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  • 通信繫統建模與仿真教程(第3版)
    該商品所屬分類:圖書 -> 電子工業出版社
    【市場價】
    452-656
    【優惠價】
    283-410
    【作者】 陳樹新陳樹新 主編 
    【所屬類別】 電子工業出版社 
    【出版社】電子工業出版社 
    【ISBN】9787121310133
    【折扣說明】一次購物滿999元台幣免運費+贈品
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    內容介紹



    出版社:電子工業出版社
    ISBN:9787121310133
    版次:3

    商品編碼:12058689
    品牌:電子工業出版社
    包裝:平裝

    叢書名:通信與導航繫列規劃教材
    開本:16開
    出版時間:2017-03-01

    用紙:膠版紙
    頁數:356
    字數:570000

    正文語種:中文
    作者:陳樹新,陳樹新主編


        
        
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    內容簡介

    本教材將在原有已出版教材《現代通信繫統仿真教程》(第2版)的基礎上,以"繫統建模與仿真”知識體繫框架為主線,圍繞"現代通信繫統”的典型應用,以及"通信理論”發展,進行理論體繫進行重構,知識內容進行重組,使之滿足電子信息類專業高年級本科教學,以及相關專業研究生學習使用的需要。主要內容包括:繫統建模與仿真基礎,繫統建模方法,繫統仿真方法,隨機模型的描述,隨機變量的實現,通信繫統建模,通信信道及其模型,仿真中的參數估計,仿真中的性能指標估計。

    作者簡介

    陳樹新,空軍工程大學教授,博士生導師,從事信息與通信工程領域的科研和教學工作;主持和參與多項空軍院校軍事教育科研立項課題,其中"《通信原理》課程建設與實踐”,2005年獲軍隊教學成果三等獎;"通信原理網絡虛擬實驗室”,2008年獲軍隊實驗室建設一等獎,均排名前3。

    目錄

    目 錄

    第1章 緒論 1
    1.1 繫統與模型 1
    1.1.1 繫統 1
    1.1.2 模型 2
    1.1.3 模型的分類 3
    1.2 仿真 4
    1.2.1 定義 4
    1.2.2 相似理論 5
    1.2.3 仿真的分類 7
    1.3 繫統建模與仿真的發展 8
    1.3.1 歷史回顧 8
    1.3.2 發展趨勢 9
    1.4 仿真在通信繫統開發中的作用 11
    1.4.1 不同開發階段的應用 11
    1.4.2 有效性分析 12
    1.4.3 典型案例分析 12
    思考與練習 14
    第2章 繫統建模與仿真基礎 15
    2.1 繫統建模的基本概念 15
    2.1.1 分類與準則 15
    2.1.2 實施步驟 16
    2.1.3 思維方法 18
    2.2 繫統建模的實現方法 20
    2.2.1 基本思路 21
    2.2.2 通信繫統建模的實現方法 22
    2.2.3 虛擬與混合繫統建模 23
    2.3 繫統建模的誤差分析 25
    2.3.1 繫統建模誤差 25
    2.3.2 設備建模誤差 26
    2.3.3 過程建模誤差 27
    2.4 繫統仿真的實現方法 29
    2.4.1 仿真理論和方法 30
    2.4.2 通信繫統仿真的實現方法 31
    2.4.3 通信繫統分層仿真觀點 33
    2.4.4 繫統仿真的性能評估 34
    2.5 繫統仿真的驗證 35
    2.5.1 設備模型的驗證 36
    2.5.2 隨機過程模型的驗證 37
    2.5.3 繫統模型的驗證 38
    小結 39
    思考與練習 40
    仿真實驗 40
    實驗案例:地面通信干擾源跟蹤問題
    的繫統建模 40
    第3章 繫統建模方法 45
    3.1 繫統的描述 45
    3.1.1 時域描述模型 45
    3.1.2 傳遞函數模型 46
    3.1.3 狀態空間模型 47
    3.2 連續繫統的建模 48
    3.2.1 微分方程建模方法 48
    3.2.2 頻域建模方法 50
    3.2.3 分布參數繫統建模方法 52
    3.3 離散事件繫統建模基礎 53
    3.3.1 離散事件繫統的基本要素 54
    3.3.2 離散事件仿真模型的部件與
    結構 55
    3.4 離散事件繫統典型建模方法 57
    3.4.1 Petri網建模方法 57
    3.4.2 活動循環圖建模方法 59
    3.4.3 實體流圖建模方法 61
    小結 63
    思考與練習 63
    仿真實驗 64
    第4章 繫統仿真方法 65
    4.1 連續繫統數值仿真方法 65
    4.1.1 數學原理 65
    4.1.2 實現方法 67
    4.1.3 穩定性分析 70
    4.2 離散事件繫統仿真基本策略 71
    4.2.1 事件調度法 71
    4.2.2 活動掃描法 73
    4.2.3 進程交互法 75
    4.2.4 時間推進機制 77
    4.3 蒙特卡洛仿真原理 78
    4.3.1 蒙特卡洛仿真的定義 79
    4.3.2 MC法在通信中的應用 80
    4.4 準解析MC仿真 82
    4.4.1 問題提出 82
    4.4.2 基本原理 82
    4.4.3 二進制通信繫統的QA仿真 84
    小結 85
    思考與練習 86
    仿真實驗 87
    實驗案例:關於蒙特卡洛仿真法計算
    圓周率的進一步討論 87
    第5章 仿真中的隨機過程分析 92
    5.1 概率論基礎 92
    5.1.1 隨機事件與概率 92
    5.1.2 隨機變量與概率分布 94
    5.1.3 單隨機變量模型 96
    5.2 隨機過程的基本概念 102
    5.2.1 隨機過程的一般表述 102
    5.2.2 隨機過程的統計特性 103
    5.3 平穩隨機過程及其特性分析 105
    5.3.1 平穩隨機過程及其各態
    歷經性 105
    5.3.2 平穩隨機過程的特性分析 106
    5.4 信道分析 109
    5.4.1 信道模型 109
    5.4.2 恆參信道 111
    5.4.3 變參信道 113
    5.5 噪聲 116
    5.5.1 噪聲的分類 116
    5.5.2 起伏噪聲 117
    5.5.3 白噪聲和帶限白噪聲模型 119
    5.5.4 量化噪聲 120
    5.6 隨機過程的模型 126
    5.6.1 隨機序列 126
    5.6.2 泊松過程 130
    5.6.3 高斯隨機過程 134
    5.7 隨機過程通過線性繫統 135
    5.7.1 基本概念 136
    5.7.2 窄帶隨機過程 137
    5.7.3 正弦波加窄帶高斯噪聲 139
    小結 141
    思考與練習 142
    仿真實驗 143
    第6章 隨機變量的實現 145
    6.1 要求與特點 145
    6.2 隨機數產生 146
    6.2.1 均勻分布隨機數的產生 147
    6.2.2 任意概率密度函數隨機數的
    生成方法 149
    6.2.3 斯隨機變量的產生 155
    6.3 獨立隨機序列的產生 157
    6.3.1 高斯白噪聲序列 157
    6.3.2 二進制偽隨機序列 158
    6.3.3 M進制偽隨機序列 165
    6.4 相關隨機序列的產生 167
    6.4.1 相關高斯標量序列 168
    6.4.2 相關高斯矢量序列 172
    6.4.3 相關非高斯序列 174
    6.5 隨機數產生器的測試 174
    6.5.1 平穩性與非相關性 175
    6.5.2 擬合優良度檢測 177
    小結 179
    思考與練習 180
    仿真實驗 180
    實驗案例:梅森旋轉算法生成隨機數
    及其改進算法 181
    第7章 通信繫統建模 183
    7.1 通信繫統的建模方法與原則 183
    7.2 信源 184
    7.2.1 模擬信源 185
    7.2.2 數字信源 186
    7.3 信源編譯碼 188
    7.3.1 模擬信源編譯碼 188
    7.3.2 數字信源的編譯碼 189
    7.4 數字基帶 191
    7.4.1 邏輯到邏輯的映射 192
    7.4.2 邏輯到波形的映射 194
    7.4.3 二進制數字基帶通信繫統
    仿真 196
    7.5 信道編碼 197
    7.5.1 分組碼 198
    7.5.2 卷積碼 203
    7.5.3 編碼通信的鏈路仿真 207
    7.6 調制繫統 210
    7.6.1 模擬調制 211
    7.6.2 數字調制 212
    7.6.3 仿真與實現 217
    7.7 解調與檢測 219
    7.7.1 相干解調 219
    7.7.2 非相干解調 221
    7.8 同步 224
    7.8.1 同步技術對仿真的影響 225
    7.8.2 載波同步恢復 227
    7.8.3 位同步恢復 229
    7.9 仿真的標校 231
    7.9.1 信號功率 231
    7.9.2 噪聲功率 233
    小結 233
    思考與練習 234
    仿真實驗 235
    實驗案例:卷積碼軟判決維特比譯碼
    的性能仿真與分析 235
    第8章 通信信道及其建模 239
    8.1 準自由空間信道 239
    8.1.1 晴空大氣(對流層)信道 239
    8.1.2 雨衰信道 241
    8.1.3 電離層相位信道 242
    8.2 衰落與多徑信道 243
    8.2.1 陰影衰落 244
    8.2.2 多徑衰落 245
    8.2.3 WSSUS模型的特性分析 248
    8.2.4 衰落信道的衝擊響應 250
    8.3 多徑衰落信道的結構模型 252
    8.3.1 彌散多徑信道模型 252
    8.3.2 離散多徑信道模型 255
    8.3.3 抽頭增益過程的生成 257
    8.3.4 HAPS多徑信道模型 258
    8.4 有限狀態信道模型 259
    8.4.1 定義和特點 259
    8.4.2 有限狀態無記憶模型 260
    8.4.3 有限狀態有記憶模型:隱馬爾
    可夫模型(HMM) 261
    8.4.4 Fritchman模型 265
    8.5 衰落信道中通信繫統的仿真
    方法 266
    8.5.1 波形級仿真 266
    8.5.2級仿真 267
    8.5.3 語音編碼級仿真 268
    8.6 移動信道的參考模型 268
    8.6.1 線路損耗模型 268
    8.6.2 信道衝激響應模型 269
    8.7 Simulink中的信道模塊 270
    8.7.1 加性高斯白噪聲信道 270
    8.7.2 二進制對稱信道 271
    8.7.3 多徑瑞利衰落信道 272
    8.7.4 多徑萊斯衰落信道 273
    8.7.5 射頻損耗 274
    小結 275
    思考與練習 276
    仿真實驗 276
    實驗案例:Ka頻段臨近空間通信
    信道建模 277
    第9章 通信仿真中的參數估計 281
    9.1 參數估計的基本概念 281
    9.1.1 理論背景和基本概念 281
    9.1.2 估計器的性能 283
    9.2 波形平均電平和功率估計 286
    9.2.1 波形平均電平估計 286
    9.2.2 波形平均功率估計 290
    9.3 波形幅度概率密度和分布
    函數估計 291
    9.3.1 經驗分布 292
    9.3.2 直方圖 292
    9.4 信號功率譜密度的估計 295
    9.4.1 估計器的基本形式 295
    9.4.2 估計器的修正形式 297
    9.4.3 估計器的期望值與方差 300
    9.4.4 實現PSD的估計器 301
    9.5 時延和相位估計 303
    9.5.1 無噪聲環境下載波相位和定時
    同步的估計 304
    9.5.2 分組估計器 305
    9.6 性能的目測指標 308
    9.6.1 眼圖 308
    9.6.2 散布圖 309
    小結 310
    思考與練習 310
    仿真實驗 311
    第10章 通信仿真中的性能指標估計 312
    10.1 信噪比估計 312
    10.1.1 信噪比估計器的形式 312
    10.1.2 估計器的統計特性 314
    10.1.3 估計器的實現 315
    10.2 數字繫統性能估計 318
    10.2.1 理論框架 318
    10.2.2 MC估計器的形式 320
    10.2.3 MC估計器的置信區間 321
    10.2.4 MC估計器的均值和方差 324
    10.3 尾部外推法 326
    10.3.1 估計器形式 326
    10.3.2 估計器的性能分析與實現 329
    10.4 重要事件采樣法 330
    10.4.1 重要事件采樣法工作原理 330
    10.4.2 偏差概率密度函數的選擇 332
    小結 333
    思考與練習 334
    仿真實驗 334
    附錄A 傅裡葉變換 335
    附錄B 離散傅裡葉變換(DFT) 337
    附錄C 幾種通信繫統仿真中常用的
    概率分布 339
    附錄D 誤差函數表 340
    參考文獻 341

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    精彩書摘

    《通信繫統建模與仿真教程(第3版)》:
    如果模型庫的設備都已經通過了有效性驗證,則可以說明包含各類模型的仿真軟件包是有效的,但是這不能肯定多個模塊串在一起構成的繫統就一定是有效的。這是因為,盡管對所用設備模塊都經過了驗證,但是由於這些設備類型和數目的不同,單個設備的誤差可能會累加起來,進而使仿真的結果超過可接受的精度範圍。因此,為驗證仿真繫統的有效性,可以將幾個特性已知的繫統連接起來,並將其性能與仿真結果比較,如果比較的結果滿足規定的精度標準,就可斷定仿真軟件包對於一定復雜程度的繫統集成是有效的,也就是進行這類復雜程度的繫統集成是可行的。
    在通常情況下,當繫統建模滿足以下3種情況時,就可以初步認為繫統模型的建立是有效的。
    (1)對繫統的復雜度進行了一定的簡化。
    對於一個給定的實際繫統,在進行繫統仿真時,首先就會遇到減小繫統的復雜度問題,也就是將實際繫統“映射”成一個合適仿真的簡化框圖,雖然這個仿真框圖是由模塊組成的,但是對於實際繫統來講,繫統模型還是簡單了許多,這種簡化足必要的,但是有些關鍵模塊不能夠簡化。
    (2)對實際繫統進行了準確測量。
    通過對實際繫統的準確測量,可以得到與繫統相關的參數值,這些值通常可以作為仿真的輸入值。上述操作目的就是使仿真繫統盡可能地接近實際繫統,如有可能,還可以將實際繫統和仿真繫統置於相同的條件下運行,而這種條件應當能夠更為準確地反映所希望的實際工作環境。
    ……
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    前言/序言

    本書每次修訂都是作者重新理解通信繫統建模仿真內涵,教材內容進一步提煉和優化的過程。

    20世紀90年代,為了配合“通信原理”課程教學,作者編寫了MATLAB通信仿真講義(未公開出版)並在校內使用,受到教師和學生的廣泛歡迎,成為我校2006年“通信原理”國家級精品課程成功申報的重素之一。2003年“現代通信繫統仿真”獨立設課,為滿足課程教學需要,參考Michel C. Jeruchim的Simulation of Communication Systems,Second Edition,2007年公開出版了本書的第1版,該版教材脫離了“通信原理”課程輔助教學的功能,初步形成了現代通信繫統建模與仿真課程教學體繫。2008年在我校首屆課程教學法改革評比中,作者圍繞“研討式課堂教學環境構建”提出的“模塊遞進式教學法”,獲得全校評比第一名,其中,課後布置給學生完成計算機仿真實驗題目,在教學過程中取得了較好的效果,因此,將這些仿真實驗題目引入到2012年公開出版的第2版教材當中。但是,上述幾版的教材,其內容中心是通信繫統,目標核心是通信繫統的建模和仿真方法,缺乏對繫統建模和仿真知識體繫框架的完整描述,對於繫統建模仿真原理和技術沒有真正觸及,為此我們從以下幾方面進行再版修訂:

    1.理論體繫進行了重構

    根據我校2016年新修訂的課程標準,按照4∶6的比例分別介紹繫統建模仿真理論,以及這些理論和技術在通信繫統中的應用,使得學生在初步掌握繫統建模和仿真知識體繫框架的基礎上,具備通信繫統建模仿真的能力,進而滿足電子信息類專業高年級本科教學,以及相關專業研究生學習使用的需要。為此本書2、3、4章全部,以及1、5、6章的部分內容,重點介紹繫統建模仿真原理和技術,其他章節介紹通信繫統建模仿真的方法。

    2.知識內容進行了修訂

    教材第2版已經被多所院校老師選用,在他們課程教學活動中始終與作者保持聯絡,就教材相關內容進行了深入探討和交流,得到了大量有益的建議。同時還有不少學生就本課程的學習中遇到的問題咨詢作者。根據他們的意見和建議,結合我們的教學工作經驗,作者對部分內容進行了修訂。例如,原第1章,去掉原1.3節內容,增加“繫統建模和仿真發展”內容;原第4章,拓展成“繫統仿真方法”和“隨機變量的實現”兩章內容,強化了繫統建模仿真知識體繫框架。

    3.相關內容進行了剔除

    一是過時內容的剔除,在第2版教材中,利用一章介紹了“案例研究:碼分多址數字蜂窩移動通信繫統”,由於其內容僅僅介紹了第一、二、三代移動通信繫統,明顯滯後於現代通信繫統的發展,為此進行了全面的刪除。二是重復內容的剔除,對原教材2.6節“時間連續信號的采樣”內容進行了刪除,主要由於這部分內容在本科“信號與線性繫統”、“脈衝與數字電路”和“數字信號處理”等課程中已經進行了詳細的介紹,因此,進行刪除。除此之外,還有部分內容進行了小規模刪除,因此,確保了教材內容的先進性。

    4.實驗案例進行了增加

    在本課程獨立設課以來,學生每年都能結合課程學習完成相關的課程論文,有的論文已在相關學術期刊上發表,本次修訂結合課程學習的知識點,增加了學生完成的5個實驗案例,其目的主要有以下三方面:一是拓展學生的思維,從課本的知識點學習到實驗案例(課程論文)的完成,可以說是將知識轉化成能力(應用)的過程,通過這些案例的展示,有利於課程知識的學習與學生能力的培養。二是翻轉的學生角色,學生從知識的輸入者轉變為知識的輸出者,有利於老師了解學生對知識的掌握程度,更有利於激發學生主動學習的熱情。三是探索混合學習模式,2016年作者成功申報軍隊學位與研究生重點研究課題“混合學習在研究生課程教學中的應用研究”(****16B02),本書是該課題的研究成果之一,同時還為混合學習的實施提供了支撐。

    5.對第2版中有些內容和印刷錯誤進行了調整和修正

    修訂後本書知識點雖然進行了調整,但知識內容總體數量變化不大,因此,在教學活動中如果全部進行講解,其參考學時為54學時,當然講授內容也可以根據課程設置的具體情況、專業特點、教學要求和教學對像的不同進行取舍。

    在第3版中,全部章節內容的調整、修訂和編寫由陳樹新教授完成,石磊老師重新編寫了本書的仿真實驗部分內容和附錄,實驗案例內容由吳昊博士進行收集與編寫,王希碩士完成了全書文字稿的校對,陳坤和劉卓威博士完成相關資料的收集和整理,最後由陳樹新對全書進行了統稿。

    書中有部分內容源自作者承擔的國家自然科學基金(61673392)的研究成果。

    本書在構思和選材過程中,參閱了大量的國內外文獻,在此向相關原著者表示敬意和感謝。在編寫過程中,作者始終得到吳德偉教授的關心和支持。研究生黃森、陳建華對本書的初稿進行了認真閱讀,並提出了大量寶貴意見,在此表示感謝。同時還需要感謝“軍用導航”國家級實驗教學示範中心,大學科研部機關和研究中心等機構的支持。

    作 者

    2016年12月


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