基于MATLAB的通信系统的设计与仿真毕业论文
MATLAB仿真与应用通信系统设计毕业设计
目录1.实习目的 (3)2.实习任务 (4)3.实习要求 (4)4.实习过程 (6)5.实习体会 (10)6.参考文献 (10)MATLAB及Simulink建模环境简介MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
Simulink是Matlab中的一种可视化仿真工具,它为用户提供了仿真用方框图进行建模的图形接口,与传统的仿真软真包括用微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点。
特别是用Simulink创建的模型可以具有递阶层次结构,即允许用户建立自己的子系统。
Simulink 面向不同应用领域提供了不同的模块库,本文主要采用Simulink的输入源、接收源和数学运算等基本模块库来进行系统建模和仿真。
一、实习目的系统建模和仿真技术已经日益成为现代理工科各专业进行科学探索、系统可行性研究和工程设计不可缺少的重要环节。
传统的仿真技术基于C语言等计算机专业编程工具,编程的工作量极大,仿真程序的可读性、可重用性、可靠性都很难适应大型复杂通信系统仿真的需要。
通信与电子工程师和科研工作者迫切需要一种仿真工具,以摆脱繁杂的编程工作,将精力和时间集中到解决科学问题、提出和验证创新思想和算法。
通过实习掌握一些通信系统的基本原理,了解一些基本应用.在此基础上,使用MATLAB软件实现变成。
掌握MATLAB界面的各主要窗口、主菜单和控制按钮的用处,并能熟练操作。
熟悉SIMULINK仿真集成环境,学会模块的参数设置、建立模型并仿真。
二、实习任务任务一:调幅广播系统的仿真采用接收滤波器Analog Filter Design模块,在同一示波器上观察调幅信号在未加入噪声和加入噪声后经过滤波器后的波形。
采用另外两个相同的接收滤波器模块,分别对纯信号和纯噪声滤波,利用统计模块计算输出信号功率和噪声功率,继而计算输出信噪比,用Disply显示结果。
基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计毕业设计论文
基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计摘要随着移动通信技术的发展,以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK 等调制方式,逐渐被许多优秀的调制技术所替代。
本文主要介绍了QPSK调制与解调的实现原理框图,用MATLAB软件中的SIMULINK仿真功能对QPSK调制与解调这一过程如何建立仿真模型,通过对仿真模型的运行,得到信号在QPSK 调制与解调过程中的信号时域变化图。
通过该软件实现方式,可以大大提高设计的灵活性,节约设计时间,提高设计效率,从而缩小硬件电路设计的工作量,缩短开发周期。
关键词 QPSK,数字通信,调制,解调,SIMULINK-I-AbstractAs mobile communications technology, and previously in the adoption of digital cellular system, ASK, FSK PSK modulation, etc. Gradually been many excellent mod ulation technology substitution, where four phase-shift keying QPSK technology is a wireless communications technology in a binary modulation method. This article prim arily describes QPSK modulation and demodulation of the implementation of the prin ciple of block diagrams, focuses on the MATLAB SIMULINK software emulation in on QPSK modulation and demodulation the process how to build a simulation model, through the operation of simulation model, I get signal in QPSK modulation and dem odulation adjustment process domain change figure. The software implementation, ca n dramatically improve the design flexibility, saving design time, increase efficiency, design to reduce the workload of hardware circuit design, and shorten the developmen t cycle.Keywords QPSK, Digital Communication,modulation,demodulation,SIMULINK-II-目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 课题研究现状 (1)1.3 本文主要研究工作 (2)第 2 章数字通信技术简介 (3)2.1 引言 (3)2.2 概念及其基本组成部分 (3)2.3 数字通信的特点 (5)2.4 数字通信发展的回顾与展望 (5)本章小结 (6)第3 章数字相位调制 (7)3.1 数字基带传输系统 (7)3.2 正弦载波数字调制系统 (8)3.3 QPSK概述 (9)3.4 QPSK调制和解调 (10)3.4.1调制 (10)3.4.2解调 (10)3.4.3QPSK的调制原理 (11)3.4.4QPSK解调的工作原理 (13)本章小结 (14)第4章 QPSK调制与解调的软件实现 (15)4.1 SIMULINK功能介绍 (15)4.2 SIMULINK特点 (15)4.3 QPSK调制与解调的软件设计 (16)4.3.1QPSK调制与解调的软件实现 (16)4.3.2QPSK调制解调过程主要组件的功能 (17)4.4 QPSK调制解调仿真过程及其波形图 (19)4.4.1QPSK调制过程及其波形图 (19)4.4.2QPSK解调过程及其波形图 (29)4.5 QPSK调制解调仿真过程正确性的验证 (34)本章小结 (35)结论 (36)-III-致谢 (37)参考文献 (38)附录1 (39)附录2 (41)-IV-第1章绪论1.1 选题的目的和意义随着经济危化的不断发展,人们对通信的要求也越来越高。
(完整版)基于matlab的通信系统仿真毕业论文
(完整版)基于matlab的通信系统仿真毕业论文创新实践报告报告题目:学院名称:姓名:基于 matlab 的通信系统仿真信息工程学院余盛泽班级学号:指导老师:温靖二 O 一四年十月十五日目录一、引言 (3)二、仿真分析与测试 (4)2.1 随机信号的生成 ............................................................................................................... 4 2.2 信道编译码........................................................................................................................4 2.2.1 卷积码的原理 ........................................................................................................ 4 2.2.2 译码原理 ................................................................................................................5 2.3 调制与解调 (5)2.3.1 BPSK 的调制原理 .................................................................................................. 5 2.3.2 BPSK 解调原理 (6)2.3.3 QPSK 调制与解调................................................................................................. 7 2.4 信道 .......................................................................................................................... . (8)2.4.1 加性高斯白噪声信道 ............................................................................................ 8 2.4.2 瑞利信道 ................................................................................................................ 8 2.5 多径合并 .......................................................................................................................... .. 8 2.5.1 MRC 方式 (8)2.5.2 EGC 方式................................................................................................................ 9 2.6 采样判决 .......................................................................................................................... .. 9 2.7 理论值与仿真结果的对比 (9)三、系统仿真分析 (11)3.1 有信道编码和无信道编码的的性能比较...................................................................... 11 3.1.1 信道编码的仿真 ................................................................................................... 11 3.1.2 有信道编码和无信道编码的比较 .......................................................................12 3.2 BPSK 与QPSK 调制方式对通信系统性能的比较...................................................... 13 3.2.1 调制过程的仿真 ................................................................................................... 13 3.2.2 不同调制方式的误码率分析 ...............................................................................14 3.3 高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 .............................................................................. 15 3.3.1 信道加噪仿真 ....................................................................................................... 15 3.3.2 不同信道下的误码分析 ....................................................................................... 15 3.4 不同合并方式下的对比 .. (16)3.4.1 MRC 不同信噪比下的误码分析 ......................................................................... 16 3.4.2 EGC 不同信噪比下的误码分析 .......................................................................... 16 3.4.3 MRC、EGC 分别在2 根、4 根天线下的对比 . (17)3.5 理论数据与仿真数据的区别 (17)四、设计小结.............................................................................................................. 19 参考文献......................................................................................................................20一、引言现代社会发展要求通信系统功能越来越强,性能越来越高,构成越来越复杂;另一方面,要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期,降低成本,提高水平。
毕业设计(论文)基于matlab的数字基带通信系统仿真
基于matlab的数字基带通信系统仿真1.课程设计的目的(1)增加对仿真软件的认识,学会对各种软件的操作和使用方法(2)加深理解数字基带通信系统的概念(3)初步掌握系统的设计方法,培养独立工作能力2.设计方案论证2.1数字基带传输系统在数字传输系统中,其传输的对象通常是二进制数字信号,它可能是来自计算机、电传打字机或其它数字设备的各种数字脉冲,也可能是来自数字终端的脉冲编码调制(PCM)信号。
这些二进制数字信号的频带范围通常从直流和低频开始,直到某一频率m f ,我们称这种信号为数字基带信号。
在某些有线信道中,特别是在传输距离不太远的情况下,数字基带信号可以不经过调制和解调过程在信道中直接传送,这种不使用调制和解调设备而直接传输基带信号的通信系统,我们称它为基带传输系统。
而在另外一些信道,特别是无线信道和光信道中,数字基带信号则必须经过调制过程,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输,相应地,在接收端必须经过解调过程,才能恢复数字基带信号。
我们把这种包括了调制和解调过程的传输系统称为数字载波传输系统。
数字基带传输系统的模型如图 1所示,它主要包括码型变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器、均衡器和取样判决器等部分。
图1 数字基带传输系统模型1.2 数字基带信号1.2.1数字基带信号波形对不同的数字基带传输系统,应根据不同的信道特性及系统指标要求,选择不同的数字脉冲波形。
原则上可选择任意形状的脉冲作为基带信号波形,如矩形脉冲、三角波、高斯脉冲及升余弦脉冲等。
但实际系统常用的数字波形是矩形脉冲,这是由于矩形脉冲纤数字传输系统中的线路传输码型。
此外,CMI 码和曼彻斯特码一样都是将一位二进制码用一组两位二进制码表示,因此称其为1B2B 码。
(5)4B/3T 码4B/3T 码是1B/1T 码的改进型它把4 个二进制码元变换为3个三进制码元。
显然,在相同信息速率的条件下,4B/3T 码的码元传输速率要比1B/1T 码的低,因而提高了系统的传输效率。
通信工程专业毕业论文--基于Matlab的数字通信系统调制解调研究
摘要当今,随着通信技术日新月异的发展,尤其是数字通信的快速普及,使得通信技术日新月异。
现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好,因此通信系统也日趋复杂。
在各种通信系统的设计研发环节中,软件仿真已成为必不可少的部分。
应用Matlab\Simulink的计算机仿真具有经济、安全、可靠、编程简易以及实验周期短等特点。
因此,本文就以Matlab为软件平台,利用其通信工具箱和信号处理工具箱中的模块,尤其是Matlab语言的Simulink动态系统仿真软件包,对数字调制解调系统进行仿真,并且对仿真结果进行误差分析,从而对现代数字通信有更加明确的认识和直观的了解。
重点对2ASK、2PSK、2FSK进行性能比较,在实际通信系统中,根据具体情况选择最合适的调制方式,进一步促进数字通信的发展。
本文首先介绍了课题研究的背景和进行数字通信仿真的意义,然后介绍对数字通信系统进行仿真所使用的Matlab\Simulink软件以及这些软件在使用时的注意事项和采用的一些方法,随后又介绍了数字调制系统的原理并据此进行数字调制解调系统的仿真,最后对仿真结果进行误差分析,对设计进行总结归纳。
关键词:数字通信系统;调制解调;Matlab;Simulink;仿真AbstractNowadays, with the rapid development of communication technology, especially the rapid spread of the digital communication, makes communication technology is developing rapidly. Modern communication system requirements communication distance, communication capacity, transmission quality is good, because this communication system has become more and more complex. In all kinds of communication system design r&d link, the software has become an indispensable part of. Application of computer simulation, Simulink Matlab has economic, safe, reliable, easy programming and the cycle is short, etc.Therefore, this paper is using Matlab software platform, Use its communication tool box and signal processing toolbox module, especially Matlab language dynamic system simulation software package of simulink on digital demodulation system, and simulation results of simulation and error analysis, and the modern digital communication have more explicit recognition and intuitive understanding. Emphasis on 2 ASK, 2 PSK, 2 FSK performance comparison, in actual communication system, according to the specific circumstances to select the most appropriate modulation mode, and further promote the development of digital communication.This paper firstly introduces the background of the subject research and the meaning of digital communication simulation, and then introduced to digital communication system simulation of Matlab /Simulink used by the software used in the software and the matters needing attention and some methods used, then introduces digital modulation system and based on the principle of digital demodulation system simulation, finally the results for error was analyzed, the design was summarized, summed up in the digital demodulation of the simulation to the matters of attention when, to the aspects of learning and provide some reference for researchers and their ownexperience.Key words:Digital communication system;Demodulation;Matlab;Simulink;Simulation目录第一章绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.1.1 研究目的 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2国内外研究现状 (2)第二章仿真的意义和仿真软件 (4)2.1仿真的意义 (4)2.2仿真软件Matlab简介 (4)2.3 Simulink简介 (6)2.4 Matlab与Simulink的联系 (6)第三章数字通信系统 (7)3.1 数字通信系统的概念 (7)3.2数字通信系统的组成 (7)3.3通信系统的分类与通信方式 (8)第四章信号的调制与解调 (10)4.1调制的意义和类别 (10)4.2模拟信号的调制与解调 (11)4.2.1幅度调制 (11)4.2.2角度调制 (13)4.3数字信号的调制与解调 (14)4.3.1数字频率调制 (14)4.3.2数字相位调制 (15)4.3.3正交振幅调制 (17)第五章系统设计与仿真 (19)5.1 2ASK信号的调制与解调 (19)5.1.1 2ASK信号调制仿真 (19)5.1.2 2ASK信号解调仿真 (21)5.2 2FSK信号的调制与解调 (23)5.2.1 2FSK信号调制仿真 (23)5.2.2 2FSK信号解调仿真 (26)5.3 2PSK信号的调制与解调 (28)5.3.1 2PSK信号调制仿真 (28)5.3.2 2PSK信号解调仿真 (30)结论 (33)参考文献 (34)谢辞 (35)第一章绪论1.1 研究的目的和意义信息是一种资源,通过广泛的传播与交流,能促进社会成员之间的合作,推动生产力的发展和社会的进步。
基于某MATLAB通信系统地设计仿真
基于MATLAB的通信系统的设计与仿真系别电气工程系专业电子信息工程姓名刘得陇学号 25指导教师姓名钟立华选题关键词:PSK调制、NRZ码型、AWGN信道关键词介绍PSK调制:2PSK数字调制原理在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,则产生二进制移相键控(2PSK)信号. 通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0.NRZ码型:不归零码(NRZ,Non-Return to Zero)基带传输时,需要解决数字数据的数字信号表示以及收发两端之间的信号同步问题。
对于传输数字信号来说,最简单最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字,也即数字信号由矩形脉冲组成。
按数字编码方式,可以划分为单极性码和双极性码,单极性码使用正(或负)的电压表示数据;双极性码是二进制码,1为反转,0为保持零电平。
根据信号是否归零,还可以划分为归零码和非归零码,归零码码元中间的信号回归到0电平,例如“1”为正电平,“0”为负电平,每个数据表示完毕后,都会回归到零电平状态,而非归零码没有回归到零电平的过程,例如“1”为高电平,“0”为低电平。
AWGN信道:不考虑通信信道信号时,由宽频带范围描述的统计随机无线噪声。
AWGN,在通信上指的是一种通道模型(channel model),此通道模型唯一的信号减损是来自于宽带(Bandwidth)的线性加成或是稳定谱密度(以每赫兹瓦特的带宽表示)与高斯分布振幅的白噪声。
白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声,即其功率谱密度为常数。
一、课题说明通信是通过某种媒体进行的信息传递,目的是传输信息,通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称,作用是将信息从信源发送到一个或多个目的地。
调制与解调在信息的传输过程中占据着重要的地位,是不可或缺的,因此研究系统的调制和解调过程就极为重要。
MATLAB是集数值计算、图形绘制、图像处理及系统仿真等强大功能于一体的科学计算语言,它强大的矩阵运算和图形可视化的功能以及丰富的工具箱,为通信系统的调制和解调过程的分析提供了极大的方便。
毕业设计(论文)-基于matlab的通信系统的仿真与实现[管理资料]
摘要数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径之一。
本文对simulink的简单介绍和通信技术的目前发展和未来展望,重点分析了数字调制的几种基本调制方式,然后运用MATLAB 及附带的图形仿真工具——Simulink设计了2ASK和2PSK调制解调的仿真模型。
通过仿真,观察了解调制解调过程中个环节时域和频域的波形,并结合这两种调制方法的调制原理,跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。
最后,在仿真的基础上分析比较2ASK和2FSK的误码率,综合衡量各系统的性能指标,通过比较仿真结果及理论计算,证明FSK系统的误码率小于ASK 系统。
关键词:数字调制;仿真;调制解调;MATLAB/Simulink;2ASK;2FSKABSTRACTDigital modulation is one of the most important part of modern communication systems. The improvement of communication system performance depends on progress of the digital modulation techniques. In this paper, several methods of digital modulations are introduced firstly. Then their simulation models are built by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the digital modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of two digital modulation simulation models, 2ASK, 2FSK, have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory. At last, the conclusion is gotten: the simulation models are reasonable.Keywords: Digital modulation; Simulation; Modem;MATLAB/Simulink; 2ASK; 2FSK;目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (4) (4)数字调制及其意义 (6)MATLAB/Simulink的简介 (7)通信技术发展现状和趋势 (8)第二章数字调制解调的基本原理 (9)2ASK的基本原理及其调制解调 (10)2FSK的基本原理及其调制解调 (11)2ASK、2FSK信号的功率谱密度分析 (13)2ASK 信号的功率谱密度 (13)2FSK信号的功率谱密度 (14)2PSK的基本原理及其调制解调 (15)2DPSK的基本原理 (16)多进制数字调制简介 (17)第三章数字调制的仿真及结果分析 (18)2ASK的调制与解调仿真 (19)2ASK的调制仿真 (19)2ASK的解调仿真 (22)2FSK的调制与解调仿真 (24)2FSK的调制仿真 (24)2FSK的解调仿真 (28)2ASK、2FSK性能分析 (32)总结 (33)参考文献 (34)附录 A 外文原文 (34)附录B 外文译文 (37)致谢 (39)第一章绪论通信就是克服距离上的障碍,从一地向另一地传递和交换消息。
基于matlab的毕业论文
基于matlab的毕业论文基于Matlab的毕业论文毕业论文是每个大学生必须完成的重要任务,它不仅是对所学知识的总结和应用,也是对学术研究能力的考验。
在如今数字化时代,计算机辅助研究已成为学术界的主流趋势之一。
而Matlab作为一个功能强大的数学软件,被广泛应用于各个领域的研究中。
本文将探讨基于Matlab的毕业论文的优势和应用。
首先,Matlab提供了丰富的工具箱和函数库,使得研究人员能够轻松处理各种复杂的数学和统计问题。
无论是数据分析、图像处理、信号处理还是机器学习,Matlab都能提供相应的工具和算法。
这为毕业论文的研究提供了极大的便利。
例如,在图像处理方面,Matlab的图像处理工具箱可以实现图像的滤波、增强、分割等操作,使得研究人员能够更加方便地进行图像处理的实验和分析。
其次,Matlab具有良好的可视化功能,可以帮助研究人员更清晰地展示研究结果。
Matlab提供了丰富的绘图函数和工具,可以绘制各种类型的图表,如折线图、散点图、柱状图等。
这对于毕业论文的结果展示非常重要。
研究人员可以通过绘制图表,直观地展示数据的分布、趋势和关联性,使得读者更容易理解和接受研究结果。
此外,Matlab还支持三维可视化和动画制作,可以将研究结果以更生动的方式展示出来。
另外,Matlab还具有强大的编程能力,可以实现复杂的算法和模型。
研究人员可以利用Matlab编写自己的函数和脚本,实现特定的算法和模型。
这对于毕业论文的研究非常有帮助。
例如,在机器学习方面,研究人员可以利用Matlab实现各种机器学习算法,如支持向量机、神经网络等,从而对数据进行分类、回归等分析。
此外,Matlab还支持并行计算和分布式计算,可以加快计算速度,提高研究效率。
除了上述优势之外,Matlab还有许多其他的应用。
例如,在信号处理方面,Matlab可以用于音频信号的分析和处理;在控制系统方面,Matlab可以用于系统建模和控制设计;在通信系统方面,Matlab可以用于调制解调和信道编码等。
matlab仿真毕业设计论文
matlab仿真毕业设计论文Matlab仿真毕业设计论文毕业设计是大学生在校期间最重要的任务之一,它旨在培养学生的综合能力和解决实际问题的能力。
在科技发展迅猛的当今社会,Matlab仿真成为了毕业设计中不可或缺的一部分。
本文将探讨Matlab仿真在毕业设计论文中的应用,并分析其优势和局限性。
一、Matlab仿真的优势1. 灵活性:Matlab是一种高级编程语言,具有强大的数值计算和数据处理能力。
它提供了丰富的工具箱和函数,可以满足各种不同领域的仿真需求。
无论是电子电路、通信系统还是控制系统,Matlab都能提供相应的解决方案。
2. 可视化:Matlab具有出色的可视化能力,可以将仿真结果以图表、曲线等形式直观地展示出来。
这对于毕业设计论文的撰写非常有帮助,可以更清晰地呈现设计方案的效果和性能。
3. 快速迭代:Matlab具有快速迭代的特点,可以快速修改和调试代码。
这对于毕业设计论文的实验部分非常重要,可以在较短的时间内完成多次仿真实验,得到更准确的结果。
4. 资源丰富:Matlab拥有庞大的用户群体和活跃的社区,可以从中获取各种开源代码和工具。
这为毕业设计论文的实现提供了便利,可以借鉴和参考他人的成果,提高设计的效率和质量。
二、Matlab仿真的应用案例1. 电子电路设计:在电子工程领域的毕业设计中,Matlab可以用于模拟和分析各种电路,如放大器、滤波器等。
通过Matlab仿真,可以评估电路的性能指标,优化设计参数,实现电路的精确控制。
2. 通信系统设计:在通信工程领域的毕业设计中,Matlab可以用于建立通信系统的仿真模型,评估系统的传输性能和误码率。
通过Matlab仿真,可以研究和改进各种调制解调技术,提高通信系统的可靠性和效率。
3. 控制系统设计:在自动化工程领域的毕业设计中,Matlab可以用于建立控制系统的仿真模型,分析系统的稳定性和响应速度。
通过Matlab仿真,可以设计和优化各种控制算法,实现对系统的准确控制。
基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计
基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计成一些子系统,再利用这些子系统来构造整个系统。
Simulink模块库包含有Sources(输入源)、Sinks(输出方式)、Linear(线性环节)、Nonlinear(非线性环节)等具有不同功能的SIMULINK库模块,而且每个子模型库中包含相应的功能模块,用户可以根据特定的需要创建自己的模块。
我们可以通过Matlab命令来打开Simulink模型并进行仿真。
在Matlab命令窗口中,使用open lizila.mdl,然后使用sim(lizila.mdl)就可以启动对模型lizila.mdl的仿真,实现Simulink仿真的自动化[5]。
Matlab提供了许多途径用于与Simulink的数据交互,从而实现Matlab编程与Simulink模型相结合的综合仿真,使仿真更为人性化,满足使用者的不同需求[6]。
第三章数字通信系统3.1数字通信系统的概念数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统,相比模拟通信系统,具有频谱利用率高,能够提供多种业务服务,抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力强,能实现更加有效、灵活的网络管理和控制,便于实现通信的安全保密,可降低设备成本以及减小用户手机的体积和重量等优点[7]。
因此,数字通信的发展速度已明显超过模拟通信,成为当代通信技术的主流。
数字通信设计主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等许多技术问题。
3.2数字通信系统的组成1.信源的作用是把各种消息转换成原始的电信号,模拟信源输出的是连续的模拟信号,数字信源输出的是离散的数字信号,模拟信源送出的信号经数字化处理后可变为数字信号。
2.信源编码有提高信息传输的有效性和完成模/数(A/D)转换两个基本功能。
提高信息传输有效性即通过其中一种数据压缩技术减少码元数目和降低码元速度,完成模/数转换即信源编码器将信源给出的模拟信号转换成数字信号。
毕业论文-许小龙-基于matlab平台的DFDM系统的仿真与分析1-意见
J I A N G S U U N I V E R S I TY本科毕业论文基于MATLAB的OFDM系统的仿真与设计Design of OFDM system based on MATLAB专业:(通信工程)班级:(2)姓名:(许小龙)指导教师姓名:(赵跃华)指导教师职称:(教授)目录引言 (5)第一章绪论 (7)1.1 OFOM的发展及应用 (7)1.1.1 OFDM的发展 (7)1.1.2 OFDM的应用 (7)1.3 OFDM的优缺点 (10)第二章 OFDM 原理 (12)2.1 无线信道衰落的特征及模型 (12)2.1.1 无线信道衰落特征 (12)2.1.2 小尺度衰落分析 (13)2.2 OFDM系统的调制与解调 (14)2.2.1 OFDM系统的调制与解调原理 (14)2.2.2 OFDM系统中的FFT/IFFT (16)2.2.3 OFDM系统中的保护间隔(GI)和循环前缀(CP)及其作用 (17)2.3 OFDM系统组成 (18)第三章OFDM的系统仿真 (19)3.1 MATLAB特点与功能 (19)3.2 OFDM系统收发机 (19)3.3 OFDM系统仿真 (20)3.3.1串行数据的产生 (20)3.3.2串并转换 (21)3.3.3QPSK调制 (21)3.3.4QPSK调制星座图 (22)3.3.5 不同信道环境下的系统仿真实现 (23)3.3.6系统不同实现方式的仿真实现 (25)3.4仿真结果分析 (25)结论 (32)致谢 (33)参考文献: (34)附录 (35)基于MATLAB的OFDM系统仿真设计专业班级:07通信(2)学生姓名:许小龙指导老师:赵跃华职称:教授摘要:随着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求,OFDM技术在综合无线接入领域得到广泛的应用,它将是4G移动通信的核心技术之一。
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种特殊的多载波传输方案,它将数字调制、数字信号处理、多载波传输等技术有机结合在一起,是目前已知的频谱利用率最高的一种通信系统,具有传输速率快、抗多径干扰能力强的优点。
毕业设计论文-通信系统设计与仿真[管理资料]
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。
基于MATLAB的通信系统仿真研究
基于MATLAB的通信系统仿真研究一、本文概述随着信息技术的飞速发展,通信系统在人们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色。
为了深入理解和优化这些系统的性能,基于MATLAB 的通信系统仿真研究显得尤为重要。
MATLAB作为一种功能强大的数值计算环境和编程语言,其内置的通信工具箱为通信系统仿真提供了丰富的函数库和算法支持。
本文旨在探讨基于MATLAB的通信系统仿真的原理、方法及其应用,以期通过仿真研究,对通信系统的性能进行预测、分析和优化。
本文将简要介绍MATLAB及其在通信系统仿真中的应用,阐述其相较于其他仿真工具的独特优势。
接着,本文将详细介绍基于MATLAB的通信系统仿真流程,包括系统建模、信号生成、信道模拟、误码性能分析等环节。
在此基础上,本文将探讨几种典型的通信系统,如数字基带传输系统、数字频带传输系统以及无线通信系统的仿真实现方法。
本文还将通过实际案例,展示如何利用MATLAB进行通信系统仿真研究。
这些案例将涵盖从简单的数字通信系统到复杂的无线通信网络的各个方面,旨在展示MATLAB在通信系统仿真中的广泛应用和实用性。
本文将对基于MATLAB的通信系统仿真研究进行总结和展望,分析当前研究的不足之处,并提出未来可能的研究方向。
通过本文的研究,读者可以更加深入地理解通信系统的原理和实现方法,为通信技术的进一步发展提供有力支持。
二、MATLAB基础与通信系统仿真概述MATLAB,全称Matrix Laboratory,是一款由美国MathWorks公司出品的商业数学软件,广泛应用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等众多领域。
MATLAB以矩阵运算为基础,集成了大量的数学函数库和工具箱,用户只需通过简单的编程即可实现复杂的数学运算和算法设计。
特别值得一提的是,MATLAB拥有丰富的工具箱,如信号处理工具箱、通信工具箱等,这些工具箱为通信系统仿真提供了强大的支持。
通信系统仿真是一种通过数学模型和计算机技术来模拟实际通信系统的过程。
基于MATLAB的数字通信系统的技术仿真研究本科毕业论文
学号:长春科技学院毕业设计 (论文)基于MATLAB的数字通信系统的仿真技术研究姓名:学院:信息工程学院专业:电子信息科学与技术班级: 2009级2班指导老师:(助教)2013 年 5 月 25 日摘要随着通信系统复杂性的增加,传统的分析设计方法已经不能适应发展的需要。
如果每次都直接用真实系统进行实验,不仅耗资昂贵,费工费时,有时甚至难于找到问题症结所在。
因此,解决上述问题的有效方法是采用计算机仿真技术和利用计算机的高速运算处理能力。
本文首先简要介绍了数字通信系统一些基本原理,以及脉冲编码调制和基带传输中所涉及到的原理、框图。
MATLAB是MATHWORKS公司推出的一套高效率的数值计算和可视化软件,它集数值分析、矩阵运算·信号处理、和图形显示于一体,构成了一个方便的、界面友好的用户环境。
在随后的两章中,更深入的阐述了脉冲编码调制和基带传输的一些基本原理、公式,以及它们在MATLAB中的实现,并注重仿真工程应用的系统化,均严格按照各种理论系统进行仿真过程的设计,使所有工程内容都可以找到理论根源。
【关键词】MATLAB 脉冲编码调制基带传输仿真AbstractWith the increase of communication systematic complexity, traditional analysis design method can not fit in with the needs of development. if the experiment is carried on the true system directly each time, which not only costs expensively, takes a lot of time,sometimes even it is difficult to find the very crux of the question. Therefore,the effective method is to adopt the emulation technology of the computer. So that the computer's ability of high-speed computation can be used mostly.In this article the basic principle of digital communication system and some principles and graphs of pulse coding modulation as well as baseband transmission have been introduced at first. MATLAB is a suit of high efficiency and visual software which has developed by Mathworks Company. It collects data analysis, matrix operation, signalprocess and graph to build a convenient and interface-friendly environment. Thereafter, the basic principle, formula of pulse coding modulation and baseband transmission as well as how to achieve them at MATLAB have been expounded deeply. Especially pay attention to the systematize of using the emulation technology. It do designof emulation all according to each theory system, every project content could find the source of theory.【Key words 】 MATLAB pulse coding modulation baseband transmission目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1前言 (2)1.2数字通信系统及其模型 (2)1.3脉冲编码调制(PCM)和基带传输系统 (3)1.4 MATLAB简介 (4)第2章脉冲编码调制及其仿真 (6)2.1模拟信号的抽样 (6)2.2模拟信号的量化 (14)第3章数字信号基带传输及其仿真 (20)3.1数字基带信号的码型 (20)3.2码型的功率谱分布 (27)3.3基带传输的误码率 (31)总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 I:英文原文 (39)附录 II:译文 (48)引言在当今高度信息化的社会,信息和通信已成为现代社会的“命脉”。
毕业设计(论文)-基于matlab的跳频扩频通信系统的研究[管理资料]
摘要在科技的日益发展中,扩展频谱通信则是一种新型的通信方式。
跳频通信是扩展频谱通信中的一种,跳频通信和自适应通信、扩展频谱通信以及高速数字数据通信系统被称为“90年代的通信技术”。
由于扩展频谱通信、跳频通信极强的抗干扰能力和多址通信性能,使其在军事和民用上都得到越来越广泛的应用。
本文讲述了扩频通信的基本概念和跳频系统的主要特点。
跳频通信技术具有很强的抗干扰能力,所以跳频通信一直也是扩频通信技术研究中的一个重点。
在阐述跳频通信基本原理和实现方法的基础上,利用 Matlab 提供的可视化工具 Simulink 建立了跳频通信系统仿真模型,详细讲述了各模块的设计。
在给定仿真条件下,对该跳频通信系统在宽带噪声干扰工作机制下进行了仿真,得到了宽带噪声干扰下的误码率信噪比曲线。
结果表明,跳频通信系统的抗干扰能力优于传统的定频通信,在战术通信中有更高的可靠性。
【关键词】:扩展频谱通信跳频通信抗干扰误码率信噪比ABSTRACTIn the development of science and technology, the spread spectrum communication is a kind of new way to communicate. Frequency hopping communication is spread spectrum communication of frequency hopping communication and adaptive communication, spread spectrum communication and high speed digital data communication system known as "90’s communications technology". Due to the spread spectrum communication, frequency hopping communication strong anti-interference ability and multi-access communication performance, so that in the military and civilian up to get more and more widely. This paper introduced the spread spectrum communication of the basic concepts and frequency hopping system main characteristics.Frequency hopping communication technology has the very strong anti-jamming ability, so the frequency hopping communication has also spread spectrum communication technology in the study of a key. In this paper the frequency hopping communication basic principle and method, and on the basis of the use of Matlab provide visual tools Simulink established the frequency hopping communication system simulation model, the detailed design of each module in tells the story. In a given simulation conditions, the frequency hopping communication system in broadband noise under the working mechanism is simulated, and get the broadband noise ber under Signal to noise rate curve. The results show that the frequency hopping communication system of anti-interference ability is better than that of traditional fixed frequency communication in communications have higher tactics reliability.【Keywords】: spread spectrum communication; Frequency hopping communication; Anti-interference; The bit error rate; Signal to noise rate目录第一章绪论 (4)选题目的及意义 (4)跳频通信的应用和发展 (5)第二章跳频通信理论基础 (7)跳频系统的组成及数学模型 (7)跳频的主要技术指标 (9)跳频系统的关键技术 (10)跳频图案 (11)跳频信号的发送与接收 (16)跳频信号的同步 (16)第三章基于Matlab/Simulink的跳频系统仿真 (20)Simulink 仿真介绍 (20)跳频系统仿真模型 (22)跳频系统抗干扰性能分析 (32)第四章总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论第一节选题目的及意义在现代通信中常常会遇见的一个重要问题就是抗干扰问题。
基于MATLAB的跳频通信系统的仿真设计毕业设计论文
毕业设计题目:基于MATLAB的跳频通信系统的仿真设计河北科技大学毕业设计成绩评定表姓名学号成绩专业通信工程题目基于MATLAB的跳频通信系统的仿真设计指导教师评语及成绩指导教师:2014 年月日评阅教师评语及成绩评阅教师:2014 年月日答辩小组评语及成绩答辩小组组长:2014 年月日答辩委员会意见学院答辩委员会主任:2014 年月日毕业设计中文摘要当今信息时代,如何进行准确的信息通信是通讯领域中至关重要的问题。
跳频通信系统是一种典型的扩展频谱通信系统,它在军事通信、移动通信、计算机无线数据传输和无线局域网等领域有着十分广泛的应用,已成为当前短波保密通信的一个重要发展方向。
本文设计了一种基于MATLAB的跳频通信系统。
首先对扩频通信系统、跳频通信系统和MATLAB进行了研究,然后从跳频系统的结构组成、工作原理、主要技术指标、跳频通信系统的调制、频率合成器、伪随机序列、解跳和解调等方面阐述了跳频通信系统的基本原理,并对跳频通信系统进行了仿真研究和理论分析,达到了预期的效果。
同时又介绍了基于MATLAB的跳频通信系统的仿真,给出了通信干扰样式下的误码率理论分析结果。
关键词:扩频通信跳频通信MATLAB Simulink仿真毕业设计外文摘要Title Simulation of the Fequency Hopping Communication System Based on MATLABAbstractIn today's information age, how to carry out the accurate information communication is a crucial issue in the field of communication.Frequency hopping communication system is a typical spectrum communication system, it is in military communication, mobile communication, computer wireless data transmission and wireless LAN and other fields have a very wide range of applications, has become the current short wave communication is one of the important development directions.This paper introduces a design of frequency hopping communication system based on MATLAB.The spread spectrum communication system, frequency hopping communication system and MATLAB are studied, and then from the frequency hopping system structure, working principle, main technical index, frequency hopping communication system modulation, frequency synthesizer, pseudo-random sequence, de-hopping and demodulation aspects of frequency hopping communication system basic principle, and the frequency hopping communication system the simulation research and theoretical analysis, to achieve the desired results.At the same time, based on the source code of the frequency hopping communication system simulation, presents the communication jamming mode BER under the theoretical analysis results.Key Words Spread spectrum communication Fequency hopping communication MATLAB Simulink Simulation本科毕业设计第Ⅰ页共Ⅰ页目录1 绪论 (4)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 跳频通信系统概述 (1)2 跳频通信系统的基本原理 (3)2.1 扩频通信系统的概述 (3)2.2 跳频通信系统的组成 (5)2.3 跳频通信系统的数学模型 (7)2.4 跳频通信的主要技术指标 (8)2.5 跳频通信的关键技术 (9)2.6 跳频系统的同步 (12)2.7 伪随机序列码与跳频图案的设计 (13)3 跳频通信系统仿真及性能分析 (15)3.1 MATLAB语言与仿真环境介绍 (15)3.2 跳频通信系统仿真模型的建立 (17)3.3 仿真模型中示波器的仿真结果 (18)3.4 基于MATLAB的跳频通信系统仿真 (20)3.5 系统性能分析 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (30)1 绪论1.1 研究背景及意义在现代通信中遇到的一个很重要的问题就是抗干扰问题。
基于MATLAB的OFDM接收系统设计与仿真 通信工程专业毕业设计 毕业论文
基于MATLAB的OFDM接收系统设计与仿真通信工程专业毕业设计毕业论文题目:基于MATLAB的OFDM装接收系统设计与仿真学院电子信息工程学院学科门类工学专业通信工程学号姓名指导教师2011年5月12日基于MATLAB的OFDM接收系统设计与仿真摘要OFDM即正交频分复用技术,实际上是多载波调制中的一种。
其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到相互正交且重叠的多个子载波上同时传输。
该技术的应用大幅度提高无线通信系统的信道容量和传输速率,并能有效地抵抗多径衰落、抑制干扰和窄带噪声,如此良好的性能从而引起了通信界的广泛关注。
本文设计了一个基于FFT算法的OFDM接收系统,并在计算机上进行了仿真和结果分析。
重点放在OFDM接收系统设计与仿真,在这部分详细介绍了系统各模块的组成及设计机理,然后对OFDM信号经过AWGN信道后进行解调,整个过程都是在MATLAB 环境下仿真实现,并对接收系统的仿真结果及性能进行分析,通过仿真得到信噪比与误码率之间的关系,为该系统的具体实现提供了大量有用数据,为OFDM通信系统的进一步改进奠定了基础。
关键词:正交频分复用;MATLAB;接收系统;设计仿真OFDM Receiver Design and Simulation Based on MATLABABSTRACTOFDM, which is short for Orthogonal Frequency Division Multiplexing, is actually one of the multi-carrier modulations. The main idea of OFDM is to split the channel into a number of orthogonal subchannels and the high-speed data signals into a number of parallel low-speed data signals that are transmitted simultaneously over numbers of subcarriers. This technology greatly improves the channel capacity and transmission rate of the wireless communication system and effectively resists to multipath fading interference and inhibits narrowband noise. Such a good performance has brought widespread concern in the communication area.In this thesis, based on the FFT algorithm, an OFDM receiver system is designed and simulated on a computer. This article focuses on the OFDM receiver design and simulation and details the components and design of each module of the system, and then the demodulation of the OFDM signals transmitted through AWGN channel. The entire process is realized under the MATLAB simulation environment. And then it analyzes the receiver system simulation results and performance, through which we get the relation between SNR (signal to noise) and BER (bit error rate), providing a great numbers of useful datas for the concrete realization of the system, and laying a solid foundation for further improvement of OFDM communication system.Key words:OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing);MATLAB;Receiver System;Design and Simulation目录1 引言 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2课题发展历程现状及前景 (2)1.3可行性分析 (2)1.4本文主要研究工作和内容安排 (2)2 OFDM基带系统的原理 (4)2.1单载波与多载波通信系统 (4)2.1.1单载波通信系统 (4)2.1.2多载波通信系统 (4)2.2频分复用与正交频分复用 (5)2.2.1频分复用(FDM) (5)2.2.2正交频分复用(OFDM) (7)2.3OFDM技术的优缺点分析 (8)2.4OFDM技术的基本理论及算法 (9)2.4.1OFDM基本原理 (9)2.4.2OFDM基础理论 (9)2.4.3OFDM核心算法 (11)3OFDM接收系统设计 (13)3.1OFDM整体基带系统框图 (13)3.2OFDM接收系统设计 (14)3.2.1串并变换 (14)3.2.2去循环前缀CP (14)3.2.3FFT (15)3.2.4并串变换 (17)3.2.516QAM解调 (17)4基于MATLAB的OFDM接收系统仿真 (19)4.1仿真环境MATLAB介绍 (19)4.2仿真参数设置 (19)4.2.1OFDM系统参数选择 (19)4.2.2参数设置 (19)4.3仿真程序分析 (21)4.3.1仿真接收系统信号程序流程图 (21)4.3.2待接收OFDM信号 (21)4.3.3信道模型 (24)4.3.4串并变换/并串变换 (25)4.3.5去循环前缀CP (25)4.3.6快速傅里叶变换FFT (26)4.3.716QAM解调 (27)4.4仿真结果分析 (28)4.4.1比特率 (28)4.4.2频谱效率 (28)4.4.3误码率分析 (28)4.4.4仿真结果 (29)5总结 (32)参考文献 (34)致谢 (36)1 引言1.1 课题研究背景及意义由于OFDM技术的可实现性,在二十世纪90年代,OFDM广泛应用干各种数字传输和通信中,如广播式音频、视频领域和民用通信系统,主要的应用包括:非对称的数字用户环路(ADSL)、ETSI标准的数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)等。
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毕业论文基于MATLAB的通信系统的设计与仿真摘要通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称,作用是将信息从信源发送到一个或多个目的地。
调制与解调在信息的传输过程中占据着重要的地位,是不可或缺的,因此研究系统的调制和解调过程就极为重要。
MATLAB是集数值计算、图形绘制、图像处理及系统仿真等强大功能于一体的科学计算语言,它强大的矩阵运算和图形可视化的功能以及丰富的工具箱,为通信系统的调制和解调过程的分析提供了极大的方便。
本论文首先介绍了通信系统的概念,进而引出调制和解调,然后介绍了我们常用的几种调制和解调的方法。
由于MATLAB具有的强大功能所以详细介绍了MATLAB通信系统工具箱,并给出了基于MATLAB的通信系统的调制与解调的实现,运用MATLAB仿真软件进行仿真。
【关键词】:通信系统调制与解调 MATLABABSTRACTCommunication system is used to complete the information transmission process of the floorboard of the technology system, is used to send information from the source to one or more destinations. Modulation and demodulation in the process of information transmission occupies the important position, is indispensable, so the system of modulation and demodulation process is extremely important. MATLAB numerical computation, graphics rendering, image processing and system simulation, and powerful functions in the integration of scientific computing language, its powerful function of matrix and graph visualization and rich toolkit, for the analysis of the communication system of modulation and demodulation process provides a great convenience.This paper firstly introduces the concept of communication system, which lead to modulation and demodulation, and then introduces our commonly used several kinds of modulation and demodulation method.【Key words】:Communication system Modulation and demodulation MATLAB目录前言 (4)第一章通信系统的调制与解调 (5)第一节通信系统的概念 (5)一、模拟通信系统 (5)二、数字通信系统 (6)三、QAM调制解调原理 (14)第二节多进制正交幅度调制及相干解调原理框图 (17)一、正交调制原理框图 (17)二、相干解调原理框图 (18)第二章 MATLAB通信系统工具箱 (19)第三章 MATLAB的模拟调制和解调实例 (21)第一节用MATLAB分析双边带幅度调制(DSM-AM) (21)第二节用MATLAB分析相干解调过程 (24)第三节基于MATLAB的多进制正交幅度调制及相干解调设计与仿真 (26)一、对系统进行分析与设计 (26)二、随机信号的生成 (26)三、星座图映射 (27)四、波形成形(平方根升余弦滤波器) (29)五、调制 (30)六、加入高斯白噪声之后解调 (31)七、误码率曲线 (33)八、16-QAM载波调制信号在AWGN信道下的性能 (33)第四节仿真结果及分析 (35)结论 (39)致 (40)参考文献 (41)前言通信按照传统的理解就是信息的传输,在当今高度信息化得社会,信息和通信已经成为现代社会的“命脉”。
信息作为一种资源,只有通过广泛的传播与交流,才能产生利用价值,促进社会成员之间的合作,推动社会生产力的发展,创造出巨大的经济效益。
而通信作为传输信息的手段或方式,与传感技术、计算机技术相互融合,已经成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力,所以未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。
在信息传输过程中,要求天线的尺寸要和信号的波长相比拟,信号才能有效的被辐射。
对于语音信号来说,相应的天线尺寸要在几十公里以上,实际上不可能实现,所以需要经过调制将信号频谱搬移到较高的频率围,如果不进行调制就把信号直接辐射出去,那么各电台所发出信号的频率就会相同。
调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上,接收机就可以分离出所需的频率信号,不致互相干扰。
有时信号过于复杂,人工计算其调制和解调过程较难实现,对其结果的分析又缺乏可视化的直观表现,影响了所得结果在实际生活中的应用,美国MathWorks 公司开发的MATLAB解决了这一问题。
它应用于自动控制、数学计算、信号分析、信号处理等诸多领域,也是国高校和研究部门进行许多科学研究的重要工具。
MATLAB的出现给通信系统的分析提供了极大的方便。
第一章通信系统的调制与解调第一节通信系统的概念通信是为了传输信息,通信系统就是将信息从信源发送到一个或多个目的地,对于电通信来说,首先要把消息转变成电信号,然后经过发送设备,将信号送入信道,在接收端利用接受设备对接收信号作相应的处理后,送给信宿再转换为原来的消息,这一过程可利用图1.1所示的通信系统一般模型来概括。
图1.1 通信系统的一般模型通信(Communication)传输的消息是多种多样的,可以分成两大类:一类称为连续消息;另一类称为离散消息。
消息的传递是通过它的物理载体电信号来实现的,按信号参量的取值不同,可以把信号分为两类:模拟信号和数字信号。
通常按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,相应的可以把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
一、模拟通信系统模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统,其模型如图 1.2所示,其中包含两种重要变换。
第一种变换是,在发送端把连续消息变换成原始电信号,在接收端进行相反的变换,这种变换由信源和信宿来完成,通常称为原始电信号为基带信号,基带的意思是指信号的频谱从零频附近开始。
有些信道可以直接传输基带信号,而以自由空间作为信道的无线电传输却无法直接传输这些信号。
因此,模拟通信系统中常常需要进行第二种变换:把基带信号变换成适合在信道中传输的信号,并在接收端进行反变换。
完成这种变换和反变换的通常是调制器和解调器。
图1.2 模拟通信系统模型二、数字通信系统数字通信系统(Digital Communication System,DCS)是利用数字信号来传递信息的通信系统,如图1.3所示。
数字通信所涉及的技术问题很多,其中主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等。
图1.3 数字通信系统模型与模拟通信相比,数字通信具有许多优良的特性:(1)、抗干扰能力强,且噪声不积累。
数字通信系统中传输的是离散取值的数字波形,接收端的目标不是精确的还原被传输的波形,而是从收到噪声干扰的信号中判决出发送端所发送的是哪一个波形。
(2)、传输差错可控。
在数字同喜系统中,可以通过信道编码技术进行检错与纠错,降低误码率,提高传输质量。
(3)、便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。
这种数字处理的灵活性表现为可以将来自不同信源的信号综合到一起传输。
(4)、易于集成,使通信设备微型化,重量轻。
(5)、易于加密处理,且性好。
数字通信的缺点是,一般需要较大的传输带宽,设备复杂。
近年来,随着大规模集成电路的出现,数字系统的设备复杂程度和技术难度大大降低了,数字传输方式日益受到欢迎。
数字处理的灵活性使得数字传输系统中传输的数字信息既可以来自计算机、电传机等数据终端的各种数字代码,也可以来自模拟信号经过数字化处理后的脉冲编码(PCM)信号等。
原理上,数字信息可以直接用数字代码序列表示和传输,但在世纪传输中,视系统的要求和信道情况,一般需要进行不同形式的编码,并且选用一组取值有限的离散波形来表示,这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号,也可以是调制后的信号。
未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始,称为数字基带信号。
1、调制和解调的概念调制:把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程,广义的调制分为基带调制和带通调制(也称为载波调制)。
在无线通信中和其他大多数场合,调制均指载波调制。
载波调制,就是用调制信号去控制载波的参数的过程,使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。
调制信号是指来自信源的消息信号(基带信号),这些信号可以是模拟的,也可以是数字的。
未受调制的周期性振荡信号称为载波,它可以是正弦波,也可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。
载波调制后称为已调信号,它含有调制信号的全部特征。
解调:将已调信号中的调制信号恢复出来,是调制的逆过程。
调制方式不同,解调方法也不一样。
解调可以分为正弦波解调(有时也称为连续波解调)。
正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调,此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。
同样,脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。
调制方式有很多,根据调制信号是模拟信号还是数字信号,载波是连续波(通常是正弦波)还是脉冲序列,相应的调制方式有模拟连续波调制(简称模拟调制)、数字连续波调制(简称数字调制)、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。
最重要和最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。
常见的调幅、双边带、单边带和残留边带等调制就是幅度调制的几个典型实例。
解调的方法可以分为两类:相干解调和非相干解调(包络检波)。
解调过程与采用何种解调方式有关,对于常规幅度调制,一般用包络检波进行解调,由于在这种解调方式中,接收机对载波频率和相应精度的了解是无关紧要的,所以解调过程相对简单。
对于DSB-AM调制和SSB-AM调制,用相干解调的方法,它要求在接收机中有一个与载波同频同相的信号,接收机中产生所需要的正弦波振荡器,为本地振荡器。