[信息与通信]Matlab与数字通信系统仿真
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。
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。
使用MATLAB进行通信系统设计和仿真
使用MATLAB进行通信系统设计和仿真引言：通信系统在现代社会中扮演着至关重要的角色，使人们能够传递信息和数据。
为了确保通信系统的可靠性和效率，使用计算工具进行系统设计和仿真是至关重要的。
在本篇文章中，我们将讨论使用MATLAB这一强大的工具来进行通信系统的设计和仿真。
一、通信系统的基本原理通信系统由多个组件组成，包括发射机、传输媒介和接收机。
发射机负责将输入信号转换为适合传输的信号，并将其发送到传输媒介上。
传输媒介将信号传输到接收机，接收机负责还原信号以供使用。
二、MATLAB在设计通信系统中的应用1. 信号生成与调制使用MATLAB，可以轻松生成各种信号，包括正弦波、方波、脉冲信号等。
此外，还可以进行调制，例如将低频信号调制到高频载波上，以实现更高的传输效率。
2. 信号传输与路径损耗建模MATLAB提供了各种工具和函数，可以模拟信号在传输媒介上的传播过程。
通过加入路径损耗模型和噪声模型，可以更准确地模拟实际通信环境中的传输过程。
这些模拟结果可以帮助我们评估和优化通信系统的性能。
3. 调制解调与信道编码MATLAB提供了用于调制解调和信道编码的函数和工具箱。
通过选择适当的调制方式和编码方案，可以提高信号传输的可靠性和容错能力。
通过使用MATLAB进行仿真，我们可以评估不同方案的性能，从而选择出最优的设计。
4. 多天线技术与信道建模多天线技术可显著提高通信系统的容量和性能。
MATLAB提供了用于多天线系统仿真的工具箱，其中包括多天线信道建模、空分复用和波束成形等功能。
这些工具可以帮助我们评估多天线系统在不同场景下的性能，并优化系统设计。
5. 频谱分析与功率谱密度估计频谱分析是评估通信系统性能的重要方法之一。
MATLAB提供了各种频谱分析函数和工具，可以对信号进行频谱分析，并计算功率谱密度估计。
这些结果可以帮助我们了解系统的频率分布特性，并进行性能优化。
6. 误码率分析与性能评估对于数字通信系统而言，误码率是一个重要的性能指标。
Matlab在数字通信系统仿真中的应用
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Ｍａｌｂ在 数 字通 信 系统 仿真 中的 应 用 ｔ ａ
胡 培 勤
（ 山 市 高级 技 工 学 校 ， 东 佛 山 ５ ８ ０ ） 佛 广 ２ ０ ０
频 带调 制 信号 ； （ ） 性 高 斯 白噪 声 信 道 （ ３加 ＡＷＧＮ Ｃ ａ ｎ １ 。 位 于 Ｂ ｏｋ ／ ｏ ｈｎ ｅ） ｌｃ ｓ Ｃ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎ １ｃ ｓ ｃ ａ ｎ １ ｎｃ ｉ ｓ Ｂｏ ｋ ／ ｈ ｎ ｅ／ ａｏ ＡＷＧ ｈ ｎ ｅ ， 用是 在输 入 信号 中加 入高斯 白噪声 ； Ｎ Ｃ ａ ｎ ｌ作 （） 波 器 （ｃｐ ） ４示 Ｓ ｏ ｅ 。接 四个 入 口， 别 是 信 源 端 、 制 后 、 信 道 加 噪 后 和 解 调 后 的 信 号 。把 分 调 经 Ｎｕ ｅ ｆ ｘ ｓ 置 为 ４ 可 以 同时 看到 并 比较各 信号 。 ｍｂ ｒｏ ｅ 设 ａ ，
图 ３ Ｂ Ｓ 频 带系统的 Ｇ ＰＫ ＵＩ 面 设 置 界
设计 完 ＧＵＩ 界面 并且保 存后 ， ｔ ｂ系 统 会 自动 生 成相 应 的 Ｍ 文件 ， 缀 为． 。 Ｍａｌ ａ 后 ｍ
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。
MatlabSimulink通信系统设计与仿真
课程设计报告目录一、课程设计内容及要求....................................... 错误!未定义书签。
(一)设计内容............................................. 错误!未定义书签。
(二)设计要求............................................. 错误!未定义书签。
二、系统原理介绍................................................... 错误!未定义书签。
(一)系统组成结构框图............................. 错误!未定义书签。
(二)各模块原理......................................... 错误!未定义书签。
1.信源模块............................................. 错误!未定义书签。
2.信源编码模块..................................... 错误!未定义书签。
3.QPSK调制模块 ................................. 错误!未定义书签。
4.信道模块............................................. 错误!未定义书签。
5.QPSK解调模块 ................................. 错误!未定义书签。
6.误码率模块......................................... 错误!未定义书签。
三、系统方案设计................................................... 错误!未定义书签。
(一)方案论证............................................. 错误!未定义书签。
基于Matlab 下的通信系统仿真
IX
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
2.程序或仿真模型 2.1 设计思想（流程图）
上图中，假如连续时间信号是一个带限信号，其频率是 - m ~ m ，抽样脉冲为理想单位 冲激串，其数学表达式为、
由图可见，模拟信号 X(t)经抽样后，得到已知抽样信号 Xs(t);
X
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
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。
1 模拟通信系统模型和数字通信系统模型 1.1 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
I
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
上述的实际抽样过程中，很容易用简单的数学公式来描述，设连续时间信号用 X(t)表示，抽 样周期为 Ts ，抽样频率为 Ws ，则以抽样信号的数学表达式为
I
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
Matlab 原理
设计项目
基于 Matlab 下的通信系统仿真（信号的抽样） 基于 Simulink 下的通信系统仿真（信号的抽样）
姓名：许美茹 学号：1467119128 学院：信工院通信一班
II
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
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。电报信号就属于数字信号。现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种(用 0 和 1 代表) 的波形，称为“二进制信号”。“数字通信”是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字 信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。 数字通信与模拟通信相比具有明显的优 点：首先是抗干扰能力强。数字通信中的信息是包含在脉冲的有无之中的，只要噪声绝对 值不超过某一门限值，接收端便可判别脉冲的有无，以保证通信的可靠性。其次是远距离 传输仍能保证质量。因为数字通信是采用再生中继方式，能够消除噪音，再生的数字信号 和原来的数字信号一样，可继续传输下去，这样通信质量便不受距离的影响，可高质量地 进行远距离通信。此外，它还便于采用大规模集成电路，便于实现加密处理，便于实现通 信网的计算机管理等优点。 实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号， 这个过程称为“模数变换”。模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就 是对连续的模拟信号进行离散化处理，通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。 第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。因抽样后的样值在时间上虽是离 散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。第三步 是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数 字化。数字信号送入数字网进行传输。接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为 模拟信号，即“数据摸变换”，从而再现声音或图像。 如果发送端发出的信号本来就是数字 信号，则用不着进行模数变换过程，数字信号可直接进入数字网进行传输。 区别在于调
MATLAB通信系统仿真实验报告
MATLAB通信系统仿真实验报告实验一、MATLAB的基本使用与数学运算目的：学习MATLAB的基本操作，实现简单的数学运算程序。
内容：1-1 要求在闭区间[0，2π]上产生具有10个等间距采样点的一维数组。
试用两种不同的指令实现。
运行代码：x=[0:2*pi/9:2*pi]运行结果：1-2 用M文件建立大矩阵xx=[ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.92.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.93.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9]代码：x=[ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.92.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.93.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9]m_mat运行结果：1-3已知A=[5，6;7，8]，B=[9，10;11,12]，试用MATLAB分别计算A+B,A*B,A.*B,A^3，A.^3，A/B,A\B.代码：A=[5 6;7 8] B=[9 10;11 12] x1=A+B X2=A-B X3=A*B X4=A.*B X5=A^3 X6=A.^3 X7=A/B X8=A\B运行结果：1-4任意建立矩阵A，然后找出在[10,20]区间的元素位置。
程序代码及运行结果：代码：A=[12 52 22 14 17;11 10 24 03 0;55 23 15 86 5 ] c=A>=10&A<=20运行结果：1-5 总结：实验过程中，因为对软件太过生疏遇到了些许困难，不过最后通过查书与同学交流都解决了。
例如第二题中，将文件保存在了D盘，而导致频频出错，最后发现必须保存在MATLAB文件之下才可以。
计算机仿真Matlab通信系统链路级仿真
– The sum is over all the values of j which lead to legal subscripts for u(j) and v(k+1-j), j = max(1,k+1-n): min(k,m).
其他常用信号处理函数
• filter：滤波
• 30
• 标准差分仿真的直接II型横向滤波器结构
– out = compand(in,param,v)
– out = compand(in,Mu,v,'mu/compressor')
– out = compand(in,Mu,v,'mu/expander')
– out = compand(in,A,v,'A/compressor')
– out = compand(in,A,v,'A/expander')
•7
• 通信系统链路级仿真的一般性假设前提
• Matlab中的通信系统仿真资源
– 信号处理工具箱及常用信号处理函数
– 通信工具箱
通信系统链路级仿真的一般假设前提
• 带通信号的基带等效
•8
• 最佳接收机
带通信号的基带等效表示
z(t ) fL (t )e jct
•9
a(t )e jct (t )
后总功率则减小到原来的1/N。
常用变换函数
• fftshift：作用是将fft之后数据的零频移到• 28 数据的中间，实际上就是将向量的左右 两个半边交换位置。
• ifftshift：注意奇数时的处理 • fftw:能够进一步提高fft的执行效率，在
真正做fft以前先执行一次plan选择最适当 的fft算法。
基于MATLAB的模拟通信系统的仿真与实现
• 139•针对通信原理课程的教学特点和传统实验教学存在的问题，讨论了将Matlab软件引入到通信原理课程教学的必要性。
以模拟调制系统为例，利用Matlab的工具箱和Simulink界面对通信系统进行可视化教学，并给出了仿真结果。
实践证明，不仅在课堂教学中以更加直观的方式进行讲解，而且补充和完善传统实验的不足，提高学生学习积极性，教学效果得到较大提升。
随着5G通信的到来，通信技术在人们日常生活中是无处不在，现代通信技术取得了显著进展。
通信原理作为高校通信工程和电子信息等本科专业课程体系中重要的专业基础课，系统阐述了模拟和数字通信系统的基本概念、基本原理和基本分析方法，为学生学习后续课程储备专业素养（王海华，Matlab/Simulink仿真在“通信原理”教学中的应用研究：湖北理工学院学报，2015）。
然而这门课程理论内容丰富，系统模型抽象，数学公式多，推理过程繁琐，学生普遍感到枯燥难懂，抓不住重点，学习吃力，不能顺利学好本课程（基于Matlab_Simulink的通信原理虚拟仿真实验教学方法研究：现代电子技术，2015；邵玉斌，Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析：清华大学出版社，2008）。
为此，在教学过程中引入Matlab仿真技术，理论联系实践开展教学工作，通过simulink界面搭建系统模型，调整参数，观察通信系统性能，激发学生的学习积极性，提升教学质量，实现良好的教学模式。
1 Matlab软件介绍Matlab在工程数值运算和系统仿真方面具有强大的功能，主要包括数值分析、仿真建模、系统控制和优化等功能（牛磊，赵正平，郭博，Matlab仿真在通信原理教学中的应用：阜阳师范学院学报，2014）。
在Matlab的Communication Toolbox（通信工具箱）中提供了许多仿真函数和模块，用于对通信系统进行仿真和分析。
Simulink平台是Matlab中一种可视化仿真工具，提供了建立模型方框图的图形用户界面（GUI），可以将图形化的系统模块连接起来，从而建立直观、功能丰富的动态系统模型（黄琳，曹杉杉，熊旭辉.基于Matlab的通信原理实验课程设计：湖北师范大学学报，2017）。
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的数字通讯系统仿真研究
（西 北 工业大 学 航海 工程 学 院 。陕 西 西安 ７ ０７ １０２）
摘 要 ： Ｍ ＡＢｓ ｕ Ｎ 采用 ＡＩ ／Ｉ ｕ Ｋ动态仿真环境实现了通信系统仿真， Ｉ Ｍ 给出了较详细的实现方法和仿真范例， 给
出了构建一个完 整的数 字通讯系统仿真平 台时所使 用 的关键技术 ， 充分显示 了 Ｍ Ｔ Ａ ／ ＩＵ ＩＫ不 但是通信 系 Ａ Ｌ Ｂ Ｓ ＬＮ Ｍ 统仿 真的有效手段 ， 同时也是 系统 研究和教学实验 的有力工具 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ａ ｈｅ ｅ ｈ ｉ ｌｔ ｎ ｏ ｏ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｃ ｉｖ ｓ ｔ ｅ ｓｍｕ ａ ｉ ｆｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ ｓ ｓｅ ｕ ｉ ｇ ＭＡＴ ＡＮ／ Ｉ ｏ ｎ ｃ ｔ ｙ ｔｍ ｓ ｏ ｎ Ｌ Ｓ ＭＵＬ ＮＫ ｅｒ Ｉ ｉ — ｃ ｍｓ ｎ ｅ ，ｐ ｏ ｉｅ ｈ ｅａ ｌｄ ｍｅｈ ｄ ｎ ｏ ｉ ｌｔ ｎ ｅ ａ ｌｓ ｎ ｉｅ ｈ ｅ ｅ ｈ ｉｓ ｕ ｔ ｃ ｓ ｒ ｖｄ ｓ ｔ ｅ ｄ ｔｉ ｔ ｏ ｓ ａ ｄ ｓ ｍｅ ｓｍｕ ａ ｉ ｘ ｍｐ ａ ，ａ ｄ ｇｖ ｓ ｔ ｅ ｋ ｙ ｔｃ ｎ ｃ ａ ｅ ｏ
维普资讯
第 ２ 卷第 １ ８ 期
２０ ０６年 ｏ ２月
探 测 与 控 制 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｔｃｉｎ ＆ Ｃｏ ｔｏ ｏ ｒ ａ ｆＤｅｅ ｔ ｏ ｎ ｒｌ
Ｖｏ ． ８ Ｎ ． １２ ｏ １ Ｆｅ ２ ０ ｂ． ０ ６
基 于 ＭＡ Ｌ Ｂ的 数 字 通 讯 系统 仿 真 研 究 ＴＡ
｝ 收稿 日期 ：０ ５１ －８ ２０ ．０２
Байду номын сангаас
matlab通信仿真设计
matlab通信仿真设计MATLAB通信仿真设计文档概述：通信系统是现代信息社会的核心，通信系统的性能直接影响着信息的传输质量和传输速度。
通信仿真技术作为其中的一种重要的手段，在通信系统的设计、优化和评估中扮演着重要角色。
MATLAB仿真软件是通信仿真领域中使用最为广泛的工具之一。
通过MATLAB软件，可以快速建立通信系统的仿真模型，并实现对其进行仿真和测试。
本文将详细介绍MATLAB通信仿真设计的相关知识和实现方法。
一、MATLAB通信仿真设计的基础知识MATLAB通信仿真设计主要涉及以下几个方面的知识：1. 信号处理与数字通信基础知识MATLAB通信仿真应用需要掌握一定的信号处理与数字通信的基础知识，如数字信号处理、滤波器设计、数字调制解调技术等。
2.MATLAB基础知识MATLAB仿真软件是MATLAB通信仿真设计的基础平台，需要掌握MATLAB的基本语法、常用命令、图形绘制等。
3.通信系统的仿真知识通信系统的仿真知识包括系统建模、仿真参数的设置、仿真结果的评估等。
二、MATLAB通信仿真设计的常用工具MATLAB通信仿真设计涉及到的常用工具如下：1.MATLAB通信系统工具箱MATLAB通信系统工具箱是MATLAB仿真软件中的一个重要工具，包含了数字信号处理、滤波器设计、卷积码、分组码、调制、解调、信道编码、信道建模、误码性能、符号时钟估计等多个模块，能够快速实现通信系统的仿真。
2.系统建模工具系统建模工具是用来建立通信系统的仿真模型的工具。
MATLAB仿真软件中提供了SIMULINK模块，可以通过模块化的方式快速地建立通信系统的仿真模型，而不需要进行复杂的编程。
3.信号调制与解调工具信号调制与解调工具是用来对数字信号进行调制、解调的工具。
MATLAB仿真软件中提供了多种常用的调制解调技术，如PSK、FSK、QAM等。
4.误码性能评估工具误码性能评估工具是用来评估通信系统误码率性能的工具。
基于MATLAB的MIMO通信系统仿真
其中卷积码的解码深度设为8
调制
在进行编写的进程中，最初没有想到挪用Matlab已经封装好了的QPSK的调制函数而是自己编写了一个函数，先进行了仿真。
先进行了符号映射。
加入噪声，因为输入的是复信息，因此加入的噪声为复噪声
以下图为QPSK系统调制图。
AWGN信道
加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussian Noise)是最大体的噪声与干扰模型。
加性噪声：叠加在信号上的一种噪声，通常记为n(t)，而且不管有无信号，噪声n(t)都是始终存在的。因此通常称它为加性噪声或加性干扰。
白噪声：噪声的功率谱密度在所有的频率上均为一常数，那么称如此的噪声为白噪声。若是白噪声取值的概率散布服从高斯散布，那么称如此的噪声为高斯白噪声。
从上图能够看到，MIMO模型中有一个空时编码器，有多根天线，其系统模型和上述MIMO系统理论一致。发送天线的数量要大于接收天线，因为一样来讲，移动终端所支持的天线数量老是比基站端要少。
（3）分集与复用：
依照各根天线上发送信息的不同，MIMO能够分为发射分集技术和空间复用技术。
发射分集：在不同的天线上发射包括一样信息的信号(信号的具体形式不必然完全相同)，达到空间分集的成效，起到抗衰落的作用
图2 分层空时码的接收端系统模型
最后的系统结构图：
三、仿真设计
（1）流程图
（2）要紧模块
信源产生
要求：产生独立等概二进制信源
Matlab函数：randsrc()
信道编码
利用卷积码来进行信道编码
依照3GPP的规定，可选取如上所示的卷积码来进行信道编码。
matlab通信仿真实例
matlab通信仿真实例Matlab通信仿真实例：频移键控（FSK）调制与解调引言：通信系统在现代社会的发展中起着关键作用，其性能的评估和优化是一个重要的研究方向。
Matlab作为通信仿真的强大工具，具有广泛的应用。
本文将以频移键控（FSK）调制与解调为例，介绍如何使用Matlab进行通信仿真实例。
我们将从FSK调制与解调的基本原理开始，逐步介绍Matlab编程实现。
第一节：FSK调制原理频移键控（FSK）是一种基于频率调制的数字调制技术。
在FSK调制中，数字数据被映射到不同的频率，即0和1分别对应不同的载波频率。
调制信号可以表示为：s(t) = Acos(2πf1t) ，当输入为0s(t) = Acos(2πf2t) ，当输入为1其中s(t)为调制信号，A为幅度，f1和f2分别为两个载波频率。
FSK信号的频谱包含这两个载波频率。
下面我们将使用Matlab实现FSK调制。
第二节：Matlab编程实现FSK调制在Matlab中，我们可以使用频率生成器函数freqgen来生成不同频率的信号。
首先，我们需要在Matlab中定义载波频率f1和f2，和待调制的数字数据序列x。
f1 = 1000; 第一个载波频率f2 = 2000; 第二个载波频率x = [0 1 0 1 0]; 待调制的数字数据序列接下来，我们可以根据以上公式，使用正弦函数生成相应的调制信号。
t = 0:0.0001:0.001; 时间间隔s = zeros(size(t)); 初始化调制信号为0for i = 1:length(x)if x(i) == 0s = s + cos(2*pi*f1*t);elses = s + cos(2*pi*f2*t);endend在上述代码中，我们使用for循环遍历输入数据序列的每个元素，根据输入数据的值选择不同的载波频率，并将调制信号叠加在一起。
最后，我们得到了FSK调制信号s。
接下来，我们将介绍FSK解调的原理和Matlab 的实现。
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。
基于matlab的通信系统仿真
创新实践报告报告题目：基于matlab的通信系统仿真学院名称: 信息工程学院姓名：班级学号：指导老师：二O一四年十月十五日一、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。
这样尖锐对立的两个方面的要求,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。
在这种迫切的需求之下，MATLAB应运而生。
它使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷，由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。
通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程,对通信系统的发展起着举足轻重的作用。
通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性，有助于我们更好地研究通信系统性能。
通信系统仿真的基本步骤如下图所示：二、仿真分析与测试（1）随机信号的生成利用Matlab中自带的函数randsrc来产生0、1等概分布的随机信号.源代码如下所示：global NN=300；global pp=0。
5；source=randsrc（1，N，[1，0；p，1—p］）；（2）信道编译码1、卷积码的原理卷积码（convolutional code)是由伊利亚斯(p。
Elias)发明的一种非分组码。
在前向纠错系统中,卷积码在实际应用中的性能优于分组码，并且运算较简单.卷积码在编码时将k比特的信息段编成n个比特的码组,监督码元不仅和当前的k比特信息段有关，而且还同前面m=（N—1)个信息段有关。
通常将N称为编码约束长度，将nN称为编码约束长度。
一般来说，卷积码中k和n的值是比较小的整数.将卷积码记作(n，k，N)。
卷积码的编码流程如下所示。
可以看出:输出的数据位V1，V2和寄存器D0,D1,D2，D3之间的关系。
根据模2加运算特点可以得知奇数个1模2运算后结果仍是1,偶数个1模2运算后结果是0。
2、译码原理卷积码译码方法主要有两类:代数译码和概率译码.代数译码主要根据码本身的代数特性进行译码，而信道的统计特性并没有考虑在内.目前，代数译码的主要代表是大数逻辑解码.该译码方法对于约束长度较短的卷积码有较好的效果，并且设备较简单。
matlab通信系统仿真设计课程设计
matlab通信系统仿真设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握Matlab在通信系统仿真设计方面的基本理论和实践技能，培养学生运用Matlab进行通信系统仿真的能力。
1.理解通信系统的基本原理和主要技术。
2.掌握Matlab的基本语法和操作。
3.熟悉通信系统仿真的基本方法和流程。
4.能够运用Matlab进行简单的通信系统仿真。
5.能够分析仿真结果，对通信系统进行性能评估。
6.能够根据实际问题，设计并实现通信系统仿真模型。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队协作精神。
2.增强学生对通信技术领域的兴趣和好奇心。
3.培养学生关注社会热点，运用所学知识解决实际问题的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括Matlab基本语法与操作、通信系统基本原理、通信系统仿真方法和实践。
1.Matlab基本语法与操作：Matlab简介、基本语法、数据类型、运算符、函数、编程技巧等。
2.通信系统基本原理：模拟通信系统、数字通信系统、信号与系统、信息论基础等。
3.通信系统仿真方法：系统建模、仿真原理、仿真工具等。
4.通信系统仿真实践：模拟通信系统仿真、数字通信系统仿真、信道编码与解码仿真等。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法，注重理论与实践相结合，激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过讲解基本原理、概念和实例，使学生掌握通信系统和Matlab的基本知识。
2.案例分析法：分析实际通信系统案例，引导学生运用Matlab进行仿真分析。
3.实验法：学生进行实验，亲手操作Matlab进行通信系统仿真，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用国内外优秀教材，如《Matlab通信系统仿真与应用》等。
2.多媒体资料：制作课件、教学视频等，辅助学生理解复杂概念和原理。
3.实验设备：计算机、Matlab软件、通信实验箱等，供学生进行实验和实践。
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Matlab语言基础: 矩阵
Matlab窗口环境
MATLAB语句形式
变量＝表达式；
通过等号将表达式的值赋予变量。 当键入回车键时，该语句被执行。 语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果。 如果不希望结果回显，只需在语句后加分号即可。
Matlab窗口环境
命令行编辑器
方向键和控制键可以编辑修改已输入的命令 ↑ ：回调上一行命令 ↓ ：回调下一行命令 多行命令（…) : 如果命令语句超过一行或者太长希望分行 输入，可以使用多行命令继续输入
Matlab语言基础: 常用函数
常用的数学函数
abs sin cos tan asin acos atan sqrt ------------------------求绝对值 正弦 余弦 正切 反正弦 反余弦 反正切 求平方根 exp ---imag ---real ---sign ---log ---log10 ---conj ---ex 求虚部 求实部 求符号 求自然对数 以10为底的对数 共轭复数
Matlab语言基础: 矩阵
例如：创建一个3×3矩阵 矩阵的生成 输入 ：a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 或者a=[1 2 3 456 7 8 9] 矩阵的元素直接排列在方括号内 屏幕输出： a= 行与行之间用分号隔开 1 2 3 每行内的元素使用空格或逗号隔开 4 5 6 7 8 9 大的矩阵可以用分行输入，回车键
Matlab基础与数字通信仿真
赵婷婷
内容
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Matlab简介 Matlab语言基础
Matlab绘图基础
Matlab与数字通信仿真
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Matlab 简介
Matlab是什么？ Matlab窗口环境
Matlab是什么？
Matlab = Matrix Laboratory = 矩阵实验室 由MathWorks公司于1984年推出的一套高性能的 数值计算和可视化数学软件 基本元素是矩阵 数学表达式与运算规则符合通常的习惯 语法不严格 具有强大的数值计算和图示能力 具有丰富的工具箱(ToolBox) 强大的help功能
例如： S=1-12+13+4+… 9-4-18;
内容
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Matlab 语言基础
变量
基本运算符 基本语句 常用函数 矩阵
Matlab语言基础: 变量
变量的命名
变量无需定义即可使用 变量的名字必须以字母开头，之后可以是任意字母、 数字或下划线(不能超过31个字符) 变量名称区分字母的大小写 变量可包含下连字符、数字，但不能包含空格、标点
Matlab语言基础: 基本语句
分支语句
if-elseif-else-end： 具有优先级 switch-case-otherwise-end：无优先级
if 表达式1 语句体1 elseif 表达式2 语句体2 ……….. else 语句体else end
switch 变量 case 变量值1 语句体1 case 变量值2 语句体2 …… otherwise 语句体otherwise end
变量操作
在命令窗口中，同时存储着输入的命令和创建的所有 变量值，它们可以在任何需要的时候被调用 采用clear将清除内存内的所有变量 采用“clear 变量名”清除指定变量
Matlab语言基础: 变量
一些特殊的变量
ans ：最近生成的无名变量 i, j ：虚数单位 pi ：圆周率 nargin ：函数的输入变量个数 eps ：计算机的最小数 nargout ：函数的输出变量个数
Matlab窗口环境
脚本M文件
• 在命令窗口中输入并执行 • 它所用的变量都要在工作空间中获取
Matlab窗口环境
程序文件 • 以.m格式进行存取程序 • 运行时只需在工作空间中键入其名称即可
Matlab窗口环境
MATLAB语句形式
变量＝表达式；
通过等号将表达式的值赋予变量。 当键入回车键时，该语句被执行。 语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果。 如果不希望结果回显，只需在语句后加分号即可。
代表分号
Matlab语言基础: 矩阵
矩阵的生成
举例： 输入 a=[1:2:10] 用线性等间距生成向量矩阵 屏幕输出： start : step : end a= 1 3 5 7 9 start：起始值 输入 a=[10:-2:1] step: 步长(默认为1，可为负值) 屏幕输出： a= 10 8 6 4 2 end: 终止值
常用的逻辑运算符
& | !
----------
与 或 非
运算法则 若逻辑真，结果为1 若逻辑假，结果为0
Matlab语言基础: 基本运算符
其他常见符号
= % ‘ .’ : ---- 变量赋值 ---- 注释符 ---- 共轭转置符 ---- 转置符 ---- 冒号运算符
举例： n:s:m 产生n~m、步长为s的序列
Matlab语言基础: 基本语句
循环语句
for-end循环 ：循环次数事先确定时使用 while-end 循环：循环次数不能事先确定时使用
for i=n:s:m 语句体 end s 为步长 可以为正数，负数或小数 while 表达式 语句体 end 表达式为真，执行语句体 表达式为假，终止该循环
－
* / \ ^
Байду номын сангаас
----------------
减
乘 左除 右除 幂
Matlab语言基础: 基本运算符
常用的关系运算符
> ---大于
>=
< <= == ~=
----------------
大于等于
小于 小于等于 等于 不等于
运算法则 若关系式成立，结果为1 若关系式不成立，结果为0
Matlab语言基础: 基本运算符
inf ：无穷大(2/0) realmin ：最小正实数 realmax ：最大正实数 nan ：不定量(0/0) flops ：浮点运算数
Matlab语言基础: 基本运算符
常用的数学运算符
＋ ---加 运算式中，通常不需要考虑空格 多条命令可以放在一行中 同行中各条命令可用分号隔开， 表示禁止结果显示 同行中各条命令也可用逗号隔开， 表示需要显示结果