通信系统仿真经典.doc

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通信系统仿真(精)

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。

通信系统的仿真实验资料

通信系统的仿真实验资料

第一章信号通过系统的仿真1.若x(t)=(1/(2л)1/2)e-t2/2,t∈[a,b],将x(t)进行周期拓展,信号周期为T(可任意设置),计算和描绘出期信号x(t)的幅度和相位频谱。

实验结果:(以下所示为a=-6,b=6,n=24,tol=的图形)(1)已知信号幅度谱(2)已知信号相位谱2.信号定义为x(t)= cos(2л*47t)+cos(2л*219t), 0≤t≤100, 其它假设信号以1000抽样/秒进行抽样。

用MATLAB设计一个低通Butterworth滤波器。

确定并绘出输出的功率谱和输入功率谱比较(滤波器的阶数及截频可自行确定)。

实验结果:(以下为阶数=4,截频=100Hz的图形)(1)输入信号功率谱密度(2)输出信号功率谱密度第二章随机过程仿真1.从下式的递归关系中产生一个高斯马尔可夫过程的1000个(等间距)样本的序列Xn=+ωn n=1,2,…1000,式中X0=0,ωn是一个零均值,方差为1,独立的随机变量序列。

绘出序列{ Xn,1≤n≤1000}与时序n的关系及相关函数N-mRx(m)=1/(N-m)ΣXn Xn+m m=0,1,…50 式中N=1000.n-1实验结果:(1)高斯——马尔可夫过程(2)高斯马尔可夫过程的自相关函数2.假设一个具有抽样序列{X(n)}的白噪声过程通过一个脉冲响应如下所示的线性滤波器nh(n)= ,n≥00, n<0求输出过程{Y(n)}的功率谱和自相关函数Ry(τ)。

实验结果:(1)输出的功率谱(2)输出的自相关第三章模拟调制仿真1.用MATLAB软件仿真AM调制。

被调信号为1, (t0/3)>t>0;m(t)=-2, (t0/3)≤t≤(2*t0/3);0, 其它;利用AM 调制方式调制载波。

假设t0=,fc=250hz;调制系数a=。

实验结果:1)调制信号、载波、已调信号的时域波形2)已调信号的频域波形2.被调信号为1, t0/3>t>0;m(t)=-2, t0/3<= t<2*t0/3;0, 其它;采用频率调制方案。

通信系统仿真实验报告

通信系统仿真实验报告

《通信系统仿真技术》实验报告姓名:李傲班级:14050Z01学号: 1405024239实验一:Systemview操作环境的认识与操作1、实验目的:熟悉systemview软件的基本环境,为后续实验打下基础,熟悉基本操作,并使用其做出第一个自己的project,并截图2、实验内容:1>按照实验指导书的1.7进行练习2>正弦信号(频率为学号*10,幅度为(1+学号*0.1)V)、及其平方谱分析;并讨论定时窗口的设计对仿真结果的影响。

3、实验仿真:图1系统连结图(实验图中标注参数,并对参数设置、仿真结果进行分析)4、实验结论输出信号底部有微弱的失真,调节输入的频率的以及平方器的参数,可以改变输入信号的波形失真,对于频域而言,sin信号平方之后,其频率变为原来的二倍,这一点可有三角函数的化简公式证明实验二:滤波器使用及参数设计1、实验目的:1、学习使用SYSTEMVIEW 中的线性系统图符。

2、掌握典型FIR 滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程。

3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。

实验原理:2、实验内容:参考实验指导书,设计出一个低通滤波器,并对仿真结果进行截图,要求在所截取的图片上用便笺的形式标注自己的姓名、学号、班级。

学号统一使用序号3、实验仿真:系统框架图输入输出信号的波形图输入输出信号的频谱图4、实验结论对于试验中低通滤波器的参数设置不太容易确定,在输入完通带宽度、截止频率和截止点的衰落系数等滤波器参数后,如果选择让SystemView 自动估计抽头,则可以选择“Elanix Auto Optimizer”项中的“Enabled”按钮,再单击“Finish”按钮退出即可。

此时,系统会自动计算出最合适的抽头数通常抽头数设置得越大,滤波器的精度就越实验三、模拟线性调制系统仿真(AM)(1学时)1、实验目的:1、学习使用SYSTEMVIEW 构建简单的仿真系统。

3、掌握模拟幅度调制的基本原理。

跳频通信系统仿真

跳频通信系统仿真

课程设计(II)通信系统仿真题目跳频通信系统仿真专业学号姓名日期通信系统仿真课程设计任务书1、课程设计目的通过对跳频系统的设计,深入了解跳频系统的工作原理,通信系统各部分的原理与关联,掌握利用Matlab/Simulink软件进行完整通信系统的建模和分析。

2、课程设计内容●主要课程设计内容跳频通信系统是一种典型扩展频谱通信系统,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。

此次跳频通信仿真系统从跳频系统的结构组成、工作原理、主要技术指标、跳频通信系统的解跳和解调等方面详细了解了跳频通信基本原理,并对跳频通信系统的抗干扰技术及其性能进行了仿真研究和理论分析。

其组成部分包括信号生成部分、发送部分、接收部分、判决部分、跳频子系统模块五个部分,并以2FSK系统为例,给出了上述通信干扰样式下的误码率理论分析结果,并利用Matlab仿真系统实现跳频系统的仿真和分析,达到了预期的效果。

调频系统原理示意图如图所示。

个人任务分工如下图所示:●原理(跳频扩频调制和解跳)1 跳频扩频调制跳频扩频调制通过伪随机地改变发送载波频率,用跳变的频率来调制基带信号,得到载波频率不断变化的射频信号。

通常,跳频系统的频率合成器输出什么频率的载波信号是受跳频指令控制的,跳频器是由频率合成器和跳频指令发生器构成的。

在时钟的作用下,频率合成器不断地改变其输出载波的频率,跳频指令发生器不断地发出控制指令。

因此混频器输出的已调波的载波频率,也将随着指令不断地跳变。

通常,跳频指令是利用伪随机发生器来产生的,或者由软件编程来产生此跳频指令。

2解跳首先,为了完成解跳功能,用同相干解调类似的方法将发送信号已知的伪随机的载波与接收信号进行混频,再经过低通滤波器进行滤波,即可得到到解跳后的信号,以便以后基带调制的进行。

3加性高斯白噪声信道发送信号在信道中传输会受到加性高斯白噪声的影响。

通信系统仿真报告

通信系统仿真报告

实验三 通信系统仿真清华大学电子工程系 陈侃● 背景知识:(1) 频分多址(FDMA):频分多址时将通信的频段划分成若干信道频率范围,每对通信设备工作在某个特定的频率范围内,即不同的通信用户是靠不同的频率划分来实现通信的,早期的无线通信系统,包括现在的无线电广播、短波通信、大多数专用通信网都是采用频分多址技术来实现的。

(2) 时分多址(TDMA):时分多址是将通信信道在时间坐标上划分成若干等间隔的时隙,每对通信设备将工作在某个指定的时隙上,不同的通信用户是靠不同的时隙划分来实现通信的,现在的数字蜂窝无线通信系统GSM ,就采用了时分多址技术。

(3) 码分多址(CDMA):码分多址是利用码字的正交性,将承载的不同用户的通信信息区分开来。

每对通信设备工作在某个分配的码组实现通信。

现在的数字蜂窝无线通信CDMA ,第三代移动通信系统WCDMA ,CDMA2000,SC-CDMA 都采用了码分多址技术。

码分多址要求通信的码组之间有很好的正交性。

有一种获得正交码组的方法是利用M 序列发生器,M 序列是最大长度线性反馈移位寄存器序列的简称。

M 序列发生器的结构图如图1所示,其中a i 表示各个寄存器的状态,c i 可取0或1.M 序列发生器的原理框图F(x) = c i x ir i=0上式是关于x 的多项式,系数c i 表示了序列生成器的反馈连线的特征,称为一位生成器函数的特征多项式。

由于r 位移位寄存器最多可以取2r 个不同的状态,因此每个移位寄存器序列最终都是周期序列,并且其周期n ≤2r 。

M 序列具有很强的自相关性和很弱的互相关性,周期为2r -1的M 序列可以提供2r -1个正交码组。

● 练习题:1.2.1 FDMA 的Simulink 仿真:(1) 利用Simulink 中的相应模块,搭建提示所给的系统仿真图,并设置相应的参数。

答:按照提示所给的模型图以及相应模块的参数,我设计出的FDMA 系统仿真图如下所示:(2) 上图中的六个Analog Filter Design 滤波器的作用分别是什么?根据已知的参数设置它们的参数,然后进行系统仿真,记录下三个Scope 上显示的波形。

通信系统仿真课程设计

通信系统仿真课程设计

通信系统仿真课程设计1. 引言通信系统是现代社会不可或缺的一部分,它在无线通信、互联网、电视、手机、卫星通信等方面都有广泛应用。

为了能够更好地理解和分析通信系统的性能,在通信工程领域中,仿真技术被广泛应用。

本课程设计将介绍通信系统仿真的相关概念、方法和工具,以及如何根据具体问题进行通信系统的仿真。

2. 通信系统仿真的目的和意义通信系统仿真是通过计算机模拟通信系统的运行和性能,以达到理解系统特性、优化设计和解决问题的目的。

它在通信工程领域有着重要的意义和广泛的应用。

通信系统仿真的目的主要有以下几点:•理解系统特性:通过仿真可以深入了解通信系统的各个组成部分,包括信源、信道、调制解调器、信道编码和解码等,从而更好地理解系统的工作原理和性能特点。

•优化设计:通过仿真可以评估不同的系统设计方案,找到最佳的参数配置和算法,从而提高系统的性能,降低成本。

•解决问题:通过仿真可以模拟通信系统在不同情况下的性能表现,从而分析和解决实际问题,比如干扰问题、误码率改善等。

3. 通信系统仿真的基本原理通信系统仿真的基本原理是模拟和计算。

通信系统仿真通常涉及到以下几个方面的模拟和计算:•信源:通过模拟产生各种类型的信号,比如正弦波、随机信号等。

•信道:通过模拟产生不同的信道特性,比如传输损耗、多路径效应、噪声等。

可以通过添加白噪声、多径信道模型等方式来模拟实际信道的特性。

•调制解调器:通过模拟调制解调过程,将数字信号转换为模拟信号或者将模拟信号转换为数字信号。

•信道编码和解码:通过模拟编码和解码过程,对信号进行编码和解码,提高抗干扰性能。

•误码分析:通过模拟接收端信号的误码情况,分析误码率和误差传播等指标。

通信系统仿真的计算过程需要使用编程语言和相关工具,比如MATLAB、Python等,以及通信系统仿真平台,比如NS-3、OPNET等。

4. 通信系统仿真的步骤通信系统仿真通常包括以下几个步骤:1.确定仿真目标:明确仿真的目标,包括仿真对象、仿真精度和仿真场景等。

(完整word版)数字通信系统的设计与仿真

(完整word版)数字通信系统的设计与仿真

数字通信系统的设计与仿真摘要:数字通信系统是数字传输的过程,模拟信号到达接收端必须先将模拟信号转换成数字信号,数字信号在信道中传输会有损耗,因此合理的采用信道的编/译码和调制、解调是十分重要的,本实验采用systemview 进行仿真.关键字:眼图、误码率、调制、解调.1数字通信系统模型与原理1.1数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统,如图1所示.图1数字通信系统模型1.1.1 信源编码与译码信源编码有两个基本功能:一是提高信息传输的有效性,即通过某种数据压缩技术设计减少码元数目和降低码元速率.二是完成模/数(A/D)转换,即当信息源给出的是模拟信号时,信源编码器将其转换成数字信号,以实现模拟信号的数字化传输.信源译码是信源编码的逆过程.1.1.2 信道编码与译码信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力.数字信号在信道传输时受到噪声等影响后将会引起差错.为了减少差错,信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分,组成所谓“抗干扰编码”.接收端的信道译码器按相应的规则进行解码,从中发现错误或纠正错误,提高通信系统的可靠性.1.1.3 加密与解密在需要实现保密通信的场合,为了保证所穿信息的安全,认为地将被传输的数字序列扰乱,即加上密码,这种处理过程叫加密.在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密,恢复原来信息.1.1.4 数字调制与解调数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处,形成适合在信道中传输的带通信号.基带的数字调制方式有振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、绝对相移键控、相对相移键控(DPSK).在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号.对高斯噪声下的信号检测,一般用相关器或匹配滤波器来实现.1.1.5 同步同步是使收发两端的信号在时间上保持步调一致,是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件.按照同步的公用不同,分为载波同步、位同步、群同步和网同步.数字通信的主要特点(1) 抗干扰能力强,尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累(2) 数字信号通过差错控制编码,可提高通信的可靠性.(3) 由于数字通信传输一般采用二进制码,所以可使用计算机对数字信号进行处理,实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统,实现以计算机为中心的通信网.(4) 在数字通信中,各种消息(模拟的和离散的)都可变成统一的数字信号进行传输.在系统对数字信号传输情况的监视信号、控制信号及业务信号都可采用数字信号.数字传输和数字交换技术结合起来组成的ISDN 对于来自不同信源的信号自动地进行变换、综合、传输、处理、存储和分离,实现各种综合业务.(5) 数字信号易于加密处理,所以数字通信保密性强.数字通信的缺点是比模拟信号占带宽,然而,由于毫米波和光纤通信的出现,带宽已不成问题.2 系统的设计过程为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配.这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带同信号的过程称为数字调制.在接收端通过解调器把带通信号还原成数字基带信号的过程称为数字解调.通常把包括调制和解调过程的数字传输系统叫做数字带通传输系统.一般来说,数字调制与模拟调制技术有的方法:把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况处理;是利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,2.1 信源编码模拟信号转换成数字信号包括三个步骤:抽样,量化,编码.(1) 抽样:把模拟信号在时间上离散化,变换为模拟抽样信号.(2) 量化:将抽样信号在幅度上离散化,变换成量化信号.(3) 编码:用二进制码元来表示有限的量化电平.抽样定理指出:设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率〈f h ,则以间隔时间T〈1/2f h的周期性冲激脉冲对它抽样时,m(t)将被这些抽样值所完全确定.由于抽样时间间隔相等,所以此定理又称均匀抽样定理.例如模拟信号的最高频率为10hz,则采样频率为30hz.2.2 信道格雷码的编/译码数字信号在传输过程中,由于受到干扰的影响,码元波形将变坏,,接收端收到后可能发生错误判决,故采用GRAY编\译码方式来进行差错控制. 格雷码的编码和译码设备都不太复杂,而且检错的能力较强.格雷码除了具有线性码的一般性质外,还具有循环性.循环性是指任一码组循环一位(即将最右端的一个码元移至左端,或反之)后,仍为该码中的一个码组.2.3 2FSK信号的调制与非相干解调2.3.1 调制原理键控法:在二进制基带矩形脉冲序列的控制下通过开关电路对两个不同的独立频率进行选通,使其在每一个码元T s 期间输出 f1或f0两个载波之一, 图2所示.键控法产生的2FSK信号,是由于电子开关在两个独立的频率源之间转换形成,故相邻码元之间的相位不一定连续. 2FSK信号可以看成两个ASK的相加,图3所示.图2 键控法产生2FSK 信号的原理图图3 相位连续的2FSK 信号波形2.3.2 2FSK 信号的非相干解调2FSK 的非相干解调:其原理是将2FSK 信号分解为上下两路2ASK 信号分别进行解调,然后进行判决.这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限.判决规则应与调制规则相呼应,调制时若规定“1”符号对应载波频率w 1,则接收时上支路的样值较大,应判为“1”;反之则判为“0”.2FSK 信号的非相干解调方框图如图4所示,其可视为由两路2ASK 解调电路组成.这里,两个带通滤波器(带宽相同,皆为相应的2ASk 信号带宽;中心频率不同,分别为w 1、w 2 起分路作用,用以分开两路2ASK 信号. 振荡器f 1选通开关 反相器 想加器 振荡器f 2 选通开关基带信号 2FSK 信号图4 2FSK信号非相干解调方框图2.4 模拟FIR滤波器的设计通过选择菜单上的”Filter/Analog”按扭,可以设计五种模拟滤波器.它们是:巴特沃斯,巴赛尔,切比契夫,椭圆,线性相位.这些滤波器可以是低通、高通或带通,所选滤波器的一般形状由滤波器的类型决定,需要输入的数据是滤波器的极点数、-3db带通或截止频率、相位纹波系数、增益等参数,按”finish”完成设计.低通滤波器:去掉信号中不必要的高频成分,降低采样频率,避免频率混淆,去掉高频干扰.带通滤波器:高通滤波器同低通滤波器的组合.对滤波器而言,所有频率都应是采样速率的分数,即相对的百分比系数.例如,系统的采样速率为1MHZ,所涉及的FIR低通滤波器的截止频率为50KH Z,则滤波器涉及窗口输入的截止频率为0.05(50KH Z/1MH Z),如果在滤波器前面连接的是抽样器或采样器的图符,则这些图符的频率也必须是滤波器采样速率的分数. 2.5 眼图分析眼图是指利用实验的方法估计和改善(通过调整)传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形.观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛,故称为“眼图”.从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响,从而估计系统优劣程度.另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰和改善系统的传输性能.眼图的“眼睛” 张开的大小反映着码间串扰的强弱.“眼睛”张的越大,且眼图越端正,表示码间串扰越小;反之表示码间串扰越大当存在噪声时,噪声将叠加在信号上,观察到的眼图的线迹会变得模糊不清.若同时存在码间串扰,“眼睛”将张开得更小.与无码间串扰时的眼图相比,原来清晰端正的细线迹,变成了比较模糊的带状线,而且不很端正.噪声越大,线迹越宽,越模糊;码间串扰越大,眼图越不端正.眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息:可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱,有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响,评价一个基带系统的性能优劣;可以指示接收滤波器的调整,以减小码间串扰.(1) 最佳抽样时刻应在“眼睛” 张开最大的时刻.(2) 对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定.斜率越大,对定时误差就越灵敏. 在抽样.(3) 时刻上,眼图上下两分支阴影区的垂直高度,表示最大信号畸变.眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平.(4) 在抽样时刻上,上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限,噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决.(5) 对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统,眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小,表示零点位置的变动范围,这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响.2.6 误码率分析对于二进制双极性信号,假设它在抽样时刻的点平取值为+A或-A(分别对应信码“1或“0”),在-A 和+A之间选择一个适当的电平V d作为判决门限,根据判决准则将会出现以下几种情况:(1) 对“1”码:当X>V d,判为“1”码(正确);当X<V d,判为“0”码(错误).(2) 对“0”码:当X<V d,判为“0”码(正确);当X>V d,判为“1”码(错误).假设信源发送“1”码的概率为P(1),发送“0”码的概率为P(0),则二进制基带传输系统的总误码率Pe= P(1) P(0/1)+ P(0) P(1/0) 其中P(0/1)= P(X<V d),P(1/0) = P(X>V d)3参数的设定(1)模拟信源:正弦函数,频率fs=10hz,幅度A=1V;。

通信系统课程systemview仿真设计1 (11)

通信系统课程systemview仿真设计1 (11)

数字信号基带传输系统————用根升余弦滤波器实现一、设计目的1.熟悉使用System View软件,了解各功能模块的操作和使用方法。

2.通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。

3.观察数字基带传输系统接受端的眼图,掌握眼图的主要性能指标。

二、设计内容—用根升余弦滤波器实现用System View建立一个数字基带传输系统仿真电路,信道中加入高斯白噪声(均值为0,均方差可调),分析理解系统各个模块的功能,并通过观察眼图,判断系统信道中的噪声情况。

三、设计原理(一)数字信号基带传输系统原理通信的根本任务是远距离传递信息,因而如何准确地传输数字信息是数字通信的一个重要组成部分。

在数字传输系统中,其传输对象通常是二进制数字信息,它可能来自计算机、网络或其它数字设备的各种数字代码。

也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号,设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。

这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号,也可以是调制后的信号形式。

由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。

因而称为数字基带信号。

在某些有线信道中,特别是传输距离不太远的情况下,数字基带信号可以直接传送,我们称之为数字信号的基带传输。

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,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

我们把这种传输称为数字信号的调制传输(或载波传输)。

如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分,则任何数传输系统均可等效为基带传输系统。

因此掌握数字信号的基带传输原理是十分重要的。

通过SystemView 提供的仿真环境对数字基带传输中的某些问题加以仿真、分析,能帮助我们进一步加深对这些抽象概念的理解,并加深感性认识。

二进制数字基带波形都是矩形波,在画频谱时通常只画出了其中能量最集中的频率范围,但这些基带信号在频域内实际上是无穷延伸的。

如果直接采用矩形脉冲的基带信号作为传输码型,由于实际信道的频带都是有限的,则传输系统接收端所得的信号频谱必定与发送端不同,这就会使接收端数字基带信号的波形失真。

通信系统课程systemview仿真设计1

通信系统课程systemview仿真设计1

FDM频分多路复用系统设计一、实习目的1.熟悉使用System View软件,了解各功能模块的操作和使用方法。

2.通过实验进一步了掌握。

了解频分复用系统的构成及其工作原理。

3.观察频分复用的波形图,及抽样频率和点数的设置,和各个性能指标二、实习仪器微机电脑,System View软件三、实习内容用System View建立一个频分复用的仿真电路。

通过不同种类不同频率的信号源过系统后,分析理解系统的各个模块功能,观察波形图。

判断是不是实现了频分复用。

四、设计原理频分复用是一种按频率来划分信道的的复用方式。

在FDM中,信道的带宽被分成多个相互不重叠的频段,每路信号占据其中的一个子信道,并且各路之间必须留有未被使用的频段(防护频段)进行分隔,以防止信号的重叠。

在接受端,采用适当的带通滤波器将多路信号分开,从而恢复出所需要的信号。

下图示出了频分复用的系统的原理框图。

在发送端,首先使各路基带信号通过带通滤波器以限制各路信号的最高频率。

然后,将各路信号调制到不同的载波频率上,使得各路信号搬移到各自的频率段范围内,合成后送入信道传输。

在接收端,采用一系列不同中心频率的带通滤波器分离出各路已调信号,它们被解调后即恢复出各路相应的基带信号。

为了防止相邻信号之间产生相互干扰,应合理选择载波频率。

恢复是也应加入相应的载波频率。

使其能恢复出各路信号。

在通信系统中,信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽宽得多。

如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的,为了能够充分利用信道的带宽,就可以采用频分复用的方法。

在频分复用系统中,信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段,每路信号用其中一个频段传输,因而可以用滤波器将它们分别滤出来,然后分别解调接收。

原理框图如下:分别对发送端和接收端进行原理分析:发送端由于消息信号往往不是严格的限带信号,因而在发送端各路消息首先经过低通滤波,以便限制各路信号的最高角频率,为了分析问题的方便,这里我们假设各路的都相等。

通信系统的Simulink仿真

通信系统的Simulink仿真

实验三通信系统的Simulink仿真一、实验目的1、提高独立学习的能力;2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力;,3、学习用Matlab simulink实现通信系统的仿真的使用;4、掌握数字载波通信系统的基本原理。

二、实验原理1. Simulink简介Simulink是Matlab中的一个建立系统方框图和基于方框图的系统仿真环境,是一个对动态系统进行建模、仿真和仿真结果可视化分析的软件包。

Simulink采用基于时间流的链路级仿真方法,将仿真系统建模与工程中通用的方框图设计方法统一起来,可以更加方便地对系统进行可视化建模,并且仿真结果可以近乎“实时”地通过可视化模块,如示波器模块、频谱仪模块以及数据输入输出模块等显示出来,使系统设计、仿真调试和模型检验工作大为简便。

SIMULINK 模型有以下几层含义:(1)在视觉上表现为直观的方框图;(2)在文件上则是扩展名为mdl 的ASCII代码;(3)在数学上表现为一组微分方程或差分方程;(4)在行为上则模拟了实际系统的动态特性。

SIMULINK 模型通常包含三种“组件”:(1)信源( Sources):可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、阶梯波、扫频信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源;(2)系统( System):即指被研究系统的SIMULINK 方框图;(3)信宿( Sink):可以是示波器、图形记录仪等。

2. 通信常用模块库及模块编辑功能简介通信中常用的MATLAB工具箱有:Simulink 库,Communications Blockset(通信模块集),DSP Blockset (数字信号处理模块集)。

其中对单个模块的主要编辑功能如下:1) 添加模块:模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳(选中模块,按住鼠标左键不放)而放到模型窗口中进行处理;2) 选取模块;3) 复制与删除模块;4) 模块名的处理模块命名:先用鼠标在需要更改的名称上单击一下,然后直接更改即可。

第5章 数字通信系统的仿真1

第5章 数字通信系统的仿真1

5.2 信源编码
5.2.1 取样及取样定律 在数字通信系统中传输模拟信号,首先要完成模/ 数变换。发送端先将模拟信号取样,使其成为一系列 离散的取样值,然后再将取样值量化为有限的量化值, 并经编码变换成数字信号,用数字通信方式传输。在 接收端,则把接收到的数字信号恢复成模拟信号。显然, 采样频率越高,量化级越多,越能表现信号的细节, 代价是数/模变换计算越复杂,传输代价愈大。
第5章 数字通信系统的仿真 章
它们包括了通信系统中所需要的,也是通信原理 教 科 书 上 系 统 介 绍 的 功 能 ( 模 块 ) : CommSources (信源)、CommSinks(信宿)、SourceCoding(信源 编码)、ErrorDetectionandCorrection(检错与纠错)、 Interleaving(交织)、Modulation(调制)、Channels ( 传 输 信 道 ) 、 RFImpairments ( 射 频 损 耗 ) 、 Syncronization(同步)等。
第5章 数字通信系统的仿真 章 SampledQuantizerEncode(采样量化编码器)根据量 化间隔和量化码本,把输入的模拟信号转换成数字信号, 并输出量化电平、量化误差。量化间隔是一个长度为n的 向量V,其中的每一个元素V(i)(i=1,2,…,n)严格单调 递增。抽样量化编码器输出的数字信号y是介于0和n+1之 间的整数,它由公式(5-5)确定。 y=0 y= m n x∈(-∞,V(1)) x∈(V(m),V(m+1)],m∈[1,n-1] (5-5) x∈(V(n),+∞)
第5章 数字通信系统的仿真 章
图5-8 脉冲信号的时域图和频域图
第5章 数字通信系统的仿真 章 5.1.4 扫频信号 ChirpSignal(扫频信号)模块产生一个正弦信号, 其频率随着时间的变化而线性增长,可以使用这个模 块对系统进行分析。 该模块的三个参数:初始频率、目标时间和目标 时间的频率,决定了模块的输出。这些设置可以是标 量,也可以是向量。所有的参数要以向量形式确定下 来,就必须有相同的维数。如果这个选项被选择并且 参数是行或者列向量,模块将输出一个向量信号。图 5-9 所 示 是 扫 频 信 号 产 生 的 仿 真 框 图 。 表 5-4 所 示 是 ChirpSignal(扫频信号)模块的主要参数。

systemview通信系统仿真

systemview通信系统仿真

1引言在当今信息社会,通信已经成为整个社会的高级“神经中枢”,通信技术变得越来越重要,没有通信的人类社会将是不堪设想的。

通信按传统的理解就是信息的传递与交换。

一般来说,通信系统是由信源、发送设备、信道、接收设备、信宿组成。

一般发送端要有调制器,接收端要有解调器,这就用到了调制与解调技术。

调制可分为模拟调制和数字调制,模拟调制常用的方法有AM调制、DSB 调制及SSB调制等。

数字调制常用的方法有2ASK调制、2FSK调制、2PSK调制及2DPSK调制等。

经过调制不仅可以进行频谱搬移,把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上,从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号,而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响。

调制方式往往决定着一个通信系统的性能。

本次课程设计主要对常见的模拟和数字调制解调、抽样定理、增量调制系统和数字基带传输系统进行设计与仿真分析,并进一步设计和仿真AM超外差收音机以熟练System View软件的运用。

通信技术在日新月异的发展,通信系统也日趋复杂多样。

因此,在通信系统的设计研发过程中,通信系统的软件仿真已成为必不可少的一部分。

目前,电子设计自动化EDA(Electronic Design Automatic)已成为通信系统设计的主潮流。

为了使复杂的设计过程更加便捷高效,使分析与设计所需的时间和费用降低,美国Elanix公司推出的基于PC机Windows平台的System View动态系统仿真软件。

这是一款比较流行的,优秀的仿真软件,目前大多数通信系统的仿真都是用这款软件。

因此,本次课程设计亦采用System View软件进行通信系统的设计与仿真分析,以加深对通信原理这门课程理论的理解和提高对理论知识的实际应用能力。

2 模拟调制解调系统的设计与仿真模拟调制系统可分为线性调制和非线性调制,本课程设计只研究线性调制系统中常用的AM 、DSB 、SSB 调制与解调系统的设计与仿真分析。

通信系统仿真

通信系统仿真

课题一:二进制基带通信系统的蒙特卡罗仿真设计任务:运用MA TLAB 语言,对采用匹配滤波器的二进制通信系统的误码性能进行仿真。

先利用一个均匀分布的随机信源产生大量的随机信号(5000个),然后根据基带波形映射成相应的基带波形。

信号通过AWGN 信道,信号将受到高斯分布白噪声的影响,这个高斯噪声可以通过一个高斯随机数发生器模拟。

在接收端,将通过AWGN 信道后的信号通过一个最佳接收机(匹配滤波器)进行接收判决,就得到接收到的信号。

最后,将这个信号与原始信号相比较,就可以得到误码率。

分别作出二进制通信系统仿真得到的误码率曲线和理论上的误码率曲线。

课题二:2FSK 通信系统的蒙特卡罗仿真设计任务:完成2FSK 通信系统的仿真,运用MA TLAB 语言,仿真它的误码性能,并与理论误码曲线相比较。

b 12T /1f f +=,检测器为平方律检测器,信道相移为0。

信道中的加性噪声可认为是统计独立,均值为0的高斯分量。

分别作出2FSK 通信系统仿真得到的误码率曲线和理论上的误码率曲线。

课题三:PSK 系统的信号仿真设计任务:完成M=8的PSK 通信系统的仿真,运用MA TLAB 语言,仿真其信号。

对于M=8,产生恒定包络的PSK 信号波形。

信号幅度归一化,T /6f c =。

课题四:4PSK 系统的蒙特卡罗仿真设计任务:完成M=4的PSK 通信系统的仿真,运用MA TLAB 语言,仿真它的误码性能,并与理论误码曲线相比较。

设消息序列的采样速率为1Hz ,已调信号的采样速率为3Hz ,可利用y=dmodce(x,Fd,Fs,’psk’,M)和z=ddemodce(y ,Fd,Fs,’psk’,M)函数对PSK 信号进行调制和解调。

信道中的加性噪声可认为是统计独立,均值为0的高斯分量。

分别作出4PSK 通信系统仿真得到的误码率曲线和理论上的误码率曲线。

课题五:M=16的PSK 系统的蒙特卡罗仿真设计任务:完成M=16的PSK 通信系统的仿真,运用MA TLAB 语言,仿真它的误码性能,并与理论误码曲线相比较。

通信系统仿真实验报告(DOC)

通信系统仿真实验报告(DOC)

通信系统实验报告——基于SystemView的仿真实验班级:学号:姓名:时间:目录实验一、模拟调制系统设计分析 -------------------------3一、实验内容-------------------------------------------3二、实验要求-------------------------------------------3三、实验原理-------------------------------------------3四、实验步骤与结果-------------------------------------4五、实验心得------------------------------------------10实验二、模拟信号的数字传输系统设计分析------------11一、实验内容------------------------------------------11二、实验要求------------------------------------------11三、实验原理------------------------------------------11四、实验步骤与结果------------------------------------12五、实验心得------------------------------------------16实验三、数字载波通信系统设计分析------------------17一、实验内容------------------------------------------17二、实验要求------------------------------------------17三、实验原理------------------------------------------17四、实验步骤与结果------------------------------------18五、实验心得------------------------------------------27实验一:模拟调制系统设计分析一、实验内容振幅调制系统(常规AM )二、实验要求1、 根据设计要求应用软件搭建模拟调制、解调(相干)系统;2、 运行系统观察各点波形并分析频谱;3、 改变参数研究其抗噪特性。

通信系统仿真实验

通信系统仿真实验

实验一:模拟调制系统设计分析振幅调制系统(常规AM)1.实验要求根据设计要求应用软件搭建模拟调制、解调(相干)系统,运行系统观察各点波形并分析频谱,改变参数研究其抗噪特性。

2.实验原理(1)AM信号的表达式、频谱及带宽在图1-1中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号叠加直流后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带条幅信号。

AM调制器模型如图3-2所示。

图1-1 AM调制器模型AM信号的时域和频域表达式分别为:式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号。

AM信号的典型波形和频谱分别如图1-2(a)、(b)所示,图中假定调制信号的上限频率为。

显然,调制信号的带宽为图1-2 AM波形和频谱由图1-2(a)可见,AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。

但为了保证包络检波时不发生失真,必须满足,否则会出现过调幅而失真。

AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成(通常称频谱中画斜线的部分为上边带,不画斜线的部分为下边带)。

上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。

显然,无论是上边带还是下边带,都含有原调制信号的完整信息。

故AM信号是带有载波的双边带信号,它的带宽为基带信号带宽的两倍,即:式中,为调制信号的带宽,为调制信号的最高频率。

(2)AM信号的解调调制过程的逆过程叫做解调。

AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。

AM信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。

在这里我们采用的是想干解调。

由AM信号的频谱可知,如果将已调信号的频谱搬回到原点位置,即可得到原始的调制信号频谱,从而恢复出原始信号。

解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。

相干解调的原理框图如图1-3所示图1-3 相干解调原理图将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得由上式可知,只要用一个低通滤波器,就可以将第1项与第2项分离,无失真的恢复出原始的调制信号3.实验内容与分析(1)实验图如下所示:加法器20以及其上面部分为AM调制,23为信号源1KHZ,幅度2伏;09为载波15KHZ,幅度5伏。

光纤通信系统的仿真分析

光纤通信系统的仿真分析

毕业设计(论文) 光纤通信系统的仿真分析电子科技大学中山学院教务处制发光纤通信系统的仿真分析摘要光纤通信系统是以光为载波,利用纯度极高的玻璃制成极细的光导纤维作为传输媒介,通过光电变换,用光来传输信息的通信系统。

光纤通信系统的计算机仿真,是对此类系统进行规划设计、可行性论证以及研制新型系统的重要手段,可用于对已设计的光纤传输系统在硬件实现之前进行性能评估和可行性论证,可节约大量时间和经费; 同时在分析中可随时改动参数值,便于理论研究。

本文对光纤通信系统的仿真进行了深入的探讨,首先介绍了光纤通信系统的特点及构成,接着对光纤通信系统仿真软件Optisystem的简单介绍并对传输速率为10Gb/s的光纤通信系统进行仿真设计和分析,详细介绍了仿真的流程和分析后的结果并作出总结。

关键词:光纤通信系统;Optisystem;仿真Simulation Analysis of Optical FiberCommunication SystemAbstractOptical fiber communication system u sed optical wave as carrier,and very fine optical fiber made of high purity glass as transmission medium. It can transmit information through photoelectric conversion.Optical fiber communication systems computer simulation is of such systems planning and design,feasibility study and development of new types of systems important means can be used to have been designed optical transmission systems in hardware prior to the performance evaluation and feasibility study,Can save a lot of time and funding,while in the analysis parameters can be changed at any time,for theoretical research.The paper discusses in depth the simulation of optical fiber communication system,firstly the characteristics and structure of Optical fiber communication system was introduced, then the simulation software (Optisystem) was simply presented, and an optical fiber communication system with transfer rate of 10 Gb/s was simulated and designed, the process and result of simulation was detailed and the summary was made.Keywords: Optical fiber communication system; Optisystem; simulation目录1 绪论 (1)1.1 光纤通信概述 (1)1.1.1 光纤通信的优点 (1)1.1.2 光纤通信的缺点 (2)1.1.3 光纤通信的应用 (3)1.2 系统仿真原理 (3)2 光纤通信系统及其构成 (5)2.1 光发送机 (5)2.2 光纤线路 (5)2.3 光接收机 (6)2.4 光中继器 (6)3 光纤通信系统仿真软件 (7)4 数字模型建立与性能仿真分析 (8)4.1 发射系统模型的建立 (8)4.1.1 数字模型建立 (8)4.1.2 光源与系统性能关系的仿真分析 (8)4.2 传输系统模型的建立 (10)4.2.1 数字模型建立 (10)4.2.2 传输速率与光纤传输系统特性的关系 (11)4.2.3 光纤信道参数与光纤传输系统特性的关系 (13)4.2.4 光放大器对系统性能的影响 (17)4.3 接收系统模型的建立 (19)4.3.1 数字模型建立 (19)4.3.2 光电检测器与系统性能关系的仿真分析 (20)4.4 波分复用系统仿真分析 (22)5 光纤通信系统仿真实验 (25)5.1 10Gb/s光纤通信系统模型的建立 (25)5.2 仿真结果分析 (26)5.3 光纤通信技术的发展现状及趋势 (28)5.3.1 光纤通信技术的现状 (28)6 结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)1 绪论1.1 光纤通信概述通信是指两个或多个实体之间交换信息的过程,而通信系统是该过程的具体实现。

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题目基于SIMULINK的通信系统仿真摘要在模拟通信系统中,由模拟信源产生的携带信息的消息经过传感器转换成电信号,模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道,最终解调还原成电信号;在数字传输系统中,数字信号对高频载波进行调制,变为频带信号,通过信道传输,在接收端解调后恢复成数字信号。

本文应用了幅度调制以及键控法产生调制与解调信号。

本论文中主要通过对SIMULINK工具箱的学习和使用,利用其丰富的模板以及本科对通信原理知识的掌握,完成了AM、DSB、SSB、2ASK、2FSK、2PSK三种模拟信号和三种数字信号的调制与解调,以及用SIMULINK进行设计和仿真。

首先我进行了两种通信系统的建模以及不同信号系统的原理研究,然后将学习总结出的相应理论与SIMULINK中丰富的模块相结合实现仿真系统的建模,并且调整参数直到仿真波形输出,观察效果,最终对设计结论进行总结。

关键词通信系统调制 SIMULINK目录1. 前言 (1)1.1选题的意义和目的 (1)1.2通信系统及其仿真技术 (2)3. 现代通信系统的介绍 (7)3.1通信系统的一般模型 (7)3.2模拟通信系统模型和数字通信系统模型 (7)3.2.1 模拟通信系统模型 (7)3.2.2 数字通信系统模型 (8)3.3模拟通信和数字通信的区别和优缺点 (9)4. 通信系统的仿真原理及框图 (12)4.1模拟通信系统的仿真原理 (12)4.1.1 DSB信号的调制解调原理 (12)4.2数字通信系统的仿真原理 (16)4.2.1 ASK信号的调制解调原理 (16)5. 通信系统仿真结果及分析 (21)5.1模拟通信系统结果分析 (21)5.1.1 DSB模拟通信系统 (21)5.2仿真结果框图 (24)5.2.1 DSB模拟系统仿真结果 (24)5.3数字通信系统结果分析 (28)5.3.1 ASK数字通信系统 (28)5.4仿真结果框图 (35)5.4.1 ASK数字系统仿真结果 (35)1. 前言1.1 选题的意义和目的随着现代通信系统的飞速发展,计算机仿真已经成为分析和设计通信系统的主要工具,在通信系统的研发和教学中具有越来越重要的意义。

计算机仿真是衡量系统性能的工具,它通过构建模型运行结果来分析实物系统的性能从而为新系统的建立或原系统的改造提供可靠的参考。

通过仿真,可以降低新系统失败的可能性,消除系统中潜在的瓶颈,优化系统的整体性能。

因此,仿真是通信系统研究和工程建设中不可缺少的环节。

仿真也称模拟,在本质上,系统的计算机仿真就是根据实际的物理系统的运行原理建立相应的数学描述并进行计算机数值求解。

根据实际的目标问题提出相应的数学描述,通常可以表达为一系列数学方程以及一系列边界条件。

把系统的数学描述称为系统的仿真模型。

用计算机语言重新表达的数学模型称为系统的计算机仿真模型。

对用户而言,使用仿真软件的平台不同,所建立的计算机仿真模型形式也不同,可以是字符形式的一系列程序代码,也可以是图形化的一些列一组信号流程图、系统方框图或者状态转移图。

在当代社会中,信息的交换日益频繁,随着通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合,通信能克服对空间和时间的限制,大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。

展望未来,通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展,各种新的电信业务也应运而生,正沿着信息服务多种领域广泛延伸。

Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。

Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。

同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

从理论上对通信系统进行深入细致的研究是非常必要的,本文对通信系统中的一些重要环节,如数字信号的调制解调,模拟信号的数字化传输等有着深入的研究学习。

本文在深刻理解通信系统理论的基础上,利用MATLAB提供的通信工具箱和信号处理工具箱中的模块,对通信系统中的典型信号进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示。

通过系统的仿真与分析可以看出Simulink在系统建模和仿真中的巨大优势,是学习、研究和设计通信系统强有力的工具。

1.2 国内外研究现状在国外通信技术的发展中,通信系统的仿真技术是一个技术重点。

着重关注模拟通信系统中的调制解调系统的基本原理以及抗噪声性能,并在MATLAB软件平台上仿真实现几种常见的调制方式。

最常用最重要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。

利用MATLAB对模拟调制系统进行仿真,将结合MATALB模块和Simulink工具箱的实现,并对仿真结果进行分析,从而更深入地掌握模拟调制系统的相关知识。

通信系统的一般模型实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。

以基本的点对点通信为例,通信系统的组成(通常也称为一般模型)。

利用系统仿真可以迅速构建一个通信系统模型,为通信和信号处理系统的设计和分析提供一个便捷,高效且精准的评估平台。

可以将软件模型和硬件原型输出的数据以及从真实系统的信号相互结合起来,从而使设计过程和评估过程统一起来,协同工作,使得设计中的错误得以及时的修正,最终使得设计结果与实际系统的运行环境相吻合,保证后期产品化过程的顺利进行。

在我国,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。

如此要求只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。

利用系统建模和软件仿真技术,几乎可以对所有的设计细节进行分层次的建模和评估,而且模型无需针对解析分析简化,因此评价结果更加精准,更接近实际的运行情况。

,随着超大规模集成电路工艺的成熟以及计算机和数字信号处理技术的充分发展,数字通信发展迅速,大多数的模拟通信系统已被数字通信系统所取代。

尽管在未来的一段时间内数字通信系统还不能完全取代模拟通信系统那个,但通信朝着数字化方向发展是不会改变的,这是有数字通信和模拟通信自身的特点所决定的。

从宏观看,世界通信方式,仍以电话为主,在电话通信中,则以程控交换和移动电话发展最快。

目前模拟通信系统还在使用,但由于人们对各种通信业务的需求迅速增加,数字通信正向着小型化、智能化、高速大容量的方向迅速发展,最终必将取代模拟通信。

从中我们可以看出通信在我们生活中的重要,它给我们带来了各种各样的消息,如果有一天它消失了,我不敢想象世界会变成怎样。

3.现代通信系统的介绍3.1 通信系统的一般模型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。

消息是信息源所产生的,是信息的物理表现,例如,语音、文字、数据、图形和图象等都是消息(Message)。

消息有模拟消息(如语音、图象等)以及数字消息(如数据、文字等)之分。

所有消息必须在转换成电信号(通常简称为信号)后才能在通信系统中传输。

所以,信号(Signal)是传输消息的手段,信号是消息的物质载体。

通信的目的是传递消息,但对受信者有用的是消息中包含的有效内容,也即信息(Information) 。

消息是具体的、表面的,而信息是抽象的、本质的,且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。

通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和,包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ,它的一般模型如图3-1。

图 3-1 通信系统一般模型3.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型3.2.1 模拟通信系统模型在模拟通信系统中,信源(信息源,也称发终端)的作用是把待传输的消息转换成原始电信号,如电话系统中电话机可看成是信源。

信源输出的信号称为基带信号。

所谓基带信号是指没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是信号频谱从零频附近开始,具有低通形式。

根据原始电信号的特征,基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号,相应地,信源也分为数字信源和模拟信源。

发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来,即将信源产生的原始电信号(基带信号)变换成适合在信道中传输的信号。

变换方式是多种多样的,在需要频谱搬移的场合,调制是最常见的变换方式;对传输数字信号来说,发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。

信道是指信号传输的通道,可以是有线的,也可以是无线的,甚至还可以包含某些设备。

图中的噪声源,是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。

在接收端,接收设备的功能与发送设备相反,即进行解调、译码、解码等。

它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。

信宿(也称受信者或收终端)是将复原的原始电信号转换成相应的消息,如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。

如图3-2所示:图 3-2 模拟通信系统一般模型3.2.2 数字通信系统模型在数字通信系统中,信源,信道,调制器,解调器,收信者和模拟的一样,加密器,编码器看名字就能猜出功能了吧,需要说明的是,图中调制器 / 解调器、加密器 / 解密器、编码器 / 译码器等环节,在具体通信系统中是否全部采用,这要取决于具体设计条件和要求。

但在一个系统中,如果发端有调制 / 加密 / 编码,则收端必须有解调 / 解密 / 译码。

通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。

数字基带传输通信系统与频带传输系统相对应,我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统,如图所示。

图中基带信号形成器可能包括编码器、加密器以及波形变换等,接收滤波器亦可能包括译码器、解密器等。

模拟信号数字化传输通信系统上面论述的数字通信系统中,信源输出的信号均为数字基带信号,实际上,在日常生活中大部分信号(如语音信号)为连续变化的模拟信号。

那么要实现模拟信号在数字系统中的传输,则必须在发端将模拟信号数字化,即进行 A/D 转换;在接收端需进行相反的转换,即 D/A 转换。

实现模拟信号数字化传输的系统如图3-3所示。

图 3-3 数字通信系统一般模型图 3-4 数字通信系统仿真模型3.3 模拟通信和数字通信的区别和优缺点根据信号方式的不同,通信可分为模拟通信和数字通信。

什么是模拟通信呢?比如在电话通信中,用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的。

这个变化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的,这种信号称为模拟信号。

在用户线上传输模拟信号的通信方式称为“模拟通信”。

数字信号与模拟信号不同,它是一种离散的、脉冲有无的组合形式,是负载数字信息的信号。

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