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目录1

第一章 绪论1

1.1 性能评估方法1

1.1.1 引言1

1.1.2 分层观点2

1.2 仿真方法：通信系统的波形级仿真3

1.3 仿真在通信系统设计中的应用4

1.4 仿真的发展历史5

1.5 本书概要6

参考文献9

第二章 仿真与建模方法论11

2.1 关于方法论的一般性知识介绍12

2.2 仿真方法论13

2.3 建模的基本概念14

2.3.1 系统建模17

2.3.2 设备建模17

2.3.3 随机过程建模17

2.3.4 虚拟系统建模18

2.3.5 混合仿真20

2.4 性能评估方法20

2.5 仿真中的误差源22

2.5.1 系统建模误差23

2.5.2 设备建模误差24

2.5.3 随机过程建模误差26

2.5.4 处理误差28

2.6 有效性29

2.6.1 设备或子系统模型的有效性30

2.6.2 随机过程模型的有效性31

2.6.3 系统模型的有效性31

2.7 仿真环境和软件问题33

2.7.1 软件环境的特点34

2.7.2 软件环境的组成35

2.7.4 其它36

2.7.3 硬件环境36

2.8 仿真在通信系统工程中的作用39

2.9 小结42

参考文献43

第三章 仿真中信号和系统的表示：解析基础44

3.1 确定信号和系统概述44

3.1.1 连续时间信号44

3.1.2 离散时间信号46

3.1.3 系统47

3.1.3.1 系统特性47

3.1.2.2 系统的框图表示48

3.2.1.2 卷积积分49

3.2.1.1 冲激响应49

3.2 线性时不变系统49

3.2.1 连续时间线性时不变系统49

3.2.2 离散时间线性时不变系统50

3.2.2.1 冲激响应50

3.2.2.2 卷积和（离散卷积）50

3.3 频域表示51

3.3.1 傅里叶变换51

3.3.2 连续时间周期信号的频域表示51

3.3.2.1 傅里叶级数51

3.3.2.2 周期信号的帕斯瓦尔定理52

3.3.3.2 傅里叶变换的性质53

3.3.3 傅里叶变换53

3.3.3.1 收敛性53

3.3.4 频率响应55

3.3.4.1 频域中系统的互联56

3.3.4.2 连续时间信号的帕斯瓦尔定理56

3.3.5 Gibbs现象56

3.3.6 傅里叶变换和傅里叶级数的关系57

3.3.6.1 引言57

3.3.6.2 傅里叶级数的系数57

3.3.7 周期信号的傅里叶变换57

3.3.7.2 泊松和公式58

3.3.7.1 周期卷积58

3.4 低通等效信号和系统59

3.4.1 希尔伯特变换59

3.4.2 希尔伯特变换的性质61

3.4.3 低通等效调制信号61

3.4.4 希尔伯特变换用于系统分析62

3.4.4.1 引言62

3.4.4.2 带通滤波器的低通等效63

3.5 采样和内插65

3.4.5.2 滤波器65

3.4.5.1 信号65

3.4.5 仿真中低通等效建模的实际应用65

3.5.1 脉冲采样66

3.5.2 采样定理68

3.5.3 多率采样和采样率变换68

3.5.4 内插71

3.5.4.1 引言71

3.5.4.2 整数上变频的内插器结构73

3.5.4.3 带限和加窗带限内插77

3.5.4.4 线性内插78

3.5.4.5 样条内插79

3.6.1.1 引言83

3.6.1 拉普拉斯变换83

3.6 用拉普拉斯变换表示线性时不变系统83

3.6.1.2 收敛性和稳定性84

3.6.2 拉普拉斯逆变换84

3.6.3 拉普拉斯变换的性质84

3.6.4 传输或系统函数85

3.6.5 LTI系统的互联（框图）86

3.6.6 系统的线性常系数微分方程表示87

3.6.6.1 线性常系数微分方程传输函数的性质88

3.6.6.2 用双二次展开实现有理传输函数88

3.6.7 频率响应90

3.7.1 z变换91

3.7 连续时间系统的离散传输函数表示91

3.7.1.1 收敛性和稳定性92

3.7.1.2 简单z变换列表92

3.7.1.3 z变换的性质92

3.7.1.4 离散传输或系统函数93

3.8 离散时间系统的傅里叶分析93

3.8.1 引言93

3.8.2 离散傅里叶变换94

3.8.3 快速傅里叶变换95

3.8.4.2 周期时移性96

3.8.4.1 周期性或循环性96

3.8.4 离散傅里叶变换的性质96

3.8.4.3 周期或循环卷积97

3.8.4.4 离散周期卷积定理97

3.8.4.5 离散频率响应98

3.8.4.6 带宽与冲激响应持续时间的关系99

3.8.4.7 离散傅里叶变换与z变换的关系99

3.8.4.8 离散傅里叶变换频率分辨率的提高99

3.9 小结100

3.10 附录仿真中常用变换和定理汇总100

参考文献104

4.1 线性时不变系统的建模与仿真106

第四章 线性时不变和时变系统的建模与仿真106

4.1.1 LTI滤波器：描述、指标与逼近107

4.1.1.1 滤波器描述107

4.1.1.2 典型连续时间滤波器108

4.1.1.3 频率变换112

4.1.1.4 有理函数带通滤波器的低通等效113

4.1.1.5 滤波器的参数指标115

4.1.1.6 仿真中连续时间系统的离散时间逼近116

4.1.2 有限冲激响应滤波器的仿真119

4.1.2.1 时域FIR滤波仿真119

4.1.2.1.1 引言119

4.1.2.1.2 加窗120

4.1.2.2 频域FIR滤波仿真122

4.1.2.2.1 循环卷积和线性卷积的区别122

4.1.2.2.2 用FFT计算任意长度信号的线性卷积124

4.1.2.2.3 重叠相加（OA）算法124

4.1.2.2.4 重叠保留（OS）算法124

4.1.2.2.5 用FFT计算线性卷积的效率124

4.1.2.2.6 频域FIR滤波应用127

4.1.2.3 连续时间滤波器到离散时间滤波器映射128

4.1.2.3.1 时域FIR滤波器128

4.1.2.3.2 频域FIR滤波器128

4.1.2.4 FIR滤波时域（冲激响应）和频域（FFT）实现的比较130

4.1.3 IIR滤波器的仿真132

4.1.3.1 用线性常系数差分方程表示系统133

4.1.3.2 仿真模型中离散滤波器的递归结构实现134

4.1.3.2.1 直接型（典型）134

4.1.3.2.2 双二次规范结构级联135

4.1.3.2.3 并联型136

4.1.3.3 有理函数表示的连续时间系统与离散时间系统之间的变换136

4.1.3.3.1 冲激响应不变法136

4.1.3.3.2 双线性变换法140

4.1.3.3.3 映射对有理函数滤波器低通等效的影响144

4.1.3.3.4 频域定义的递归滤波器的映射准则144

4.1.4.1 IIR滤波器仿真中的舍入噪声146

4.1.4 数字滤波器仿真中的有限字长效应146

4.1.4.2 FIR滤波器仿真中的舍入噪声147

4.1.4.3 快速傅里叶变换计算中的量化效应147

4.1.5 仿真中连续时间信号和系统到离散时间信号和系统的映射过程小结147

4.1.5.1 引言147

4.1.5.2 滤波器仿真模型的选择准则148

4.2 线性时变系统149

4.2.1 时变系统的例子150

4.2.2 线性时变系统的时域描述150

4.2.2.1 冲激响应150

4.2.3 时变系统的频域描述152

4.2.2.2 累积积分152

4.2.3.1 二维频率响应153

4.2.3.2 时变系统的带宽关系154

4.2.3.3 采样率154

4.2.4 线性时变系统的特性154

4.2.4.1 引言154

4.2.4.2 线性时变系统的互联154

4.2.5 LTV系统建模156

4.2.5.1 时变系数线性微分方程156

4.2.5.2 分离模型158

4.2.5.3 抽头延迟线信道模型158

4.3 小结160

4.4 附录：典型滤波器的双二次因子161

参考文献166

第五章 非线性系统的建模与仿真167

5.1 非线性系统的建模思路167

5.2 无记忆非线性系统169

5.2.1 无记忆基带非线性系统169

5.2.2 估计非线性系统的采样率170

5.2.3 无记忆带通非线性系统：基于解析的模型171

5.2.3.1 限幅器系列174

5.2.3.2 幂级数模型175

5.2.4 无记忆带通放大器：基于经验的模型176

5.2.4.1 仿真中AM/AM和AM/PM特性的描述与解释179

5.2.4.2 带通放大器的低通等效180

5.2.4.3 定义AM/AM和AM/PM特性的其它方法181

5.2.4.4 多载波与互调产物182

5.2.4.5 无记忆非线性系统工作点的设置184

5.3 记忆非线性系统（NLWM）184

5.3.1.1.1 AM/AM特性186

5.3.1 NLWM建模Ⅰ：扫描单音AM/AM和AM/PM测量拟合186

5.3.1.1 Poza-Sarokory-Berger（PSB）模型186

5.3.1.1.2 AM/PM特性188

5.3.1.1.3 混合模型188

5.3.1.2 Saleh模型189

5.3.1.3 Abue lma atti模型190

5.3.2 NLWM建模Ⅱ：预置结构拟合191

5.3.2.1 滤波-非线性（双盒）模型192

5.3.2.1.1 最小二乘拟合的滤波-非线性模型192

5.3.2.1.2 滤波-非线性ARMA模型193

5.3.2.1.3 采用小信号传递函数的滤波-非线性模型193

5.3.2.1.4 采用最小二乘拟合的非线性-滤波模型194

5.3.2.2 滤波-非线性-滤波（三盒）模型194

5.3.2.2.1 最小二乘拟合的三盒模型194

5.3.2.2.2 指定特性的三盒模型195

5.3.3 NLWM建模Ⅲ：解析模型195

5.3.3.1 Volterra级数建模195

8.9.8 容限值和测量值列表滤波器198

5.3.3.2.1 非线性-滤波多谱模型202

5.3.3.2 多谱模型202

5.3.2.2.2 滤波-非线性多谱模型205

5.3.4 NLWM建模Ⅳ：混合模型207

5.3.4.1 功率相关的传递函数模型208

5.3.4.2 非线性参数化离散时域模型208

5.3.4.3 瞬时频率模型210

5.3.5 记忆非线性系统工作点的设置211

5.4 非线性微分方程212

5.4.1 数值方法概述212

5.4.2 数值方法的种类215

5.4.2.1 直接数值方法求解217

5.4.2.2 间接数值方法求解217

5.4.2.2.1 迭代预测-修正法217

5.4.2.2.2 Newton-Raphson求根法218

5.4.3 数值算法的性能：精度与稳定性220

5.4.3.1 模型的阶数：局部或截短误差的计算221

5.4.3.2 绝对稳定性222

5.4.4 计算考虑：算法的质量控制223

5.4.5 数值方法的应用224

5.4.5.1 引言224

5.4.5.2 行波半导体放大器的单机模型224

5.5 非线性元件的测量技术227

5.5.1 矢量网络分析仪单音测量技术227

5.5.2 利用周期调制信号的动态AM/AM和AM/PM测量技术229

5.5.3 时域测量技术231

5.6 小结234

参考文献234

第六章 仿真随机变量和随机过程的理论基础238

6.1 引言238

6.2.1 基本概念、定义和注释240

6.2 随机变量240

6.2.1.1 引言240

6.2.1.2 统计平均或期望值241

6.2.2 多维随机变量（随机矢量）242

6.2.3 复随机变量244

6.3 一元变量模型244

6.3.1 一元变量模型：离散244

6.3.1.1 均匀分布245

6.3.1.2 二项分布245

6.3.1.3 负二项分布246

6.3.1.4 泊松分布246

6.3.2 一元变量模型：连续246

6.3.2.1 均匀分布247

6.3.2.2 高斯分布（正态分布）247

6.3.2.3 指数分布247

6.3.2.4 伽玛（Gamma）分布248

6.3.2.5 瑞利分布248

6.3.2.6 x2分布249

6.3.2.7 t分布249

6.3.2.8 F分布249

6.3.2.9 广义指数分布250

6.4 多元变量模型250

6.4.1 多项式分布250

6.4.2 多元高斯分布250

6.4.2.1 多元高斯分布的特点251

6.4.2.2 多元高斯概率分布函数的矩253

6.5 随机变量的变换（函数）253

6.5.1 单个随机变量的标量函数255

6.5.1.1 离散情况255

6.5.1.2 连续情况255

6.5.2 多个随机变量的函数257

6.5.2.1 特殊情况——线性变换258

6.5.2.2 随机变量的和258

6.5.2.3 统计排序259

6.5.3 非线性变换260

6.5.3.1 基于矩的方法260

6.5.3.2 蒙特卡洛仿真方法260

6.6 界与逼近260

6.6.1 切比雪夫不等式261

6.6.2 切尔诺夫界261

6.6.3 联合界262

6.6.5 期望值的近似计算263

6.6.4 中心极限定理263

6.6.5.1 级数展开法264

6.6.5.2 随机变量有限和的矩265

6.6.5.3 积分近似265

6.7 随机过程267

6.7.1 基本定义和注释267

6.7.2 描述方法269

6.7.2.1 联合分布269

6.7.2.2 采用随机变量的解析描述270

6.7.2.3 均值270

6.7.2.4 两个或多个随机过程271

6.7.3 平稳性、时间平均和各态历经272

6.7.3.1 时间平均272

6.7.3.2 各态历经273

6.7.4 平稳随机过程的相关函数和功率谱密度函数274

6.7.4.1 自相关函数及其特性274

6.7.4.3 功率谱密度275

6.7.4.2 互相关函数及其特性275

6.7.4.4 低通和带通过程276

6.7.4.5 功率和带宽计算277

6.7.5 互功率谱密度函数及其特性277

6.7.6 随机序列的功率谱密度函数278

6.8 随机过程模型278

6.8.1 随机序列278

6.8.1.1 独立序列278

6.8.1.2 马尔可夫序列（一阶）279

6.8.1.3 自回归和滑动平均（ARMA）序列280

6.8.2.1 引言281

6.8.2 M进制数字波形281

6.8.2.2 二进制随机波形282

6.8.3 泊松过程282

6.8.4 起伏噪声和冲击噪声284

6.8.4.1 起伏噪声284

6.8.4.2 冲击噪声285

6.8.5 高斯过程287

6.8.5.1 高斯过程的定义287

6.8.5.2 白噪声和带限白噪声模型288

6.8.5.3 带通（高斯）信号的正交表示289

6.9.1 线性时不变因果（LTIVC）系统的响应292

6.9.1.1 平稳性292

6.9.1.2 概率分布292

6.9.1.3 均值、自相关和功率谱密度函数292

6.9 随机过程的变换292

6.9.2 滤波293

6.9.3 积分294

6.9.4 非线性时变系统的响应296

6.9.4.1 非线性系统296

6.9.4.2 时变系统296

6.10 平稳随机过程的采样296

6.10.1.2 混叠效应297

6.10.1.1 低通随机过程的采样297

6.10.1 采样297

6.10.1.3 仿真中的采样299

6.10.1.4 带通随机过程采样300

6.10.2.1 均匀量化301

6.10.2 量化301

6.10.2.2 非均匀量化302

6.11 小结303

参考文献303

第七章 MC仿真与随机数的产生305

7.1 蒙特卡洛仿真原理305

7.1.1 蒙特卡洛仿真的定义305

7.1.2 蒙特卡洛仿真的变型-准解析MC仿真306

7.2 随机数产生307

7.2.1 均匀分布随机数的产生307

7.2.1.1 Wichman-Hill算法309

7.2.1.2 Marsaghia-Zaman算法309

7.2.2 由任意概率密度函数生成随机数的方法310

7.2.2.1 解析变换方法310

7.2.2.2 经验变换方法312

7.2.2.3 离散随机变量的变换方法312

7.2.2.4 产生随机数的接收／拒收方法313

7.2.3.1 12求和方法314

7.2.3 高斯随机变量的产生314

7.3.1 高斯白噪声315

7.2.3.2 Box-Miiller方法315

7.3 独立随机序列的产生315

7.3.2 二进制随机序列与二进制随机波形317

7.3.3 二进制伪随机序列317

7.3.4 M进制伪噪声序列320

7.4 相关随机序列的产生323

7.4.1 相关高斯序列：标量324

7.4.1.1 ARMA模型方法324

7.4.1.2 谱分解方法325

7.4.2 相关高斯矢量序列327

7.4.2.1 特例327

7.4.2.2 一般情况328

7.5 随机数产生器的测试329

7.4.3 相关非高斯序列329

7.5.1 平稳性与非相关性330

7.5.1.1 引言330

7.5.1.2 相关性的Durbin-Watson检测332

7.5.2 拟合优良度（Goodness-of-fit）测试332

7.6 小结333

参考文献334

8.1 引言336

第八章 通信系统的建模：发射和接收子系统336

8.2 信源339

8.2.1 模拟信源339

8.2.1.1 单音测试340

8.2.1.2 多音测试340

8.2.1.3 滤波输出的随机过程340

8.2.1.4 存储的实验数据341

8.2.2 数字信源341

8.3 格式化／信源编码341

8.3.1 模／数（A/D）转换342

8.3.2 FSC子系统仿真343

8.4 数字波形：基带调制（Ⅰ）344

8.5 链路编码：基带调制（Ⅱ）346

8.5.1 逻辑—逻辑映射Ⅰ：二进制差分编码347

8.5.2 逻辑—逻辑映射Ⅱ：关联编码347

8.5.3 逻辑—逻辑映射Ⅲ：Miller码348

8.5.4 逻辑—波形映射Ⅰ：非归零二进制信号348

8.5.5 逻辑—波形映射Ⅱ：非归零M进制信号349

8.5.6 逻辑—波形映射Ⅲ：归零（RZ）二进制信号349

8.5.7 逻辑—波形映射Ⅳ：二相信号或Manchester编码349

8.5.8 逻辑—波形映射Ⅴ：Miller编码或时延调制信号349

8.5.9 逻辑—波形映射Ⅵ：部分响应信号349

8.6 信道编码352

8.6.1 分组编码／解码的计算量353

8.6.2 卷积编码／解码的计算量356

8.7 射频调制与光调制357

8.7.1 模拟调制358

8.7.2 数字正交调制359

8.7.2.1 π/4QPSK：差分正交相移键控（DQPSK）362

8.7.2.2 多音调制／OFDM362

8.7.3 连续相位调制：CPFSK、MSK、GMSK365

8.7.3.1 连续相位调制366

8.7.3.2 连续相位频移键控368

8.7.3.3 最小频移键控368

8.7.3.4 高斯最小频移键控369

8.7.4 编码调制370

8.7.5 建模思路373

8.8 解调与检测377

8.8.1 相干解调377

8.8.2 非相干解调380

8.8.2.1 幅度解调380

8.8.2.2 PM/FM信号的鉴频／鉴相检测381

8.8.2.3 PM/FM信号的PLL（锁相环）解调383

8.9 滤波385

8.9.1 频谱成形滤波385

8.9.2 脉冲成形滤波386

8.9.3 线性最小MSE滤波387

8.9.4 噪声和失真的最小化滤波388

8.9.5 匹配滤波389

8.9.6 自适应滤波（均衡）391

8.9.6.1 最小MSE抽头增益调整392

8.9.6.2 协方差矩阵求逆法395

8.9.6.3 仿真注意事项396

8.9.7 由频域简单函数指定的滤波器397

8.10.1 多址模型仿真问题399

8.10.1.1 SDMA和PDMA399

8.10 复用／多址399

8.10.1.2 FDMA400

8.10.1.3 TDMA403

8.10.1.4 CDMA（扩频技术）403

8.11 射频和光载波源405

8.11.1 射频载波源405

8.11.2 光载波源405

8.12 同步407

8.12.1 仿真中含有同步时的处理方法410

8.12.2 硬线同步：相位与定时的偏411

8.12.3 采用等效随机过程模型的同步414

8.12.4 载波恢复——BPSK415

8.12.5 定时恢复——BPSK418

8.12.6 载波恢复——QPSK420

8.12.7 定时恢复——QPSK422

8.12.8 反馈环路仿真：锁相环，锁相解调器，Costas环423

8.12.8.1 PLL建模思路423

8.12.8.2 单机PLL模型424

8.12.8.3 集总PLL模型430

8.12.8.4 相位跟踪锁相环436

8.12.8.5 调频解调锁相环439

8.12.8.6 时延对集总PLL模型性能的影响439

8.13.1 引言440

8.13 仿真的标校440

8.13.2 信噪比或数字信号Eb/No的标校441

8.13.2.1 信号功率电平442

8.13.2.2 噪声功率电平443

8.13.2.3 信噪比和Eb/No的标校444

8.14 小结445

参考文献445

第九章 通信信道及其模型450

9.1 衰落与多径信道450

9.1.1 引言450

9.1.2 阴影衰落452

9.1.3.1 多径信道的低通等效特性454

9.1.3 多径衰落454

9.1.3.2 多径信道的统计特性455

9.1.3.3 时变特征的统计特性455

9.1.3.4 统计特性：WSSUS模型456

9.1.3.4.1 延时功率分布459

9.1.3.4.2 空间频率相关函数460

9.1.3.4.3 时变信道460

9.1.3.5 多径衰落信道的结构模型463

9.1.3.5.1 弥散多径信道模型463

9.1.3.5.2 离散多径信道模型472

9.1.3.5.3 抽头增益过程的生成474

9.1.3.6 室内无线信道475

9.1.3.6.1 工厂和开放平面建筑物模型476

9.1.3.6.2 办公大楼模型478

9.1.3.6.3 射线跟踪预测模型479

9.1.3.7 视距传播、无线中继离散多径衰落信道模型480

9.2 准自由空间信道482

9.2.1 晴空大气（对流层）信道482

9.2.2 降雨大气信道483

9.2.3 电离层相位信道484

9.3 传导和波导媒介486

9.3.1 矩形波导媒介486

9.3.2 光纤信道487

9.4 有限状态信道模型489

9.4.1 有限状态无记忆模型491

9.4.2 有限状态有记忆模型：隐马尔可夫模型（HMM）492

9.4.2.1 N态马尔可夫模型493

9.4.2.2 一阶马尔可夫过程494

9.4.2.3 平稳性494

9.4.3 典型的HMM模型：Gilbert模型和Fritchman模型496

9.4.4 马尔可夫模型的参数估计498

9.5 衰落信道中通信系统的仿真方法501

9.5.1 波形级仿真502

9.5.2 码元级仿真503

9.5.3 语音编码仿真504

9.6 小结504

9.7 附录：移动信道的参考模型504

9.A.1 GSM信道参考模型505

9.A.2 PCS信道参考模型507

9.A.3 UMTS-IMT-2000信道参考模型508

9.A.3.1 路径损耗模型508

9.A.3.1.1 室内办公室测试环境的线路损耗模型508

9.A.3.1.4 大区间衰减的去相关长度509

9.A.3.2 信道冲激响应模型509

9.A.3.1.2 由室外到室内步行测试环境的线路损耗模型509

9.A.3.1.3 移动测试环境的线路损耗模型509

参考文献511

第十章 仿真中的参数估计515

10.1 引言515

10.1.1 随机过程模型：平稳性和各态历经性515

10.1.2 基本术语和定义516

10.1.3 估计器的性能：偏、方差、置信区间、时间置信积517

10.1.3.1 估计器的偏518

10.1.3.2 估计器的方差518

10.1.3.3 置信区间518

10.2 波形平均电平的估计520

10.2.1 估计器的形式520

10.1.3.4 时间置信积520

10.1.3.5 归一化测量520

10.2.2 估计器的期望值（均值）521

10.2.3 估计器的方差521

10.2.4 混合（信号加噪声）过程523

10.2.5 基于信号的置信区间524

10.3 波形平均功率（均方值）的估计525

10.3.1 平均功率估计器的形式525

10.3.2 估计器的期望值526

10.3.3 估计器的方差526

10.4.1 经验分布528

10.4 波形幅度概率密度或分布函数的估计528

10.4.2 经验概率密度函数——直方图529

10.4.2.1 估计器的形式530

10.4.2.2 估计器的期望值530

10.4.2.3 估计器的方差531

10.5 随机过程功率谱密度（PSD）的估计533

10.5.1 估计器的形式533

10.5.1.1 相关图或间接法533

10.5.1.2 周期图或直接法534

10.5.2 估计器的修正形式：加窗和平均535

10.5.4 估计器的方差538

10.5.3 估计器的期望值538

10.5.5 实现PSD估计器的一些考虑：仿真步骤总结539

10.5.5.1 Welch周期图方法（直接法）539

10.5.5.2 加窗相关图方法（间接法）539

10.6 时延和相位估计540

10.6.1 无噪声情况下载波相位和定时同步的估计540

10.6.2 分组估计器542

10.6.2.1 分组时延估计器543

10.6.2.2 分组相位估计器543

10.6.3 基于PLL的相位和定时估计器的分布546

10.6.3.1 相位估计器的分布546

10.7.1 眼图548

10.6.3.2 定时估计器的分布548

10.7 性能的目测指示器548

10.7.2 散布图549

10.8 小结550

参考文献551

第十一章 仿真中的性能指标估计553

11.1 信噪比估计553

11.1.1 估计器的推导554

11.1.2 估计器的形式556

11.1.3 估计器的统计特性556

11.1.4 估计器的实现557

11.2 数字系统性能指标的估计561

11.2.1 数字系统的性能描述和运行时间561

11.2.2 性能估计的理论框架564

11.2.3 MC方法567

11.2.3.1 置信区间：二项式分布569

11.2.3.2 置信区间：泊松逼近571

11.2.3.3 置信区间：正态逼近572

11.2.3.4 MC估计器的均值和方差573

11.2.3.5 非独立误差效应576

11.2.3.6 序贯估计576

11.2.3.7.1 利用生成模型577

11.2.3.7 区间测量估计577

11.2.3.7.2 利用描述模型579

11.2.3.7.3 区间仿真580

11.2.4 尾部外推法582

11.2.4.1 估计器的形式585

11.2.4.2 估计器的渐进偏586

11.2.4.3 估计器的方差586

11.2.4.4 尾部外推法仿真过程小结588

11.2.5 重要事件采样588

11.2.5.1 用于仿真实现的重要事件采样的构造591

11.2.5.2 重要事件采样估计器的性能595

11.2.5.3 偏差密度函数的选择596

11.2.5.3.1 试探方法596

11.2.5.3.2 公式方法601

11.2.5.4 随机重要事件采样608

11.2.6 基于重要事件分裂的有效仿真610

11.2.6.1 引言610

11.2.6.2 基于DPR分裂的仿真应用612

11.2.7 准解析（半解析）估计613

11.2.7.1 QA方法的通用方案614

11.2.7.2 用于二进制系统的QA方法615

11.2.7.3 用于一维多阶幅度调制的QA方法618

11.2.7.4 用于QAM调制的QA方法619

11.2.7.5 用于PSK调制的QA方法620

11.2.7.6 用于硬判决编解码系统的QA技术623

11.2.7.6.1 独立误码信道623

11.2.7.6.2 非独立误码信道625

11.2.7.7 采用软判决解码的卷积编码系统的QA方法627

11.2.7.8 在QA方法中引入抖动627

11.2.7.9 混合QA方法628

11.3 小结630

参考文献631

12.1 案例Ⅰ：衰落环境中的64QAM均衡视距传播数字无线链路635

12.1.1 引言635

第十二章 四个案例研究635

12.1.2 系统模型636

12.1.2.1 信源637

12.1.2.2 调制器638

12.1.2.3 滤波器638

12.1.2.4 发射信号639

12.1.2.5 信道640

12.1.2.6 接收滤波641

12.1.2.7 解调器641

12.1.2.8 接收噪声643

12.1.2.9 均衡643

12.1.3 选定信道快拍仿真646

12.1.2.10 检测器646

12.1.3.1 仿真过程647

12.1.3.2 校准过程647

12.1.3.3 误码率估计648

12.1.3.4 仿真结果649

12.1.4 随机信道序列仿真651

12.1.4.1 随机信道序列生成652

12.1.4.2 误码率评估：快速准解析方法1（FQA-1）653

12.1.4.3 误码率评估：快速准解析方法2（FQA-2）654

12.1.4.4 误码率评估：矩方法（高斯积分）655

12.1.4.7 仿真结果657

12.1.4.6 掉线概率的估计657

12.1.4.5 仿真过程657

12.1.5 结论658

12.2 案例Ⅱ：相位噪声及其对分组编码系统的影响659

12.2.1 引言659

12.2.2 解析公式：解调信号661

12.2.3 四倍环路运算663

12.2.4 残余相位噪声模型664

12.2.4.1 引言664

12.2.4.2 模型校准667

12.2.5 残余相位噪声随机数生成器668

12.2.6 误码序列的混合QA生成器669

12.2.7 后处理671

12.2.8 结论672

12.3 案例Ⅲ：线性和非线性失真及其相互作用对MSK调制信号的影响：虚拟方法673

12.3.1 引言673

12.3.2 线性滤波器失真675

12.3.2.1 引言675

12.3.2.2 带限677

12.3.2.3 线性幅度678

12.3.2.4 抛物线幅度678

12.3.2.5 抛物线相位679

12.3.2.6 三次方相位679

12.3.2.8 线性滤波器失真的组合影响680

12.3.2.7 残余幅度和相位680

12.3.3 无记忆非线性AM/AM和AM/PM失真681

12.3.4 非线性滤波失真682

12.3.5 结论684

12.4 案例Ⅳ：CDMA无线蜂窝系统的性能评估684

12.4.1 引言684

12.4.2 CDAM蜂窝系统概述685

12.4.3 反向无线链路仿真686

12.4.3.1 反向无线链路的仿真模型686

12.4.3.1.1 发射机687

12.4.3.1.3 接收机688

12.4.3.1.2 信道688

12.4.3.2 仿真运行时间需求690

12.4.3.3 仿真运行690

12.4.4 前向无线链路691

12.4.4.1 前向无线链路的仿真模型691

12.4.4.1.1 发射机691

12.4.4.1.2 接收机692

12.4.4.2 拥塞环境中前向链路QA性能评估693

12.4.4.3 仿真运行693

12.4.5 有限状态信道特性694

12.4.5.2.1 反向链路695

12.4.5.2 离散信道建模695

12.4.5.1 HMM参数估计695

12.4.5.2.2 前向链路696

12.4.5.3 状态数697

12.4.5.4 无误码区间的概率分布697

12.4.5.5 一个分组中误码数目的概率分布698

12.4.6 结论702

12.5 附录：瑞利衰落信道抽头增益函数的仿真702

12A.1 引言702

12A.2 采样率和扩展率估计703

12A.3 信道成形滤波器703

12A.4 FIR实现704

12A.5 IIR实现705

12A.6 IIR和FIR的实现比较705

12A.7 采样率扩展与内插705

参考文献705

习题与设计708

第三章708

第四章710

第五章712

第六章718

第七章720

第八章722

第九章725

第十章727

第十一章728

附录A 数字系统误码率常用结果汇总732

参考文献740

附录B 高斯尾部概率Q（x）及其逼近Q（x）741

附录C Hermite多项式系数742

附录D 高斯二次积分的部分横坐标和加权系数743

附录E x2概率744

汉英名词对照索引745