数字通信系统的建模与仿真分析
matlab 通信仿真案例
matlab 通信仿真案例
在MATLAB中，通信仿真是一个常见的应用领域，可以用于模拟
和分析数字通信系统的性能。
下面我将从多个角度介绍几个常见的
通信仿真案例。
1. OFDM系统仿真，OFDM（正交频分复用）是一种常见的多载
波调制技术，用于高速数据传输。
你可以使用MATLAB来建立一个基
本的OFDM系统仿真模型，包括信道估计、均衡和解调等模块。
通过
仿真可以分析系统在不同信噪比下的误码率性能，优化系统参数以
及算法设计。
2. 无线通信系统仿真，你可以使用MATLAB建立一个简单的无
线通信系统仿真模型，包括传输信道建模、调制解调、信道编码、
多天线技术等。
通过仿真可以评估系统的覆盖范围、传输速率、抗
干扰能力等性能指标。
3. MIMO系统仿真，MIMO（多输入多输出）技术在无线通信中
得到了广泛应用。
你可以使用MATLAB建立一个MIMO系统仿真模型，包括空间多路复用、信道估计、预编码等。
通过仿真可以分析系统
的信道容量、波束赋形技术对系统性能的影响等。
4. LTE系统仿真，LTE（长期演进）是目前移动通信领域的主流技术之一。
你可以使用MATLAB建立一个LTE系统仿真模型，包括物理层信号处理、上下行链路传输、信道编码解码等。
通过仿真可以评估系统的覆盖范围、传输速率、干扰抑制能力等性能指标。
以上是一些常见的通信仿真案例，通过MATLAB你可以方便地建立仿真模型，分析系统性能，并优化系统设计。
希望这些案例能够帮助到你。
基于Matlab的16QAM通信系统的设计与仿真.
淮海工学院课程设计报告书课程名称：通信系统的计算机仿真设计题目：16QAM通信系统性能分析与MATLAB仿真系（院）：电子工程学院学期：2013-2014-2专业班级：姓名：学号：基于Matlab的16QAM通信系统的设计与仿真1绪论1.1 研究背景与研究意义应用MATLAB的编程方法和功能模块可以搭建各种仿真系统，还可以应用丰富的时间域、频率域、相位域的仿真测量仪器。
许多新一代通信系统的系统级仿真程序出现在MATLAB软件的演示实例中，这使得学习的效率大为提高，对技术与系统的理解已经从概念深入到电路方案和选取层面。
Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境。
Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。
QAM（Quadrature Amplitude Modulation）：正交振幅调制。
正交振幅调制，这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。
QAM是数字信号的一种调制方式，在调制过程中，同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步提高频带利用率。
正交调幅是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法，因此会双倍扩展有效带宽。
正交调幅被用于脉冲调幅，特别是在无线网络应用。
1.2 课程设计的目的和任务随着现代通信技术的发展，特别是移动通信技术高速发展，频带利用率问题越来越被人们关注。
在频谱资源非常有限的今天，传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求。
正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)以其高频谱利用率、高功率谱密度等优势，成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。
首先介绍了QAM调制解调原理，提出了一种基于MATLAB的16QAM 系统调制解调方案，包括串并转换，2-4电平转换，抽样判决，4-2电平转换和并串转换子系统的设计，对16QAM的星座图和调制解调进行了仿真，并对系统性能进行了分析，进而证明16QAM调制技术的优越性。
通信系统仿真（精）
一、物理层仿真实验1、实验目的：初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建，并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线，完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号，并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果，但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的，只能算是伪随机数。
从预测的角度看，周期数据是完全可以预测的，但当周期趋于无穷大时，可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有：Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加，进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器：Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值（x0,y0,z0），这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是：30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列：Ui=（Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323）mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是：将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X，条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声，其含义是功率谱是白的，信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量，可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下：X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量，产生的X和Y均为高斯随机变量。
陈树新现代通信系统建模与仿真第01章
第1章 绪论 在仿真实验方面，现代仿真技术将实验框架与仿真运行
控制区分开来。一个实验框架定义一组条件，它们包括模型 参数、输入变量、观测变量、初始条件、终止条件和输出说 明等。前面已对模型参数进行了说明，除此之外，现代仿真 技术与传统仿真技术的区别还在于现代仿真技术将输出函数 的定义也与仿真模型分离开来。这样，当需要不同形式的输 出时，不必重新修改仿真模型，甚至不必重新仿真运行。
第1章 绪论 1.1.2 模型
为了研究、分析、设计和实现一个系统，需要进行实验。 实验的方法通常可分为两大类：一类是直接在真实系统上进 行；另一类是先构造模型，通过对模型的实验来代替或部分 代替对真实系统的实验。传统上大多采用第一类方法。随着 科学技术的发展，尽管第一类方法在某些情况下仍然是必不 可少的，但第二类方法日益成为人们更为常用的方法，其主 要原因在于： (1) 系统还处于设计阶段，真实的系统尚未建立，人们 需要更准确地了解未来系统的性能，这时就只能通过对模型 的实验来了解；
第1章 绪论 对于数学模型而言，当系统的激励是连续信号时，若其
响应也是连续信号，则称其为连续系统；当系统的激励是离 散信号时，若其响应也是离散信号，则称其为离散系统。连 续系统与离散系统常组合使用，可称为混合系统。描述连续 系统的数学模型是微分方程，而描述离散系统的数学模型是 差分方程。 如果系统的数学模型只有单个输入和单个输出信号，则 称为单输入—单输出系统，如图1.1-1(a)所示；如果系统含 有多个输入和多个输出信号，则称为多输入—多输出系统， 如图1.1-1(b)所示。这里仅考虑单输入—单输出系统。
第1章 绪论 (2) 在真实系统上进行实验可能会引起系统破坏或发生
故障，例如，对一个处于运行状态的化工系统或电力系统进 行没有把握的实验，将会冒巨大的风险； (3) 需要进行多次实验时，难以保证每次实验的条件相 同，因而无法准确判断实验结果的优劣； (4) 实验时间太长或费用昂贵。 因此，在模型上进行实验日益为人们所青睐，建模技术 也就随之发展起来了。根据建模方法不同可以把模型分为两 大类：一类是物理模型，就是采用一定比例尺按照真实系统 的“样子”制作，沙盘模型就是物理模型的典型例子；另一 类是数学模型，就是用数学表达式来描述系统的内在规律。
Simulink通信系统建模与仿真教学设计
详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真教学设计MATLAB/Simulink是一款广泛应用于各个领域的数学工具，其中Simulink可用于建立系统级仿真模型，以便进行电子、机械、流体和控制系统等领域内的实验分析和设计。
在通信领域中，Simulink非常适合建立通信系统的仿真模型，并用于进行传输计算、信道建模、信号处理和多模调制等。
本文将介绍MATLAB/Simulink通信系统模型的建立，及如何将其应用于通信系统教学设计。
通信系统模型建立数字调制数字调制是通信系统中的关键技术之一。
首先，我们需要在Simulink中建立基带信号源，并使用Math Function模块产生载波信号。
Modulation 模块可用于将基带信号和载波信号结合起来。
为了使得调制系统工作稳定和正常，通常在模型中加入Equalization和Resampling模块，以消除接收端接收到的噪声和信号失真。
当系统处理完成后，我们可以使用Scope模块来对模型工作情况进行进一步的分析。
数字解调数字解调需要在接收端建立解调器模型。
接收端模型包括匹配滤波器、采样器、时钟恢复器、色散补偿器和多值/二次干扰恢复器。
在这个模型中，也需要添加Equalization和Resampling模块以消除接收端所受的噪声和信号失真。
在接收端处理完成之后，我们也可以使用Scope模块对模型结果进行进一步分析。
信道建模信道建模是通信系统中另一个关键环节。
在Simulink中建造通信信道仿真模型，需要引入建立通信信道的数学模型，并建立符合通道模型的信道传输系统。
在建立仿真模型中，包括噪声源、多路复用技术、OFDM技术、信号调制和解调技术。
对于每个信道结构，我们都可以建立相应的仿真模型，进行仿真分析。
OFDM信息传输系统OFDM技术利用多个正交子载波来传输信息，以提高通信质量和可靠性，同时提高频带利用率。
OFDM系统建模主要包括加脉冲造型、IFFT、添加循环前缀、调制调制、运动模糊和色散模拟、反向调制、解压缩、去定时和轻度等模块。
matlab通信仿真实例
matlab通信仿真实例通信仿真在工程领域中具有广泛的应用，MATLAB作为一种强大的数学建模工具，能够帮助工程师进行通信系统的仿真设计和分析。
在本文中，我们将通过一个具体的MATLAB通信仿真实例来展示如何使用MATLAB进行通信系统的建模和仿真。
首先，我们需要定义一个简单的通信系统，假设我们要设计一个基于QPSK调制的数字通信系统。
我们可以按照以下步骤进行仿真实例的设计：1. 生成随机比特序列：首先我们需要生成一组随机的比特序列作为发送端的输入。
我们可以使用MATLAB的randi函数来生成随机的二进制比特序列。
2. QPSK调制：接下来，我们需要将生成的二进制比特序列进行QPSK调制，将比特序列映射到QPSK星座图上的相应点。
我们可以使用MATLAB的qammod 函数来进行QPSK调制。
3. 添加高斯噪声：在通信信道中，往往会存在各种噪声的干扰，为了模拟通信信道的实际情况，我们需要在信号上添加高斯噪声。
我们可以使用MATLAB的awgn函数来添加高斯噪声。
4. QPSK解调：接收端接收到信号后，需要进行QPSK解调，将接收到的信号映射回比特序列。
我们可以使用MATLAB的qamdemod函数来进行QPSK解调。
5. 比特误码率计算：最后，我们可以计算仿真的比特误码率（BER），用来评估通信系统的性能。
我们可以通过比较发送端和接收端的比特序列来计算比特误码率。
通过以上步骤，我们就可以完成一个基于QPSK调制的数字通信系统的MATLAB仿真实例。
在实际的通信系统设计中，我们可以根据具体的需求和系统参数进行更加复杂的仿真设计，例如考虑信道编码、信道估计等因素，以更加准确地评估通信系统的性能。
MATLAB的强大数学建模和仿真功能，为工程师提供了一个非常有用的工具，可以帮助他们设计和分析各种通信系统。
通过不断的实践和学习，工程师可以更加熟练地运用MATLAB进行通信系统的仿真设计，为通信系统的性能优化提供有力的支持。
通信系统建模与仿真心得体会
通信系统建模与仿真心得体会本学期的实习课程中，我们开展了通信系统建模与仿真，通过动手操作，我们收获很大，现将心得体会汇总如下：通信系统建模是通信工程和电子信息类专业一门重要的专业主干课，理论性强、概念抽象，公式推导繁琐，学生难以理解和掌握。
实验教学作为通信原理课程教学工作的重要组成部分，对提高学生动手能力、分析解决问题的能力等各方面起着重要作用。
由于计算机仿真技术的广泛应用和飞速发展，能够引入软件仿真技术对复杂通信系统进行建模,利用集成仿真环境和图形图像处理等技术，在PC机上实现可视化的系统虚拟仿真、可以替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境[4]。
这是现代高校实验教学的发展模式，弥补了实验箱验证性实验教学的不足，能够有效解决实验方式机械、实验设备维护困难和实验内容不系统等问题，其优势在于利用率高，易维护，便于开展综合性和设计性实验。
实验室环境下的仿真模块能够提供动态系统的建模、仿真和综合分析的集成环境，模块库中拥有丰富的模块组，还可以把有特定功能的代码转换成模块，多个模块之间可以组织成一个子系统，因此具有内在的模块化设计功能，可以满足用户设计出各种需要的系统。
为了在仿真过程中可以随时观察结果，仿真模块提供了专门用于显示输出信号的模块，比如示波器和频谱仪。
另外，考虑到用户在仿真结束之后需要进行数据分析和处理，仿真模块的存储模块可以把仿真结果以波形、数据等形式保存到实验室工作空间中。
基于实验室的上述功能，在仿真模块环境下完全可以实现在硬件设备上要完成的实验内容，通过可视化的各种GUI控件，建立直观的动态系统模型，从而为实验教学提供功能丰富、操作便捷的虚拟仿真环境。
实验室具有强大的数值运算能力、方便实用的绘图功能，以及语言的高度集成性和可视化建模仿真等功能，使得它在众多学科领域成为应用开发的基本工具和首选平台。
实验室下的仿真模块仿真环境可以对动态系统进行建模、仿真和分析，采用图形化和模块化的建模方式，模型结构直观，提供专门的输出显示模块和存储模块，便于对仿真数据进行分析和处理。
Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计 (2)
Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计一、教学目标本课程旨在通过【Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析】的教学，使学生掌握如下知识和能力：1.了解数字通信系统基本概念及其发展过程；2.掌握数字通信系统的建模方法和仿真技术；3.能够通过实例分析，掌握数字通信系统的性能分析方法；4.能够设计数字通信系统并进行仿真。
二、教学内容1. 数字通信系统概述•数字通信系统基本概念•数字通信系统的应用领域及其发展历程2. 数字通信系统建模方法•数字信号的基本特性•采样、量化和编码的基本原理•数字调制技术•误差控制编码技术3. 数字通信系统的仿真技术•Simulink仿真环境的基本概念和使用方法•通信系统仿真模型设计方法4. 数字通信系统的性能分析方法•常见数字通信系统的性能参数及其定义•数字通信系统的误码率分析方法5. 数字通信系统设计与仿真实例分析•基于Matlab/Simulink的通信系统建模和仿真实例分析三、教学方法本课程采用主题讲授和案例分析相结合的教学模式。
主要教学方法包括：1.讲授：教师通过课堂讲解授予基本概念、原理和技术，并采取案例分析的方法，使学生逐步领悟和掌握学习内容。
2.实验：采用Matlab/Simulink仿真软件进行数字通信系统建模和仿真实验。
3.课堂讨论：设计选题和应用实践案例的课堂讨论。
四、教学评估本课程的教学评估主要通过期末考试、实验报告和作业完成情况来进行。
1. 期末考试期末考试采用闭卷考试形式，主要测试学生对数码通信系统理论的掌握情况，考核内容覆盖课程中所讲述的主要内容。
2. 实验报告实验报告要求学生通过Matlab/Simulink仿真软件对数字通信系统进行建模和仿真，并撰写学习笔记和所完成实验的结果分析。
3. 作业完成情况教师将根据课堂讨论和布置的作业对学生的学习情况进行评估。
五、教学资源教师将为本课程提供以下教学资源：1.选取优秀的课程设计案例，供学生进行仿真和分析；2.为学生提供Matlab/Simulink仿真软件的操作指导和优秀的资源链接。
OFDM系统设计与仿真共3篇
OFDM系统设计与仿真共3篇OFDM系统设计与仿真1OFDM系统设计与仿真OFDM技术是一种多载波信号传输技术，将整个信道分割成数个互不干扰的子载波，每个子载波都可以进行调制传输数据，使得OFDM技术具有抗多径和高速传输的优点，因此在现代通信系统中得到广泛应用。
本文将介绍OFDM系统的设计和仿真过程。
一、OFDM系统的设计OFDM系统的设计首先需要确定系统的参数，包括子载波数量、调制方式、误码率等。
具体的设计流程如下：1. 确定子载波数量OFDM系统中子载波数量的选择与系统的带宽有关系，可以通过下式计算出子载波数量：N = B/Δf其中，N是子载波数量，B是系统的带宽，Δf是子载波的带宽。
2. 确定调制方式OFDM系统的调制方式有许多种，如BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等。
不同的调制方式可以达到不同的传输速率和误码率，通常选用16QAM和64QAM，可以提高系统的信噪比和传输速率。
3. 确定误码率OFDM系统在传输数据时会受到各种干扰和噪声的影响，因此需要确定合适的误码率。
在一般情况下，当误码率为10^-5时，OFDM系统的性能最优。
二、OFDM系统的仿真OFDM系统的仿真可以通过软件或硬件实现。
其中，软件仿真可以通过Matlab软件实现，硬件实现需要使用FPGA等电路设计工具。
1. Matlab仿真Matlab软件提供了许多工具箱，可以方便地进行OFDM系统的仿真。
例如，可以使用Communications Toolbox进行信道估计、信号变换和误码率分析等，可以使用Simulink进行系统建模和仿真。
下面以Simulink仿真为例，介绍OFDM系统的仿真过程。
首先，将OFDM调制器、仿真信道和OFDM解调器添加到Simulink模型中。
然后，对OFDM信号进行比特随机分配、IFFT和加前缀（保障多径传播），并对信道进行加性白噪声、多径衰减和时间延迟的模拟，最后进行OFDM解调和误码率计算。
MATLAB课件·第4章 通信系统的建模与仿真
B 这种典型的情况，带通采样定理所规定的采
样频率近似等于下界 2 B 。 对整个通信系统进行仿真开发时，选择对系统合适的采样频率是要做的一个基本决 定。除考虑上述信号带宽外，有许多因素影响所需的系统采样频率。具有反馈的系统、非 线性系统、多径信道等会导致更高的采样频率要求。对于无反馈的线性系统，必需的采样 频率可由可接受的混叠误差决定的，而这又有赖于发送滤波器成形脉冲的功率谱密度。成 形脉冲是假定时域有限的，因此不可能是带宽有限的，因而会产生在实际中不可能消除混 叠误差。为仿真选择合适的采样频率的一个策略就是在混叠误差和仿真时间之间达成一个 可以接受的折衷。目标是选择一个采样频率，使得混叠误差相对于仿真所考察的系统性能 的降低是可以忽略的。 有些要仿真的系统（如扩频通信系统）包含两个或多个不同信号带宽的子系统。扩频 通信系统同时包括窄带信号和宽带信号。如果使用单一的采样频率，那么这个采样频率必 须与宽带波形相适应，而用宽带信号所需的采样率对窄带信号进行采样，将导致仿真的时 间过大和效率降低。一般最有效的方法是对每个过程用它的奈奎斯特速率采样，对整个系 统而言采用多速率采样。系统中出现两个不同带宽时，可采用两个采样率：在窄带到宽带 的分界处提高采样频率（上采样），而在宽带到窄带的分界处降低采样频率（下采样）。 采样频率的提高是通过对在原始样点之间内插新的样点来完成；采样频率的降低是通过从 原样点每多个样点抽取一个来实现。 采样点的值在计算机中是用有限长的码字来量化，所以在仿真中都会出现量化误差。 计算机处理表示数字的方式可以分为定点和浮点两类。当用定点数表示时，字长每增加一 个比特，量化的信噪比增加 6dB 。在通用计算机上采用浮点数表示进行仿真操作时，由量 化导致的量化误差通常可以忽略不计。然而，这种噪声永远不会为零，在噪声累积的情况 过多时可能会严重地降低仿真结果的精度。 3. 信道编码器和译码器 信道编码器对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力。信 道编码的处理技术有差错控制码、交织编码器等。差错控制码有线性差错控制码（汉明 码、线性循环码等）、Reed-Solomon 码、卷积码、Turbo 码、LDPC 码等。信道译码器完 成信道编码的译码。交织编码技术可离散化并纠正信号衰落引起的突发性差错，改善信道
基于Matlab、Simulink--的AM通信系统仿真设计与研究
基于Matlab、Simulink--的AM 通信系统仿真设计与研究天津理工大学计算机与通信工程学院通信工程专业设计说明书基于Matlab/Simulink 的AM通信系统仿真设计与研究姓名杜艳玮学号 20092177班级 09通信-2 指导老师赵健日期2012/12/16目录调制信号作线性变化的过程。
在波形上，幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化。
解调方法利用相干解调。
解调就是实现频谱搬移，通过相乘器与载波相乘来实现。
通过相干解调，通过低通滤波器得到解调信号。
相干解调时，接收端必须提供一个与接受的已调载波严格同步的本地载波，它与接受的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，得到原始的基带调制信号。
通过信号的功率谱密度的公式，得到功率谱密度。
利用Matlab和Matlab-Simulink仿真建立AM调制的通信系统模型，用Matlab仿真程序画出调制信号、载波、已调信号、相干解调之后信号的波形以及功率频谱密度，分析所设计系统性能。
用Matlab-Simulink仿真建立基于相干解调的AM仿真模型，详细叙述模块参数的设置，分析仿真结果。
关键字：AM调制相干解调 Matlab仿真 Matlab-Simulink仿真第一章前言1.1专业设计任务及要求1、了解并掌握AM调制与解调的基本原理；2、在通信原理课程的基础上设计与分析简单的通信系统；3、学会利用MATLAB7.0编写程序进行仿真，根据实验结果能分析所设计系统的性能。
4、学习MATLAB的基本知识，熟悉MATLAB集成环境下的Simulink的仿真平台。
5、利用通信原理相关知识在仿真平台中设计AM调制与解调仿真系统并用示波器观察解调后的波形6、在指导老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，能正确的阐述和分析设计和实验结果。
1.2 Matlab简介MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
基于Simulink的模拟与数字通信系统建模与仿真
基于Simulink的模拟与数字通信系统建模与仿真高颖;冯浩;张顺;欧世峰;张振义;赵坤【摘要】针对通信系统的基本构成，应用Matlab/Simulink软件对模拟通信系统和数字通信系统建模并分别对其进行振幅调制和解调的仿真。
对模型进行分析并发现，通过Matlab/Simulink的各功能模块可以建立清晰的模拟通信系统和数字通信系统，且仿真结果有效验证了模拟和数字通信系统中关于振幅调制和解调的基本功能。
故若将该仿真模型及仿真过程引入课堂教学，可以加深学生对通信理论课程中关于振幅调制和解调的基本系统构成及原理的理解。
%In accordance with the basic composition of communication system,the Matlab/Simulink software was applied to model the analog communication system and the digital communication system,and carry out simulations of amplitudemodula⁃tion and demodulation separately. The model was analyzed. It is found that the clear amalog and digital communication systems can be established with all the function modules of Matlab/Simulink. Morever the simulation results verified the basic functions of amplitude modulation and demodulation of the amalog and digital communication systems. Especially if the simulation model and process is introduced into classroom teaching,it can deepen students′ understanding on the basic principle and basic sys⁃tem composition for the amplitude modulation and demodulation in the communication course.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】4页(P64-67)【关键词】Matlab/Simulink软件;数字通信系统;振幅调制;解调【作者】高颖;冯浩;张顺;欧世峰;张振义;赵坤【作者单位】烟台大学光电信息科学技术学院，山东烟台 264005;烟台大学光电信息科学技术学院，山东烟台 264005;烟台东方威思顿电气有限公司，山东烟台264000;烟台大学光电信息科学技术学院，山东烟台 264005;烟台大学光电信息科学技术学院，山东烟台 264005;烟台大学光电信息科学技术学院，山东烟台264005【正文语种】中文【中图分类】TN95-34;TP391.40 引言随着计算机仿真技术的发展和进步，通信系统的仿真逐渐易于实现，与此同时也为通信系统的设计和研究提供了强有力的指导，尤其在教育领域更有利于突出教学的简明性和趣味性，强有力地激发了学生的创新设计性思维。
详解matlab simulink 通信系统建模与仿真
详解matlab simulink 通信系统建模与仿真MATLAB Simulink是一款广泛应用于通信系统建模和仿真的工具。
它提供了一种直观的方式来设计和测试通信系统，使得工程师可以更快地开发出高质量的通信系统。
本文将详细介绍MATLAB Simulink在通信系统建模和仿真方面的应用。
一、MATLAB Simulink的基本概念MATLAB Simulink是一种基于图形化界面的建模和仿真工具。
它可以通过拖拽和连接不同的模块来构建一个完整的系统模型。
每个模块代表了系统中的一个组件，例如滤波器、调制器、解调器等。
用户可以通过设置每个模块的参数来调整系统的性能。
二、通信系统建模在MATLAB Simulink中建立通信系统模型的第一步是选择合适的模块。
通信系统通常包括以下几个部分：1.信源：产生数字信号，例如文本、音频或视频。
2.编码器：将数字信号转换为模拟信号，例如调制信号。
3.信道：模拟信号在信道中传输，可能会受到干扰和噪声的影响。
4.解码器：将接收到的模拟信号转换为数字信号。
5.接收器：接收数字信号并进行后续处理，例如解码、解调、解密等。
在MATLAB Simulink中，每个部分都可以用一个或多个模块来表示。
例如，信源可以使用“信号生成器”模块，编码器可以使用“调制器”模块，解码器可以使用“解调器”模块等。
三、通信系统仿真在建立通信系统模型后，可以使用MATLAB Simulink进行仿真。
仿真可以帮助工程师评估系统的性能，例如误码率、信噪比等。
仿真还可以帮助工程师优化系统的设计，例如调整滤波器的参数、改变编码器的类型等。
在MATLAB Simulink中，可以使用“仿真器”模块来进行仿真。
用户可以设置仿真的时间范围、仿真步长等参数。
仿真器会根据系统模型和参数进行仿真，并输出仿真结果。
用户可以使用MATLAB的绘图工具来可视化仿真结果，例如绘制误码率曲线、信号波形等。
四、MATLAB Simulink的优点MATLAB Simulink具有以下几个优点：1.直观易用：MATLAB Simulink提供了一个直观的图形化界面，使得工程师可以更快地建立和调整系统模型。
毕业设计论文-通信系统设计与仿真[管理资料]
![毕业设计论文-通信系统设计与仿真[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/41b3d6375fbfc77da369b148.png)
湖南科技大学毕业设计（论文）题目基于Simulink的通信系统设计与仿真作者谭思维学院信息与电气工程学院专业通信工程学号0604040215指导教师席在芳二〇一〇年六月二日湖南科技大学毕业设计（论文）任务书信息与电气工程学院通信工程系（教研室）系（教研室）主任: （签名）年月日学生姓名: 谭思维学号: 0604040215 专业: 通信工程1 设计（论文）题目及专题：基于Simulink的通信系统设计与仿真2 学生设计（论文）时间：自2010 年3 月 1 日开始至2010 年 6 月 2 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：(1)通信原理教程樊昌信电子工业出版社2008(2)Simulink通信仿真教程李贺冰国防工业出版社2006(3)Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析邵玉斌清华大学出版社2008(4)现代通信系统分析与仿真-MATLAB通信工具箱李建新西安电子科技大学出版社20004 设计（论文）应完成的主要内容：(1)Simulink的基本知识(2)MATLAB通信工具箱的构成及功能(3)现代通信系统(4)运用Simulink模块设计通信系统并仿真比较(5)结论5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：(1)毕业设计以论文形式提交(2)一律用word排版(3)严格按照湖南科技大学的本科设计（论文）的格式要求(4)图纸符合工程制图规范6 发题时间：2010 年 3 月 1 日指导教师：（签名）学生：（签名）湖南科技大学毕业设计（论文）指导人评语指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）评阅人评语评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要本文首先介绍了通信系统仿真的基本内容，包括通信系统仿真的一般步骤，MATLAB中的可视化仿真工具Simulink的相关概念。
hfss gsg案例
hfss gsg案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：HFSS GSG案例是指使用高频结构模拟软件（HFSS）进行高速数字信号处理器（GSG）的建模和仿真分析的案例。
GSG是一种用于高速数字信号传输的重要器件，对于数字通信、射频电路设计等领域具有重要意义。
通过HFSS软件对GSG进行建模和仿真分析，可以帮助工程师更好地理解和优化其性能，从而提高系统的性能和可靠性。
在高速数字信号处理器的开发和设计过程中，GSG的设计和调试是非常复杂和困难的工作。
传统的设计方法往往需要大量的实验和试错，耗费大量的时间和资源。
而通过HFSS软件进行建模和仿真分析，可以大大减少实验次数，提高设计效率，降低成本。
HFSS软件还可以帮助工程师进行参数化设计和优化，快速找到最优解。
在GSG的设计过程中，工程师可以根据实际需求设置不同的参数，比如阻抗、传输速度等，通过HFSS软件进行仿真分析，找到最优的设计方案。
这种参数化设计方法可以大大提高设计效率，缩短设计周期。
以HFSS GSG案例为例，工程师在进行GSG的建模和仿真分析时，首先需要构建GSG的几何模型和材料属性，设置相关的边界条件和激励信号。
然后通过HFSS软件进行仿真分析，得到GSG的传输特性、信号完整度、波形畸变等分析结果。
工程师可以根据仿真结果对GSG进行优化设计，改进其电磁兼容性、传输速度等性能指标。
HFSS GSG案例不仅可以帮助工程师更好地理解和优化GSG的性能，还可以用于教学和学习目的。
学生可以通过HFSS软件自行搭建GSG的模型，进行仿真分析，理解数字信号处理器的工作原理和设计方法。
这种案例教学方法可以提高学生的实践能力和解决问题的能力，有助于他们将理论知识应用到实际项目中。
HFSS GSG案例还可以通过实验验证仿真结果，进一步提高设计的准确性和可靠性。
工程师可以利用实验仪器对GSG进行测试，比如信号传输速度、波形完整度等指标。
通过与仿真结果的对比，工程师可以验证仿真模型的准确性，找出潜在的问题和改进方案。
数学建模在通信中的应用
数学建模在通信中的应用随着科技的不断发展，通信技术也在不断地进行创新和改进。
而通信技术的发展离不开数学建模的支持。
数学建模是将具体问题转化为数学模型来解决问题的一种方法。
在通信技术方面，数学建模主要应用于信道建模、信号处理、通信网络等方面，具有重要的应用价值。
一、信道建模通信中最重要的问题之一就是信道建模。
信道建模是指在通信传输中了解信道的传输特性以及信道传输情况的问题。
而信道的建模就需要通过信号处理、噪声干扰等方面的数学模型来分析。
信道建模是通信系统设计的基础，能够有效地提高通信系统的性能。
在信道建模中，最常用的模型是高斯模型。
高斯模型假设传输信号符合高斯分布，这样可以用方差和均值来描述信号的统计特性和传输质量。
此外还有其他的建模方法，如二项式模型、泊松模型、瑞利模型等。
这些数学模型都可以通过计算机来进行仿真分析，从而找到最优解决方案。
二、信号处理信号处理是通信技术中的一个重要环节，它可以对信号进行有效地处理，从而实现信号传输的质量提升。
而信号处理的实现离不开数学建模的支持。
信号处理的主要任务是去除噪声、抑制干扰、提高信号的带宽等。
在信号处理中，最常用的方法是数字信号处理技术。
数字信号处理技术可以将信号转换为数字形式，用数字信号处理器进行处理，最后再将信号转换成模拟信号进行发送。
数字信号处理使用的数学模型包括：卷积模型、差分方程模型、离散傅里叶变换模型等。
这些数学模型可以有效地去除噪声、抑制干扰等问题，提高信号的传输质量。
三、通信网络通信网络是通信技术中的一个重要组成部分，它可以实现多个设备之间的通信。
而通信网络的设计和管理离不开数学建模的支持。
因为通信网络中需要考虑的因素有很多，包括网络拓扑、带宽、延迟、数据传输等。
在通信网络中，最常用的建模方法是图论。
图论是数学中的一个分支，它研究图形之间的关系和性质。
通信网络就可以看作是由一系列节点和边组成的图形，采用图论建模能够有效地对通信网络进行分析和优化设计。
QPSK误码率仿真分析要点
QPSK误码率仿真分析要点QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的调制技术，用于在传输过程中将数字信号调制成模拟信号。
在QPSK中，两个正交的相位信号被组合在一起，每个符号传输两个比特，因此它具有较高的传输效率。
误码率（BER）是衡量数字通信系统性能的一个重要指标，误码率仿真分析是评估QPSK系统性能的一种常用方法。
以下是QPSK误码率仿真分析的要点：1.系统建模：在进行误码率仿真分析之前，需要对QPSK系统进行建模。
这包括确定符号周期、传输速率、信道模型等参数，并根据这些参数生成QPSK调制信号。
2.先验码字分布：QPSK系统中使用的码字通常是先验分布的，即每个码字发生的概率是已知的。
在进行误码率仿真分析时，需要根据这些先验概率来模拟发送端生成码字的过程。
3.加性高斯白噪声：在传输过程中，信号会受到各种干扰，其中最主要的是加性高斯白噪声（AWGN）。
在进行误码率仿真分析时，需要将AWGN添加到信号中，以模拟实际信道中的噪声情况。
4.解调器设计：在接收端，需要设计一个解调器来将接收到的信号转换回数字信号。
这需要使用相干解调技术来提取信号的相位信息。
常用的相干解调算法包括差分解调和相干解调。
5.误码率测量：在进行误码率仿真分析时，需要定义用于测量误码率的指标。
常用的指标包括误码率（BER）、误比特率（BER）等。
这些指标可以帮助评估系统在不同信噪比下的性能。
6.仿真参数选择：误码率仿真分析中的仿真参数选择对结果影响很大。
需要选择适当的信噪比范围、仿真次数等参数来获得准确的误码率结果。
7.结果分析：最后，需要对得到的误码率仿真结果进行分析。
可以绘制误码率曲线，比较不同信噪比下的性能差异。
还可以进行误码率与比特率的关系分析，以评估系统的传输容量。
总之，QPSK误码率仿真分析是评估QPSK系统性能的一种重要方法。
通过对系统建模、先验码字分布、加性高斯白噪声、解调器设计、误码率测量、仿真参数选择和结果分析等方面的探索，可以更好地理解QPSK系统的性能，并为系统设计和优化提供指导。
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数字通信系统的建模与仿真分析作者：李冶徐志武来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第26期频带利用率在1bit/s/Hz至3bit/s/Hz之间的数字调制技术是我们经常生活中使用的2ASK、QPSK、2FSK、BIT/SK等;频带利用率是8bit/s/Hz的数字调制技术是256QAM。
256QAM的频带利用率等于8倍的2ASK。
无论是传输效率还是传输种类，数字通信都高于模拟通信。
因为数字通信更契合人们生活上的所需，无论是系统配置还是抗干扰能力;亦或是中继时噪声，更还有色散影响等方面，数字通信的优良特性都得以凸显。
此外，我们可以发现在想到达到长距离的通信传输时，我们需要使用的是数字通信。
调制分为数字和模拟两种方式。
1.1ASK通信系统的建模与仿真1.1.1ASK信号调制解调原理当正弦方向的载波的幅度因为数字基带信号发生了一些变化，它随之也发生了相应的变化，这一过程就是我们需要了解的振幅键控。
振幅键控是一种数字调制的过程，当信号变为二进制信号的时候，我们就把它发生的变化称之为二进制振幅键控。
先设置一种情况，将发送的二进制符号的序列用“0”、“1”表示，有下面的对应关系：（1）发送“0”——概率=P（2）發送“1”——概率=1-P由此可见，两种情况是相互独立的，所以，可以写出这个符号序列的表达式为：由图1.1可得，模拟相乘的方法以及数字键控的方法可以构成2ASK的信号。
图1.2中的（a）是模拟相乘，图（b）是数字键控。
1.1.2ASK信号的功率谱密度由载波分量决定的离散谱以及根据基带信号的产生的波形可以确定下来的连续谱这两者共同构成了二进制振幅键控信号，由此进行分析，得出B2ASK=2B1.1.3.ASK数字通信系统框图及仿真分析（1）数字通信系统的仿真模型：（2）ASK仿真结果波形：结论：通过对ASK通信系统进行建模，得出仿真结果并分析可知，ASK是学习通信系统的基础与基石，虽然随着时代的发展，对它的运用越来越少，但它的价值不可小觑，因为它为后面分析其他几种通信系统形式打下了基础。
1.2 FSK通信系统的建模与仿真1.2.1 FSK基本原理二进制频率调制过程中正弦波频率如果变了，那么频率调制过程中所产生的数字信号也就变了，在此我们需要注意的是，二进制数字信息当中唯独含有两个不同的信号经过调制后呈现的频率我们分别用f1、f2表示，频率与数字信息的对应关系为：f1——“1”，f2——“0”。
数字通信中相对来说很早的调制方式之一是频移键控，这种方法有两个优良的性能，分别是抗干扰能力较强，还有一个就是抗衰落的性能也相对强。
那么2FSK是如何产生的呢？当正弦载波所产生的频率不停地在f1以及f2这两点之间来回变化时产生的信号被称为2FSK。
在二进制基带信号与载波频率的对应关系中设“1”——，“0”——，从而得出下列2FSK在时域方向上的表达式为：在上式中当an为0时，概率为P;当an为1时，概率为1-P;当bn为0时，概率为1-P;当bn为1中，概率为P。
由这个关系的对应我们知道an与bn构成了反码，所以是1的话就是0，若是0，则为1，综上我们把上述2FSK的式子进行简化得出下式：1.2.2 FSK信号调制基本原理下面采用了3种不同的方式研究2FSK的特性：（1）直接调频法适用于信号的相位是连续的时候。
直接通过改变振荡频率，从而得出不同频率的信号，利用的是VCO原理。
如图1.6所示（2）频率转换法也叫作键控法。
通过控制电子开关，从而得出不同频率的信号，如图2.7所示：（3）分频法产生FSK信号分频法产生FSK信号是从同一个高稳定度的主频振荡器经分频后获得两个不同的信号和，和载波信号经控制门后相加，得到2FSK信号，其优点是载波的频率稳定度高。
1.2.3 FSK数字通信系统框图及仿真分析（1）信号的功率谱密度：在研究相位不是连续的2FSK的功率谱密度时，我们把它看成频率分别为f1和f2的二进制振幅键控信号的功率谱的密度相加，当然两者不是完全一致，可以近似估看，从而得出下面的相位不连续的2FSK的信号在时域上的表达式：离散谱“载频f1和f2”处就是离散谱;“f1和f2处的双边谱”相加就是连续谱，然后，我们将两个载波频做差继续观察结果，如果两个差值小于fs，我们就可以判断fc的地方会有单峰;如果两个差值大于fs，我们就可以判断会有双峰，在这里我们补充一个单峰公式：fc=（f1+f2）÷2。
如果想计算B2FSK（带宽），即可以以它功率谱的第一个为零的点之间的频率间隔作为基础研究点来计算，得出结果：（2）FSK的解调原理和抗噪声性能：解调有两种方式，分别是：相干解调法以及包络解调法，下图2.9是2FSK信号的相干包络解调方式：（其中我们需要了解的是，两个2ASK解调器并联就可以得出一个2FSK，也就是说2FSK信号等于两个2ASK信号相加。
）（3）仿真思路：第一步：确定fs以及f1、f2。
第二步：利用反码的规律，将一个随机的信号反转，然后进行抽样，抽样地点是原信号以及反转信号，将结果输入已调信号的表达式是s（t）中。
第三步：上述已调信号中含有两个不同的载波，依照2FSK的解调原理图，先设置好带通滤波器的参数，让信号通过，得出两个不同的波形，即为H1，H2。
第四步：经过相乘器，结果得出波形，即为sw1，sw2。
第五步：设置低通滤波器的参数，让它通过低通滤波器，得出波形，即为st1，st2。
第六步：输出的st1和st2同时经过抽样判决器，得出波形st。
第七步：设i为抽样判决器中的时间变量的长度，当st1（i）>=st2（i）時，则st=1，反之st=0。
（4）数字通信系统仿真波形：1波形：结论：通过对FSK通信系统进行建模，得出仿真结果并分析可知，相比于ASK这种方式，FSK的抗干扰性还是很强的，在现实生活中，也有运用，例如在现在的广播电台中。
1.3 PSK通信系统的建模与仿真主要通过MATLAB中的SIMULINK对2PSK、4PSK进行仿真操作，得出结果。
在这一过程中，需要了解的是，正弦载波信号被数字基带信号经过调制器更改变化后，可以产生相对应的“ASK”、“PSK”、“FSK”信号，当然，在这个过程中，如果改变的是几个参数，那么可能得到的就是复合的调制信号了。
1.3.1 PSK信号的调制解调原理以两个频率完全相同的载波为例，让它们同时间内开始震荡，得出以下几种情况：“同相”：两个载波能够同时到达正/负的最大值，或者能够同时到达零的状态。
“反相”：两个载波中，其中一个载波到达正的最大值，另一个载波到达负的最大值的状态。
当两个波形相位相差180度的时候，我们也可以说这两个波形是反相的。
结合以上的观点，在传输信号的过程中，有一对应关系为："1"码——发0度相位;"0"码——发180度相位。
二进制移相键控，简记为2PSK或BPSK。
2PSK信号码元的“0”和“1”分别用两个不同的初始相位“0”和“π”来表示，而其振幅和频率保持不变.因此，2PSK信号的时域表达式为：1.3.2 PSK信号的功率谱密度当用基带信号与正线载波做乘法运算，可以得出2PSK信号的功率谱，注意这里所用的基带信号应该是不归零的双极性信号。
若二进制基带信号采用矩形脉冲，且“1”符号和“0”符号出现概率相等，即P=1/2时，则2PSK信号的功率谱简化为：通常，分析2PSK的问题时可以通过分析二进制振幅键控信号得出结论，离散谱以及连续谱共同构成了整个2PSK的功率谱密度，带宽B2PSK也是基带信号的2倍。
在这里，我们需要注意的一点是又不存在离散谱的情况，那就是当基带信号的“1”符号出现的概率等于“0”符号出现的概率时。
2PSK信号的功率谱密度如图1.19所示1.3.3 PSK通信系统模拟框图及仿真分析（1）PSK数字通信系统：（2）结果波形：结论：通过对PSK通信系统进行建模，得出仿真结果并分析可知，PSK只能进行相干解调。
1.4 QPSK通信系统的建模与仿真4PSK可以直观的运用不同相位的载波表达想要表达的信息，以四种不同的方式表示信息后，得出矢量图：下表是双比特与载波相位之间的关系，因为一种相位代表的是两个比特信息，设二进制码元中前面的一比特用A表示，后面的一比特用B表示，四进制码元可以看成两个二进制码元，则有下面的关系表：结合上面所有观点，四进制信号等同于两个不同的正在进行正交的载波双边带调制所的信号相加。
1.4.1 QPSK 调制原理通常有三种方法研究4PSK的调制方法：第一个是正交调制方式，第二个是相位选择法，第三个是插入脉冲法，我们主要利用以一种方法进行研究：先描绘出4PSK的正交调制原理。
如下图1.23所示：1.4.2 QPSK解调原理因为QPSK等于两个载波正交的2PSK。
QPSK的极性比较法是由相干检测法演变而来的。
判决器判决的方式：极性。
（正抽样值——1，负抽样值——0）.1.4.3 QPSK数字通信系统框图及仿真分析（1）QPSK数字通信系统框图3数据映射模块设置：Mapping mode：Gray to Binary;Symbol set size：4;4常数转换比特参数设置：Number of bites per integer。
（2）模拟结果（3）结论：通过对QPSK通信系统进行建模得出仿真结果，并分析，可知。
QPSK的抗干扰性在上述几种办法中最强，而且，还有一个我们通常都非常关注的点，就是通信系统的误比特率，在这一点上，QPSK有明显的优势。
（5）QPSK系统与4-FSK系统性能比较1结果波形2结论：QPSK与4-FSK比较的结果也是QPSK的性能稍胜一筹，应用还是更广泛一些。
结论本文是运用MATLAB中的SIMULINK分别对ASK、FSK、PSK、QPSK四种数字通信系统进行分析，通过对比分析四种仿真结果图形可以得知，虽然ASK现如今在生活中已经很少见到了，但它在整个学习过程中是“地基”。
学习ASK可以为FSK的学习做铺垫，在理想的近距离信道中ASK还可以运用，可见ASK在所有的数字调制方式中还是占有很重要的位置的。
FSK数字调制方式是一种常用的调制方式，由于FSK信号有很强的抗干扰特性，所以其在广播系统中广泛应用。
可以将FSK看做两个ASK信号相加，这样可以更加方便产生FSK信号而且研究起来也更加容易。
PSK最不容易应用到实际工程中，因为它只能进行相干解调。
QPSK 信号抗噪声非常优良，在高斯信道中误符号率和误比特率都比较低，并且误比特率要比误符号率还要低，因为往往真正关注的是误比特率，所以QPSK得到非常广泛的应用。
QPSK与4-FSK数字通信系统的比较，可以发现QPSK拥有非常好的抗干扰性能，以此类推，与其他几种数字调制技术相比，QPSK拥有非常优秀的性能，故QPSK得到非常广泛的应用。