通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)與應(yīng)用

前言

　　系統(tǒng)仿真技術(shù)也稱為系統(tǒng)模擬技術(shù)，由于計(jì)算機(jī)仿真具有精度高、通用性強(qiáng)，重復(fù)性好、建模迅速及成本低廉等許多優(yōu)點(diǎn)，尤其是近年來發(fā)展了LabVIEW、MATLAB／Sitnulink、SystemVue、ADS、Network Simulator等先進(jìn)的科學(xué)計(jì)算和系統(tǒng)仿真語言，使用起來方便快捷，而且仿真不僅局限于虛擬，而是軟、硬件相結(jié)合，仿真軟件和硬件設(shè)備相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)真正系統(tǒng)，使系統(tǒng)仿真技術(shù)在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界、科技界迅速普及，也大大提高了科學(xué)研究的效率。仿真技術(shù)成為分析、研究各種系統(tǒng)，尤其是復(fù)雜系統(tǒng)的重要工具，可以用于大部分電子工程、現(xiàn)代通信技術(shù)和通信系統(tǒng)的研究工作?！　⊥ㄐ畔到y(tǒng)的仿真往往涉及較多的研究領(lǐng)域，包括通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、概率論、信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)、隨機(jī)過程理論、信號(hào)與系統(tǒng)理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)論。掌握通信原理是通信系統(tǒng)仿真的關(guān)鍵，主要涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各種通信技術(shù)，如調(diào)制解調(diào)技術(shù)、多址技術(shù)及編碼技術(shù)等。對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的仿真是一個(gè)復(fù)雜的問題，往往需要把問題分成不同層次的仿真。一般把仿真分為四個(gè)層次：系統(tǒng)級(jí)、子系統(tǒng)級(jí)、波形級(jí)和電路層仿真。越高層次的仿真抽象越多，涉及的模型細(xì)節(jié)越少。越低層次的仿真與實(shí)際硬件越相近，涉及的硬件細(xì)節(jié)和參數(shù)越多。對(duì)于電路層的仿真人們更多地使用硬件原型來進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試，在通信系統(tǒng)仿真中主要是前三個(gè)層次的仿真。本書對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)級(jí)和波形級(jí)的仿真。

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)論述了通信系統(tǒng)的原理及其LabVIEW實(shí)現(xiàn)。全書共9章，前兩章介紹系統(tǒng)仿真和LabVIEW基礎(chǔ)；第3～8章詳細(xì)介紹基本通信系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，包括模擬通信系統(tǒng)、基帶數(shù)字通信系統(tǒng)、數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)、模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸、最佳接收系統(tǒng)、信道編碼器；第9章介紹語音通信實(shí)例。　　本書可作為高等院校電子信息工程等專業(yè)的教材，也可為學(xué)習(xí)通信原理、通信系統(tǒng)、現(xiàn)代通信原理、數(shù)字通信等課程的實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提供參考，也適用于從事通信系統(tǒng)仿真、通信理論研究、通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的科研人員。另外，本書采用LabVIEW設(shè)計(jì)大型系統(tǒng)的實(shí)例，對(duì)于LabVIEW編程技能的學(xué)習(xí)和提高很有幫助。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 系統(tǒng)仿真的基本概念1.1.1 仿真的概念和意義1.1.2 仿真的步驟1.2 通信系統(tǒng)仿真1.2.1 通信系統(tǒng)概述1.2.2 仿真在通信系統(tǒng)中的作用1.2.3 通信系統(tǒng)的建模與仿真1.3 基于LabVIEW的通信系統(tǒng)仿真概述1.3.1 系統(tǒng)功能及特點(diǎn)1.3.2 系統(tǒng)總體構(gòu)成第2章 LabVIEW簡(jiǎn)介2.1 LabVIEW功能與特點(diǎn)2.2 LabVIEW基礎(chǔ)知識(shí)2.2.1 基本窗口2.2.2 下拉式菜單和彈出式菜單2.2.3 浮動(dòng)模板及其子模板2.2.4 工具欄第3章 模擬通信系統(tǒng)3.1 線性調(diào)制系統(tǒng)3.1.1 線性調(diào)制原理3.1.2 幅度調(diào)制（AM）系統(tǒng)仿真3.1.3 雙邊帶調(diào)制（DSB）系統(tǒng)仿真3.1.4 單邊帶調(diào)制（SSB）系統(tǒng)仿真3.2 非線性調(diào)制系統(tǒng)3.2.1 非線性調(diào)制原理3.2.2 頻率調(diào)制（FM）系統(tǒng)仿真3.2.3 相位調(diào)制（PM）系統(tǒng)仿真3.3 通信系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)之一——FDM通信系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)3.3.1 頻分復(fù)用（FDM）原理3.3.2 頻分復(fù)用系統(tǒng)仿真第4章 基帶數(shù)字通信系統(tǒng)4.1 基帶數(shù)字信號(hào)的碼變換器4.1.1 基帶數(shù)字信號(hào)的碼變換原理4.1.2 AMI碼的仿真4.1.3 HDB3碼的仿真4.1.4 PST碼的仿真4.1.5 雙相碼的仿真4.1.6 Miller碼的仿真4.1.7 CMI碼的仿真4.2 奈奎斯特準(zhǔn)則的仿真4.3 部分響應(yīng)系統(tǒng)4.3.1 部分響應(yīng)系統(tǒng)原理4.3.2 預(yù)編碼一相關(guān)編碼一模2判決過程的仿真4.3.3 g（t）及其頻譜4.3.4 碼間干擾分析4.3.5 通信系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)之二——第1類部分響應(yīng)系統(tǒng)4.4 眼圖及基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能分析4.4.1 眼圖原理4.4.2 眼圖仿真4.5 通信系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)之三——數(shù)字基帶系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)4.5.1 數(shù)字基帶系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)思路4.5.2 數(shù)字基帶系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)仿真第5章 數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)5.1 二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）5.1.1 2ASK原理5.1.2 2ASK系統(tǒng)仿真5.2 二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）5.2.1 2FSK原理5.2.2 2FSK系統(tǒng)仿真5.3 二進(jìn)制移相鍵控系統(tǒng)（2PSK和2DPSK）5.3.1 2PSK和2DPSK原理5.3.2 2PSK和2DPSK調(diào)制系統(tǒng)仿真5.3.3 2PSK、2DPSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真5.4 改進(jìn)的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)——MSK系統(tǒng)5.4.1 MSK原理5.4.2 MSK調(diào)制仿真5.4.3 MSK調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真5.5 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)5.5.1 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理5.5.2 4AsK系統(tǒng)仿真5.5.3 4FSK系統(tǒng)仿真5.5.4 QPSK系統(tǒng)仿真5.5.5 QDPSK系統(tǒng)仿真5.5.6 系統(tǒng)性能分析第6章 模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸6.1 信源編碼6.1.1 香農(nóng)編碼6.1.2 游程編碼6.1.3 冗余度編碼6.2 信號(hào)的抽樣、均勻量化與編碼6.2.1 信號(hào)的抽樣6.2.2 信號(hào)的均勻量化與編碼6.3 PCM脈沖編碼調(diào)制6.3.1 PCM脈沖編碼調(diào)制原理6.3.2 PCM脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)仿真6.4 差分脈沖編碼調(diào)制DPCM6.4.1 DPCM原理6.4.2 DPCM系統(tǒng)仿真6.5 增量調(diào)制6.5.1 增量調(diào)制原理6.5.2 增量調(diào)制系統(tǒng)仿真6.6 通信系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)之四——時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.6.1 時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)原理6.6.2 時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)仿真第7章 最佳接收系統(tǒng)7.1 確知信號(hào)的相關(guān)接收7.1.1 確知信號(hào)的最佳接收原理7.1.2 2PSK確知信號(hào)的相關(guān)接收系統(tǒng)仿真7.1.3 雙極性二進(jìn)制基帶確知信號(hào)相關(guān)接收系統(tǒng)仿真7.2 隨相信號(hào)的最佳接收7.2.1 隨相信號(hào)最佳接收原理7.2.2 隨相信號(hào)的最佳接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.3 匹配濾波器最佳接收系統(tǒng)7.3.1 匹配濾波器最佳接收原理7.3.2 二進(jìn)制雙極性不歸零信號(hào)匹配濾波器7.3.3 二進(jìn)制雙極性歸零信號(hào)匹配濾波器第8章 信道編碼器8.1 線性分組碼8.1.1 線性分組碼原理8.1.2 線性分組碼編解碼系統(tǒng)仿真8.2 漢明碼8.2.1 漢明碼編譯碼原理8.2.2 漢明碼編譯碼系統(tǒng)仿真8.3 循環(huán)碼8.3.1 循環(huán)碼的編碼原理8.3.2 循環(huán)碼的編解碼方法8.3.3 循環(huán)碼的檢糾錯(cuò)能力8.3.4 除法電路法編譯碼系統(tǒng)仿真8.3.5 矩陣相乘法編譯碼仿真系統(tǒng)8.3.6 （15，7）BCH碼仿真系統(tǒng)8.4 卷積碼8.4.1 卷積碼的概念8.4.2 卷積碼的編碼8.4.3 卷積碼的解碼8.4.4 卷積碼的自由距離8.4.5 維特比算法的性能8.4.6 卷積碼編碼器的仿真8.4.7 Viterbi譯碼器的仿真8.4.8 信道仿真器的設(shè)計(jì)8.4.9 編解碼系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)8.4.10 仿真的卷積碼的性能分析8.5 通信系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)之五——編解碼系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)8.5.1 編解碼系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)思路8.5.2 編解碼系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)仿真8.5.3 誤碼率分析第9章 說話人識(shí)別系統(tǒng)9.1 說話人識(shí)別9.1.1 概述9.1.2 說話人識(shí)別的技術(shù)難點(diǎn)9.1.3 說話人語音特征的提取9.1.4 說話人識(shí)別方法9.2 語音信號(hào)的實(shí)時(shí)采集及預(yù)處理9.2.1 語音信號(hào)的實(shí)時(shí)采集9.2.2 語音信號(hào)的預(yù)處理9.3 語音信號(hào)的特征參數(shù)提取9.3.1 說話人識(shí)別常用的特征9.3.2 線性預(yù)測(cè)倒譜系數(shù)LPCC9.3.3 美爾倒譜系數(shù)MFCC9.3.4 本系統(tǒng)選擇的特征參數(shù)的提取與存儲(chǔ)9.3.5 特征參數(shù)選擇實(shí)驗(yàn)9.4 與文本無關(guān)的說話人識(shí)別算法9.4.1 矢量量化9.4.2 隱馬爾可夫算法9.4.3 本系統(tǒng)采用的改進(jìn)HMM說話人識(shí)別算法9.4.4 不同識(shí)別算法實(shí)驗(yàn)9.5 文本無關(guān)說話人識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)9.5.1 系統(tǒng)概述9.5.2 文本無關(guān)說話人識(shí)別系統(tǒng)的程序流程設(shè)計(jì)9.5.3 與文本無關(guān)說話人識(shí)別系統(tǒng)的軟面板設(shè)計(jì)9.5.4 說話人身份的驗(yàn)證及確認(rèn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　1.1 系統(tǒng)仿真的基本概念　　1.1.1 仿真的概念和意義　　系統(tǒng)仿真技術(shù)也稱為系統(tǒng)模擬技術(shù)，本書特指自1970年以來發(fā)展起來的利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和仿真軟件來進(jìn)行的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。由于計(jì)算機(jī)仿真具有精度高、通用性強(qiáng)，重復(fù)性好、建模迅速及成本低廉等許多優(yōu)點(diǎn)，尤其是近年來發(fā)展了LabVIEW、MATLAB／Simulink、System Vue、Network、Simulator等多種科學(xué)計(jì)算和系統(tǒng)仿真語言，使用起來比傳統(tǒng)的C／C++語言進(jìn)行仿真方便快捷得多。系統(tǒng)仿真技術(shù)在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界科技界的迅速普及，也大大提高了科學(xué)研究的效率。本書采用LabVIEw為仿真語言進(jìn)行通信系統(tǒng)的仿真，并要在具有LabVIEw和數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)知識(shí)，并對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、通信原理、現(xiàn)代通信系統(tǒng)等有所了解的基礎(chǔ)上進(jìn)行。　　仿真技術(shù)是分析、研究各種系統(tǒng)，尤其是復(fù)雜系統(tǒng)的重要工具。隨著信息科學(xué)的迅速發(fā)展，用于研發(fā)、測(cè)試的儀器更新速度加快，技術(shù)含量提高，價(jià)格越來越昂貴，采用仿真的方法可以在一定程度上克服儀器設(shè)備的不足。隨著各種先進(jìn)的仿真技術(shù)的涌現(xiàn)，使仿真不再局限于虛擬，而是軟、硬件相結(jié)合，仿真軟件和硬件設(shè)備相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)真正系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)仿真可以用于大部分電子工程、現(xiàn)代通信技術(shù)和通信系統(tǒng)的研究工作。　　1.1.2　仿真的步驟　　計(jì)算機(jī)仿真的一般步驟有以下幾個(gè)方面。　?、俜抡鎲栴}的提出。系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該有一個(gè)完整、準(zhǔn)確的需求說明。建立系統(tǒng)仿真的第一步，必須清楚、準(zhǔn)確地提出仿真所要解決的問題?！　、诜抡嫦到y(tǒng)分析。對(duì)所提出的仿真系統(tǒng)給出詳細(xì)的定義，明確系統(tǒng)中的模塊、系統(tǒng)構(gòu)成、模塊之間的相互關(guān)系，系統(tǒng)的輸入／輸出、邊界條件及系統(tǒng)的約束條件，并確定仿真所要達(dá)到的目標(biāo)。

編輯推薦

　　《通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)與應(yīng)用》可作為高等院校電子信息工程等專業(yè)的教材，也可為學(xué)習(xí)通信原理、通信系統(tǒng)、現(xiàn)代通信原理、數(shù)字通信等課程的實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提供參考，也適用于從事通信系統(tǒng)仿真、通信理論研究、通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的科研人員。

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