本书重点介绍利用波形级仿真技术来评估通信系统性能的基本理论、方法和实现技术。主要介绍了系统、模型与仿真的基本概念、仿真与建模方法论的有关内容、通信系统仿真过程所必需的随机过程理论、产生随机过程采样值的一些方法(这些随机序列是用于驱动MC仿真的)，最后对所产生的输入波形，即随机序列的质量进行了评估、通信系统的主要模块、几种通信信道模型的构建方法、信号参数估计的理论和方法、仿真中的性能指标的估计方法等。

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，重点介绍利用波形级仿真技术来评估通信系统性能的方法。全书共分9章，内容包括绪论(主要讲述建模与仿真的基本概念)、仿真与建模方法论、仿真中的随机过程分析、蒙特卡洛仿真与随机数的产生、通信系统的建模、通信信道及其模型、仿真中的参数估计、仿真中的性能指标估计以及案例研究：CDMA系统的性能评估。

本书的编排注意理论与实践的结合，讲述由浅入深，简明透彻，概念清晰，重点突出，既便于教师教学，又利于学生自学。

本书可作为电子信息及通信工程类专业本科生和研究生的教材，也可供相关专业的教学、科研及工程技术人员阅读和参考。

第1章 绪论

 1.1 系统、模型与仿真

1.1.1 系统

1.1.2 模型

1.1.3 仿真

 1.2 通信系统中的仿真

1.2.1 通信系统仿真的方法

1.2.2 通信系统分层仿真观点

1.2.3 仿真在通信系统设计中的应用

 思考与练习

第2章 仿真与建模方法论

 2.1 仿真的方法论

2.1.1 仿真与分析

2.1.2 通信仿真的方法论

 2.2 建模的基本概念

2.2.1 建模的层次结构

2.2.2 系统建模的基本方法

2.2.3 虚拟系统建模

2.2.4 混合仿真

 2.3 性能评估方法

 2.4 仿真中的误差源

2.4.1 系统建模误差

2.4.2 设备建模误差

2.4.3 随机过程建模误差

2.4.4 处理误差

 2.5 系统仿真的验证

2.5.1 设备模型的验证

2.5.2 随机过程模型的验证

2.5.3 系统模型的验证

 2.6 时间连续信号的采样

2.6.1 采样及采样定理

2.6.2 时间连续信号的恢复

2.6.3 多速率采样

 2.7 仿真在通信系统设计中的作用

2.7.1 仿真在通信系统不同设计阶段的应用

2.7.2 通信系统中的有效性分析

2.7.3 仿真技术的具体应用

 小结

 思考与练习

第3章 仿真中的随机过程分析

 3.1 概率论基础

3.1.1 随机事件与概率

3.1.2 随机变量与概率分布

3.1.3 单随机变量模型

 3.2 随机过程的基本概念

3.2.1 随机过程的一般表述

3.2.2 随机过程的统计特性

 3.3 平稳随机过程及其特性分析

3.3.1 平稳随机过程及其各态历经性

3.3.2 稳随机过程的特性分析

 3.4 噪声

3.4.1 调制信道模型简介

3.4.2 噪声的分类

3.4.3 起伏噪声

3.4.4 白噪声和带限白噪声模型

3.4.5 量化噪声

 3.5 随机过程的模型

3.5.1 随机序列

3.5.2 泊松过程

3.5.3 高斯随机过程

 3.6 随机过程通过线性系统

3.6.1 基本概念

3.6.2 窄带随机过程

3.6.3 正弦波加窄带高斯噪声

 小结

 思考与练习

第4章 蒙特卡洛仿真与随机数的产生

 4.1 蒙特卡洛仿真原理

4.1.1 蒙特卡洛仿真的定义

4.1.2 蒙特卡洛仿真的变形——准解析仿真

 4.2 随机数的产生

4.2.1 均匀分布随机数的产生

4.2.2 由任意概率密度函数生成随机数的方法

4.2.3 高斯随机变量的产生

 4.3 独立随机序列的产生

4.3.1 高斯白噪声序列

4.3.2 二进制伪随机序列

4.3.3 M进制伪随机序列

 4.4 相关随机序列的产生

4.4.1 相关高斯标量序列

4.4.2 相关高斯矢量序列

4.4.3 相关非高斯序列

 4.5 随机数产生器的测试

4.5.1 平稳性与非相关性

4.5.2 拟合优良度检测

 小结

 思考与练习

第5章 通信系统的建模

 5.1 通信系统建模的方法与原则

 5.2 信源及信源编码

5.2.1 信源

5.2.2 信源编码

 5.3 数字基带

5.3.1 逻辑到逻辑的映射

5.3.2 逻辑到波形的映射

5.3.3 二进制数字基带通信系统仿真

 5.4 信道编码

5.4.1 分组码

5.4.2 卷积码

5.4.3 编码通信的链路仿真

 5.5 调制系统

5.5.1 模拟调制

5.5.2 数字调制

5.5.3 仿真与实现

 5.6 解调与检测

5.6.1 相干解调

5.6.2 非相干解调

 5.7 同步

5.7.1 同步技术对仿真的影响

5.7.2 载波同步恢复

5.7.3 位同步恢复

 5.8 仿真的标校

5.8.1 信号功率

5.8.2 噪声功率

 小结

 思考与练习

第6章 通信信道及其模型

 6.1 准自由空间信道

6.1.1 晴空大气(对流层)信道

6.1.2 降雨大气信道

6.1.3 电离层相位信道

 6.2 衰落与多径信道

6.2.1 阴影衰落

6.2.2 多径衰落

 6.3 多径衰落信道的结构模型

6.3.1 弥散多径信道模型

6.3.2 离散多径信道模型

6.3.3 抽头增益过程的生成

 6.4 有限状态信道模型

6.4.1 有限状态无记忆模型

6.4.2 隐马尔可夫模型(HMM)

6.4.3 Fritchman模型

 6.5 衰落信道中通信系统的仿真方法

6.5.1 波形级仿真

6.5.2 码元级仿真

6.5.3 语音编码级仿真

 6.6 移动信道的参考模型

6.6.1 线路损耗模型

6.6.2 信道冲激响应模型

 小结

 思考与练习

第7章 仿真中的参数估计

 7.1 参数估计的基本概念

7.1.1 理论背景和基本概念

7.1.2 估计器的性能

 7.2 波形平均电平和平均功率估计

7.2.1 波形平均电平估计

7.2.2 波形平均功率估计

 7.3 波形幅度概率密度和分布函数估计

7.3.1 经验分布

7.3.2 直方图

 7.4 信号功率谱密度估计

7.4.1 估计器的基本形式

7.4.2 估计器的修正形式

7.4.3 估计器的期望值与方差

7.4.4 实现PSD的估计器

 7.5 时延和相位估计

7.5.1 无噪声环境下载波相位和定时同步的估计

7.5.2 分组估计器

 7.6 性能的目测指标

7.6.1 眼图

7.6.2 散布图

 小结

 思考与练习

第8章 仿真中的性能指标估计

 8.1 信噪比估计

8.1.1 信噪比估计器的形式

8.1.2 估计器的统计特性

8.1.3 估计器的实现

 8.2 数字系统性能估计的基本概念

8.2.1 性能描述和运行时间

8.2.2 理论框架

 8.3 数字系统性能估计的MC方法

8.3.1 估计器形式

8.3.2 MC估计器的置信区间

8.3.3 MC估计器的均值和方差

 8.4 尾部外推法

8.4.1 估计器形式

8.4.2 估计器的性能分析与实现

 8.5 重要事件采样法

8.5.1 重要事件采样法的工作原理

8.5.2 偏差概率密度函数的选择

 8.6 准解析方法

8.6.1 准解析方法的基本原理

8.6.2 用于二进制系统的QA方法

 小结

 思考与练习

第9章 案例研究：CDMA系统的性能评估

 9.1 CDMA系统性能仿真的总体思路

 9.2 CDMA系统介绍

9.2.1 CDMA系统原理及特点

9.2.2 频率和信道规范

9.2.3 CDMA上行信道

9.2.4 CDMA下行信道

 9.3 上行链路仿真

9.3.1 上行链路的仿真模型

9.3.2 仿真运行

 9.4 下行链路仿真

9.4.1 下行链路的仿真模型

9.4.2 仿真运行

 9.5 有限状态信道特性

9.5.1 离散信道建模

9.5.2 模型分析

 小结

附录

 附录1 傅里叶变换

 附录2 离散傅里叶变换(DFT)

 附录3 几种通信系统仿真中常用的概率分布

 附录4 误差函数表

参考文献