MATLAB無線通信系統建模與模擬

《MATLAB無線通信系統建模與模擬》以MATLAB R2021為平臺，以實際應用為背景，通過概念與實例相結合的形式，深入淺出地介紹了MATLAB信號處理和無線通信。《MATLAB無線通信系統建模與模擬》共9章，主要介紹了MATLAB軟件、信號處理和分析、小波分析合成信號和圖像、通信模擬、射頻損耗應用、天線技術的應用、無線通信的物理層、流信號設計與模擬、5G通信技術等內容。通過本書的學習，可使讀者領略MATLAB的強大功能以及利用MATLAB實現5G通信技術的便捷。 《MATLAB無線通信系統建模與模擬》可作為高等學校相關專業本科生和研究生的教學用書，也可作為相關專業科研人員、學者、工程技術人員的參考用書。

目錄

 

 

第1章MATLAB軟件

 

1.1MATLAB概述

 

1.1.1MATLAB是什麽

 

1.1.2MATLAB的優勢

 

1.1.3MATLAB的應用範圍

 

1.1.4MATLAB R2021功能

 

1.2MATLAB R2021運行界面

 

1.3矩陣和數組

 

1.3.1數組創建

 

1.3.2矩陣和數組運算

 

1.3.3串聯

 

1.3.4復數

 

1.4數組索引

 

1.5工作區變量

 

1.6文本和字符

 

1.6.1字符串數組中的文本

 

1.6.2字符數組中的數據

 

1.7調用函數

 

1.8二維圖和三維圖

 

1.8.1線圖

 

1.8.2三維繪圖

 

1.8.3子圖

 

1.9編程和腳本

 

1.9.1腳本

 

1.9.2實時腳本

 

1.9.3循環及條件語句

 

1.10幫助和文檔

 

1.11數據分析

 

1.11.1數據的預處理

 

1.11.2匯總數據

 

1.11.3可視化數據

 

1.11.4數據建模

 

第2章信號處理和分析

 

2.1信號處理概述

 

2.2信號生成和預處理

 

2.2.1信號的產生和可視化

 

2.2.2信號與不同開始時間對齊

 

2.2.3平滑和去噪

 

2.2.4去除趨勢

 

2.2.5去除雜聲

 

2.2.6去除峰值

 

2.2.7從不規則採樣數據重建信號

 

2.3重採樣

 

2.3.1下採樣

 

2.3.2上採樣

 

2.3.3更改信號採樣率

 

2.4測量和特徵提取

 

2.4.1峰值分析

 

2.4.2檢測病毒爆發和信號的顯著變化

 

2.4.3在數據中尋找信號

 

2.5相關性和捲積

 

2.5.1捲積和相關函數的定義

 

2.5.2相關性和捲積的實現

 

2.6數字濾波器

 

2.6.1數字濾波器概述

 

2.6.2IIR濾波器結構

 

2.6.3FIR濾波器結構

 

2.6.4補償FIR濾波器引入的延遲

 

2.6.5補償IIR濾波器引入的延遲

 

2.6.6取信號的導數

 

2.7變換

 

2.7.1離散傅里葉變換

 

2.7.2Hilbert變換

 

2.7.3包絡提取

 

2.7.4Hilbert變換與瞬時頻率

 

2.7.5WalshHadamard 變換

 

2.7.6復倒頻譜

 

2.7.7倒頻譜分析

 

2.8頻譜分析

 

2.8.1頻譜估計

 

2.8.2加窗法

 

2.9信號建模

 

2.9.1參數化建模

 

2.9.2線性預測編碼

 

2.10振動分析

 

2.10.1振動信號的階數分析

 

2.10.2識別模型的模態分析

 

2.11使用深度學習處理信號

 

2.11.1使用深度學習進行序列分類

 

2.11.2使用深度學習進行時序預測

 

第3章小波分析合成信號和圖像

 

3.1小波變換

 

3.1.1連續小波變換

 

3.1.2一維離散小波變換

 

3.1.3二維離散小波變換

 

3.1.4多分辨率分析

 

3.1.5正交小波變換

 

3.1.6小波包分析

 

3.2利用小波分析合成信號和圖像

 

3.2.1可視化小波、小波包和小波濾波器

 

3.2.2時頻分析和連續小波變換

 

3.3離散小波分析

 

3.3.1一維小波去噪

 

3.3.2二維抽取離散小波分析

 

3.3.3非抽取離散小波分析

 

3.4匹配的追蹤

 

3.4.1圖像的稀疏表徵

 

3.4.2匹配追蹤

 

3.4.3匹配追蹤實現

 

3.5時頻分析

 

3.5.1用小波相乾性比較信號的時頻含量

 

3.5.2時變一致性

 

3.6離散多分辨率分析實現

 

3.7小波分析用於降噪

 

第4章通信模擬

 

4.1模擬/數字通信

 

4.1.1模擬通信

 

4.1.2數字通信

 

4.2模擬通信系統的物理層

 

4.2.1檢查16QAM

 

4.2.2系統對象的使用

 

4.2.3實現散點圖和眼圖

 

4.2.4測量ACPR和CCDF

 

4.3物理層組件建模

 

4.3.1信源與通道概述

 

4.3.2產生信源函數

 

4.3.3信宿函數

 

4.4信源編碼

 

4.4.1相關函數

 

4.4.2相關對象

 

4.5模擬和數字調制

 

4.5.1模擬調制

 

4.5.2線性調制

 

4.6濾波

 

4.6.1模擬濾波器的結構

 

4.6.2數字濾波器的結構

 

4.6.3幾個濾波的常用函數

 

4.6.4升餘弦濾波器的應用

 

4.7均衡化

 

4.7.1均衡化的原理

 

4.7.2均衡化的應用

 

4.8同步與接收機設計

 

4.8.1載波同步與位同步

 

4.8.2相關函數

 

4.8.3無線通信實現

 

第5章射頻損耗應用

 

5.1射頻概述

 

5.2接收機

 

5.3數據導入和網絡參數

 

5.3.1數據導入參數

 

5.3.2網絡參數

 

5.4射頻濾波器設計

 

5.4.1逆切比雪夫濾波器Ⅰ

 

5.4.2中頻巴特沃斯帶通濾波器

 

5.4.3帶通濾波器的響應

 

5.4.4設計匹配網絡

 

5.5射頻電路對象

 

第6章天線技術的應用

 

6.1移動通信概述

 

6.1.1移動通信的特點

 

6.1.2移動通信的結構

 

6.1.3移動通信系統的分類

 

6.2智能天線概述

 

6.2.1智能天線的發展

 

6.2.2智能天線技術的基本原理

 

6.2.3智能天線的發展階段

 

6.2.4智能天線的主要用途和應用進展

 

6.3陣列天線的統計模型

 

6.3.1天線陣列模型

 

6.3.2自適應陣列天線

 

6.4基本恆模算法

 

6.4.1隨機梯度恆模算法

 

6.4.2最小二乘恆模算法

 

6.5天線技術的基礎應用

 

6.5.1天線的建模與分析

 

6.5.2天線錶面電流

 

6.6自定義幾何PCB天線

 

6.6.1定製2D和3D天線

 

6.6.2PCB天線

 

第7章無線通信的物理層

 

7.1波形生成

 

7.1.1下行鏈路處理

 

7.1.2上行鏈路處理

 

7.2鏈路級模擬

 

7.2.1傳播通道模型

 

7.2.2一致性測試

 

第8章流信號設計與模擬

 

8.1MATLAB中的流信號處理

 

8.1.1流式信號處理簡介

 

8.1.2過濾噪聲正弦波信號的幀

 

8.2設計和實現濾波器

 

8.3多速率信號處理

 

8.4光譜分析

 

8.4.1光譜分析原理

 

8.4.2估計功率譜

 

8.4.3估計未知系統的傳遞函數

 

8.5頻譜測量

 

8.5.1頻譜可視化和測量

 

8.5.2編程獲取測量數據

 

8.6佈局

 

8.6.1設計定點濾波器

 

8.6.2生成 DSP 應用程序

 

第9章5G通信技術

 

9.15G概述

 

9.1.15G的基本特徵

 

9.1.25G的關鍵技術

 

9.25G工具箱的基礎知識

 

9.2.1同步和突發信號塊

 

9.2.2建模下行鏈路控制信息

 

9.2.35G新無線電極性編碼

 

9.2.4DLSCH和ULSCH的LDPC處理

 

9.3下行通道

 

9.3.1下行物理信號

 

9.3.2下行傳輸通道

 

9.4接收信號

 

9.4.1相關函數

 

9.4.2用於5G通道估計的深度學習數據合成

 

參考文獻