卡尔曼滤波231 

　　13.5.1　标量卡尔曼滤波器……233 

　　13.5.2　卡尔曼均衡器……235 

　　13.5.3　使用扩展卡尔曼滤波器（EKF）的雷达跟踪……245 

　13.6　正交频分复用……248 

　13.7　BPSK调制下的Turbo码……258 

附录264 

　附录A　本书涉及的Simulink模块……264 

　附录B　可进一步阅读的资料……267