MATLAB通信仿真及应用实例详解

第1章 MATLAB与通信仿真 1

1.1 MATLAB简介 1

1.1.1 MATLAB集成开发环境 2

1.1.2 MATLAB编程语言 6

1.2 通信仿真 8

1.2.1 通信仿真的概念 8

1.2.2 通信仿真的一般步骤 9

第2章 Simulink入门 12

2.1 Simulink简介 12

2.2 Simulink工作环境 13

2.2.1 imulink模型库 13

2.2.2 设计仿真模型 14

2.2.3 运行仿真 14

2.2.4 建立子系统 15

2.2.5 封装子系统 17

2.3 Simulink模型库 20

第3章 S－函数 23

3.1 S－函数简介 23

3.1.1 S－函数的工作原理 23

3.1.2 S－函数基本概念 24

3.2 M文件S－函数 26

3.2.1 M文件S－函数简介 26

3.2.2 M文件S－函数的编写示例 30

3.3 C语言S－函数 46

3.3.1 C语言S－函数简介 46

3.3.2 C语言S－函数的编写示例 51

3.4 C++语言S－函数 60

第4章 信源和信宿 66

4.1 信源 66

4.1.1 压控振荡器 66

4.1.2 从文件中读取数据 68

4.1.3 数据源 72

4.1.4 噪声源 78

4.1.5 序列生成器 85

4.1.6 实例4.1——通过压控振荡器实现BFSK调制 99

4.2 信宿 101

4.2.1 示波器 101

4.2.2 错误率统计 103

4.2.3 将结果输出到文件 105

4.2.4 眼图、发散图和轨迹图 108

第5章 信道 116

5.1 加性高斯白噪声信道 116

5.1.1 函数awgn() 116

5.1.2 函数wgn() 118

5.1.3 加性高斯白噪声信道模块 120

5.1.4 实例5.1——BFSK在高斯白噪声信道中的传输性能 122

5.2 二进制对称信道 127

5.2.1 二进制对称信道模块 127

5.2.2 例5.2——卷积编码器在二进制对称信道中的性能 128

5.3 多径瑞利衰落信道 132

5.3.1 多径瑞利衰落信道模块 132

5.3.2 实例5.3——BFSK在多径瑞利衰落信道中的传输性能 134

5.4 伦琴衰落信道 138

5.4.1 伦琴衰落信道模块 138

5.4.2 实例5.4——BFSK在多径瑞利衰落信道中的传输性能 139

5.5 射频损耗 142

5.5.1 自由空间路径损耗模块 142

5.5.2 接收机热噪声模块 144

5.5.3 相位噪声模块 145

5.5.4 相位／频率偏移模块 146

5.5.5 I/Q支路失衡模块 148

5.5.6 无记忆非线性模块 149

第6章 信源编码 153

6.1 压缩和扩展 153

6.1.1 A律压缩模块 153

6.1.2 A律扩展模块 154

6.1.3 μ律压缩模块 155

6.1.4 μ律扩展模块 156

6.2 量化和编码 157

6.2.1 抽样量化编码器 157

6.2.2 触发式量化编码器 158

6.2.3 量化解码器 159

6.2.4 实例6.1——A律十三折与μ律十五折的量化误差 159

6.3 差分编码 162

6.3.1 差分编码器 162

6.3.2 差分解码器 163

6.4 DPCM编码和解码 164

6.4.1 DPCM编码器 164

6.4.2 DPCM解码器 166

6.4.3 实例6.2——DPCM与PCM系统的量化噪声 166

第7章 信道编码和交织 172

7.1 分组编码 172

7.1.1 二进制线性码 172

7.1.2 二进制循环码 174

7.1.3 BCH码 176

7.1.4 Reed-Solomon码 178

7.1.5 Hamming码 184

7.1.6 实例7.1——Reed-Solomon码在CT2中的应用 186

7.2 循环冗余码 192

7.2.1 CRC编码器 192

7.2.2 CRC检测器 195

7.2.3 实例7.2——CRC-16编码在DECT中的应用及其性能 197

7.3 卷积编码 202

7.3.1 卷积编码器 203

7.3.2 实例7.3——IS-95的卷积编码器 207

7.3.3 卷积译码器 211

7.3.4 实例7.4——卷积码的软判决译码 214

7.4 块交织 220

7.4.1 通用块交织 220

7.4.2 矩阵交织 221

7.4.3 实例7.5——交织器在IS-95中的应用 224

7.4.4 代数交织 228

7.4.5 随机交织 231

7.4.6 实例7.6——cdma 2000系统Turbo编码器的实现 232

7.5 卷积交织 249

7.5.1 复用交织 250

7.5.2 卷积交织 253

7.53 螺旋交织 255

第8章 信号调制 259

8.1 模拟幅度调制 259

8.1.1 双边带幅度调制 259

8.1.2 双边带抑制载波幅度调制 262

8.1.3 单边带幅度调制 265

8.2 模拟频率调制 268

8.2.1 基带频率调制 269

8.2.2 频带频率调制 270

8.3 模拟相位调制 272

8.3.1 基带相位调制 272

8.3.2 频带相位调制 274

8.4 数字幅度调制 275

8.4.1 基带脉幅调制 276

8.4.2 频带脉幅调制 278

8.4.3 基带正交幅度调制 281

8.4.4 频带正交幅度调制 282

8.4.5 基带矩形正交幅度调制 283

8.4.6 频带矩形正交幅度调制 285

8.4.7 实例8.1——数字幅度调制的抗噪声性能 287

8.5 数字频率调制 291

8.5.1 基带M相频移键控调制 292

8.5.2 频带M相频移键控调制 293

8.6 数字相位调制 294

8.6.1 BPSK调制 295

8.6.2 DBPSK调制 296

8.6.3 QPSK调制 297

8.6.4 实例8.2——QPSK在IS-95前向信道中的应用 299

8.6.5 DQPSK周制 304

8.6.6 例8.3——DQPSK在USDC中的应用 305

8.6.7 基带OQPSK调制 309

8.6.8 频带OQPSK调制 312

8.6.9 实例8.4——OQPSK在IS-95反向信道中的应用 314

8.6.10 基带M-PSK调制 318

8.6.11 频带M-PSK调制 319

8.6.12 基带M-DPSK调制 321

8.6.13 频带M-DPSK调制 323

8.7 数字连续相位调制 325

8.7.1 基带CPM调制 325

8.7.2 频带CPM调制 328

8.7.3 基带MSK调制 330

8.7.4 频带MSK调制 333

8.7.5 基带GMSK调制 335

8.7.6 频带GMSK调制 337

8.7.7 实例8.5——GMSK在GSM中的应用 338

8.7.8 基带CPFSK调制 342

8.7.9 频带CPFSK调制 343

第9章 仿真和调试 346

9.1 运行仿真 346

9.1.1 设置仿真参数 346

9.1.2 运行仿真 356

9.2 调试和分析 358

9.2.1 调试仿真模型 358

9.2.2 分析仿真结果 364

第10章 cdma2000移动通信系统 366

10.1 cdma2000系统简介 366

10.1.1 cdma2000 1x关键技术 367

10.1.2 cdma2000的信道划分 368

10.2 cdma2000反向业务信道 370

10.2.1 cdma2000反向业务信道简介 370

10.2.2 CRC编码器 374

10.2.3 卷积编码器 379

10.2.4 信号交织器 384

10.2.5 正交扩频模块 392

10.2.6 PN信号生成器 397

10.2.7 信号调制模块 404

10.2.8 初始化模块 406

10.2.9 基站接收器 410

10.3 cdma2000前向业务信道 412