通信系统仿真作业(设计五-设计七)
通信系统仿真作业(设计五-设计七)
设计五 2FSK调制解调系统一、设计目的1．掌握2FSK信号的调制解调原理及MATLAB编程实现方法。
2．利用Simulink设计2FSK信号的调制解调系统。
3．画出2FSK信号的时域波形和频谱图。
二、设计原理1．2FSK信号的调制解调原理数字移频键控是用载波的频率来传送数字消息，或者说用所传送的数字消息控制载波的频率。
2FSK信号便是符号“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，而且与之间的改变是瞬间完成的。
从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现，如图5.1所示。
图5.1 2FSK信号的调制根据以上对2FSK信号的调制原理的分析，已调信号的数字表达式可以表示为（5.1）其中，是单个矩形脉冲，脉宽为，且2FSK信号的常用解调方法采用如图5.2所示的非相干检测法和相干检测法。
这里的取样判决器是判定哪一个输入样值大，此时可以不专门设置门限电平。
(a) 非相干方式(b) 相干方式图5.2 2FSK信号的解调2FSK调制属于非线性调制，其频谱特性的研究常用把2FSK信号看成是两个2ASK信号相叠加的方法。
2FSK信号的功率谱密度为：（5.2）传输2FSK信号所需频带约为（5.3）【例5-1】用MATLAB产生独立等概的二进制信源，画出2FSK信号的波形及其功率谱。
解首先产生随机的二进制数字基带信号，然后根据2FSK信号的表达式产生二进制数字调制信号，最后通过FFT变换求解调制信号的功率谱。
源程序如下：A=1; % 调制信号幅度fc=2; % 载波频率N_sample=8; % 每码元的采样点数N=500; % 码元数目Ts=1; % 采样间隔dt=Ts/fc/N_sample; % 波形采样间隔t=0:dt:N*Ts-dt; % 定义时间序列L=length(t); % 计算时间序列长度% 产生二进制信源d=sign(randn(1,N));dd=sigexpand((d+1)/2,fc*N_sample);gt=ones(1,fc*N_sample);d_NRZ=conv(dd,gt);[f,d_NRZf]=T2F(t,d_NRZ(1:L)); % 数字基带信号的傅里叶变换sd_2fsk=2*d_NRZ-1; % 双极性基带信号s_2fsk=A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*sd_2fsk(1:L).*t); % 产生2FSK信号[f,s_2fskf]=T2F(t,s_2fsk); % 2FSK信号的傅里叶变换figure(1)subplot(2,2,1); plot(t,d_NRZ(1:L));axis([0,10,0,1.2]); xlabel('(a) 输入信号');subplot(2,2,2); plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2/Ts));axis([-2,2,-40,40]); xlabel('(b) 输入信号功率谱密度');subplot(2,2,3); plot(t,s_2fsk);axis([0,10,-1.2,1.2]); xlabel('(c) 2FSK信号');subplot(2,2,4); plot(f,10*log10(abs(s_2fskf).^2/Ts));axis([-fc-4,fc+4,-40,40]); xlabel('(d) 2FSK信号功率谱密度');%---------------------------------------------------------------------------------------------------------------function [out]=sigexpand(d,M)% 将输入的序列扩展成间隔为N-1个0的序列N=length(d);out=zeros(M,N);out(1,:)=d;out=reshape(out,1,M*N);%---------------------------------------------------------------------------------------------------------------function [f,sf]=T2F(t,st)% 利用FFT对信号进行傅里叶变换% t,st分别为输入时间和信号% f,sf分别为输出频率和信号频谱dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;sf=fft(st);sf=T/N*fftshift(sf);程序运行结果如图5.3所示。
《通信系统仿真技术》实验报告
封面作者：Pan Hongliang仅供个人学习《通信系统仿真技术》实验报告实验一：SystemView操作环境的认识与操作1.实验题目：SystemView操作环境的认识与操作2.实验内容：正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）、平方分析、及其谱分析；并讨论定时窗口的设计对仿真结果的影响。
3.实验原理：在设计窗口中单击系统定时快捷功能按钮，根据仿真结果设定相关参数。
采样点数=（终止时间-起止时间）×〔采样率〕+1正玄信号S(t)=cos(wt)其平方P（t）=cos(wt)*cos(wt)=[cos(2wt)+1]/2P(t)频率是S(t)的二倍4.实验仿真：实验结论：SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。
实验二：学习系统参数的设定与图符的操作实验题目：学习系统参数的设定与图符的操作实验内容：将一正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）V）与高斯信号相加后观察输出波形及其频谱，由小到大改变高斯噪声的功率，重新观察输出波形及其频谱。
实验原理：高斯信号就是信号的各种幅值出现的机会满足高斯分布的信号。
当高斯信号不存在是正玄信号不失真，随着高斯信号的增加正玄信号的失真会越来越大。
实验仿真：实验结论：恒参信道的干扰信号常用高斯白噪声信号来等效。
而无线信道是一种时变的衰落信道，其衰落特性主要表现为具有多普勒功率谱特性的快衰落和具有阴影效应的慢衰落。
实验三：接收计算器的使用及滤波器的设计实验题目：接收计算器的使用及滤波器的设计实验内容：1、正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）V）、及其平方分析窗口的接收计算器的使用；（实现3个以上运算功能）。
2、单位冲激响应仿真、增益响应分析。
通信仿真实验
通信仿真实验通信仿真实验是一种利用计算机软件模拟通信系统的实验方法。
在通信工程师的工作中，通信仿真实验是非常重要的，因为它可以模拟各种不同的通信情况，以帮助工程师更好地优化和设计通信系统。
在本文中，我们将介绍通信仿真实验的基础知识、常用的仿真软件和仿真实验的应用。
1. 基础知识进行仿真实验之前，需要掌握一些基础知识。
首先，需要了解通信系统的基础知识和原理，例如调制解调、信道编码、信噪比等等。
其次，需要了解常用的通信信号，例如正弦波、方波、脉冲信号等等。
最后，需要了解如何利用计算机软件模拟这些信号和通信系统。
2. 常用的仿真软件目前，市面上有很多仿真软件可以用于通信仿真实验。
下面我们将介绍几种常用的仿真软件。
（1）Matlab/SimulinkMatlab/Simulink是通信仿真实验中非常常用的软件。
它可以用于信号处理、数字通信、无线通信、光通信等领域的仿真实验。
用Matlab/Simulink进行仿真实验时，不仅能够自定义信号、模块和系统，并且还可以实时调整参数，以优化系统性能。
（2）NS-2NS-2是一种网络仿真器，也可以用于通信仿真实验。
它可以模拟各种不同的网络情况、数据包和协议。
当工程师需要设计并测试新的协议时，NS-2是一个非常方便的工具。
（3）CST Studio SuiteCST Studio Suite是一种用于电磁场仿真的软件。
它可以模拟各种不同的电磁波、天线和电路。
在通信仿真实验中，可以利用CST Studio Suite来进行天线设计和无线信号传输的信道模拟。
3. 仿真实验的应用通信仿真实验可以应用于各种领域的工作，包括但不限于：（1）通信系统设计在通信系统设计中，通信仿真实验可以用于模拟各种不同的系统结构和参数组合，以找到最佳方案。
（2）通信系统测试在通信系统测试中，通信仿真实验可以模拟不同的测试场景和数据输入，以确定系统的表现。
（3）通信协议设计和测试在通信协议设计和测试中，通信仿真实验可以模拟各种不同的协议，并测试它们在不同的网络和数据包场景下的表现。
通信系统仿真实验报告
通信系统仿真实验报告摘要：本篇文章主要介绍了针对通信系统的仿真实验，通过建立系统模型和仿真场景，对系统性能进行分析和评估，得出了一些有意义的结果并进行了详细讨论。
一、引言通信系统是指用于信息传输的各种系统，例如电话、电报、电视、互联网等。
通信系统的性能和可靠性是非常重要的，为了测试和评估系统的性能，需进行一系列的试验和仿真。
本实验主要针对某通信系统的部分功能进行了仿真和性能评估。
二、实验设计本实验中，我们以MATLAB软件为基础，使用Simulink工具箱建立了一个通信系统模型。
该模型包含了一个信源（source）、调制器（modulator）、信道、解调器（demodulator）和接收器（receiver）。
在模型中，信号流经无线信道，受到了衰落等影响。
在实验过程中，我们不断调整系统模型的参数，例如信道的衰落因子以及接收机的灵敏度等。
同时，我们还模拟了不同的噪声干扰场景和信道状况，以测试系统的鲁棒性和容错性。
三、实验结果通过实验以及仿真，我们得出了一些有意义的成果。
首先，我们发现在噪声干扰场景中，系统性能并没有明显下降，这说明了系统具有很好的鲁棒性。
其次，我们还测试了系统在不同的信道条件下的性能，例如信道的衰落和干扰情况。
测试结果表明，系统的性能明显下降，而信道干扰和衰落程度越大，系统则表现得越不稳定。
最后，我们还评估了系统的传输速率和误码率等性能指标。
通过对多组测试数据的分析和对比，我们得出了一些有价值的结论，并进行了讨论。
四、总结通过本次实验，我们充分理解了通信系统的相关知识，并掌握了MATLAB软件和Simulink工具箱的使用方法，可以进行多种仿真。
同时，我们还得出了一些有意义的结论和数据，并对其进行了分析和讨论。
这对于提高通信系统性能以及设计更加鲁棒的系统具有一定的参考价值。
通信系统仿真设计
课题3
一 设计思想
RS码是一种纠错能力很强的多进制BCH码 。题目 要求对RS编译码进行仿真，验证其对AWGN信道误码的 纠错作用 。选用Simulink中的communication system toolbox可以方便的调用RS编译码模块、AWGN信道模 块 ，从而进行误比特率的分析。
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课题3
三 性能仿真
经过RS编码后 ， 系统 的误码率较编码前明显下 降 ，说明了RS编码的纠错 功能；
图1 （15 ， 11）RS编码后BER曲线 保持比特能量一定
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课题3
三 性能仿真
1. 经过RS编码后 ， 系统的 误码率较编码前明显下 降 ， 说明了RS编码的纠 错功能；
2. 在信噪比小于4dB时,未 经编码的误比特率比编 码的误比特率要好 。因 为编码虽然可以带来增 益但是在总能量不变的 情况下 ，传输编码码字 中比特能量降低 ，信噪 比降低。
图3（15 ， 11）RS编码及（63， 11）RS编码BER曲线
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欢迎批评指正！
3. 信噪比大于4dB时, 可以 看到RS（15 ， 11）编码
图2 （15 ， 11）RS编码后BER曲线 保持信号总能量一定 性能明显比不编码要好
。
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课题3
三 性能仿真
图3显示了（15， 11）RS编 码及（63 ， 11）RS编码BER曲 线 。这两种RS编码的信息位 是一样的 ，但是码长不一样 , 也就是加入的校验位数不 同 。（63， 11）RS编码加入 的校验位比（15 ， 11）RS编 码的多 ， 因此带宽增大 ，但 是编码增益同样增大 ， 显示 了较好的纠错性能 ， 印证了 带宽换信噪比的结论。
通信建模与仿真课程设计报告
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。
通信系统仿真
通信系统仿真实验
一、实验目的
1、了解通信系统的基本概念。
2、熟悉各通信模块在系统中的作用。
3、了解在不同的信道下，信号传输的效果。
二、实验设计要求
1、设计完成如下图所给定的系统框图
2、使用MATLAB或C语言编程，按照实验原理框图来实现通信系统，可选部
分要选择至少六个模块，信道编码必须选择。
3、信源可以任意选择，如确定信源，伪随机码源和统计信源等等。
4、信道推荐使用加性高斯噪声信道或者带限加性高斯信道，也可以选择其他类
型的信道，如瑞利衰落信道、莱斯衰落信道。
5、必须在不同的信道编码、调制方式和信道进行仿真，得到不同的结果，以利
于你对系统的评价。
6、显示方框图各主要点波形，如u i，g i(t)，S i(t)，r(t)，z(T)，发送端和接受端信
号。
分析你所仿真系统的结果并进行评估。
7、设计结果：提交实验报告、仿真演示软件并演示结果。
三、实验可选扩展内容要求
1、在已加如可选模块的基础上再加入两个模块对系统进行分析与评价，记录结果。
四、本实验所涉及知识点
包含通信原理教材所有知识点。
通信原理仿真作业
通信原理仿真作业一、任务描述：本次通信原理仿真作业旨在通过使用仿真软件，模拟通信系统的运行过程，探究信号传输、调制解调、信道传输等原理，并进行相关参数的分析和优化。
具体任务包括以下几个方面：1. 信号传输模拟：使用仿真软件搭建一个基本的通信系统，并模拟信号在传输过程中的衰减、噪声等情况。
通过观察信号的变化，分析信号传输质量。
2. 调制解调仿真：选择适当的调制方式，将模拟信号转换为数字信号，并进行解调还原。
通过仿真软件模拟调制解调过程，观察信号的频谱特性和传输效果。
3. 信道传输仿真：模拟信号在不同信道条件下的传输情况，包括理想信道、多径衰落信道等。
通过调整信道参数，观察信号的传输特性和误码率等指标。
4. 误码率性能分析：通过仿真软件统计误码率，并分析误码率与信噪比、信道带宽等参数的关系。
优化系统参数，提高信号传输质量。
二、任务执行：1. 信号传输模拟：使用仿真软件搭建一个通信系统，包括信源、信道和接收端。
设置合适的信号频率、幅度和相位等参数，模拟信号的传输过程。
观察信号在传输过程中的衰减、噪声等情况，并记录相关数据。
2. 调制解调仿真：选择适当的调制方式，如调幅（AM）、调频（FM）或调相（PM），将模拟信号转换为数字信号。
设置调制参数，如载波频率、调制指数等，并进行仿真。
观察调制后信号的频谱特性和传输效果，记录相关数据。
进行解调仿真，将调制后的信号还原为模拟信号。
调整解调参数，如解调滤波器的带宽等，观察解调效果，并记录相关数据。
3. 信道传输仿真：选择不同的信道模型，如理想信道、多径衰落信道等，并设置相应的信道参数。
将调制后的信号输入信道进行传输仿真，观察信号的传输特性和变化情况。
记录相关数据，如信道响应、信号衰减、多径干扰等。
4. 误码率性能分析：通过仿真软件统计误码率，调整信噪比、信道带宽等参数，并记录误码率随参数变化的情况。
分析误码率与信噪比、信道带宽等参数的关系，找出影响误码率的主要因素。
通信系统仿真实验
实验一 带通信号和低通等效信号实验目的：对带通信号及其低通等效信号进行分析和仿真。
实验内容：1、参考教材P24面例子，考虑如下带通信号，编写仿真程序实现，得出仿真结果。
)]10(1502cos[)30(2)(t Sinc t t Sinc t x +⨯=π（1） 画出该信号和它的幅度谱；（2） 求出该信号的解析信号，并画出它的幅度谱；（3） 求出并画出该信号的包络；（4） 分别假设Hz f 1500=和 Hz f 801=，求该信号的低通等效，并画出它的幅度谱。
2、设带通信号为：])100(2cos[)(6)(t t m t x π=]200(2sin[4)]10(2cos[3)(t t t m ππ+=通过Matlab 编程仿真实现：（1） 画出该信号和他的谱函数（包括幅度和相位）（2） 确定并画出解析信号的谱函数（包括幅度和相位）（3） 画出该信号的包络。
（步骤一，二中，设采样间隔为ts=0.002s ）。
实验二滤波器的设计和仿真实现实验目的：各种滤波器的设计与仿真实现。
实验内容：1、试设计一个模拟低通滤波器，fp=3500Hz，fs=4500Hz，αp=3 dB，αs=25dB。
分别用巴特沃斯和椭圆滤波器原型，求出其3dB截止频率和滤波器阶数，传递函数，并作出幅频、相频特性曲线。
2、试设计一个巴特沃斯型数字低通滤波器，设采样率为8000Hz，fp=2100Hz，fs=2500Hz，αp=3dB，αs=25dB。
并作出幅频、相频特性曲线。
3、试设计一个切比雪夫1型高通数字滤波器，采样率为8000Hz，fp=1000Hz，fs=700Hz，αp=3dB，αs=20dB。
并作出幅频、相频特性曲线。
4、试设计一个椭圆型带通数字滤波器。
设采样率为10000Hz，fp=[1000,1500] Hz，fs=[600,1900] Hz，αp=3dB，αs=20dB。
并作出幅频、相频特性曲线。
5、试设计一个椭圆型带通数字滤波器。
通信系统仿真大作业()
课题名称：通信系统仿真大作业院（系）：专业：班级：学生姓名：学号：指导教师：职称：讲师2012年6 月2 日设计一随机信号分析1．已知瑞利分布随机信号的概率密度函数为⎪⎩⎪⎨⎧<≥-=0 x 0 0 )2exp()(222x x x x f σσ 用randn 函数产生22=σ的瑞利分布随机变量。
提示：两个独立分布、均值为0、方差为2σ的高斯随机变量的平方和开根号所得的随机变量服从功率为22σ的瑞利分布。
代码segma=sqrt(2);s=segma.^2;x=0::10;f=x./s.*exp(-x.^2/2*s);plot(x,f);axis([0,10,0,1]);title('瑞利分布');xlabel('随机变量x');ylabel('概率分布函数f(x)');grid on;var=(2-pi/2)*s;y=sqrt(var)*randn(5)结果y =设计二模拟信号的数字化7．设输入信号抽样值为-350个量化单位，按照A律13折线特性编成8位码。
代码x=-350;if x>0out(1)=1;elseout(1)=0;endif abs(x)>=0 & abs(x)<16out(2)=0;out(3)=0;out(4)=0;step=1;st=0;elseif 16<=abs(x) & abs(x)<32out(2)=0;out(3)=0;out(4)=1;step=1;st=16;elseif 32<=abs(x) & abs(x)<64out(2)=0;out(3)=1;out(4)=0;step=2;st=32;elseif 64<=abs(x) & abs(x)<128out(2)=0;out(3)=1;out(4)=1;step=4;st=64;elseif 128<=abs(x) & abs(x)<256out(2)=1;out(3)=0;out(4)=0;step=8;st=128;elseif 256<=abs(x) & abs(x)<512out(2)=1;out(3)=0;out(4)=1;step=16;st=256;elseif 512<=abs(x) & abs(x)<1024out(2)=1;out(3)=1;out(4)=0;step=32;st=512;elseif 1024<=abs(x) & abs(x)<2048out(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;elseout(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;endif abs(x)>=2048out(2:8)=[1 1 1 1 1 1 1];elsetmp=floor((abs(x)-st)/step);t=dec2bin(tmp,4)-48; %函数dec2bin输出的是ASICC字符串，48对应0out(5:8)=t(1:4);endout=reshape(out,1,8)结果out =0 1 0 1 0 1 0 1设计三数字基带传输系统6．根据单极性信号和双极性信号的误码率计算公式，作图比较两种信号的抗噪性能。
《通信系统仿真设计》课件
仿真设计的挑战和解决方案
我们将讨论通信系统仿真设计中所面临的一些挑战，并提供一些解决方案和技巧。
总结和展望
最后，我们将总结本课程的内容，并展望通信系统仿真设计在未来的发展和 应用前景。
《通信系统仿真设计》 PPT课件
这个PPT课件将向您介绍通信系统仿真设计的基本原理和流程，常用的工具和 软您将了解到通信系统仿真设计的重要性，以及为什么这项技术 对于现代通信领域至关重要。
仿真设计的定义和意义
我们将深入探讨仿真设计的概念，并讨论它在通信系统设计中的实际应用和 影响。
通信系统仿真的基本原理和流程
我们将介绍通信系统仿真的基本原理，以及进行仿真设计时应遵循的流程和步骤。
常用的通信系统仿真工具和软 件
我们将向您介绍一些常用的通信系统仿真工具和软件，以及它们的功能和特 点。
仿真设计案例分析
我们将通过一些具体的案例分析，展示通信系统仿真设计在实际项目中的应 用和效果。
通信系统仿真
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目录目录...................................................................1. 前言 01.1选题的意义和目的 01.2国内外研究现状 (1)3. 现代通信系统的介绍 (2)3.1通信系统的一般模型 (2)3.2模拟通信系统模型和数字通信系统模型 (2)3.2.1 模拟通信系统模型 (2)3.2.2 数字通信系统模型 (3)3.3模拟通信和数字通信的区别和优缺点 (4)4. 通信系统的仿真原理及框图 (7)4.1模拟通信系统的仿真原理 (7)4.1.1 DSB信号的调制解调原理 (7)4.2数字通信系统的仿真原理 (8)4.2.1 ASK信号的调制解调原理 (8)5. 通信系统仿真结果及分析 (10)5.1模拟通信系统结果分析 (10)5.1.1 DSB模拟通信系统 (10)5.2仿真结果框图 (10)5.2.1 DSB模拟系统仿真结果 (10)5.3数字通信系统结果分析 (12)5.3.1 ASK数字通信系统 (12)5.4仿真结果框图 (12)5.4.1 ASK数字系统仿真结果 (12)6. 结论 (14)致谢 (16)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。
通信系统仿真课程设计
通信系统仿真课程设计一、课程设计概述通信系统仿真课程设计是通信工程专业的重要课程之一，旨在通过实践操作，让学生掌握通信系统仿真的基本原理、方法和技能。
本课程设计涉及到多个学科领域，如数字信号处理、模拟电路设计、通信原理等。
二、课程设计目标1.了解通信系统仿真的基本原理和方法；2.掌握Matlab软件的使用；3.熟悉数字信号处理和模拟电路设计；4.能够运用所学知识，完成一个简单的通信系统仿真实验。
三、课程设计内容1.数字信号处理（1）采样定理（2）离散傅里叶变换（3）数字滤波器设计2.模拟电路设计（1）放大器电路（2）滤波器电路（3）混频器电路3.通信原理（1）调制与解调技术（2）误码率分析（3）传输链路建立与维护4.Matlab软件使用（1）Matlab基础语法（2）Matlab图像绘制（3）Matlab数据处理与分析四、课程设计步骤1.确定仿真系统的需求和设计目标；2.搜集相关资料，了解仿真系统的基本原理和方法；3.进行仿真系统的设计和实现，包括数字信号处理、模拟电路设计、通信原理等方面；4.对仿真结果进行分析和评估，得出结论；5.撰写课程设计报告。
五、课程设计案例以一个简单的调制解调系统为例，介绍通信系统仿真课程设计的具体步骤。
1.需求分析设计一个基于QPSK调制解调技术的通信系统，要求实现以下功能：（1）产生随机比特序列并进行QPSK调制；（2）添加高斯白噪声并计算误码率；（3）对接收信号进行QPSK解调，并恢复原始比特序列。
2.搜集资料了解QPSK调制解调技术的基本原理和方法，学习Matlab软件的使用方法。
3.系统设计（1）产生随机比特序列并进行QPSK调制利用Matlab软件生成随机比特序列，并将其转换为QPSK符号。
通过画图工具绘制星座图，观察符号分布情况。
（2）添加高斯白噪声并计算误码率在发送信号中添加高斯白噪声，模拟信道的干扰。
通过误码率分析工具计算误码率。
（3）对接收信号进行QPSK解调，并恢复原始比特序列利用Matlab软件对接收信号进行QPSK解调，得到恢复后的比特序列。
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。
通信信号处理仿真大作业
第五章计算机仿真大作业采用计算机编程实现图1中的自适应均衡器：()h n ()s n ()x n ⊕()noise n ()y n 自适应均衡器()z n图1 信号传输的系统模型图1中()s n 为频率为10Hz 、采样频率为1000Hz 的正弦序列，假设该信号通过一个具有码间干扰特性的信道，其单位抽样响应为()[0.005,0.009,0.024,h n =--0.854,0.218,0.049,0.0323]--，经过上述信道的输出信号()x n 与高斯白噪声()noise n 叠加后作为自适应均衡器的输入信号()y n ，()z n 为自适应均衡器的输出信号。
其中图1中所示的自适应均衡器为一N=31阶FIR 滤波器，抽头系数为(),0,1,,1in i N ω=-其结构如图2所示： 1z -()y n 0ω1ω∑∑++()()d n s n =+-()z n ()e n 1z -1N ω-自适应算法图2自适应均衡器结构图按要求分析回答下列问题，并给出分析结果和波形图： 1.在一个图中用子图的形式（subplot ）画出图1中： (1)()s n 信号；(2)()s n 经信道()h n 传输后的()x n 信号；(3)当()x n 加()noise n 的信噪比SNR(dB ）为20dB 时均衡器的输入序列()y n 的波形图； 对上述波形进行对照分析和说明。
01002003004005006007008009001000-101正弦信号s(n)01002003004005006007008009001000-101x(n)序列1002003004005006007008009001000-101y(n)序列分析说明：s(n)通过具有码间干扰特性的信道h(n)，由于信道存在一定的误差和码间干扰使系统的性能下降，x(n)的波形密度减小了，但整体波形没有发生变化。
加入噪声后，y （n ）的幅值没有变化，但整个波形由于受到噪声干扰浮现“毛刺”现象，波形不在平滑。
基于MATLAB通信系统的设计仿真
基于MATLAB通信系统的设计仿真概述：通信系统是实现信息传输的关键技术，其中设计和仿真是通信系统的重要环节。
本文将介绍如何基于MATLAB进行通信系统的设计和仿真，并以调制和解调为例进行说明。
通信系统的设计和仿真步骤：1.确定系统需求：首先确定通信系统的需求，包括传输速率、距离、信噪比等参数。
2.选择调制方式：根据系统需求和传输介质的特性，选择合适的调制方式，如BPSK、QPSK、16-QAM等。
3.生成基带信号：根据调制方式和传输要求，使用MATLAB生成相应的基带信号。
4.添加调制信号：将基带信号进行调制，生成调制信号，如使用频率调制、相位调制等技术。
5.添加噪声：为了模拟真实通信环境，需要在调制信号中加入噪声信号，可以使用MATLAB提供的噪声函数。
6.解调信号：使用相应的解调技术对接收到的信号进行解调，恢复原始基带信号。
7.评估系统性能：比较解调后的基带信号与原始信号，评估系统的性能，如误码率、误符号率等。
调制与解调的MATLAB实例：以BPSK调制为例，假设系统需求为传输速率2Mbps，信噪比为20dB。
1.生成基带信号：```matlabfs = 10e6; % 采样率N=1000;%生成1000个符号bits = randi([0 1],1,N); % 生成随机的二进制信号Ts = 1/fs; % 采样周期t=0:Ts:(N-1)*Ts;%时间序列baseband_signal = bits.*2-1; % 将0或1转换为-1或1```2.添加调制信号：```matlabfc = 1e6; % 载波频率modulated_signal = baseband_signal .* cos(2*pi*fc*t); % 调制信号```3.添加噪声：```matlabEbNo=10^(20/10);%信噪比，20dB转为线性值N0=1/(2*EbNo);%噪声功率，信噪比为能量比noise = sqrt(N0/2) * randn(size(t)); % 产生高斯白噪声received_signal = modulated_signal + noise; % 加噪声```4.解调信号：```matlabdemodulated_signal = received_signal .* cos(2*pi*fc*t); % 解调信号```5.评估系统性能：```matlabest_baseband_signal = sum(demodulated_signal) > 0; % 判断信号正负，得到解调后的二进制信号error_bits = sum(bits ~= est_baseband_signal); % 计算误码个数BER = error_bits / N; % 误码率```通过调整系统参数，可以进行更详细的仿真和性能评估。
华北电力大学通信系统仿真综合实验报告全解
综合实验报告( 2015--2016 年度第一学期)名称：通信系统仿真题目：FM的调制与解调院系：信息工程系班级：学号：学生姓名：指导教师：孙景芳、王雅宁设计周数： 1成绩：日期：2015 年11 月10 日设计方案（包括简单介绍原理，设计参数和方案原理框图）信道中传输模拟信号的系统统称为模拟通信系统。
模拟通信系统的组成可由一般通信系统模型略加改变而成，在这里一般通信系统模型中的发送设备和接收设备分别为调制器、解调器所替换。
对于模拟通信系统，它主要包含两种重要变换。
一是把连续消息变换成电信号（发送端信息源完成）和把电信号恢复成最初的连续消息（接收端信宿完成）。
由信源输出的电信号（基带信号），由于它具有频率较低的频谱分量，一般不能直接作为传输信号而送到信道中进行远距离传输。
因此，模拟通信系统里常有第二种变换，即将基带信号转换成其适合信道传输的信号，这一变换由调制器完成；在收端同样需经相反的变换，它由解调器完成。
经过调制后的信号通常称为已调信号。
已调信号有三个基本特性：一是携带有消息，二是适合在信道中传输，三是频谱具有带通形式，且中心频率远离零点频率。
因而已调信号又常称为频带信号。
（图为模拟通信系统模型）FM调制与解调原理频率调制又称调频（FM），它是高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化，而振幅保持恒定的一种调制方式。
相位调制或调相（PM）是使高频振荡的相位按调制信号的规律变化，而振幅保持不变的一种调制方式。
由于频率与相位间存在微分与积分的关系，故调频与调相之间存在着密切的关系，即调频必调相，调相必调频。
因此，调频和调相统称为角度调制。
若只给一个波形或表达式是无法确定调制方式是调频还是调相的。
从频率调制的相位与频率关系可以看出，调频信号可通过直接调频和间接调频两种方法得到，所谓间接调频就是先对调制信号积分再调相而得到。
由于实际相位调制器的调节范围不可能超出(-π，π) ，因而间接调频的方法仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情形。
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设计五 2FSK调制解调系统一、设计目的1．掌握2FSK信号的调制解调原理及MATLAB编程实现方法。
2．利用Simulink设计2FSK信号的调制解调系统。
3．画出2FSK信号的时域波形和频谱图。
二、设计原理1．2FSK信号的调制解调原理数字移频键控是用载波的频率来传送数字消息，或者说用所传送的数字消息控制载波的频率。
2FSK信号便是符号“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，而且与之间的改变是瞬间完成的。
从原理上讲，数字调频可用模拟调频法来实现，也可用键控法来实现，如图5.1所示。
图5.1 2FSK信号的调制根据以上对2FSK信号的调制原理的分析，已调信号的数字表达式可以表示为（5.1）其中，是单个矩形脉冲，脉宽为，且2FSK信号的常用解调方法采用如图5.2所示的非相干检测法和相干检测法。
这里的取样判决器是判定哪一个输入样值大，此时可以不专门设置门限电平。
(a) 非相干方式(b) 相干方式图5.2 2FSK信号的解调2FSK调制属于非线性调制，其频谱特性的研究常用把2FSK信号看成是两个2ASK信号相叠加的方法。
2FSK信号的功率谱密度为：（5.2）传输2FSK信号所需频带约为（5.3）【例5-1】用MATLAB产生独立等概的二进制信源，画出2FSK信号的波形及其功率谱。
解首先产生随机的二进制数字基带信号，然后根据2FSK信号的表达式产生二进制数字调制信号，最后通过FFT变换求解调制信号的功率谱。
源程序如下：A=1; % 调制信号幅度fc=2; % 载波频率N_sample=8; % 每码元的采样点数N=500; % 码元数目Ts=1; % 采样间隔dt=Ts/fc/N_sample; % 波形采样间隔t=0:dt:N*Ts-dt; % 定义时间序列L=length(t); % 计算时间序列长度% 产生二进制信源d=sign(randn(1,N));dd=sigexpand((d+1)/2,fc*N_sample);gt=ones(1,fc*N_sample);d_NRZ=conv(dd,gt);[f,d_NRZf]=T2F(t,d_NRZ(1:L)); % 数字基带信号的傅里叶变换sd_2fsk=2*d_NRZ-1; % 双极性基带信号s_2fsk=A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*sd_2fsk(1:L).*t); % 产生2FSK信号[f,s_2fskf]=T2F(t,s_2fsk); % 2FSK信号的傅里叶变换figure(1)subplot(2,2,1); plot(t,d_NRZ(1:L));axis([0,10,0,1.2]); xlabel('(a) 输入信号');subplot(2,2,2); plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2/Ts));axis([-2,2,-40,40]); xlabel('(b) 输入信号功率谱密度');subplot(2,2,3); plot(t,s_2fsk);axis([0,10,-1.2,1.2]); xlabel('(c) 2FSK信号');subplot(2,2,4); plot(f,10*log10(abs(s_2fskf).^2/Ts));axis([-fc-4,fc+4,-40,40]); xlabel('(d) 2FSK信号功率谱密度');%---------------------------------------------------------------------------------------------------------------function [out]=sigexpand(d,M)% 将输入的序列扩展成间隔为N-1个0的序列N=length(d);out=zeros(M,N);out(1,:)=d;out=reshape(out,1,M*N);%---------------------------------------------------------------------------------------------------------------function [f,sf]=T2F(t,st)% 利用FFT对信号进行傅里叶变换% t,st分别为输入时间和信号% f,sf分别为输出频率和信号频谱dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(st);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;sf=fft(st);sf=T/N*fftshift(sf);程序运行结果如图5.3所示。
图5.3 2FSK信号的波形及其频谱2．MATLAB函数在MATLAB中，fskmod函数和fskdemod函数分别实现FSK信号的调制和FSK信号的非相干解调，awgn函数实现在信号中加入高斯白噪声，symerr函数实现错误符号数的统计和误符号率的计算。
(1) fskmod函数格式：y=fskmod(x,M,freq_sep,nsamp)y=fskmod(x,M,freq_sep,nsamp,F s)其中，x是消息信号；M是消息的符号数，必须是2的整数次幂，消息信号是0～M-1之间的整数；freq_sep是两载波频率之间的频率间隔，单位为Hz；nsamp是输出信号y中每符号的采样数，必须是大于1的正整数；F s是采样频率，freq_sep和M必须满足（M-1）*freq_sep<=F s。
(2) fskdemod函数格式：z=fskdemod(y,M,freq_sep,nsamp)z=fskdemod(y,M,freq_sep,nsamp,F s)其中，y是已调信号；其余参数与fskmod函数中的一样。
(3) awgn函数格式：y=awgn(x,snr)y=awgn(x,snr,sigpower)y=awgn(…,powertype)其中，x是信号；snr是信噪比，单位为dB；sigpower是信号功率；powertype指定信噪比snr的单位。
(4) symerr函数格式：[number,ratio]=synerr(x,y)其中，x、y是待比较信号，二元序列；number是x、y对应元素比较后不相同的符号个数；ratio是误符号率。
3．Simulink模块在Simulink模块库中，用于实现FSK信号调制解调的模块分别是“M-FSK Modulator Baseband”和“M-FSK Demodulator Baseband”，图形及参数设置如图5.4所示。
图5.4 FSK信号调制解调模块及参数设置三、设计内容利用Simulink中的“M-FSK Modulator Baseband”模块和“M-FSK Demodulator Baseband”模块建立2FSK调制解调系统模型，并观察调制、解调前后的波形，计算差错率。
解：仿真模块为：仿真结果：上图中第一张图是调制前原始基带信号的波形，第二张图是调制后通带信号的波形，第三张是解调信号的波形图。
设计六 2PSK和2DPSK调制解调系统一、设计目的1．掌握2PSK和2DPSK调制解调原理及MATLAB编程实现方法。
2．利用Simulink设计2PSK和2DPSK信号的调制解调系统。
3．画出2PSK和2DPSK信号的时域波形和频谱图。
二、设计原理1．2PSK和2DPSK调制解调原理2PSK（二进制绝对移相键控）信号是利用载波相位直接表示数字信号，2DPSK（相对移相键控）信号是利用前后相邻载波的相位差来表示数字信号，2DPSK信号可以看作是将绝对码变成相对码后再进行绝对移相而得到的。
2PSK和2DPSK信号的产生方法如图6.1所示。
(a) 模拟调相法产生2DPSK信号(b) 相位选择法产生2PSK信号图6.1 2PSK和2DPSK调制2PSK和2DPSK信号的解调方法如图6.2所示。
图6.2 2PSK和2DPSK信号的解调当0、1等概出现时，2PSK信号和2DPSK信号的功率谱密度为（6.1）2PSK信号的带宽为（6.2）【例6-1】用MATLAB产生独立等概的二进制信源，画出2PSK信号的波形及其功率谱。
解首先产生随机的二进制数字基带信号，然后根据2PSK信号的表达式产生二进制数字调制信号，最后通过FFT变换求解各种调制信号的功率谱。
源程序如下，用到的子函数sigexpand.m和T2F.m见例5-1。
A=1; fc=2; N_sample=8; N=500;Ts=1; dt=Ts/fc/N_sample; t=0:dt:N*Ts-dt; L=length(t);% 产生二进制信源d=sign(randn(1,N));dd=sigexpand((d+1)/2,fc*N_sample);gt=ones(1,fc*N_sample);d_NRZ=conv(dd,gt);[f,d_NRZf]=T2F(t,d_NRZ(1:L)); % 数字基带信号的傅里叶变换ht=A*cos(2*pi*fc*t); % 调制信号d_2psk=2*d_NRZ-1; % 双极性基带信号s_2psk=d_2psk(1:L).*ht; % 产生2PSK信号[f,s_2pskf]=T2F(t,s_2psk); % 2PSK信号的傅里叶变换figure(1)subplot(2,2,1); plot(t,d_NRZ(1:L));axis([0,10,0,1.2]); xlabel('(a) 输入信号');subplot(2,2,2); plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2/Ts));axis([-2,2,-40,40]); xlabel('(b) 输入信号功率谱密度');subplot(2,2,3); plot(t,s_2psk);axis([0,10,-1.2,1.2]); xlabel('(c) 2PSK信号');subplot(2,2,4); plot(f,10*log10(abs(s_2pskf).^2/Ts));axis([-fc-4,fc+4,-40,40]); xlabel('(d) 2PSK信号功率谱密度');程序运行结果如图6.3所示。
图6.3 2PSK调制波形及其频谱2．MATLAB函数在MATLAB中，pskmod函数和pskdemod函数分别实现PSK信号的调制和解调，scatterplot函数用于画数字调制信号的星座图。
(1) pskmod函数格式：y=pskmod(x,M)y=pskmod(x,M,ini_phase)其中，x是消息信号；M是消息的符号数，必须是2的整数次幂，消息信号是0～M-1之间的整数；ini_phase是初始相位，单位为rad。