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| 編輯推薦： |
《通信系统建模仿真教程》的作者长期从事通信理论的科研教学活动，主持国家、省部级科研、教学项目多项，并已在清华大学出版社出版了《通信原理》《通信原理学习辅导和实验指导》等教材。本教程将形成从理论、到仿真、再到学习辅导和实验的全维度教材体系，为学习者全面掌握通信领域相关原理和技术提供支撑。
内容卖点：
1.注重建模仿真理论讲解，使学习者充分领悟通信仿真的真谛；
2.立足前期专业课程基础，培养学习者通信系统建模仿真能力；
3.简化课程理论教学深度，满足本科高年级和专硕的课程学习；
4.弱化仿真软件环境要求，聚焦实际问题的破解思路和方法论。
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| 內容簡介： |
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理论的更新与技术的发展促使系统建模仿真日益成熟，使其成为分析、研究通信理论、技术和系统的重要工具之一。本书在系统介绍建模仿真基本理论的基础上，分析研究了系统建模仿真原理技术在通信领域的应用实现，以及Matlab/Simulink中的典型应用模块。全书共分7章，具体内容包括系统建模仿真的基本概念、随机过程与噪声、随机变量的产生、系统建模原理与方法、系统仿真原理与方法、通信系统建模仿真实现，以及通信仿真中的参数与性能估计。 编者从事通信领域教学科研工作多年，注重理论与实践的结合，关注学习者能力素质的培养，因此，在本书的内容编排上，以建模仿真理论和技术为起点，以通信领域中的应用为目标，内容讲述由浅入深，简明透彻，概念清晰，重点突出，既便于教师组织教学，又有利于学生开展自学。 本书可用作电子信息类专业高年级本科生和硕士研究生的教材，也可供相关专业教学、科研和工程技术人员阅读和参考。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1系统与模型1
1.1.1系统1
1.1.2模型2
1.1.3数学模型分类3
1.2仿真4
1.2.1定义4
1.2.2相似理论5
1.2.3仿真的分类6
1.3系统建模与仿真的发展7
1.3.1历史回顾7
1.3.2发展趋势8
1.4建模仿真在通信系统开发中的作用10
1.4.1有效性分析10
1.4.2不同阶段的应用11
1.4.3典型案例分析12
小结14
思考与练习14
第2章随机过程与噪声15
2.1概率论基础15
2.1.1随机事件与概率15
2.1.2随机变量与概率分布17
2.1.3单随机变量模型19
2.2随机过程的基本概念24
2.2.1基本概念24
2.2.2统计描述25
2.3平稳随机过程及其特性分析26
2.3.1平稳随机过程及其各态历经性27
2.3.2平稳随机过程的特性分析28
2.4过程类噪声30
2.4.1噪声的分类31
2.4.2起伏噪声31
2.4.3白噪声33
2.5处理类噪声34
2.5.1基本概念35
2.5.2均匀量化的噪声36
2.5.3非均匀量化的噪声37
2.5.413折线的噪声39
2.6随机过程的模型41
2.6.1随机序列41
2.6.2泊松过程43
2.6.3高斯过程46
2.7随机过程通过线性系统48
2.7.1基本概念48
2.7.2窄带高斯随机过程50
2.7.3正弦波加窄带高斯噪声51
小结53
思考与练习54
仿真实验55
第3章随机变量的产生57
3.1要求与特点57
3.2随机数的产生58
3.2.1均匀分布随机数的产生59
3.2.2任意概率密度函数随机数的生成61
3.2.3高斯随机变量的产生65
3.3独立随机序列的产生67
3.3.1高斯白噪声序列67
3.3.2二进制伪随机序列 68
3.3.3M进制伪随机序列74
3.4相关随机序列的产生76
3.4.1相关高斯标量序列78
3.4.2相关高斯矢量序列81
3.4.3相关非高斯序列83
3.5随机数产生器的测试83
3.5.1主要性能测试84
3.5.2拟合优良度检测86
小结88
思考与练习88
仿真实验89
第4章系统建模原理与方法90
4.1建模基本概念90
4.1.1分类与准则90
4.1.2实施步骤91
4.1.3思维方法93
4.2建模实现方法95
4.2.1基本思想95
4.2.2通信系统建模的实现方法96
4.3建模误差分析99
4.3.1系统建模误差99
4.3.2设备建模误差100
4.3.3过程建模误差102
4.4连续系统描述104
4.4.1时域描述104
4.4.2传递函数105
4.4.3状态空间105
4.5连续系统建模107
4.5.1微分方程建模法107
4.5.2频域建模法108
4.5.3分布参数系统建模法111
4.6离散事件系统描述112
4.6.1基本要素112
4.6.2部件结构113
4.7离散事件系统典型建模方法115
4.7.1Petri网建模115
4.7.2活动循环图建模117
4.7.3实体流图建模119
小结121
思考与练习122
仿真实验122
第5章系统仿真原理与方法123
5.1仿真的基本概念123
5.1.1仿真的策略123
5.1.2通信系统分层仿真125
5.1.3案例： 链路层仿真126
5.1.4通信系统性能评估127
5.2系统仿真验证129
5.2.1设备模型验证129
5.2.2过程模型验证130
5.2.3系统模型验证131
5.3连续系统数值仿真方法132
5.3.1数学原理132
5.3.2实现方法133
5.3.3稳定性分析136
5.4蒙特卡洛仿真原理137
5.4.1MC仿真的定义137
5.4.2MC法在通信中的应用139
5.5准解析MC仿真140
5.5.1问题提出140
5.5.2基本原理141
5.5.3二进制通信系统的QA法142
5.6离散事件系统仿真基本策略144
5.6.1事件调度法144
5.6.2活动扫描法146
5.6.3进程交互法148
5.6.4时钟推进机制150
小结152
思考与练习153
仿真实验154
第6章通信系统建模仿真实现155
6.1通信系统的建模仿真方法与原则155
6.2信源与编码156
6.2.1模拟信源157
6.2.2数字信源159
6.2.3模拟信号数字化160
6.2.4数字信源的编码161
6.3差错控制编码163
6.3.1分组码164
6.3.2卷积码169
6.3.3编码通信的链路仿真173
6.4数字基带176
6.4.1逻辑到逻辑的映射176
6.4.2逻辑到波形的映射179
6.4.3二进制数字基带通信系统仿真180
6.5频带传输181
6.5.1信号调制181
6.5.2非相干解调187
6.5.3相干解调189
6.6同步系统192
6.6.1同步技术对仿真的影响192
6.6.2载波同步恢复195
6.6.3位同步恢复197
6.7通信信道198
6.7.1准自由空间信道198
6.7.2衰落与多径信道200
6.7.3WSSUS模型特性203
6.7.4信道的结构模型206
6.7.5衰落信道中的仿真211
6.7.6Simulink中的信道模块213
6.8仿真标校218
6.8.1信号功率219
6.8.2噪声功率220
小结221
思考与练习222
仿真实验223
第7章通信仿真中的参数与性能估计225
7.1仿真估计的基本概念225
7.1.1理论背景225
7.1.2性能描述227
7.2平均电平和功率估计229
7.2.1平均电平估计229
7.2.2平均功率估计233
7.3概率密度和分布函数估计234
7.3.1经验分布234
7.3.2直方图235
7.4功率谱密度的估计237
7.4.1基本形式238
7.4.2修正形式239
7.4.3期望与方差242
7.4.4估计器的实现243
7.5时延和相位估计245
7.5.1无噪声环境下的估计245
7.5.2分组估计器246
7.6模拟通信系统性能估计249
7.6.1信噪比估计器的形式249
7.6.2估计器的统计特性251
7.6.3估计器的实现方法252
7.7数字通信系统性能估计254
7.7.1理论框架254
7.7.2MC估计器的形式256
7.7.3估计器的置信区间257
7.7.4估计器的均值和方差260
7.8尾部外推法261
7.8.1估计器形式261
7.8.2估计器的性能分析与实现264
7.9重要事件采样法265
7.9.1工作原理265
7.9.2偏差概率密度函数的选择266
7.10性能的目测工具268
7.10.1眼图268
7.10.2散布图269
小结270
思考与练习271
仿真实验272
参考文献273
附录A傅里叶变换274
附录B离散傅里叶变换（DFT）276
附录C几种通信系统仿真中常用的概率分布278
附录D误差函数表280
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| 內容試閱：
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通信系统建模与仿真是近年来发展迅猛、更新迅速的领域，为此，本教程自2007年首次出版以来，曾修订3次。每次修订都是作者重新理解通信系统建模仿真内涵，进一步提炼和优化教程相关内容的过程，当然，也离不开广大读者的关心与支持。
本书于2007年首次公开出版，其目的是配合“通信原理”的课程教学，培养学生的建模仿真实践能力，这也成为我校“通信原理”国家级精品课程成功申报的支撑要素。2008年，在我校首届课程教学法改革评比中，作者围绕“研讨式课堂教学环境构建”提出的“模块递进式教学法”获得全校评比第一名，凝练出许多好的做法和典型实验案例并及时引入2012年公开出版的教程当中。在此之后，依托作者主持的国家自然科学基金面上项目（61673392）和相关科研项目，以及军队学位与研究生重点教学研究课题，作者重新梳理课程教学内容，提出了“通识和方向兼顾”内容体系框架，所完成的教程于2017年出版，并于2022年被评为陕西省高等教育优秀教材一等奖。
本次出版源于国内各高校广泛开展的“新工科”专业和课程建设，以及日益增长的专业学位硕士研究生培养规模所提出的新需求。本教程编写目标为满足“迭代式知识学习和能力培养”教学需求，按照2∶4∶4的比例将课程数理基础、建模仿真技术和通信实践应用进行了有机融合，这样能够使学习者在掌握“通信原理”课程知识的基础上，具备建模仿真的基础理论知识，从而有效开展通信理论技术的建模仿真研究。
课程数理基础部分包括第1、2章的相关内容，该部分主要分析了系统、建模和仿真的基本概念，并结合通信系统的特点，介绍了仿真在通信系统开发中的作用；同时在简要介绍概率论的基础上，讨论了随机过程理论中的部分相关内容，以及噪声的相关特性。
建模仿真技术部分包括第3～5章的相关内容，该部分首先研究了随机数的产生方法，各类随机序列的产生方法，以及随机序列质量测试评估技术；其次，研究了系统建模原理和技术，分析了系统建模的误差，研究了连续系统的建模方法，给出了离散事件系统的建模案例；最后，介绍了仿真基本概念，研究了连续系统数值仿真方法、蒙特卡洛仿真的基本原理及其改进型，给出了离散事件系统仿真基本策略。
通信实践应用包括第6、7章的相关内容，该部分对通信系统的主要模块进行了分析研究，这些模块包括信源及编码、差错控制编码、数字基带、频带传输和同步系统。除此之外，还分析研究了几种信道模型的构建方法，以及仿真的标校过程；同时，以通信系统为研究背景，介绍了信号参数估计的理论和方法，分析了参数估计精度与运行时间的关系；研究了通信仿真系统性能指标的估计方法，给出了典型改进方法，以及通信系统性能的目测指标。
全书以电子信息类专业为背景，在选材上，强调建模仿真理念的建立，尽量减小与具体仿真语言或环境的关联性，注重对前续课程内容的引用和拓展；在内容编排上，弱化课程理论内容表述和复杂的数学推导，注重必要的物理概念的分析，以及应用背景的讲解；在写作上，力求简明扼要，深入浅出，注重基本概念、基本原理、基本技术和工程应用的阐述。本书若全部讲解，参考学时为54学时，当然，讲授内容也可以根据课程设置的具体情况、专业特点、教学要求和教学对象的不同进行取舍。
全书由陈树新教授主持并编写，吴昊和常迁榛老师进行了相关素材的整理和收集，并参与了部分章节内容的讨论。本书在编写过程中还得到了作者单位机关、研究生院，以及清华大学出版社的大力支持，在此表示感谢。
本书在编写构思和选材过程中参阅了大量的国内外文献，在此向相关原著（作）者表示敬意和感谢。
书中部分内容的描述与提法源自作者承担的国家自然科学基金（62073337）的研究成果。
由于作者水平有限，书中难免存在错误和不足，恳请广大读者批评指正。
作者2023年2月14日
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