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基础知识篇3

第1章　概述3

1.1　仿真的意义3

1.1.1　数理基础与专业知识的学习3

1.1.2　科学研究、产品研发与仿真实验3

1.2　电子通信系统的建模与仿真4

1.2.1　通信与电子系统仿真的概念4

1.2.2　计算机仿真的步骤5

1.3　本书提纲7

第2章 MATLAB简介8

2.1　MATLAB概述8

2.1.1 MATLAB的特点8

2.1.2 MATLAB快速入门9

2.1.3 MATLAB程序设计13

2.2 MATLAB的帮助文件18

2.2.1　常用帮助命令18

2.2.2　其他帮助命令22

2.3　MATLAB 7.0的新增功能23

第3章 MATLAB的矩阵和数组运算27

3.1　矩阵函数和矩阵运算27

3.1.1　矩阵的创建27

3.1.2　矩阵的保存和提取34

3.1.3　矩阵元素的标识34

3.1.4　基本矩阵函数和矩阵分解函数37

3.1.5　矩阵的加、减、乘、除和乘方运算40

3.1.6　矩阵函数42

3.2　数组函数和数组运算44

3.2.1　数组和矩阵的区别44

3.2.2　数组的加、减、乘、除和乘方运算45

3.2.3　数组函数47

3.3　数据的输出49

3.3.1　输出格式49

3.3.2　特殊变量和常数51

小结53

习题53

第4章　计算结果可视化55

4.1 MATLAB的图形窗口55

4.1.1　创建与控制图形输出窗口55

4.1.2　图形窗口的操作56

4.2　二维平面图形与坐标系56

4.2.1　几个基本的绘图命令56

4.2.2　线型和颜色62

4.2.3　二维数值函数曲线的专用命令fplot64

4.2.4　二维符号函数曲线的专用命令ezplot66

4.2.5　图形窗口的分割66

4.2.6　坐标系的调整68

4.3　三维绘图69

4.3.1　基本的三维绘图命令69

4.3.2　线和面的填色70

4.3.3　三维曲面绘图命令71

4.3.4　基本三维绘图命令的几个改进命令74

4.3.5　等高线图形的绘制、标注和填充76

4.3.6　三维视图可视效果的控制79

4.3.7　三维图形的照明和材质处理84

4.3.8　柱面和球面的三维表达86

4.4　特殊图形88

4.4.1　面积图命令area88

4.4.2　直方图命令bar89

4.4.3　饼图命令pie91

4.4.4　柱形图命令hist92

4.4.5　火柴杆图命令ster93

4.4.6　阶梯图命令stairs95

4.4.7　误差棒图命令errorbar95

4.5　坐标轴的控制和图形标注96

4.5.1　坐标轴控制函数axis96

4.5.2　图形坐标97

小结102

习题102

第5章 MATLAB程序设计基本知识103

5.1　MATLAB的变量与表达式103

5.1.1　MATLAB的变量与类型103

5.1.2　MATLAB基本表达式104

5.2　字符串数组、单元数组和结构数组105

5.2.1　MATLAB的数据结构105

5.2.2　MATLAB字符串数组106

5.2.3　MATLAB单元数组109

5.2.4　MATLAB结构数组111

5.3　MATLAB的运算符和操作符113

5.3.1　运算符113

5.3.2　操作符113

5.4　关系运算与逻辑运算114

5.4.1　关系运算114

5.4.2　逻辑运算115

5.4.3　关系与逻辑函数117

5.5　MATLAB程序结构122

5.5.1　顺序结构122

5.5.2　循环结构122

5.5.3　分支结构124

5.6　程序流控制语句127

小结129

习题129

第6章　MATLAB在工程教学中的应用131

6.1　解线性方程组131

6.1.1　矩阵的分解131

6.1.2　线性方程组的求解138

6.1.3　恰定方程组138

6.1.4　超定方程组140

6.1.5　欠定方程组141

6.1.6　方程组的非负最小二乘解141

6.1.7　方程解的精度142

6.1.8　用函数零点求方程的解144

6.1.9　符号方程及方程组的求解149

6.1.10　矩阵的特征值和特征向量151

6.1.11　矩阵的对角化和其他矩阵函数154

6.2　多项式运算157

6.2.1　多项式的表示和创建157

6.2.2　多项式的基本运算159

6.2.3　因式分解和展开163

6.2.4　多项式的简化165

6.2.5　多项式的提取和替换167

6.3　曲线拟合169

6.3.1　多项式拟合169

6.3.2　非线性最小二乘估计171

6.4　插值和样条172

6.4.1　一维插值173

6.4.2　二维函数插值174

6.4.3　样条函数插值175

6.5　数值积分和微分178

6.5.1　一维数值积分178

6.5.2　多重数值积分180

6.5.3　数值微分180

6.6　数据分析函数和傅立叶变换182

6.6.1　数据分析函数的基础运算和有限差分183

6.6.2　傅立叶变换和傅立叶逆变换186

小结190

习题190

仿真应用篇195

第7章　仿真的作用195

7.1　复杂性示例196

7.1.1　易于解析处理的系统196

7.1.2　需繁琐解析处理的系统197

7.1.3　难以解析处理的系统199

7.2　仿真的多学科特点199

7.3　模型201

7.4　确定性与随机性仿真203

7.4.1　一个确定性仿真的实例204

7.4.2　一个随机性仿真的实例205

7.5　仿真的作用206

7.5.1　链路预算与系统级标校过程207

7.5.2　关键元件的实现与测试208

7.5.3　完成硬件原型与验证仿真模型208

7.5.4　生命终结预测208

7.6　仿真软件包209

7.7　告诫211

第8章　仿真方法论212

8.1　概述212

8.2　方法论的各方面213

8.2.1　将问题映射到仿真模型214

8.2.2　单个模块的建模218

8.2.3　随机过程建模与仿真222

8.3　性能估计223

小结225

第9章　仿真实例226

9.1　冲激响应设计实例226

9.1.1　升余弦脉冲实例226

9.1.2　平方根升余弦脉冲实例228

9.1.3　FIR滤波器仿真模型的实现229

9.2　蜂窝无线通信系统的仿真实例236

9.2.1　概述236

9.2.2　蜂窝无线系统级描述237

9.2.3　蜂窝通信系统的建模239

9.2.4　仿真方法论250

9.2.5　仿真结果的处理259

9.3　码分多址（CDMA）系统仿真实例261

9.3.1　系统262

9.3.2　仿真程序265

9.3.3　实例仿真272

9.3.4　马尔可夫模型的开发274

9.4　线性预测谱估计仿真实例279

9.4.1　线性预测谱估计的基本原理279

9.4.2　AR模型谱估计原理280

9.4.3　AR模型的Yule-Walker方程282

9.4.4　Levinson-Durbin算法283

9.4.5　AR模型的参数提取方法286

9.4.6　AR模型谱估计阶次的确定288

9.4.7　AR模型谱估计的稳定性291

9.4.8　设计思路及算法流程291

9.4.9 AR模型谱估计的仿真结果及分析296

9.5 智能天线系统中天线阵的波达方向估计算法的仿真实例301

9.5.1 DOA估计的阵列信号数学模型302

9.5.2　DOA估计的传统方法304

9.5.3　MUSIC算法316

9.5.4　求根MUSIC算法332

9.5.5　改进MUSIC算法338

参考文献349