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本书是精通MATLAB丛书之一，全书基于MATLAB R2016a平台，从需要、实用的角度出发，介绍了MATLAB在电子信息工程中的应用，并给出了相应的实例，使得本书应用性更强，实用价值更高。本书提供所有程序源代码。精通MATLAB相关书目如下：（1）MATLAB 8.X实战指南（2）数字图像处理高级应用基于MATLAB和CUDA的实现（第2版）（3）MATLAB通信系统建模与仿真（4）MATLAB R2015a数字图像处理（5）MATLAB R2015b数学建模（6）MATLAB R2015a小波分析（7）MATLAB R2015b神经网络技术（8）MATLAB R2015b*化计算（9）MATLAB R2015b概率与数理统计（10）MATLAB R2015b数值计算方法（11）MATLAB R2016a智能计算25个案例分析（12）MATLAB R2016a在电子信息工程中仿真案例分析
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| 內容簡介： |
本书以MATLAB R2016a为平台，在讲解各实现方法的过程中给出相应的实例，使得本书应用性更强，实用价值更高。
全书共25章，主要介绍控制系统设计应用、神经网络设计应用、数字图像处理算法分析及其应用、通信系统的实际应用和数字信号处理技术等内容。MATLAB以其独特的魅力，成为电子信息工程领域强有力工具。
本书主要作为控制工程、通信工程、电子信息工程领域广大科研人员、学者、工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校的教师、在读理工科学生用书。
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| 目錄：
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目录
第1章最优的FIR滤波器设计
1.1频率取样的FIR滤波器设计
1.1.1约束条件
1.1.2设计误差
1.2最优的FIR滤波器设计
1.2.1一般最优滤波器
1.2.2加权最优滤波器
1.2.3反对称FIR滤波器
1.2.4微分FIR滤波器
1.3IIR与FIR数字滤波器的比较
第2章基于神经网络的案例分析与实现
2.1农作物虫情预测
2.1.1基于神经网络的虫情预测原理
2.1.2BP网络设计
2.2模型参考控制
2.2.1模型参考控制概念
2.2.2模型参考控制实例分析
2.3神经网络控制的应用
2.3.1机器人神经网络数字控制
2.3.2神经网络的跟踪迭代学习控制
第3章通信系统调制与解调分析与实现
3.1载波提取分析
3.1.1幅度键控分析
3.1.2相移键控分析
3.1.3频移键控分析
3.1.4正交幅度调制
3.2调制与解调的Simulink模块
3.2.1DSBAM调制解调
3.2.2SSBAM调制解调
3.2.3DSBSCAM调制解调
3.2.4FM调制解调
3.2.5PM调制解调
第4章BP神经网络算法分析与实现
4.1BP网络模型结构
4.2BP学习规则
4.3BP网络的训练函数
4.4BP网络的实现
4.5BP网络的限制
4.6BP方法的改进
第5章飞机偏航阻尼器性能分析与设计
5.1飞机偏航阻尼器设计
5.2数学模型及MATLAB描述
5.3校正前系统性能分析
5.3.1计算开环特征值
5.3.2求取系统的单位脉冲响应
5.4校正设计
5.4.1根轨迹法设计
5.4.2下洗滤波器设计
5.5校正后系统性能分析
5.5.1观察从方向舵到偏航角速度通道的闭环脉冲响应
5.5.2验证设计的下洗滤波器固定了飞机的螺旋模态问题
第6章感知器网络算法分析与实现
6.1感知器结构
6.2感知器的学习
6.3感知器的局部性
6.4感知器的异域问题
6.5感知器的神经网络训练函数
6.6感知器网络的实现
6.7线性分类问题的扩展讨论
6.8线性可分限制的解决方法
第7章FIR滤波器结构分析与设计实现
7.1FIR滤波器的结构
7.1.1直接型结构
7.1.2级联型结构
7.1.3频率抽样型结构
7.1.4快速卷积型结构
7.2线性相位FIR数字滤波器的特性
7.2.1线性相位FIR滤波器幅度特性
7.2.2线性相位FIR滤波器零点特性
7.3基本窗函数法的FIR滤波器设计
7.3.1窗函数的原理
7.3.2矩形窗
7.3.3汉宁窗
7.3.4海明窗
7.3.5布莱克曼窗
7.3.6凯赛窗
第8章图像阈值分割算法分析与应用
8.1灰度阈值分割
8.1.1灰度图像二值化
8.1.2灰度图像多区域阈值分割
8.2直方图阈值分割
8.2.1直方图阈值双峰法
8.2.2动态阈值法
8.3最大熵阈值分割
8.4分水岭法
第9章状态方程求解分析与设计实现
9.1系统数学模型
9.2系统的状态变量分析
9.2.1状态方程与系统函数之间的转换
9.2.2状态方程的变换域符号求解分析
9.2.3状态方程的时域符号求解分析
9.2.4系统方程的数值求解分析
第10章奈奎斯特稳定性判据及其应用
10.1频域分析基本概念
10.1.1频率特性
10.1.2频率特性曲线绘制的方法
10.1.3奈奎斯特稳定判据
10.1.4对数频率稳定判据
10.1.5开环频域性能指标
10.2Bode图
10.3Nyquist图
10.4系统稳定性的判定
10.4.1用Bode图法判断系统稳定性
10.4.2用Nyquist曲线法判断系统稳定性
第11章基于频域滤波的图像分析与实现
11.1有限冲激响应滤波
11.1.1频率变换法
11.1.2频率抽样法
11.1.3窗函数法
11.1.4频率响应矩阵
11.2低通滤波
11.2.1理想低通滤波器
11.2.2巴特沃斯低通滤波器
11.2.3高斯低通滤波器
11.3高通滤波
11.3.1理想高通滤波器
11.3.2巴特沃斯高通滤波器
11.3.3高斯高通滤波器
11.4高斯带阻滤波
11.4.1理想带阻滤波器
11.4.2巴特沃斯带阻滤波器
11.4.3高斯带阻滤波器
11.5同态滤波
第12章控制系统数学模型分析与实现
12.1连续系统
12.1.1微分方程
12.1.2传递函数
12.1.3状态空间描述
12.2离散系统
12.2.1差分方程
12.2.2离散传递函数Z传递函数
12.2.3离散状态空间模型
12.3数学模型的MATLAB相关函数
12.3.1传递模型的函数
12.3.2零极点模型函数
12.3.3状态空间模型函数
第13章径向基网络算法分析与实现
13.1径向基网络模型
13.2径向基网络的学习算法
13.3广义回归神经网络
13.4径向基网络的训练函数
13.5径向基网络的实现
13.5.1径向基函数网络在散布设计中的影响
13.5.2用于模式分类的RBF网络
13.5.3用于网络的逼近
13.6基于RBF网络的非线性滤波
13.7RBF网络与多层感知器的比较
第14章MIMOOFDM通信系统设计与实现
14.1MIMOOFDM通信系统设计
14.2MIMO系统
14.3OFDM技术
14.4MIMOOFDM系统
14.5空间分组编码
14.6STBC的MIMOOFDM系统设计
14.6.1STBC的MIMOOFDM系统模型分析
14.6.2STBC的MIMOOFDM系统性能分析
14.7STBC的MIMOOFDM系统MATLAB实现
第15章图像分割算法的MATLAB实现
15.1区域分割
15.1.1区域生长法
15.1.2分裂合并法
15.2边缘分割
15.2.1梯度算子
15.2.2一阶微分算子
15.2.3二阶微分算子
15.3彩色空间分割
15.3.1基于像元的分割方法
15.3.2聚类算法
第16章雷达信号、语音的模拟与实现
16.1雷达信号的产生
16.1.1脉冲幅度调制
16.1.2线性调频信号
16.1.3相位编码信号
16.1.4相位编码脉内线性调频混合调制信号
16.2噪声和杂波的产生
16.2.1随机热噪声
16.2.2杂波的模拟与实现
16.3小波在语音信号处理中的应用
16.3.1小波在语音信号增加中的应用
16.3.2小波在语音信号压缩中的应用
第17章根轨迹分析与MATLAB函数实现
17.1根轨迹的概述
17.1.1根轨迹法的基本概念
17.1.2根轨迹方程
17.1.3绘制根轨迹的基本条件
17.2二阶系统的根轨迹分析
17.3MATLAB根轨迹相关函数
17.3.1pzmap函数
17.3.2rlocus函数
17.3.3rlocfind函数
17.3.4sgrid函数
17.3.5zgrid函数
17.3.6damp函数
第18章Hopfield网络算法与应用
18.1离散Hopfield网络
18.2连续Hopfield网络
18.3联想记忆
18.4Hopfield网络结构
18.5Hopfield网络模型学习过程
18.6几个重要结论
18.7Hopfield网络的应用
第19章图像统计分析与滤波分析的函数实现
19.1图像的统计特性
19.1.1图像均值
19.1.2图像的标准差
19.1.3图像的相关系数
19.1.4图像的等高线
19.2空间域滤波
19.2.1图像加入噪声
19.2.2中值滤波器
19.2.3自适应滤波器
19.2.4排序滤波
19.2.5锐化滤波
第20章自组织神经网络的设计与应用
20.1常用的几种联想学习规则
20.1.1内星学习规则
20.1.2外星学习规则
20.1.3科荷伦Kohonen学习规则
20.1.4阈值学习规则
20.2自组织竞争神经网络的结构
20.3自组织竞争神经网络的设计
20.3.1网络初始化
20.3.2网络学习规则
20.3.3网络训练
20.4自组织竞争网络的应用
第21章控制系统稳定性判定分析与实现
21.1方程特征根判定稳定性
21.2lienardChipard判据判定系统稳定性
21.3根轨迹法判定稳定性
21.4传递函数极点法判断系统稳定性
21.5李亚普诺夫第二法判定系统稳定性
21.6频率法判定系统稳定性
21.6.1Bode图判定系统的稳定性
21.6.2Nyquist曲线判断系统稳定性
第22章线性神经网络算法分析与应用
22.1线性神经网络的模型
22.2WH学习规则
22.3线性网络的训练函数
22.4线性神经网络的构建
22.5网络训练
22.6线性网络的实现
22.7线性网络的局限性
22.8系统辨识
第23章信源编译码MATLAB模块实现
23.1信源编译码
23.1.1信源编码
23.1.2信源译码
23.2MATLABSimulink通信系统仿真实例
23.2.1MATLAB编码实例
23.2.2Simulink信道实例
23.2.3MATLABSimulink信道实例
第24章数字基带调制解调Simulink模块实现
24.1数字幅度调制解调
24.1.1数字幅度调制模块
24.1.2数字幅度解调模块
24.2数字频率调制解调
24.2.1数字频率调制模块
24.2.2数字频率解调模块
24.3数字相位调制解调
24.3.1数字相位调制模块
24.3.2数字相位解调模块
24.4调制与解调的Simulink应用
第25章功率谱估计方法分析与设计实现
25.1功率谱估计
25.1.1经典功率谱估计法
25.1.2改进的直接法估计
25.1.3AR模型功率谱估计
25.1.4部分现代谱估计的非参数方法
25.2MUSIC法功率谱估计
附录AMATLAB R2016a安装说明
参考文献
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前言
MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面，包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大地方便了用户的使用。新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和CC数学库与图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C代码，并允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C语言程序。另外，MATLAB网页服务程序还允许在Web应用中使用自己的MATLAB数学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通信系统调制与解调、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱单独提供的专用MATLAB函数集扩展了MATLAB环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。本书具有以下特点：（1） 结构紧凑，分析全面。本书介绍MATLAB的使用，深入介绍利用MATLAB解决实际问题，根据读者的学习习惯和内容的梯度合理安排，更加适合读者学习。（2） 内容翔实，实用性强。书中每介绍一个概念或函数都给出相应的用法及实例进行说明，使读者能快速掌握MATLAB及其在实际中的应用。（3） 图文并茂。对于程序的运行结果，本书给出了大量的图形。本书不仅注重基础知识，而且非常注重实践，让读者迅速掌握MATLAB的应用技能。通过本书的学习，读者不仅可以全面掌握MATLAB编程和开发技术，还可以提高快速分析和解决实际问题的能力，从而能够在最短的时间内，以最好的效率解决实际建模中遇到的问题，提升工作效率。本书主要由杨发权编写，数字图像处理部分由栾颖编写，参加编写的还有周品、曾虹雁、邓俊辉、陈添威、邓耀隆、高永崇、李嘉乐、李锦涛、梁朗星、梁志成、梁恩庆、梁仲轩、杨平和许兴杰。本书主要作为控制工程、通信工程、电子信息工程领域广大科研人员、学者、工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校的教师、在读理工科学生用书。本书力求内容丰富、图文并茂、文字流畅，使之成为一本学习和使用MATLAB分析解决理论与工程应用方面有价值的参考书。由于作者水平有限，错误或疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。作者2017年1月
第3章通信系统调制与解调分析与实现
3.1载波提取分析3.1.1幅度键控分析
在幅度键控中载波幅度是随着调制信号而变化的。最简单的形式是载波在二进制调制信号1或0的控制下通或断，此种调制方式称为通断键控OOK。其时域表达为
SOOKt=anAcosct
式中，an为二进制数字。【例31】对二元序列10110010，画出2ASK的波形，其中载频为码元速率的2倍。载频为码元速率的2倍，即表明在一个符号的时间里载波刚好一个周期。其实现的MATLAB程序代码如下：
clear all;
t=0.01：0.01：8;
y=sin2*pi*t;%载波
%定义一个与二元序列对应的时间序列
x=［ones1,100,zeros1,100,ones1,100,ones1,100,...
zeros1,100,zeros1,100,ones1,100,zeros1,100］;
z=x.*y; %幅频键控
plott,z,''r''
运行程序，效果如图31所示。
图31ASK波形
3.1.2相移键控分析1. PSK包络绘制
在载波相位调制中，在信道发送的信息调制在载波的相位上，相位通常范围是0,2，所以通过数字相位调制数字信号的载波相位是： m=2mMm=0,1,,M-1。对二进制调制，两个载波的相位分别是0，。对于M进制的相位调制，一般M个载波调相信号的波形表达式为
umt=AgTtcos2fct 2mMm=0,1,,M-1
式中，gTt为发射端的滤波脉冲，决定了信号的频谱特征； A是信号振幅。相移键控的能量在调制过程中没有改变：
Em= -u2mtdt
= -A2g2Ttcos2cdt
=12 -A2g2Ttdt 12 -A2g2Ttcos4fct 4mMdt
=A22 -g2Ttdt=Es
Es表示发送一个符号的能量，通常选用gTt为矩形脉冲，定义为
gTt=2T0tT
此时发送信号波形在间隔0tT内表示为
umt=2EsTcos2fct 2mMm=0,1,,M-1
上式给出的发送信号有常数包络，且载波相位在每一个信号间隔的起始位置发生突变。将k比特信息调制到M=2k个可能相位的方法有多种，常用方法是采用格雷码编码，此种编码方式的相邻相位仅相差一个二进制比特。在M=8时，生成常数包络PSK信号波形，为了方便，将信号幅度归一化为1，取载波频率为6T。【例32】绘制一个PSK包络。其实现的MATLAB程序代码如下：
clear all;
T=1;M=8;
Es=T2;fc=6T;
N=120;delta_T=TN-1;
t=0：delta_T：T;
u1=sqrt2*EsT*cos2*pi*fc*t;%求出8个波形
u2=sqrt2*EsT*cos2*pi*fc*t 2*piM;
u3=sqrt2*EsT*cos2*pi*fc*t 4*piM;
u4=sqrt2*EsT*cos2*pi*fc*t 6*piM;
u5=sqrt2*EsT*cos2*pi*fc*t 8*piM;
u6=sqrt2*EsT*cos2*pi*fc*t 10*piM;
u7=sqrt2*EsT*cos2*pi*fc*t 12*piM;
u8=sqrt2*EsT*cos2*pi*fc*t 14*piM;
subplot8,1,1;plott,u1;
subplot8,1,2;plott,u2;
subplot8,1,3;plott,u3;
subplot8,1,4;plott,u4;
subplot8,1,5;plott,u5;
subplot8,1,6;plott,u6;
subplot8,1,7;plott,u7;
subplot8,1,8;plott,u8;
运行程序，效果如图32所示。
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