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毕业设计中期答辩
通信系统信道研究与仿真
班级 ：电子C073班 姓名：张建平 指导教师：姜霞 答辩时间：2011年5月11日
一、课题简介
信道的仿真方法很多，移动通信衰落信道 仿真模型的主要任务是尽可能真实地模拟 实际传输环境中传输信号可能发生的变化。 实际传输环境中,影响传输信号的因素很 多, 信道仿真模型是不可能真正精确地模 拟这其中每一个因素的，尽管如此,仿真 模型还是可以做到对影响传输信号的几个 主要的因素进行较为准确的仿真。
整个信道模型由信源模块，信道模块和信宿模 块三部分组成，其中在信号源子系统建立随机 整数产生器和BFSK基带调制器模块，在信宿子 系统建立BFSK基带解调器、误码率计算器、选 择器和工作区模块，模型如下图所示
Random Integer
Random Integer Generator
M-FSK
M-FSK Modulator Baseband
二、现阶段工作成果
对课题认识 1.对仿真工具的认识
MATLAB 是一个功能强大的应用软件， 其中的动态仿真软件Simulink提供可视化 的系统仿真环境和多个模型库,Simulink提 供了专门用于显示输出信号的模块，可以 在仿真过程中随时观察仿真结果，同时， 通过Simulink的通信的存储模块，仿真数 据可以方便的保存在工作区和文件中。
完成进度
加性高斯白噪声信道
信道中的噪声干扰随机地与信号叠加，使数字 信号变形，这种噪声为加性噪声，信道中加性噪 声的出现及其大小都是随机的。很难通过简单的 计算方式预测某个时刻噪声信号的强度,故从概 率论的角度去分析噪声，若噪声的n 维分布都服 从高斯分布，这类噪声统称为高斯噪声，它造成 的误码前后无关，互为独立。噪声的功率谱密度 在整个频率范围内是均匀的(即是一个常数)，则 称之为白噪声。
2.对输入信号的认识 数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键
控记作BFSK。数字频移键控是用载波的频率来传送 消息，即用所传送的数字消息来控制载波的频率。 BFSK信号使用符号“1”对应于载频，而符号“0” 对应于载频（与不同的另一载频）的已调波形，且 与之间的改变是瞬间完成的。
原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可 用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲 序列对一个载波进行调频，是频移键控通信方式早 期采用的实现方法。而BFSK键控法则是利用受矩形 脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源 进行选通。因为键控法的特点是转换速度快、波形 比较好、稳定度高而且易于实现，故应用广泛。
3.对信道的认识 信道是通信系统的基本环节之一，是连接信源和信
宿的纽带，信道的传输质量直接影响着信号的接收和 解调，因此对于信道的研究意义深远。
通信系统的信道分为两大类：一类是有沿导线的电磁 波来传递信息的有线信道，另一种是用自由空间的电 磁波来传输信息的无线信道。无线信道包括地波传播, 短波电离层反射,超短波或微波视距中继,人造卫星中 继,散射及移动无线电信道等。因此，传输媒质仍是 讨论的重点，由于无线信道中电磁波受到反射、绕射、 散射、多径传播、移动台的运动速度、环境物体的移 动速度以及信号的传输带宽等因素的影响,无线信道 的建模历来是无线通信系统中的难点。
AWGN
M-FSK
M-FSK Modulator Baseband
Multipath Rayleigh Fading Channel
AWGN Channel
M-FSK Demodulator
Baseband
多径瑞利衰落信道模型
Tx Error Rate RxCalculation
Error Rate Calculation
0
10
10wk.baidu.com1
10-2
10-3
10-4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 信噪比
误比特率与信噪比的关系曲线图
多径瑞利衰落信道 多径衰落是指在微波信号的传播过程中,由于受到地 面或水面反射和大气折射影响,会产生多个经过不同 路径到达接收机的信号,通过叠加后合成时变信号。 多径衰落可分为平坦性衰落和频率选择性衰落，后者 是我们学习和研究中经常讨论的。由于到达移动台天 线的信号不是单一路径的，而是许多路径的众多反射 波的叠加。而各个路径来的反射波到达时间不同，相 位也就不同，不同相位的多个信号在接收端迭加，有 时迭加加强（方向相同），有时迭加减弱（方向相 反）。因此，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了 衰落。这种衰落是由多径引起的，所以称之为多径衰 落。服从瑞利分布时，也叫瑞利衰落。
AWGN
M-FSK
Tx Error Rate
Calculation Rx
Error Rate Calculation
AWGN Channel
M-FSK Demodulator
Baseband
加性高斯白噪声信道模型
Selector
BitErrorRate To Workspace
误码率
BFSK(二 进 制 移 频 键 控 )
信道模型由信号源子系统，信宿子系统，多径瑞利衰落 信道子系统三部分组成。其中的多径瑞利衰落信道子系 统由瑞利衰落信道与加性高斯白噪声信道组合而成，其 余部分同高斯白噪声信道。完整多径瑞利衰落信道模型 如下
Random Integer
Random Integer Generator
M-FSK
Multipath Fading
建立无线信道仿真模型是很有意义的，其中 MATLAB的动态仿真软件SIMLINK提供了可视化的系 统仿真环境和多个模型库,在模型库中提供了丰富 的功能模块,采用模块化设计,可以方便、灵活地 建立通用性较强的通信仿真模型。
针对本课题，其目的是进行信道的研究和仿真， 需要建立基于加性高斯白噪声信道(AWGN Channel)、多径瑞利衰落信道( Multipath Rayleigh Fading Channe1)、伦琴衰落信道 ( Rician Fading Channe1)三种综合信道仿真模 块,利用Matlab工具箱进行衰落信道的误比特率性 能的仿真分析,并进行三者的比较。
通信系统信道研究与仿真
班级 ：电子C073班 姓名：张建平 指导教师：姜霞 答辩时间：2011年5月11日
一、课题简介
信道的仿真方法很多，移动通信衰落信道 仿真模型的主要任务是尽可能真实地模拟 实际传输环境中传输信号可能发生的变化。 实际传输环境中,影响传输信号的因素很 多, 信道仿真模型是不可能真正精确地模 拟这其中每一个因素的，尽管如此,仿真 模型还是可以做到对影响传输信号的几个 主要的因素进行较为准确的仿真。
整个信道模型由信源模块，信道模块和信宿模 块三部分组成，其中在信号源子系统建立随机 整数产生器和BFSK基带调制器模块，在信宿子 系统建立BFSK基带解调器、误码率计算器、选 择器和工作区模块，模型如下图所示
Random Integer
Random Integer Generator
M-FSK
M-FSK Modulator Baseband
二、现阶段工作成果
对课题认识 1.对仿真工具的认识
MATLAB 是一个功能强大的应用软件， 其中的动态仿真软件Simulink提供可视化 的系统仿真环境和多个模型库,Simulink提 供了专门用于显示输出信号的模块，可以 在仿真过程中随时观察仿真结果，同时， 通过Simulink的通信的存储模块，仿真数 据可以方便的保存在工作区和文件中。
完成进度
加性高斯白噪声信道
信道中的噪声干扰随机地与信号叠加，使数字 信号变形，这种噪声为加性噪声，信道中加性噪 声的出现及其大小都是随机的。很难通过简单的 计算方式预测某个时刻噪声信号的强度,故从概 率论的角度去分析噪声，若噪声的n 维分布都服 从高斯分布，这类噪声统称为高斯噪声，它造成 的误码前后无关，互为独立。噪声的功率谱密度 在整个频率范围内是均匀的(即是一个常数)，则 称之为白噪声。
2.对输入信号的认识 数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键
控记作BFSK。数字频移键控是用载波的频率来传送 消息，即用所传送的数字消息来控制载波的频率。 BFSK信号使用符号“1”对应于载频，而符号“0” 对应于载频（与不同的另一载频）的已调波形，且 与之间的改变是瞬间完成的。
原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可 用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲 序列对一个载波进行调频，是频移键控通信方式早 期采用的实现方法。而BFSK键控法则是利用受矩形 脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源 进行选通。因为键控法的特点是转换速度快、波形 比较好、稳定度高而且易于实现，故应用广泛。
3.对信道的认识 信道是通信系统的基本环节之一，是连接信源和信
宿的纽带，信道的传输质量直接影响着信号的接收和 解调，因此对于信道的研究意义深远。
通信系统的信道分为两大类：一类是有沿导线的电磁 波来传递信息的有线信道，另一种是用自由空间的电 磁波来传输信息的无线信道。无线信道包括地波传播, 短波电离层反射,超短波或微波视距中继,人造卫星中 继,散射及移动无线电信道等。因此，传输媒质仍是 讨论的重点，由于无线信道中电磁波受到反射、绕射、 散射、多径传播、移动台的运动速度、环境物体的移 动速度以及信号的传输带宽等因素的影响,无线信道 的建模历来是无线通信系统中的难点。
AWGN
M-FSK
M-FSK Modulator Baseband
Multipath Rayleigh Fading Channel
AWGN Channel
M-FSK Demodulator
Baseband
多径瑞利衰落信道模型
Tx Error Rate RxCalculation
Error Rate Calculation
0
10
10wk.baidu.com1
10-2
10-3
10-4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 信噪比
误比特率与信噪比的关系曲线图
多径瑞利衰落信道 多径衰落是指在微波信号的传播过程中,由于受到地 面或水面反射和大气折射影响,会产生多个经过不同 路径到达接收机的信号,通过叠加后合成时变信号。 多径衰落可分为平坦性衰落和频率选择性衰落，后者 是我们学习和研究中经常讨论的。由于到达移动台天 线的信号不是单一路径的，而是许多路径的众多反射 波的叠加。而各个路径来的反射波到达时间不同，相 位也就不同，不同相位的多个信号在接收端迭加，有 时迭加加强（方向相同），有时迭加减弱（方向相 反）。因此，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了 衰落。这种衰落是由多径引起的，所以称之为多径衰 落。服从瑞利分布时，也叫瑞利衰落。
AWGN
M-FSK
Tx Error Rate
Calculation Rx
Error Rate Calculation
AWGN Channel
M-FSK Demodulator
Baseband
加性高斯白噪声信道模型
Selector
BitErrorRate To Workspace
误码率
BFSK(二 进 制 移 频 键 控 )
信道模型由信号源子系统，信宿子系统，多径瑞利衰落 信道子系统三部分组成。其中的多径瑞利衰落信道子系 统由瑞利衰落信道与加性高斯白噪声信道组合而成，其 余部分同高斯白噪声信道。完整多径瑞利衰落信道模型 如下
Random Integer
Random Integer Generator
M-FSK
Multipath Fading
建立无线信道仿真模型是很有意义的，其中 MATLAB的动态仿真软件SIMLINK提供了可视化的系 统仿真环境和多个模型库,在模型库中提供了丰富 的功能模块,采用模块化设计,可以方便、灵活地 建立通用性较强的通信仿真模型。
针对本课题，其目的是进行信道的研究和仿真， 需要建立基于加性高斯白噪声信道(AWGN Channel)、多径瑞利衰落信道( Multipath Rayleigh Fading Channe1)、伦琴衰落信道 ( Rician Fading Channe1)三种综合信道仿真模 块,利用Matlab工具箱进行衰落信道的误比特率性 能的仿真分析,并进行三者的比较。