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Contemporary Communication Systems using MATLAB

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作者优秀
优秀教师/博士学历/特邀专家/独家讲师
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内容稀缺
1月前浏览535
大家还记得这本书吗?
在本人的推荐下,这本书应该被广大的通信学子们广泛阅读。那书中的代码消化了吗?本人共享的代码吃透了吗?虽然跟着敲一遍能有非常深的印象,但重点在知识的消化!今天来分享另一本经典书籍和代码,本代码对应的理论知识大部分来自于Prokis的《数字通信》。一本早就闻名遐迩的通信经典,也是本人读研时期的教材。书中的理论如何用代码来实现呢?本文将娓娓道来!和之前的书相比,本文介绍的书籍有自己的特色,着重的方向和上一本书有差异!当年读书期间,我是先看的此书从而理解了很多通信理论,然后再看的上面那本书强化了“实战”概念。个人感觉前一本的工程意义更大,而此本书更适合辅助通信理论知识的学习,对通信学子的帮助更多一些。好了,该好书出场了!
这是本人在研究生阶段反复学习的一本书,买了纸质书,真的爱不释手,几乎把书翻“烂”了!这也是学习研究生课程《数字通信》(同一作者)时的好帮手!硕博五年期间,此书一直陪伴着我成长。它是通信仿真经典书籍《Simulation and Software Radio for Mobile Communications》的好兄弟,互为补充!本文写作时间超过一年,准备时间长达两年之久,希望本篇文章可以帮助大家快速找到学懂通信的窍门。至于算法仿真能力的提升,则还需要多看论文和编写代码!
研究生教材!
本人在读研期间学的是第三版,当年讲课老师省略了很多章节,比如锁相环和扩频,不过把维特比解调讲的特别仔细。塞翁失马焉知非福!
当年本人的研究生教材!

当年我学的是这本书的第三版,前前后后把这本书应该翻了至少有五六遍,因此我对书中的很多章节理解得非常透彻,尤其是数字调制、维特比译码、载波恢复、位同步以及扩频等内容,这也是成了我后来工作赖以生存的基础性知识。所以我很感激此书和相关参考资料给我的帮助,毕竟它们助推了我进入了前沿的研发工作,开始了真正的产品开发。不过这本书里面没有讲太多的关于均衡的知识,也不涉及上下变频器的知识。所以,想通过一本书就能把自己的通信基础构建的非常完善应该是不可能的时期。所以我在这里劝告通信领域的本科生和研究生,在学习阶段一定要通过多本书来打好基础。到目前为止,我已经推荐给大家三本书,基本上都是英文原版的为主。当然,国内也都有了相应的翻译版本,看哪本都可以。关键是要把里面的理论“吃透”。比如书中介绍的锁向环理论,对于通信领域而言应用非常广,会用在很多方面。不吃透能用好吗?当然锁相环技术不仅仅用在通信里面,在诸多射频环境里面也用的非常多。再比如说北斗系统和GPS系统,无论是终端设备还是星上设备,还是主控站或者测控站,哪个里面不用到锁相环呢?学好了锁相环,就可以继续深入研究锁相精度、相位噪声等具体指标要求。我当年就是依靠这本书开始了我的锁相环研究。当年有了理论知识,一直在想着如何在实际中完成在产品中的应用。在实际产品研制之前,一定要有个仿真过程,这仿真过程可以在计算机上完成。所以我又依托了这本书完成了很多其他通信理论知识的消化过程。讲到这,本人想告诉通信学子们,想深度理解理论一定要依托仿真。这就是为何我极力推荐本书的原因,它在这方面可以帮到你!
老版目录
带着大家先详细看下三、四、五章节内容,最后再延申讲解一下第九章,毕竟这章知识的实用性非常的强!而对应的教材讲了哪些知识呢?由于书名是《数字通信》,因此没有模拟通信的知识!
内容不算多,也不算太难,非常适合通信初学者的书籍!先从模拟通信开始讲起!很多人都知道模拟调制,但实际仿真的时候会有些懵圈。数字仿真如何体现模拟调制解调的过程呢?这个问题当年让我苦恼了很久,但确实可以通过数字仿真的形式来完成模拟调制解调过程!
本次分享包含书籍和代码!代码包含两种类型,一种是书籍自带的,还有一种是本人根据章节内容所写的,各有千秋!自认为本人写的代码会全面一些。


准备一年之久的文章终于和大家见面了!现在将书中的一些重点和难点章节做详细讲解!先看调制的相关内容!
模拟调制!
通信发展过程中有过它的位置!这也是理解调制的最简单的方式!现在已经很少用了!也许考研还会涉及部分内容!

挑选这章来讲,有为考研的同学准备的原因!有时候他们会考这方面的理论,如果有仿真支撑,那么消化这些理论就会比较容易!当下的实际通信产品很少再见AM通信模式,不过FM还在用!收音机就用!

如何仿真呢?大家先欣赏书中的代码,然后再和我写的比较一番。因为做产品的时候需要用到这种调制方式,因此会细细品味其中的各个环节。

本人写的AM和FM调制解调程序什么样子呢?记住,现在即使使用AM或者FM调制方式,解调端也是采用数字化解调方式!模拟解调电路太大,效果又不好,采用数字化是必然。

AD转换是数字信号处理的基础,同样也是通信设备中的重要一环。不过这里主要指的是信源处的AD转换,而上一句侧重的是信号的模数转换!
DPCM(Differential Pulse Code Modulation,差分脉冲编码调制)和 DM(Delta Modulation,增量调制)都是模拟信号数字化的方法。DPCM利用样本之间的相关性,对当前样本与预测样本之间的差值进行编码。通过对差值信号进行量化和编码,减少了表示信号所需的比特数。DM是一种简单的一位编码技术,根据当前输入样本与预测样本的差值,决定输出一位(通常为 “1” 或 “0”)来表示信号的变化趋势。本公 众号中也有可以借鉴的文章,一个系列共三篇文章!

大学毕业设计一席谈之四十二  PCM量化编码仿真(1)
基带信号传输是通信基础!通常仿真算法都是先基于基带信号,这样可以节省仿真时间!
考虑实际情况的章节!
重点是码间干扰和均衡!
本人最开始搞的是卫星导航和卫星通信,这两个领域基本不涉及均衡知识,所以我对这方面的内容只是停留在理论学习阶段。等到搞GMSK调制方式的相关产品时,需要用到均衡知识,所以必须对这方面进行了深入了解,否则无法达到系统性能要求。
开始细看!
本书中没有给出这方面的代码!
公 众号里面有,大家可以去学习!

看看书中的代码!
% MATLAB script for Illustrative Problem 12, Chapter 6.
echo on
N=500;         % length of the information sequence
K=5;
actual_isi=[0.05 -0.063 0.088 -0.126 -0.25 0.9047 0.25 0 0.126 0.038 0.088];
sigma=0.01;
delta=0.115;
Num_of_realizations=1000;
mse_av=zeros(1,N-2*K);
for j=1:Num_of_realizations,   
% compute the average over a number of realizations
  % the information sequence
  for i=1:N,
    if (rand<0.5),
      info(i)=-1;
    else
      info(i)=1;
    end;
    echo off ;
  end;
  if (j==1) ; echo on ; end 
  % the channel output
  y=filter(actual_isi,1,info);
  for i=1:2:N, [noise(i) noise(i+1)]=gngauss(sigma); end;
  y=y+noise;
  % now the equalization part follows
  estimated_c=[0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0];
% initial estimate of ISI
  for k=1:N-2*K,
    y_k=y(k:k+2*K);
    z_k=estimated_c*y_k.';
    e_k=info(k)-z_k;
    estimated_c=estimated_c+delta*e_k*y_k;
    mse(k)=e_k^2;
    echo off ;
  end;
  if (j==1) ; echo on ; end 
  mse_av=mse_av+mse;
  echo off ;
end;
echo on ;
mse_av=mse_av/Num_of_realizations;
% mean squared error versus iterations 
% plotting commands follow
在学校经常辅导学生考研做题,有次指导的就是均衡知识。如果她能看懂这个程序,做题肯定没有问题。仿真可以从侧面帮助你考研,当然仿真最终目的是为了让你能够研发出产品!
很多学生在实际应用中没把信号通过滤波器的过程和卷积等效!在学校学习数字信号处理的时候,就记得做题了。不懂得应用,那么知识就变成了“死”的了!对于工科生,这么做要不得!

再来看数字调制!

最难的是QAM!

同步虽难,但本书没有在此方面展开讲解!

扩频知识!

新版书籍中此内容变成了第十二章!

扩频的两大类:直扩和跳频!
先看最常用的直扩!
书中没有直接序列扩频的仿真程序!
大家可以看下面文章来进行仿真学习!
大学毕业设计一席谈v2之十一 扩频通信系统 (1)
......
大学毕业设计一席谈v2之十一 扩频通信系统(10)信噪比等效
大学毕业设计一席谈v2之十一 扩频通信系统(11)GPS 信号和北斗信号
学无止境!

本书后来有了第三版,增加了一些内容,比如OFDM和一些新的编译码知识!

讲了这么多内容,请大家赶快下载书籍开始学起来吧,下一篇文章再给出相关的代码吧!友情提醒:只有一天有效!给出二维码链接!


来源:通信工程师专辑
ACTSystem电路MATLAB通信UM理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-14
最近编辑:1月前
算法工匠
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