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本书以实际工程为背景，通过专业技术与大量范例相结合的形式，详细地介绍MATLAB/Simulink通讯系统建模与模拟设计的方法和技巧。

书籍简介：深入解析无线通信系统设计与实现 书名： 无线通信系统设计与实现 作者： [此处可填写虚构作者姓名，例如：王建国 教授] 出版社： [此处可填写虚构出版社名称，例如：电子工业出版社] 页数： 约 600 页 装帧： 精装 定价： 188.00 元 --- 内容概述 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实践导向的无线通信系统设计与实现的知识体系。全书内容紧密围绕现代通信技术的核心要素展开，从基础的信号处理原理出发，逐步过渡到复杂的现代移动通信系统的架构设计、关键技术分析和系统级仿真验证。本书特别强调理论与工程实践的结合，力求通过丰富的案例和详细的算法推导，帮助工程师和高级学生建立起扎实的理论基础和解决实际工程问题的能力。 本书并非传统意义上专注于某一特定通信标准（如LTE或5G NR）的纯规范解读手册，而是聚焦于底层物理层和介层算法的设计哲学、数学模型构建及其在实际系统中的应用。读者将获得一套通用的工具箱，用于评估和优化任何新兴或现有无线通信链路的性能。 --- 第一部分：通信基础与信道建模 (第 1 章 - 第 3 章) 第 1 章：现代通信系统概述与性能指标 本章首先回顾了通信系统的基本组成结构，从发射端到接收端的信息流转过程。重点讨论了在多径衰落环境中，系统性能评估所必需的关键指标，如误码率（BER）、误帧率（FER）、频谱效率、能量效率和系统容量。本章引入了香农信息论的基石概念，为后续的容量分析和编码增益讨论奠定理论基础。同时，详细阐述了如何量化量化系统中的噪声、干扰和失真对整体性能的影响。 第 2 章：随机过程与数字信号基础 深入探讨了用于描述通信信号特性的随机过程理论。着重讲解了平稳性、遍历性、高斯随机过程及其在加性高斯白噪声（AWGN）信道建模中的应用。在数字信号处理方面，详细分析了采样定理、量化过程中的量化噪声分析，以及数字滤波器的设计原则（FIR与IIR），特别是针对基带信号处理的快速傅里叶变换（FFT）及其在时频分析中的应用。 第 3 章：无线信道特性与数学建模 无线信道是决定系统性能的根本因素。本章详细剖析了无线信道的主要特性：路径损耗、阴影衰落和多径效应。针对多径效应，系统阐述了瑞利（Rayleigh）和莱斯（Rician）衰落模型的数学推导和参数辨识方法。本章的核心内容是时域的信道脉冲响应分析、频率选择性衰落的特性，以及如何利用诸如Clarke模型等建立精确的信道仿真模型，为后续的均衡和分集技术提供输入基础。 --- 第二部分：调制、编码与多址接入技术 (第 4 章 - 第 6 章) 第 4 章：数字调制与解调技术 本章系统地介绍了幅度、频率和相位调制方案的原理。从早期的FSK、PSK到先进的QAM、$pi/4$-QPSK。内容侧重于在不同信噪比条件下，各类调制星座图的优化设计、欧氏距离分析以及非相干/相干解调器的原理。特别对高阶调制下的非线性失真（如EVM，误差矢量幅度）进行了深入的性能分析和容限估算。 第 5 章：信道编码原理与译码算法 信道编码是提高系统鲁棒性的关键。本章详细讲解了线性分组码、卷积码的代数结构与编码过程。重点剖析了现代高性能编码技术，如Turbo码的迭代译码思想（MAP/SOP算法），以及LDPC码的低密度校验矩阵特性和基于概率图模型的译码流程。本书通过实例展示了如何通过编码增益来降低系统对发射功率的需求。 第 6 章：多址接入技术与资源调度 本部分探讨了如何允许多个用户共享有限的无线资源。详细对比了频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）的理论容量和系统实现复杂度。对于先进的基于OFDM的系统，本章深入分析了正交性、循环前缀的引入机制，以及如何通过频率选择性资源块（RB）分配实现高效的资源调度。 --- 第三部分：先进接收机技术与系统优化 (第 7 章 - 第 9 章) 第 7 章：多径信道下的接收机设计 针对多径衰落信道对码间串扰（ISI）的影响，本章聚焦于接收端的补偿技术。详细介绍了线性均衡器（如迫零均衡、MMSE均衡）的推导、收敛性分析和复杂度权衡。更进一步，深入探讨了判决反馈均衡（DFE）的结构和性能优势，以及在低复杂度限制下的迭代式软判决接收机的设计思路。 第 8 章：分集与多输入多输出（MIMO）技术 分集是抵抗快速衰落的有效手段。本章阐述了不同分集技术（时域、频域、空域）的原理和性能增益。MIMO系统是本书的重点之一，详细分析了空间复用（SM）的容量极限，以及发送/接收分集（如空时编码STBC）的原理。针对MIMO的信道状态信息（CSI）获取和预编码技术，也进行了详尽的数学建模和性能分析。 第 9 章：功率控制与干扰管理 在多用户系统中，有效的功率控制是维持系统稳定和提高整体吞吐量的关键。本章分析了开环功率控制、闭环功率控制的反馈机制及其对系统性能的影响。对于多用户干扰（MUI）的管理，深入讨论了线性迫零（ZF）、最小均方误差（MMSE）干扰抑制预编码器的设计，并评估了它们在复杂系统场景下的实用性。 --- 第四部分：系统仿真与性能验证 (第 10 章) 第 10 章：通信系统级的仿真平台构建与验证 本章将理论与实践紧密结合，指导读者如何构建一个完整的、可验证的无线通信仿真平台。内容涵盖了如何利用现代工程工具（如MATLAB/Simulink环境）搭建一个端到端的系统模型，包括信道编码的实现、OFDM/MIMO模块的集成，以及如何生成和处理大量的仿真数据。重点讲解了仿真参数的设定原则、统计收敛性的判断，以及如何通过仿真结果来验证理论预测的BER曲线，从而实现系统级的设计迭代和优化。本章提供了一系列复杂的仿真案例，用于验证上述所有核心技术在不同信道模型下的实际表现。 --- 目标读者 本书适合通信工程、电子信息工程、信号处理等相关专业的高年级本科生、研究生，以及致力于无线通信系统设计、算法开发和产品实现的工程师。它提供了一种超越特定标准文档的、专注于底层技术原理和工程实现思维的训练。 本书的特色 1. 理论的深度与工程的广度并重： 不仅推导关键算法的数学细节，还探讨其在实际硬件实现和复杂度限制下的工程取舍。 2. 系统化视角： 从信号的产生到最终的解调恢复，完整覆盖了物理层的所有关键环节。 3. 强调数学建模： 所有的性能分析都建立在严谨的数学模型之上，增强读者的分析能力。 --- 本书强调深入理解通信物理层工作的内在机理，致力于培养读者独立进行通信系统设计、分析和性能优化的核心能力。

序
前言

1MATLAB 概述1
1.1　MATLAB简介2
1.1.1　MATLAB发展历程2
1.1.2　MATLAB组成2
1.1.3　MATLAB主视窗4
1.1.4　MATLAB指令视窗5
1.1.5　MATLAB工作空间视窗7
1.1.6　指令历史视窗7
1.1.7　Start选单8
1.2　MATLAB的基础准备及入门9
1.2.1　MATLAB基本操作9
1.2.2　MATLAB绘图15
1.2.3　MATLAB常用指令18
1.2.4　MATLAB协助视窗21
1.2.5　MATLAB演示系统23
1.2.6　当前目录浏览器视窗24

2MATLAB的基本操作27
2.1　MATLAB中的资料及变数类型28
2.1.1　常数和变数28
2.1.2　资料型态29
2.1.3　数值计算应用实例34
2.2　MATLAB数值矩阵运算35
2.2.1　数值矩阵的建立36
2.2.2　数值矩阵的矩阵演算法42
2.2.3　数值矩阵的阵列演算法47
2.2.4　矩阵的特殊运算51
2.3　MATLAB多项式及其运算65
2.3.1　多项式求值65
2.3.2　多项式求根66
2.3.3　部分分式展开67
2.3.4　多项式乘除68
2.3.5　多项式的微积分69
2.4　字串变数和符号矩阵70
2.4.1　字串变数和函数求值70
2.4.2　符号变数76
2.4.3　符号矩阵的建立方法82
2.4.4　符号矩阵的运算84
2.4.5　符号矩阵运算中的几个特有指令应用85
2.5　MATLAB在复变函数中的应用92
2.5.1　复数的基本概念92
2.5.2　复变数的函数93
2.5.3　复数的生成及其矩阵建立95
2.5.4　复数的几何意义96
2.5.5　MATLAB在复数运算中的应用98

3MATLAB程式设计103
3.1　M档及其使用方法104
3.1.1　M文件104
3.1.2　脚本文件104
3.1.3　函数档106
3.1.4　函数叫用和变数传递108
3.1.5　数据汇入与汇出116
3.1.6　范例分析123
3.2　程式结构134
3.2.1　循序结构135
3.2.2　回圈结构136
3.2.3　分支结构139
3.2.4　程式终止控制叙述142
3.2.5　程式异常处理叙述143
3.3　程式流控制叙述144
3.3.1　echo指令145
3.3.2　input指令145
3.3.3　pause指令146
3.3.4　keyboard指令146
3.3.5　break指令146
3.3.6　错误控制147
3.4　函数类型148
3.4.1　主函数149
3.4.2　子函数149
3.4.3　私有函数150
3.4.4　巢状函数151
3.4.5　多载函数157
3.5　MATLAB程式侦错158
3.5.1　侦错方法159
3.5.2　侦错工具159

4MATLAB绘图功能163
4.1　二维图形绘制164
4.1.1　绘制二维曲线常用的函数164
4.1.2　二维图形处理169
4.1.3　文字在图形中显示178
4.1.4　图形的图例和颜色轴181
4.1.5　绘制二维图形的其他函数183
4.1.6　向量图189
4.1.7　圆形图192
4.1.8　等高线图193
4.1.9　带形图195
4.2　MATLAB的三维绘图196
4.2.1　三维图形的基本函数196
4.2.2　立体曲面图绘制196
4.2.3　透明度作图203
4.2.4　立体视觉化205
4.2.5　立体圆形图208
4.2.6　三维图的镂空209
4.2.7　光照处理210
4.2.8　三维向量图212
4.2.9　三角纲目图214
4.2.10　三维图的剪裁215
4.2.11　其他三维图形绘制216
4.3　三维图形高级绘图功能218
4.3.1　视点处理218
4.3.2　色彩处理221
4.3.3　图像的旋转233

5通讯系统与模拟基础235
5.1　通讯系统概述236
5.2　通讯系统的组成237
5.2.1　信号源239
5.2.2　通道239
5.2.3　接收端239
5.2.4　发送与接收设备240
5.3　通讯系统模型的分类240
5.3.1　按信号源分类240
5.3.2　按信号特征分类241
5.3.3　按传输媒介分类242
5.4　通讯系统模拟的方法244
5.4.1　动态系统模型的状态方程求解法244
5.4.2　蒙地卡罗法248
5.4.3　混合法253
5.5　MATLAB/Simulink建模与模拟原理257
5.5.1　概述257
5.5.2　Simulink主要特点259
5.5.3　Simulink模拟工作原理260
5.5.4　静态系统的MATLAB模拟261
5.5.5　动态系统的MATLAB模拟264
5.6　应用S函数编写Simulink的常用模组271
5.6.1　信号源模组271
5.6.2　信号传输模组274
5.6.3　接收端模组276
5.7　Simulink与MATLAB的交互279

6Simulink介绍285
6.1　Simulink的启动及其模组库简介286
6.1.1　Simulink的启动286
6.1.2　Simulink模组库简介287
6.2　Simulink建模与模拟方法289
6.2.1　模型建立289
6.2.2　模组的参数设定292
6.2.3　模拟参数的设置296
6.2.4　模拟结果输出296
6.3　模拟性能与计算精度设定297
6.3.1　MATLAB加速计算介绍297
6.3.2　Simulink模拟加速设计301
6.3.3　Simulink精度提高设计302
6.4　创建Simulink子系统及其封装303
6.4.1　创建子系统303
6.4.2　条件执行子系统306
6.4.3　子系统的封装313
6.5　S函数及M档S函数的范本介绍319
6.5.1　S函数简介319
6.5.2　S函数工作原理325
6.5.3　M档S函数的范本327

7通讯模组分析335
7.1　资讯理论基础介绍336
7.1.1　资讯的度量336
7.1.2　通道容量的计算339
7.2　信号源模型342
7.2.1　确定信号源343
7.2.2　假随机码源345
7.2.3　统计信号源355
7.3　通道模型分析360
7.3.1　加性高斯白杂讯通道分析361
7.3.2　带限加性杂讯通道分析363
7.3.3　离散时间通道指标的定量计算分析364
7.4　信号观测设备分析366
7.4.1　离散的眼图示波器分析366
7.4.2　星座图观测仪分析370
7.4.3　离散信号轨迹观测设备分析373
7.4.4　错误率计算器374
7.5　信号参数分析376
7.5.1　信号直流分量和交流分量分析376
7.5.2　信号能量和功率分析377
7.5.3　信号的频域参数分析378
7.5.4　离散时间信号的统计参数分析395

8通讯系统建模397
8.1　信号源编码与解码398
8.1.1　信号源编码398
8.1.2　信号源解码409
8.2　调变与解调变分析410
8.2.1　调变的带通与基带分析410
8.2.2　类比调变与解调变分析411
8.2.3　数位调变与解调变分析421
8.3　数位信号基频传输分析425
8.3.1　数位基频信号的编码介绍425
8.3.2　编码的功率谱分佈434
8.3.3　基频传输的错误率437
8.4　载波提取分析442
8.4.1　振幅移位键分析442
8.4.2　相移移位键分析443
8.4.3　频率移位键分析445
8.4.4　正交振幅调变446
8.5　展频通信系统的性能模拟450
8.5.1　直接序列展频系统451
8.5.2　跳频展频系统455
8.6　通信系统性能指标460

9类比和数位通信系统的建模与模拟465
9.1　泸波的模型分析466
9.1.1　泸波器的类型、参数指标分析466
9.1.2　泸波器相关函数及类比介绍467
9.1.3　泸波器的相关实现473
9.2　通信系统的基本模型分析478
9.2.1　类比通信系统基本模型分析480
9.2.2　数位通信系统基本模型分析481
9.3　类比通信系统的建模与模拟分析483
9.3.1　调幅广播系统的模拟分析483
9.3.2　调频身历声广播信号结构487
9.3.3　彩色电视信号的构成和频谱模拟分析487
9.4　数位信号建模与模拟495
9.4.1　取样定理的原理模拟495
9.4.2　PCM编码与解码497
9.4.3　 DPCM编码与解码509
9.4.4　Delta调变511
9.5　常用的随机分佈516
9.5.1　均匀分佈乱数516
9.5.2　指数乱数517
9.5.3　分佈518
9.5.4　Γ分佈521
9.5.5　瑞利分佈522
9.5.6　F分佈523
9.5.7　t分佈524
9.6　模拟资料的处理526
9.6.1　插值527
9.6.2　拟合529

10通信系统综合应用及MATLAB延伸533
10.1　跳频技术在通信系统中的应用534
10.1.1　蓝芽跳频系统各部分分析534
10.1.2　接收信号部分分析538
10.1.3　错误率部分分析540
10.1.4　频谱分析541
10.2　设计通信系统发射机542
10.2.1　利用直接序列展频技术设计发射机542
10.2.2　利用IS-95前向链路技术设计发射机543
10.2.3　利用OFDM技术设计发射机549
10.3　设计通信系统接收机552
10.3.1　利用直接序列展频技术设计发射机552
10.3.2　利用IS-95前向链路技术设计接收机553
10.3.3　利用OFDM技术设计接收机553
10.4　通信系统的MATLAB实现554
10.5　Stateflow原理与应用566
10.5.1　Stateflow概述566
10.5.2　Stateflow在Simulimk中的应用567
10.5.3　Stateflow常用指令569
10.5.4　Stateflow相关操作569
10.5.5　Staterflow模拟实例分析574

参考文献581

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講到通訊工程，你知道的，除了基礎的訊號處理，很多時候我們還要面對一些比較進階的課題，像是通道模型、誤碼率分析，還有各種抗雜訊的技術。這些東西在課本裡看起來好像都懂，但真的要自己動手去模擬，並且找出最佳化的參數，那又是另一回事了。我常常覺得，雖然 MATLAB 的功能很強大，但有時候光是查閱它的說明文件，就會讓人頭昏腦脹。如果這本《MATLAB通訊工程模擬》能夠提供一些具體的、有系統的指導，教我們怎麼樣從頭開始建立一個通訊系統的模型，然後針對不同的環境去做模擬，比如說模擬無線通道的衰減、多重路徑干擾等等，並且告訴我們如何透過 MATLAB 來評估系統的效能，像是傳輸速率、訊號品質等等，那就太實用了！我特別希望這本書能針對一些實際的通訊應用場景，例如像是 4G、5G 的一些基本原理，或是衛星通訊、物聯網通訊等等，提供一些實際的模擬範例。這樣我們不僅能學到 MATLAB 的操作技巧，還能更了解這些前沿通訊技術的運作方式。我個人對通道編碼和解碼的模擬特別感興趣，如果書裡能在這方面有所著墨，那就真的是我一直在尋找的寶藏了。

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說實話，每次看到「模擬」這兩個字，我就會想到要寫一大堆程式碼，然後可能會遇到各種除錯的惡夢。尤其是在通訊工程領域，有時候一個小小的參數設定錯誤，就可能讓整個模擬結果完全跑偏，那種挫折感真的是難以言喻。我一直認為，好的教科書不應該只是把理論講清楚，更重要的是要教導讀者如何將理論轉化為實際可執行的程式。所以，我非常希望這本《MATLAB通訊工程模擬》能夠在程式碼的撰寫、除錯技巧，以及如何有效地組織和管理模擬程式碼方面，提供一些實用的建議。例如，它能不能教我們如何寫出更具彈性、更容易擴展的 MATLAB 程式碼，以便我們在之後能快速地修改和測試不同的通訊協定或系統架構？我個人非常希望能看到一些關於如何使用 MATLAB 的進階功能，像是 Simulink，來進行更複雜的通訊系統模擬，因為 Simulink 的圖形化介面，對於理解系統的整體流程非常有幫助。而且，如果書裡能夠提供一些針對常見通訊系統的效能評估方法，並且用 MATLAB 來實現這些評估，像是如何計算訊號雜訊比 SNR、位元錯誤率 BER 等等，那對我們工程師來說，絕對是極大的福音。

评分☆☆☆☆☆

在台灣，我們對於新技術的接受度很高，通訊工程更是日新月異，從早期的 2G、3G，到現在的 4G、5G，甚至未來的 6G，每次技術的演進都對我們的工作提出了新的挑戰。我一直在尋找一本能夠幫助我快速掌握這些新技術核心原理，並且能夠在 MATLAB 中進行模擬驗證的書籍。這本《MATLAB通訊工程模擬》聽起來就非常符合我的需求。我特別希望書中能夠涵蓋一些目前比較熱門的通訊技術，例如像是波束成形、毫米波通訊、或者是一些新的調變技術，並提供具體的 MATLAB 模擬範例，讓我們能夠親手去實現、去驗證這些技術的效能。我一直認為，唯有透過實際的模擬，才能真正地理解這些複雜技術的精髓。另外，我還希望這本書能夠提供一些關於如何利用 MATLAB 進行效能分析和系統優化的方法，例如如何使用 MATLAB 來評估不同天線配置對 MIMO 系統的影響，或是如何透過 MATLAB 來優化功率控制策略，以提升傳輸效率。如果書中能夠有這樣深入的探討，那我一定會把它推薦給我的同事們！

评分☆☆☆☆☆

哇，看到這本《MATLAB通訊工程模擬》的書名，我真的是眼睛一亮！身為一個在台灣從事通訊領域的工程師，MATLAB 根本就是我們日常工作的戰友，從演算法開發到系統驗證，少了它真的不行。但你知道嗎？常常覺得在學校學到的理論，跟實際應用之間好像隔了一層紗，尤其是在處理像濾波器設計、訊號調變解調這些比較核心的通訊議題時，要怎麼樣才能用 MATLAB 實際模擬出來，並且理解其中的眉角，這一直是我很想突破的地方。聽說這本書會深入淺出地講解這些，而且還是用台灣讀者習慣的語氣來寫，這點真的很棒！我一直覺得，很多國外的教科書雖然內容紮實，但有時候語氣跟例子會比較不貼近我們這邊的學習習慣。如果這本書能把 MATLAB 的強大功能，結合通訊工程的經典範例，例如像是 OFDM、MIMO 這些熱門技術的模擬，那絕對是能大幅提升我們的實戰能力。我真的非常期待能透過這本書，把那些課本上的公式和演算法，活生生地在 MATLAB 裡跑起來，看到模擬的結果，進而更深入地理解背後的原理。而且，如果能有一些實際的範例程式碼，讓我們可以直接套用、修改，那學習起來的效率絕對會事半功倍！總之，這本書光聽書名就讓人充滿期待，希望能真的解開我在通訊模擬上的許多疑惑。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，台灣的通訊工程領域，其實有很多很棒的研究者和工程師，但有時候在教學資源上，總覺得好像少了一些能完美結合理論與實務的中文書籍。特別是 MATLAB 這樣強大的工具，如果能有一本以台灣讀者為對象、用大家習慣的語言和思維方式來編寫的書，那絕對會受到很大的歡迎。我希望這本《MATLAB通訊工程模擬》能夠打破一些學術上的隔閡，讓原本可能覺得很難、很遙遠的通訊工程理論，變得更加親切和容易入手。例如，它能不能在解釋一些類比訊號處理、數位訊號處理的基礎概念時，同時提供 MATLAB 的模擬範例，讓我們能直觀地看到這些處理過程對訊號的影響？我尤其對像是鎖相迴路 PLL、自動增益控制 AGC 這些在通訊系統中非常基礎但又至關重要的模組，如果能透過 MATLAB 模擬來理解它們的設計和工作原理，那肯定會非常有幫助。而且，我希望這本書的作者能夠分享一些他們在實際工程專案中，如何運用 MATLAB 進行通訊系統模擬的經驗和技巧，這樣的內容會比單純的教科書更加寶貴。