内容简介
本书全面、系统地介绍了
通信系统建模与仿真的基本
理论、方法和实现
技术，重点阐述了利用蒙特卡罗方法
分析、研究
通信系统的仿真方法。全书共分为3部分：
基础理论、仿真工具和仿真实例。基础理论主要叙述仿真基础和通信系统基础；仿真工具首先概述当前通信用仿真工具，然后针对通信终端和通信网络重点介绍仿真工具；仿真示例则介绍具体的仿真
案例。
图书目录
目 录
第1章 绪论 1
1.1 通信系统仿真历史 2
1.2 通信系统及其相关概念 3
1.3 通信系统仿真 5
1.3.1 概念 5
1.3.2 通信系统仿真的分类 6
1.3.3 通信系统仿真的
流程 7
1.3.4 通信系统仿真的层次 8
1.3.5 通信系统仿真建模的原则与方法 9
1.4 通信系统仿真的应用与展望 14
练
习题 14
第2章 通信系统仿真基础 15
2.1 通信系统仿真基本知识 16
2.2 通信系统仿真的体系结构与框架 20
2.2.1 通信系统仿真的体系结构 20
2.2.2 通信系统仿真框架 24
2.2.3 半实物仿真系统 25
2.3 仿真中的概率统计 27
2.3.1 通信系统中的随机现象 28
2.3.2 随机过程的建模 28
2.3.3 随机过程的理论基础 29
2.3.4 随机过程的
计算机仿真 31
2.4 仿真中的误差源 34
2.4.1 网络建模误差 34
2.4.2 系统建模误差 34
2.4.3
设备建模误差 35
2.4.4 随机过程建模误差 35
2.4.5 处理误差 36
2.5 仿真中的参数估计 38
2.5.1 参数估计的基本概念 38
2.5.2 参数估计的方法 38
2.6 仿真中的性能指标评估 45
2.6.1 性能指标评估的前提 45
2.6.2 性能指标评估 45
2.7 仿真的校正和验证 50
2.7.1 仿真的校正 50
2.7.2 仿真的验证 51
练习题 53
第3章 通信网络仿真 55
3.1 概述 56
3.2 网络系统组成 59
3.2.1 通信网络拓扑结构 59
3.2.2 通信网协议 62
3.2.3 路由选择算法 63
3.3 网络仿真方法 67
3.3.1 网络模型构成 68
3.3.2 网络仿真建模流程 68
3.3.3 网络仿真过程 70
3.4 网络设备仿真建模 72
3.4.1 队列模型 73
3.4.2 路由算法模型 76
3.4.3 协议模型 77
3.4.4 应用数据生成模型 80
练习题 82
第4章 通信终端仿真 85
4.1 通信系统模型 86
4.2 信源及信源编码 87
4.2.1 信源 87
4.2.2 信源数字化 87
4.2.3 信源编码的仿真 89
4.3 通信
信号的仿真表示 91
4.3.1 基带系统信号的仿真表示 91
4.3.2 通带系统信号的仿真表示 91
4.4 数字基带传输 92
4.4.1 数字基带传输概述 92
4.4.2 数字基带传输的基本波形 93
4.4.3 数字基带传输的常见码型 95
4.5 信道编码 96
4.5.1 奇偶
监督码 97
4.5.2 循环码 98
4.5.3 卷积码 102
4.6 调制 105
4.6.1 模拟调制 106
4.6.2 数字正交调制 108
4.6.3
现代数字调制技术 111
4.7 解调 114
4.7.1 2ASK信号解调 114
4.7.2 2FSK信号的解调 115
4.7.3 2PSK解调 118
4.7.4 2DPSK解调 119
4.8 同步 119
4.8.1 载波同步 120
4.8.2 位同步 121
4.8.3 帧同步 122
练习题 122
第5章 通信信道仿真 123
5.1 信道仿真概述 124
5.2 有线与波导信道仿真方法 124
5.3 基于经验的电波传播统计模型 125
5.3.1 Okumura模型 125
5.3.2 Hata公式 126
5.3.3 Egli市区模型 126
5.3.4 Murphy市郊模型 127
5.3.5 Rood模型 127
5.3.6 ECAC模型 127
5.3.7 Palmer模型 128
5.3.8
中国国家
标准场强预测模型 128
5.4 基于数值计算的电波传播模型 129
5.4.1 自由空间传播模型 130
5.4.2 两径传播模型 131
5.4.3 绕射传播模型 132
5.5 信道模型的仿真方法 135
5.5.1 概述 135
5.5.2 AWGN信道 136
5.5.3 多径传播 137
练习题 140
第6章 通信网络仿真平台 141
6.1 OPNET仿真工具 142
6.1.1 OPNET Modeler模块组成及功能 143
6.1.2 OPNET Modeler工具特点 145
6.1.3 OPNET Modeler使用范围 146
6.1.4 OPNET Modeler建模过程 147
6.2 QualNet仿真工具 149
6.2.1 QualNet模块组成及功能 151
6.2.2 QualNet工具特点 152
6.2.3 QualNet使用范围 153
6.2.4 QualNet建模过程 153
6.3 NS2仿真工具 155
6.3.1 NS2模块组成及功能 155
6.3.2 NS2工具特点 158
6.3.3 NS2使用范围 159
6.3.4 NS2建模过程 161
练习题 162
第7章 通信终端仿真平台 163
7.1 MATLAB仿真工具 164
7.1.1 MATLAB模块组成及功能 165
7.1.2 MATLAB工具特点 166
7.1.3 MATLAB使用范围 167
7.1.4 MATLAB建模过程 170
7.2 SystemView仿真工具 172
7.2.1 SystemView模块组成及功能 172
7.2.2 SystemView工具特点 176
7.2.3 SystemView使用范围 178
7.2.4 SystemView建模过程 179
7.3 WRAP仿真工具 181
7.3.1 WRAP模块组成及功能 181
7.3.2 WRAP工具特点 183
7.3.3 WRAP使用范围 184
7.3.4 WRAP建模过程 185
练习题 187
第8章 仿真示例 189
8.1 概述 190
8.2 网络系统仿真 190
8.2.1 网络建模 190
8.2.2 局域网性能分析示例 191
8.2.3 ATM通信网络示例 195
8.3 终端仿真 200
8.3.1 终端建模 200
8.3.2
卫星通信终端示例 202
8.3.3 正交调幅数字
无线终端仿真示例 219
8.4 信道仿真 232
8.4.1 信道建模 233
8.4.2 离散信道仿真示例 234
8.4.3 多径信道仿真示例 241
练习题 247
附录A
英文缩略语 249
附录B 符号与名称 252
参考文献 253
Contents
Chapter 1 Introduction 1
1.1 The History of Communications System Simulation 2
1.2 Communications System and Correlative Concept 3
1.3 Communications System Simulation 5
1.4 Application and Expectation of Communications System Simulation 14
Exercises 14
Chapter 2 The Base of Communications System Simulation 15
2.1 The Basal Knowledge of Communications System Simulation 16
2.2 The System Configuration and Framework of Communications System Simulation 20
2.3 Probability Statistic of Simulation 27
2.4 Error Fountain of Simulation 34
2.5 Parameter Estimate of Simulation 38
2.6 Capability Index Evaluation of Simulation 45
2.7 The Emendation and Validating of Simulation 50
Exercises 53
Chapter 3 Communications Network Simulation 55
3.1 Summarize 56
3.2 The Content of Network System 59
3.3 Network Simulation Methods 67
3.4 Modeling of Network Equipment Simulation 72
Exercises 82
Chapter 4 Communications Terminal Simulation 85
4.1 Communications System Models 86
4.2 Signal Fountain and Signal Fountain Coding 87
4.3 The Simulation Denotation of Communications Signals 91
4.4 Digital Baseband Transfers 92
4.5 Channel Coding 96
4.6 Modulation 105
4.7 Demodulation 114
4.8 Synchronization 119
Exercises 122
Chapter 5 Communications Channel Simulation 123
5.1 The Summarization of Channel Simulation 124
5.2 Lineate and Wave-guide Channel Simulation Method 124
5.3 Electromagnetic Wave Transmitting Statistic Model Based on Experience 125
5.4 Electromagnetic Wave Transmitting Model Based on Numerical Value Calculation 129
5.5 The simulation Method of Channel Model 135
Exercises 140
Chapter 6 Communications Network Simulation Platform 141
6.1 OPNET Simulation Tool 142
6.2 QualNet Simulation Tool 149
6.3 NS2 Simulation Tool 155
Exercises 162
Chapter 7 Communications Terminal Simulation Platform 163
7.1 MATLAB Simulation Tool 164
7.2 SystemView Simulation Tool 172
7.3 WRAP Simulation Tool 181
Exercises 187
Chapter 8 Simulation Examples 189
8.1 Summarize 190
8.2 Network System Simulation 190
8.3 Terminal Simulation 200
8.4 Channel Simulation 232
Exercises 247
Appendix A 249
Appendix B 252
References 253
序言/前言
本书从基础理论、仿真工具和仿真实例3个方面深入浅出地阐述了通信系统建模与仿真的基本理论、方法和实现技术。全书共分8章，各章内容安排如下。
第1章绪论，重点阐述通信系统仿真的概念和层次，以及通信系统的重要作用。
第2章通信系统仿真基础，在阐述通信系统仿真原则和整体框架基础上，重点说明通信系统仿真的一些基础理论和方法，包括仿真中的概率统计、误差源、参数估计、性能指标评估、仿真的校正和验证等内容。
第3章至第5章根据通信系统仿真的不同层次，分别阐述通信网络、通信终端和通信信道的仿真，主要针对这3种层次描述如何进行通信系统的建模。其中第3章通信网络仿真，在介绍通信网络及仿真的概念和相关理论基础上，重点阐述通信网络仿真的方法和建模过程；第4章通信终端仿真，在介绍通信终端及仿真的概念和相关理论基础上，重点描述通信信号在接收机和发射机中整个处理过程的建模；第5章通信信道仿真，在介绍通信信道及仿真的概念和相关理论基础上，重点描述通信信道的衰落过程和加噪过程。
第6章、第7章是通信系统仿真工具介绍，根据目前国内外常用的仿真工具应用情况，重点介绍MATLAB、SystemView、OPNET、QualNet和 NS2等工具的特点、使用范围以及建模过程等内容。
第8章仿真示例，是以第一部分的仿真理论为基础，使用第二部分的仿真工具，结合一个具体的应用背景，介绍通信系统仿真的具体建模过程以及结果分析。
本书在撰写过程中，得到了许多同行和专家的鼓励和帮助。胡波、闫飞同志提出了宝贵建议；徐广、刘一利、涂本获同志为本书出版付出了极大的辛劳；杨正、丁鲲、王玮同志同样做了许多工作并提供了相当宝贵的
资料。高新华、司秀华、顾有林、余莉、郝士琦、雷武虎也参加了本书的编写工作这里一并表示衷心的感谢。
最值得提出的是，本书引用和参考了很多文献，从中汲取丰富营养，可以说没有他们的研究，本书是难以问世的。在此，对这些中外专家、学者致以崇高敬意。同时还要感谢参与本书
评价和审定的各位专家以及出版社的领导和同志们。
由于时间仓促和水平有限，错误之处在所难免。恳请读者提出宝贵意见。
