Matlab語言由于其語法的簡潔性、代碼接近于自然數(shù)學(xué)描述方式以及具有豐富的專業(yè)函數(shù)庫等諸多優(yōu)點，吸引了眾多科學(xué)研究工作者，越來越成為科學(xué)研究、數(shù)值計算、建模仿真以及學(xué)術(shù)交流的事實標準。Simulink 作為Matlab 語言上的一個可視化建模仿真平臺，起源于對自動控制系統(tǒng)的仿真需求，它采用方框圖建模的形式，更加貼近于工程習(xí)慣。目前，Matlab/Simulink 的應(yīng)用已經(jīng)遠遠超越了數(shù)值計算和控制系統(tǒng)仿真等傳統(tǒng)領(lǐng)域，在幾乎所有理工學(xué)科中形成了為數(shù)眾多的專業(yè)工具庫和函數(shù)庫，日益成為科學(xué)研究和工程設(shè)計中日常計算和仿真試驗的工具。
隨著Matlab/Simulink 通信、信號處理專業(yè)函數(shù)庫和專業(yè)工具箱的成熟，它們逐漸為廣大通信技術(shù)領(lǐng)域的專家學(xué)者和工程師所熟悉，在通信理論研究、算法設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計、建模仿真和性能分析驗證等方面的應(yīng)用也更加廣泛。Simulink 可視化仿真工具能夠以非常直觀的方框圖方式形象地對通信系統(tǒng)進行建模，并以“實時”和動畫的方式來將模型仿真結(jié)果（如波形、頻譜、數(shù)據(jù)曲線等）顯示出來，更便于對通信系統(tǒng)的物理概念和運行過程的直觀理解，所以近年來在通信工程專業(yè)中得到了廣大師生的重視和廣泛應(yīng)用，在理論教學(xué)、課程實踐環(huán)節(jié)以及理論和技術(shù)前沿的研究中發(fā)揮了重要作用。
本書以通信原理為主線，從系統(tǒng)建模原理和仿真的數(shù)值計算方法入手，詳細介紹了 Matlab/Simulink 在通信系統(tǒng)建模和仿真中的應(yīng)用原理、內(nèi)容方法和特點，并結(jié)合作者在科研和教學(xué)中的應(yīng)用研究，列舉了大量的仿真實例。通過這些實例，以期達到兩個目的：其一是通過系統(tǒng)建模過程使讀者理解Matlab/Simulink 基本建模仿真方法的實質(zhì)性，以掌握通信系統(tǒng)仿真的思維方法；其二是通過仿真過程和仿真結(jié)果分析對基本通信系統(tǒng)原理的理解，并逐漸培養(yǎng)讀者系統(tǒng)建模和設(shè)計的自主能力和創(chuàng)造力。
本書的特點如下。
（1） 本書重點討論通信工程相關(guān)專業(yè)的系統(tǒng)仿真原理和應(yīng)用，以通信系統(tǒng)構(gòu)成為主線介紹系統(tǒng)仿真方法，以微分方程的數(shù)值求解和概率論為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，注重介紹通信仿真技術(shù)中基礎(chǔ)性的、本質(zhì)性的內(nèi)容，并強調(diào)仿真的數(shù)學(xué)原理和方法，而不作為一本Matlab語言或仿真編程的介紹手冊。
理論的學(xué)習(xí)必須要有實踐的支持，理論的檢驗和驗證也必須通過實踐。數(shù)理基礎(chǔ)在通信工程專業(yè)中的地位應(yīng)當?shù)玫街匾�。系統(tǒng)仿真技術(shù)是專業(yè)理論和系統(tǒng)實驗相結(jié)合的有效途徑之一，學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)仿真不是學(xué)習(xí)某個系統(tǒng)仿真軟件的功能，而是在扎實的數(shù)理基礎(chǔ)和通信理論基礎(chǔ)上以系統(tǒng)仿真軟件作為工具平臺的實踐活動�；�于這種認識，本書沒有系統(tǒng)介紹Matlab/Simulink 軟件的使用方法和編程函數(shù)，而是把Matlab/Simulink 視為一種方便的仿真軟件工具在通信系統(tǒng)建模和仿真中加以應(yīng)用。因此，掌握本書所介紹的系統(tǒng)仿真思想方法也就意味著可以使用任何計算機語言來進行通信系統(tǒng)的建模仿真實踐。
（2） 本書詳細講述了Matlab/Simulink 的建模仿真原理，把S 函數(shù)作為掌握Simulink 仿真的根本，并將Simulink 可視化建模和Matlab 語言編程統(tǒng)一起來，還通過眾多的實例，加強了對仿真手段、思想方法以及系統(tǒng)原理等抽象內(nèi)容的理解和應(yīng)用。讀者可以通過運行這些實例或改變實例中系統(tǒng)模塊的參數(shù)來進行實驗，甚至可以在這些實例的基礎(chǔ)上構(gòu)建更加復(fù)雜的系統(tǒng)模型。
（3） 本書在內(nèi)容編排上注意由淺入深，逐本求源，由普遍方法論到實際建模實驗，由通信單元模塊的建模到綜合系統(tǒng)仿真，循序漸進，便于閱讀和學(xué)習(xí)。本書以Matlab/Simulink 作為實驗平臺，對通信系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)原理講述得比較詳細，重視數(shù)理基礎(chǔ)在通信工程中的應(yīng)用，注重原理的論述，授人以漁，特別注重講解通信系統(tǒng)建模和仿真理論中根本性的和基礎(chǔ)性的內(nèi)容。
（4） 鑒于通信系統(tǒng)仿真涉及的內(nèi)容廣泛，對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的要求和通信基本理論的理解要求較高，又特別強調(diào)矩陣數(shù)值計算方法的編程實現(xiàn)能力，因此在每章末尾總結(jié)了主要內(nèi)容并對相關(guān)的參考資料進行了綜述，以便讀者進一步深入學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容時參考。
本書共分8章。
第1章概述了通信系統(tǒng)仿真的原理和方法，對仿真建模的意義、模型的類型以及仿真的數(shù)學(xué)方法進行了論述。
第2章是本書的基礎(chǔ)，主要介紹了Matlab/Simulink 編程和建模仿真的原理，并通過大量的實例演示了應(yīng)用Matlab/Simulink 建模仿真的方法、關(guān)鍵問題和處理技巧。希望通過這些實例和實驗使讀者對Matlab/Simulink 的建模和仿真有一個實質(zhì)性的理解。
第3章以通信系統(tǒng)的基本構(gòu)造為主線，對通信系統(tǒng)基本模塊的原理和建模方法進行了討論，并介紹了Matlab/Simulink 通信工具箱和信號處理工具箱中的常用模塊及其原理和使用方法。以這些基本模塊為元素，給出了通信系統(tǒng)中從信源、調(diào)制、信道到接收解調(diào)、同步等基本單元的仿真實例。
第4章簡要闡述了通信系統(tǒng)整體構(gòu)架和層次化建模的思想要點，比較了模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真框架和兩者的異同點，并討論了描述通信系統(tǒng)質(zhì)量和性能的主要指標。
第5章對模擬通信系統(tǒng)的建模和仿真問題進行了詳細的討論，包括對調(diào)幅廣播波形和頻譜、傳輸、接收機自動增益控制原理和性能、檢波和解調(diào)、單邊帶通信機、調(diào)頻立體聲系統(tǒng)以及彩色電視信號和系統(tǒng)的仿真實例。對模擬通信系統(tǒng)運行原理的理解能力可以視為無線電和電子工程師最基本的專業(yè)素質(zhì)的衡量。
第6章討論了模擬信號數(shù)字化問題的原理和仿真實例，內(nèi)容包括采樣定理的原理性仿真、A/D 轉(zhuǎn)換、非均勻量化的原理和性能仿真、PCM 編解碼過程、自適應(yīng)PCM 以及增量調(diào)制的原理仿真和性能結(jié)果等。
第7章以數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和一些較深入的問題為研究對象，討論了以誤碼率為性能指標的蒙特卡羅仿真建模方法，基帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇a型設(shè)計與仿真，基帶帶限傳輸系統(tǒng)、眼圖以及信道均衡問題，數(shù)字調(diào)制的波形和頻譜仿真問題等，并以仿真實例介紹了擴頻抗干擾系統(tǒng)的原理和性能分析，包括直接序列擴頻系統(tǒng)和跳頻系統(tǒng)的仿真實例。
第8章討論了通信系統(tǒng)模型評估和仿真結(jié)果的正確性驗證等問題，較詳細地介紹了蒙特卡羅仿真方法的實現(xiàn)要點、隨機數(shù)的產(chǎn)生、各種隨機分布以及它們之間的關(guān)系，并討論了以數(shù)理統(tǒng)計方法為主的模型和仿真數(shù)據(jù)評估方法、插值和擬合等實驗數(shù)據(jù)處理方法等，對蒙特卡羅仿真方法的試驗精度等方面進行了性能分析。
全書所有實例的模型文件和程序代碼都已在Matlab（R13）版本下調(diào)試通過。另外，本書還提供了一個電子教案。讀者需要具有微積分、概率與統(tǒng)計、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理和通信原理的背景知識。
本書計劃學(xué)時為40 學(xué)時，課堂重點是講述通信系統(tǒng)仿真的概念、方法和實例應(yīng)用，而在教學(xué)實踐環(huán)節(jié)可以通過本書的眾多實例以及各章思考題來加深對仿真方法的掌握。建議讀者在理解仿真原理的基礎(chǔ)上，對本書列舉的實例給出自己的仿真模型和設(shè)計參數(shù)，然后與本書的模型和程序結(jié)果進行對比，這樣比單純運行、研究實例模型將更能夠激發(fā)讀者的創(chuàng)造力，也更具趣味性和挑戰(zhàn)性。本書給出的思考題一般是對實例問題的深化或拓展以及對正文的補充，許多思考題在仿真條件、系統(tǒng)建模上給讀者預(yù)留了很大的創(chuàng)造空間，解答可以靈活多樣。
感謝澳大利亞新南威爾士大學(xué)電子與電氣工程學(xué)院的Yuan Jinhong教授，在我做訪問學(xué)者期間，他提供了良好的學(xué)術(shù)研究環(huán)境。我在與他以及他的同事的學(xué)術(shù)交流中得到了許多啟迪，促成了本書的完成。
本書在成書過程中得到了許多專家、教授的關(guān)心和幫助，特別是在與徐明遠教授、姚紹文教授、龍華教授、劉增力副教授等前輩和專家的交流中深受教益。在本書的寫作和相關(guān)課程教學(xué)和輔導(dǎo)工作中還得到了宋耀蓮、楊秋萍、朵琳老師的幫助和支持，龍洋、吳熹等研究生也幫助完成了本書部分章節(jié)的校閱工作，清華大學(xué)出版社的魏江江編輯對本書的策劃、編輯和校對付出了辛苦勞動，在此對他們表示衷心的感謝。
最后要感謝我的家人，沒有他們的關(guān)心和支持，本書是不能完成的。
本書可作為高等院校通信工程、電子信息類專業(yè)的本科生和研究生系統(tǒng)仿真課程的教材或進行相關(guān)課題研究的參考書，也可作為相關(guān)專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等綜合性實踐教學(xué)的指導(dǎo)材料。
現(xiàn)代通信系統(tǒng)仿真技術(shù)不僅僅是對通信理論的驗證手段，也日益成為通信新理論研究、新協(xié)議、新算法開發(fā)和系統(tǒng)總體設(shè)計的重要實驗研究途徑，因此，本書所介紹的系統(tǒng)仿真思想方法對于從事通信系統(tǒng)設(shè)計的專業(yè)技術(shù)人員也具有很高參考價值。