Matlab中的无线通信系统

Matlab中的无线通信系统

作者: 马图拉纳桑·维斯瓦纳桑
编辑(拥有出版权): 瓦尔沙·斯里尼瓦桑
格式:电子书和平装本
平装本:384页
出版商:独立出版(2020年6月)
语言:英语
国际标准图书编号:979-8648350779(平装彩印)
国际标准图书编号:979-8648523210(黑白平装本)
平装本尺寸:17.78 x 2.21 x 25.4厘米

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描述

一本有利于学习、实用和示例驱动的书,Matlab中的无线通信系统为您提供了在Matlab中构建无线系统仿真模型的坚实背景。本书是理解无线系统基本实现方面的基本指南,展示了如何从头开始模拟和建模这样的系统。本书中所示的实现的仿真模型为工程师提供了一个机会,以了解无线通信系统各种构建块建模的基本实现方面。它以Matlab脚本的形式介绍了具有所需理论背景的关键主题以及实现细节。

主要功能

  • 随机变量用于模拟概率系统和应用,如Jakes滤波器设计和有色噪声生成。
  • Shannon信道容量、无约束awgn信道、二进制对称信道(BSC)、二进制擦除信道(BEC)、星座约束容量和衰落信道上的遍历容量模型。 
  • 线性分组码理论、使用软判决和硬判决的解码技术及其性能模拟。
  • 确定数字调制技术在AWGN和衰落信道中性能的蒙特卡罗模拟–Eb/N0与BER曲线。
  • 脉冲整形技术、匹配滤波和部分响应信令线性均衡器的设计和实现——迫零和MMSE均衡器,在通信链路和有接收机损伤的调制系统中使用。
  • 大尺度传播模型,如弗里斯自由空间模型、对数距离模型、双射线地面反射模型、单刀刃衍射模型、Hata-Okumura模型。
  • 无线信道小规模传播模型的要点,如功率延迟剖面、多普勒功率谱、瑞利和莱斯过程。平坦衰落和频率选择性信道建模。
  • 多天线系统分集技术:Alamouti空时编码、最大比合并、等增益合并和选择合并。
  • 直接序列扩频、跳频扩频和OFDM的仿真模型。

目录

  • 第一部分基本概念
  • 1信号处理要点
    • 生成标准测试信号
      • 正弦信号
      • 方波
      • 矩形脉冲
      • 高斯脉冲
      • 啁啾声信号
    • 解释FFT结果–复杂DFT、频率箱和FFTShift
      • 实际和复杂DFT
      • 快速傅里叶变换(FFT)
      • 解释FFT结果
      • FFT换档
      • IFFTShift(IFFT换档)
      • 关于FFTShift和IFFTShift的一些观察
    • 从FFT获取幅度和相位信息
      • 离散时域表示
      • 用FFT在频域中表示信号
      • 从频域样本重构时域信号
      • 绘制幅值和相位谱
    • 功率谱密度
    • 信号的功率和能量
      • 信号的能量
      • 信号的功率
      • 信号分类
      • 信号功率计算-模拟和验证
    • 多项式、卷积和Toeplitz矩阵
      • 多项式函数
      • 表示单变量多项式函数
      • 多项式乘法与线性卷积
      • Toeplitz矩阵与卷积
    • 计算卷积的方法
      • 方法1——冲击力法
      • 方法2–使用Toeplitz矩阵
      • 方法3–使用FFT计算卷积
      • 其他方法
    • 解析信号及其应用
      • 解析信号与傅里叶变换
      • 解析信号的应用
    • 选择滤波器:FIR或IIR:理解设计观点
      • 设计说明书
      • 设计中的一般考虑因素
  • 2随机变量-模拟概率系统
  • 第二部分信道容量和编码理论
  • 3信道容量
    • 介绍
    • 香农噪声信道编码定理
    • 带限AWGN信道的无约束容量
    • Shannon对频谱效率的限制
    • 香农对能效的限制
    • 离散无记忆信道(DMC)的通用容量方程
      • 二进制对称信道上的容量
      • 二进制擦除通道上的容量
    • 离散输入连续输出无记忆AWGN信道的受限容量
    • 衰落信道上的遍历容量
  • 4线性块编码
    • 错误控制编码简介
      • 错误控制方案
      • 信道编码指标
    • 块代码概述
      • 错误检测和纠错能力
      • 分组码解码器
      • 分组码分类
    • 线性分组码理论
    • AWGN信道下线性分组码的最优软判决译码
    • AWGN信道下线性分组码的次优硬判决译码
      • 标准阵列解码器
      • 症候群解码
    • 几类线性分组码
      • 重复代码
      • 汉明码
      • 最大长度代码
      • 哈达玛代码
    • 汉明码软判决译码和硬判决译码的性能仿真
  • 第三部分数字调制
  • 5数字调制器和解调器-复杂基带等效模型
    • 通带和复杂基带等效模型
      • 调制信号的复基带表示
    • 信道响应的复杂基带表示
    • 振幅和相位调制调制器
      • 脉冲幅度调制(M-PAM)
      • 移相键控调制(M-PSK)
      • 正交幅度调制(M-QAM)
    • 振幅和相位调制解调器
      • M-PAM检测
      • M-PSK检测
      • M-QAM检测
      • 基于最小欧氏距离的IQ平面最优检测器
    • 多进制FSK调制和检测
      • M正交信号调制器
      • M-FSK检测
  • 6无线信道上的数字调制性能
    • AWGN信道
      • 信噪比(SNR)定义
      • AWGN信道模型
      • 理论符号错误率
      • 用于性能仿真的统一仿真模型
    • 渐变频道
      • 线性时不变信道模型和FIR滤波器
      • 平坦衰落信道中检测的仿真模型
      • 瑞利平板通道
      • Ricean平坦信道
  • 第四部分符号间干扰和均衡器
  • 7脉冲整形、匹配滤波和部分响应信号
  • 8个线性均衡器
    • 介绍
    • 线性均衡器
    • 强制归零符号间隔线性均衡器
      • 迫零均衡器的设计与仿真
      • 迫零均衡器的缺点
    • 最小均方误差(MMSE)均衡器
      • MMSE均衡器的设计与仿真
    • 均衡器延迟优化
    • 采用ZF和MMSE均衡器的BPSK调制
  • 9接收人减值和赔偿
    • 介绍
    • 直流偏移和补偿
    • 智商失衡模型
    • 智商不平衡估计与补偿
      • 盲估计与补偿
      • 基于飞行员的估计和补偿
    • 可视化接收器损伤的影响
    • 接收机损伤下的M-QAM调制性能
  • 第五部分无线信道模型
  • 10大尺度传播模型
  • 11多路径效应的小尺度模型
    • 介绍
    • 多径信道的统计特性
      • 静音信道模型
      • 散射函数
      • 电源延迟配置文件
      • 多普勒功率谱
      • 小规模衰落的分类
    • 瑞利和莱斯过程
      • 振幅概率密度函数
      • 频率概率密度函数
    • 频率平坦信道建模
    • 频率选择性信道建模
      • 等距法(MED),用于模拟指定的功率延迟曲线
      • 用TDL模型模拟频率选择性信道
  • 12多天线系统–空间分集
    • 介绍
      • 多样性技术
      • 单输入单输出(SISO)信道模型
      • 多天线系统信道模型
    • 分集和空间复用
      • 天线配置分类
      • 两种风格的多天线系统
      • 空间多样性
      • 空间多路复用
    • 接收分集
    • 发射分集
      • 使用CSIT发送波束形成
      • CSIT的Alamouti代码未知
  • 第六部分多用户和多音通信系统
  • 13扩频技术
    • 介绍
    • 代码序列
    • 直接序列扩频
      • DSSS系统仿真
      • AWGN信道上直接序列扩频的性能
      • 干扰存在下直接序列扩频的性能
    • 跳频扩频
      • 仿真模型
      • 二进制移频键控(BFSK)
      • 频道分配
      • 跳频发生器
      • 快跳频和慢跳频
      • BFSK-FHSS仿真代码
  • 14正交频分复用(OFDM)
    • 介绍
    • 了解循环前缀在CP-OFDM系统中的作用
      • 循环卷积与简单频域均衡器的设计
      • 演示循环前缀的作用
      • 验证DFT属性
    • 基带CP-OFDM的离散时间实现
    • MPSK-CP-OFDM和MQAM-CP-OFDMA在AWGN信道上的性能
    • 频率选择性瑞利信道下MPSK-CP-OFDM和MQAM-CP-OFDMA的性能

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关于“Matlab中的无线通信系统”的7点思考

    • 这是因为,书中给出的sinc函数与安装的Matlab包中内置的sinc函数相冲突。
      您可以将sinc函数(该函数在书中进行了编码)重命名为其他函数(比如“my_sinc”),然后尝试一下。

      答复
  1. 您好,Mathuranathan先生,我感谢您在这个博客上的贡献,请帮助我使用一个matlab代码来生成AWGN或reyleigh信道中使用MPSK或MQAM的所有分组码和卷积码的BER性能

    答复
  2. 亲爱的先生,我需要Matlab(和不同的工具箱)来运行书中给出的代码吗?我可以用Octave来运行这个代码吗。在八度音阶中,我只能得到大多数相关的必需库。

    谢谢
    阿南德

    答复
    • 你好,阿南德先生,
      您不需要不同的工具箱来执行本书中显示的脚本。甚至不需要通信工具箱。基本的Matlab安装就足够了。

      我写这本书的方式使读者能够理解每个方面的细节。程序是从头开始构建的。

      我还没有在Octave上测试脚本,但我认为它应该可以工作,因为它与Matlab类似。

      答复

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