实验三基于simulink通信系统仿真
simulink模拟通信系统仿真及仿真流程
基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名:XX完成时间:XX年XX月XX日一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明)AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。
AM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。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
DSB调制在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号;表示把的所有频率成分均相移,称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
simulink模拟通信系统仿真及仿真流程
基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名:XX完成时间:XX年XX月XX日一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明)AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。
AM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。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
DSB调制在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号;表示把的所有频率成分均相移,称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
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Simulink仿真
实验报告课程名称:MATLAB程序设计实验项目:通信系统仿真班级:学号:姓名:成绩:教师签字:1.实验项目名称通信系统仿真2.实验目的(1)熟悉通信相关方面的知识、学习并掌握OFDM技术的原理。
(2)熟悉MATLAB语言和simulinkSimulink 工具箱的使用。
(3)设计并实现OFDM通信系统的建模与仿真。
3.实验内容与实验步骤要完成的实验内容:自行设计基于OFDM的通信息系统仿真模型,分别采用MATLAB脚本程序和基于Simulink 工具箱实验相同的功能。
对系统的性能进行分析。
本次试验采用OFDM-16QAM系统来建模和仿真。
应用(或涉及)的原理:OFDM的全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,意为正交频分复用。
OFDM通信技术是多载波传输技术的典型代表。
多载波传输把数据流分解为若干个独立的子比特流,每个子数据流将具有低得多的比特速率,用这样低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波,就构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。
OFDM是多载波传输方案的实现方式之一,利用快速傅里叶逆变换(IFFT,Inverse Fast Fourier Transform)和快速傅里叶变换(FFT,Fast Fourier Transform)来分别实现调制和解调,是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。
OFDM是一种多载波调制技术,其原理是用N个子载波把整个信道分割成N个子信道,即将频率上等间隔的N个子载波信号调制并相加后同时发送,实现N 个子信道并行传输信息。
这样每个符号的频谱只占用信道带宽的1/N,且使各子载波在OFDM符号周期T内保持频谱的正交性。
在发送端,串行码元序列经过数字基带调制、串并转换,将整个信道分成N 个子信道。
N个子信道码元分别调制在N个子载波频率上,设为最低频率,相邻频率相差1/N,则,,角频率为,。
待发送的OFDM信号为:接收端对接收到的信号进行如下解调:由于OFDM符号周期内各子载波是正交的。
(完整版)simulink模拟通信系统仿真及仿真流程
基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名:XX完成时间:XX年XX月XX日一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明)AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。
AM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。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
DSB调制在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号;表示把的所有频率成分均相移,称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
simulink仿真实验报告
simulink仿真实验报告Simulink仿真实验报告一、引言Simulink是一种基于模型的设计和仿真工具,广泛应用于各领域的工程设计和研究中。
本次实验将利用Simulink进行系统仿真实验,通过搭建模型、参数调整、仿真运行等过程,验证系统设计的正确性和有效性。
二、实验目的本实验旨在帮助学生掌握Simulink的基本使用方法,了解系统仿真的过程和注意事项。
通过本实验,学生将能够:1. 熟悉Simulink的界面和基本操作;2. 理解和掌握模型构建的基本原理和方法;3. 学会调整系统参数、运行仿真和分析仿真结果。
三、实验内容本实验分为以下几个步骤:1. 绘制系统模型:根据实验要求,利用Simulink绘制出所需的系统模型,包括输入、输出、控制器、传感器等。
2. 参数设置:针对所绘制的系统模型,根据实验要求设置系统的参数,例如增益、阻尼系数等。
3. 仿真运行:通过Simulink的仿真功能,对所构建的系统模型进行仿真运行。
4. 仿真结果分析:根据仿真结果,分析系统的动态性能、稳态性能等指标,并与理论值进行对比。
四、实验结果与分析根据实验要求,我们绘制了一个负反馈控制系统的模型,并设置了相应的参数。
通过Simulink的仿真功能,我们进行了仿真运行,并获得了仿真结果。
仿真结果显示,系统经过调整参数后,得到了较好的控制效果。
输出信号的稳态误差较小,并且在过渡过程中没有发生明显的振荡或超调现象。
通过与理论值进行对比,我们验证了系统的稳态稳定性和动态响应性能较为理想。
五、实验总结通过本次实验,我们掌握了使用Simulink进行系统仿真的基本方法和技巧。
了解了系统模型构建的基本原理,并学会了参数调整和仿真结果分析的方法。
这对于我们今后的工程设计和研究具有重要的意义。
六、参考文献1. 《Simulink使用手册》,XXX出版社,20XX年。
2. XXX,XXX,XXX等.《系统仿真与建模实践教程》. 北京:XXX出版社,20XX年。
simulink仿真实验报告
simulink仿真实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过使用Simulink软件来进行仿真实验,掌握Simulink仿真工具的基本使用方法,并且了解如何应用Simulink软件来进行系统建模和仿真分析。
二、实验内容1. Simulink软件的基本介绍2. Simulink仿真工具的使用方法3. Simulink模型建立与参数设置4. Simulink仿真结果分析三、实验步骤及方法1. Simulink软件的基本介绍Simulink是一种基于模块化编程思想的图形化编程工具,可以用于建立各种系统模型,并且进行系统仿真分析。
在Simulink中,用户可以通过拖动不同类型的模块来搭建自己所需要的系统模型,并且可以对这些模块进行参数设置和连接操作。
2. Simulink仿真工具的使用方法首先,在打开Simulink软件后,可以看到左侧有一系列不同类型的模块,包括数学运算、信号处理、控制系统等。
用户可以根据自己需要选择相应类型的模块,并将其拖入到工作区域中。
然后,用户需要对这些模块进行参数设置和连接操作,以构建出完整的系统模型。
最后,在完成了系统模型的构建后,用户可以进行仿真分析,并且观察系统的运行情况和输出结果。
3. Simulink模型建立与参数设置在本次实验中,我们主要是以一个简单的控制系统为例来进行仿真分析。
首先,我们需要将数学运算模块、控制器模块和被控对象模块拖入到工作区域中,并将它们进行连接。
然后,我们需要对这些模块进行参数设置,以确定各个模块的输入和输出关系。
最后,在完成了系统模型的构建后,我们可以进行仿真分析,并观察系统的运行情况和输出结果。
4. Simulink仿真结果分析在完成了Simulink仿真实验之后,我们可以得到一系列仿真结果数据,并且可以通过Simulink软件来对这些数据进行进一步的分析和处理。
例如,在本次实验中,我们可以使用Simulink软件来绘制出控制系统的输入信号、输出信号和误差曲线等图形,并且可以通过这些图形来判断系统是否满足预期要求。
实验三 SIMULINK环境下典型环节阶跃响应仿真及分析
(7)设仿真过程参数:SIMULATION 菜单\PARAMETERS 菜单项。 其中: Start Time 为仿真开始时间, Stop time 为仿真终止时间, Mix Step Size 为仿真最小步长。 Max Step Size 为仿真最大步长。, Tolerance 为仿真精度。 仿真开始前应对 Stop Time 进行修改,如改为 10 秒,50 秒或 200 秒,再根据实际情况进行 调整。
012??ssg积分环节ssg11?微分环节ssg?1比例微分环节pd21??ssg和12??ssg比例积分环节pissg111??和ssg2112??2对典型二阶系统4442???szssg进行仿真分别取00205071观察p?和ts的变化情况
实验三 SIMULINK 环境下典型环节阶跃响应仿真及分析
3.实验总结 初步了解 MATLAB 中 SIMULINK 的使用方法,了解 SIMULINK 下实现典型环节阶跃响应 方法。定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响,实现了实验目的。
S
s2 ,则令 2 s 3s 4
2
为[1];
Denominator 为[1,0]; 例 3-3:要将传递函数变为振荡环节: Denominator 为[1,1,1]; (在此传函中阻尼系数ζ为 0.5) 例 3-4:要将传递函数变为实际微分环节:
1 ,则令 Numerator 为[1]; s s 1
2
s ,则令 Numerator 为[1,0]; s 1
Denominator 为[1,1];
实际微分环节的传递函数为:
K d Td s 1 Td s
分子分母同除以 Td,则为
Kd s s 1 / Td
因此,上式中分子 s 的系数即为 Kd 值,分母中常数项为 Td 的倒数. (6)用鼠标将 step、transfer fcn 及 scope 模块连接。如下图所示:
基于simulink的系统仿真实验报告(含电路、自控、数电实例)
《系统仿真实验》实验报告目录一《电路》仿真实例 (3)2.1 简单电路问题 (3)2.1.1 Simulink中仿真 (3)2.1.2 Multisim中仿真 (4)2.2 三相电路相关问题 (5)二《自动控制原理》仿真实例 (7)1.1 Matlab绘图 (7)三《数字电路》仿真实例 (8)3.1 555定时器验证 (8)3.2 设计乘法器 (9)四实验总结 (11)一《电路》仿真实例2.1 简单电路问题课后题【2-11】如图所示电路,R0=R1=R3=4Ω,R2=2Ω,R4=R5=10Ω,直流电压源电压分别为10V、4V、6V,直流电流源电流大小为1A,求R5所在的支路的电流I。
(Page49)解:simulink和multisim都是功能很强大的仿真软件,下面就以这个简单的习题为例用这个两个软件分别仿真,进一步说明前者和后者的区别。
2.1.1 Simulink中仿真注意事项:由于simulink中并没有直接提供DC current source,只有AC current source,开始的时候我只是简单的把频率调到了0以为这就是直流电流源了,但是并没有得到正确的仿真结果。
后来问杨老师,在老师的帮助下发现AC current source的窗口Help中明确的说明了交流变直流的方法:A zero frequency and a 90 degree phase specify a DC current source.然后我把相角改成90度后终于得到了正确的仿真结果,Display显示I=0.125A,与课本上答案一致。
2.1.2 Multisim中仿真结果:I=125mA=0.125A(因为电流表探针电压电流比是1V/mA)。
2.2 三相电路相关问题【例】三相电路实际连接图如下所示,是通过功率表和电流的读数,验证课本上的相关结论。
解:Multisim中电路图连接如下所示:解:观察各支路的功率和功率因素,验证了以下几点结论:(1)只有纯阻性支路的功率因素为1;(2)纯感性或纯容性支路的功率因素为0,有功功率也为0;(3)混合支路的(容阻、感阻、容感阻)功率因素在0到1之间。
基于Simulink的数字通信系统的仿真设计
课程设计(论文)任务书信息工程学院信息工程专业信息(2)班一、一、课程设计(论文)题目基于Simulink的数字通信系统的仿真设计二、课程设计(论文)工作自2014年6 月23日起至2014年7月 4日止。
三、课程设计(论文) 地点: 4-403,4-404,图书馆四、课程设计(论文)内容要求:1.本课程设计的目的(1)使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理;(2)培养学生掌握电路设计的基本思路和方法;(3)能提高学生对所学理论知识的理解能力;(4)能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力;(5)提高学生的科技论文写作能力。
2.课程设计的任务及要求1)基本要求:(1)学习SystemView或MATLAB/Simulink仿真软件;(2)对需要仿真的通信系统各功能模块的工作原理进行分析;(3)提出系统的设计方案,选用合适的模块;(4)对所设计系统进行仿真;(5)并对仿真结果进行分析。
2)创新要求:在基本要求达到后,可进行创新设计,完善系统的性能。
3)课程设计论文编写要求(1)要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文(2)论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等(3)课程设计论文装订按学校的统一要求完成4)评分标准:(1)完成原理分析:(20分)(2)系统方案选择:(30分)(3)仿真结果分析:(30分)(4)论文写作:(20分)5)参考文献:(1)孙屹.《SystemView通信仿真开发手册》国防工业出版社(2)李东生.《SystemView系统设计及仿真入门与应用》电子工业出版社(3)赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》北京航空航天大学出版社(4 ) 陈萍.《现代通信实验系统的计算机仿真》国防工业出版社(5)刘学勇.《详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》电子工业出版社6)课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料 2 图书馆熟悉软件与系统仿真 6 4-403,4-404撰写论文 2 4-403,4-404学生签名:2014年6月23日课程设计(论文)评审意见(1)完成原理分析(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(2)系统方案选择(30分):优()、良()、中()、一般()、差();(3)仿真结果分析(30分):优()、良()、中()、一般()、差();(4)论文写作(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(5)格式规范性及考勤是否降等级:是()、否()评阅人:职称:讲师2014年7月4日目录绪论 (1)第1章二进制数字调制解调系统 (2)1.1 数字通信系统 (2)1.1.1 数字通信系统的优点 (2)1.1.2 数字通信系统的缺点 (3)1.2 二进制数字调制解调 (3)第2章 Simulink软件介绍 (4)2.1 Simulink软件简介 (4)2.2 Simulink仿真步骤 (4)2.3 Simulink的模块库 (4)第3章 2ASK仿真系统的设计 (6)3.1 二进制振幅键控(2ASK)系统的调制与解调原理 (6)3.2 2ASK的调制解调仿真设计 (7)3.3 4ASK的仿真结果和分析 (7)3.3.1 参数设置与分析 (7)3.3.2 仿真结果图 (8)第4章 2FSK仿真系统的设计 (9)4.1 二进制移频键控(2FSK)的调制与解调原理 (9)4.1.1 2FSK调制............................................... 错误!未定义书签。
实验三----基于simulink的通信系统仿真
实验三基于simulink通信系统的仿真一实验目的1掌握simulink 仿真平台的应用。
2能对基本调制与解调系统进行仿真;3 掌握数字滤波器的设计。
二、实验设备计算机,Matlab软件三数字滤波器设计(1)、IIR数字滤波器设计1、基于巴特沃斯法直接设计IIR数字滤波器例5.1:设计一个10阶的带通巴特沃斯数字滤波器,带通频率为100Hz到200Hz,采样频率为1000Hz,绘出该滤波器的幅频于相频特性,以及其冲击响应图clear all;N=10;Wn=[100 200]/500;[b,a]=butter(N,Wn,’bandpass’);freqz(b,a,128,1000)figure(2)[y,t]=impz(b,a,101);stem(t,y)2、基于切比雪夫法直接设计IIR数字滤波器例5.2:设计一个切比雪夫Ⅰ型数字低通滤波器,要求:Ws=200Hz,Wp=100Hz,Rp=3dB,Rs=30dB,Fs=1000Hzclear all;Wp=100;Rp=3;Ws=200;Rs=30;Fs=1000;[N,Wn]=cheb1ord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs);[b,a]=cheby1(N,Rp,Wn);freqz(b,a,512,1000);例5.3:设计一个切比雪夫Ⅱ型数字带通滤波器,要求带通范围100-250Hz,带阻上限为300Hz,下限为50Hz,通带内纹波小于3dB,阻带纹波为30 dB,抽样频率为1000 Hz,并利用最小的阶次实现。
clear all;Wpl=100;Wph=250;Wp=[Wpl,Wph];Rp=3;Wsl=50;Wsh=300;Ws=[Wsl,Wsh];Rs=30;Fs=1000;[N,Wn]=cheb2ord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs);[b,a]=cheby2(N,Rp,Wn);freqz(b,a,512,1000);实验内容:1 设计一个数字信号处理系统,它的采样率为Fs=100Hz,希望在该系统中设计一个Butterworth型高通数字滤波器,使其通带中允许的最小衰减为0.5dB,阻带内的最小衰减为40dB,通带上限临界频率为30Hz,阻带下限临界频率为40Hz。
Matlab和Simulink通信与系统仿真实验指导书
昆明理工大学信息工程与自动化学院通信工程系 邵玉斌 撰
实验一 题目:SIMULINK 基本模块的使用 预习指导: 实验目的:学习 SIMULINK 基本模块的使用和仿真参数设置。 实验要求:学会使用 SIMULINK 的基本模块:信号发生器,数学模块,示波器,应用这些 模块构建基本的通信系统模型,并进行仿真验证。 实验内容: (1)用信号发生器产生 1MHz,幅度为 15mV 的正弦波和方波信号,并通过示波器观察波 形。注意设置仿真参数和示波器的扫描参数和幅度显示参数。使得示波器能够显示 10 个正 弦波周期。如图:
(3)请用 simulink 模型实现课本 p252 程序 6-21 的建模和计算。比较编程和图形建模的各
自特点。 (4)使用频谱仪测量正弦信号的功率频谱。 分别测量 800Hz,振幅为 1V 的正弦信号和方波信号的频谱,比较两者的区别。频谱仪模块 在 DSP 工具箱中的 sinks 中。
注意设置频谱仪的 FFT 长度为 2048(可设其它长度试试) 。显示特性设置为幅度显示,而不 要设置为分贝方式。 (5)学有余力的同学,可设计一个系统观察双边带调制输出信号的波形和频谱。
(5)用 sim 指令在命令空间启动模型进行仿真:对(4)中的模型采样命令 open 打开,采 用 sim 指令进行仿真。请给出指令语句。 实验报告内容和要求: 1. 对(1)~(5)作出实验记录,特别是遇到的问题和解决办法。 (20 分) 2. 画出(1)的仿真模型方框图,说明参数设置情况,画出所得到的波形示意图。 (20 分) 3. 画出(2)的仿真模型方框图,说明参数设置情况,画出所得到的波形示意图。 (20 分) 4. 画出(3)的仿真模型方框图,说明参数设置情况,画出所得到的波形示意图。 (10 分) 5. 给出(5)的程序代码和运行结果描述。 (20 分) 6. 完成思考题。 (10 分) 7. 实验报告必须使用实验报告用纸,必须手写。实验报告请在实验完成后一周内提交。 思考题: 1. 谈谈用 sim 指令进行仿真和在 SIMULINK 中用菜单进行仿真这两种方式各自特点和优 点? 2. 利用信号与系统的知识计算 H(s)=5/(2s+1)的冲激响应 h(t)。是否符合(1)a 中的仿真结 果? 3. 说明封装子系统的过程。
simulink仿真实验报告
Simulink仿真实验报告1. 引言本报告旨在对Simulink仿真实验进行全面、详细、完整且深入地探讨。
Simulink 是一种基于模型的设计和仿真环境,广泛应用于工程领域。
本实验通过使用Simulink进行系统建模和仿真,以验证系统的性能和可行性。
2. 实验目的本实验的主要目的是熟悉Simulink的基本操作和功能,并通过实际案例来了解系统建模和仿真的过程。
具体目标如下: 1. 掌握Simulink的界面和基本操作; 2. 学习如何建立系统模型; 3. 了解如何进行仿真和分析。
3. 实验步骤3.1 Simulink介绍Simulink是一种图形化的建模和仿真环境,可以用于设计和分析各种系统。
它提供了丰富的工具箱和模块,使得系统建模变得更加简单和直观。
3.2 Simulink界面Simulink的界面由多个窗口组成,包括模型窗口、库浏览器、信号浏览器等。
模型窗口是主要的工作区域,用于建立和编辑系统模型。
3.3 系统建模在Simulink中,系统模型由各种模块和连接线组成。
模块可以是数学运算、信号源、控制器等。
通过拖拽和连接这些模块,可以建立系统的结构。
3.4 仿真设置在进行仿真前,需要设置仿真参数,如仿真时间、步长等。
这些参数会影响仿真的准确性和效率。
3.5 仿真分析仿真完成后,可以对系统的性能进行分析。
Simulink提供了丰富的工具和图表,可以用于绘制系统的输出响应、频谱分析等。
4. 实验案例本实验选取了一个简单的控制系统作为案例,用于说明Simulink的应用过程。
4.1 系统描述控制系统包括一个输入信号、一个控制器和一个输出信号。
输入信号经过控制器后,通过输出信号进行输出。
4.2 模型建立在Simulink的模型窗口中,通过拖拽和连接模块,可以建立控制系统的模型。
首先添加输入信号模块,然后添加控制器模块,最后添加输出信号模块。
4.3 仿真设置设置仿真参数,如仿真时间为10秒,步长为0.01秒。
(完整版)simulink模拟通信系统仿真及仿真流程
基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名:XX完成时间:XX年XX月XX日一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明)AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。
AM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。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
DSB调制在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号;表示把的所有频率成分均相移,称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
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。
基于Matlab(Simulink)《通信原理》实验仿真(模拟部分)
基于Matlab(Simulink)《通信原理》实验仿真(模拟部分)基于Matlab(Simulink)《通信原理》实验仿真(模拟部分)摘要模拟通信在通信系统中的使用非常广泛,而MATLAB(Simulink)是用于算法开发、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式环境,它可以解决包括信号和图像处理、通讯等众多应用领域中的问题。
利用MATLAB集成环境下的M文件和Simulink工具箱可以完成通讯系统设计与仿真,本文主要是利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现AM、FM、VSB调制与解调过程,并分别绘制出其信号波形。
再通过Simulink工具箱对模拟通信系统进行建模仿真。
Simulation of communication in a communication system is very extensive, and the use of MATLAB (Simulink) is used to algorithm development, data visualization, data analysis and numerical calculation of the senior technical calculation language and interactive environment, it can solve the including signal and image processing, communicationetc many applications in question. MATLAB integration environment Mfiles and Simulink tool box can complete communication system design and simulation, this paper is mainly use of MATLAB integration environment, programming of the M files to achieve AM, FM, VSB modulation and demodulation process, and separately plot its signal waveform. Again through Simulink communication system toolbox of simulation modeling simulation .关键词模拟信号;AM;FM;VSB;调制解调;MATLAB(Simulink)目录:第一章绪论第二章理论与方法2.1 matlab简介2.2 Simulink简介2.3 通信原理概述第三章设计方案3.1用 MATLAB的M文件进行模拟调制3.1.1 基于MATLAB的AM信号调制与解调3.1.2 基于MATLAB的FM信号调制与解调3.1.3 基于MATLAB的VSB信号调制与解调3.2用Simulink对模拟通信系统进行建模仿真3.2.1频分复用和超外差接收机的仿真模型3.2.2调频立体声接收机模型第四章小结参考文献致谢附录1:程序清单第一章绪论调制在通信系统中的作用至关重要。
基于Simulink的通信系统仿真实验报告
西安邮电学院通信与信息工程学院 基于Simulink 的通信系统仿真实验报告专业班级: 学生姓名: 学号(班内序号):年 月 日——————————————————————————装订线————————————————————————————————报告份数: 1份实验总成绩:实验一一、调试好的程序(1)①(3+5+8)/5*10②sin(3*pi)/sqrt(9/5)③A=[1 2 3 ;4 5 6;7 8 9] , B=[7 8 9; 4 5 6;1 2 3]④A=[3 1.2 4;7.5 6.6 3.1;5.4 3.4 6.1] , A' ,inv(A), abs(A) ⑤Z=[1+2i 3+4i; 5+6i 7+8i](2).M文件代码:for i=1:1:50for j=1:1:50A(i,j)=i+j-1;endenddisp(A);B=fliplr(A);disp(B);C=flipud(A);disp(C);A(1:10,1:10)=0;D=A;disp(A);(3).M文件代码:X = 0 + (255-0)*rand(50);for i =1:50for j =1:50if X(i,j)>128X(i,j)=255;else X(i,j)=0;endendenddisp(X);(4)代码:A=2.4+sqrt(0.2)*randn(3,4)二、实验结果及分析(1)①ans =32②ans = 2.7384e-016③A = 1 2 34 5 67 8 9B = 7 8 94 5 61 2 3C = 18 24 3054 69 8490 114 138D = 8 10 128 10 128 10 12ans = 34.0000 22.0000 62.0000 -50.0000 -23.0000 -100.000028.0000 16.0000 56.0000 ans = NaN NaN NaNNaN -Inf InfNaN NaN NaN④A = 3.0000 1.2000 4.00007.5000 6.6000 3.10005.4000 3.40006.1000 ans = 3.00007.5000 5.40001.2000 6.6000 3.40004.0000 3.1000 6.1000 ans = 2.1555 0.4555 -1.6449 -2.1040 -0.2393 1.5013-0.7354 -0.2698 0.7833ans =3.0000 1.2000 4.00007.5000 6.6000 3.10005.4000 3.40006.1000⑤Z = 1.0000 + 2.0000i 3.0000 + 4.0000i5.0000 +6.0000i7.0000 +8.0000i(2)(3)(4)A =2.2066 2.5287 2.9318 2.47811.6551 1.88732.3832 2.31652.4561 2.9326 2.5464 2.7246实验二(1)一、调试好的程序二、实验结果及分析(2)一、调试好的程序.M文件代码:function [sys,x0,str,ts] =ch2example5funB(t,x,u,flag) % 连续系统状态方程;% x'=Ax+Bu% y =Cx+Du% 定义A,B,C,D矩阵A=[0 1 0;0 0 1;-4 -6 -3];B=[0;0;1];C=[0 4 0];D=0;flagtxuswitch flag,case 0 % flag=0 初始化[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(A,B,C,D);% 可将A,B,C,D矩阵送入初始化函数case 1 % flag=1 计算连续系统状态方程(导数)sys=mdlDerivatives(t,x,u,A,B,C,D);case 3 % flag=3 计算输出sys=mdlOutputs(t,x,u,A,B,C,D);case { 2, 4, 9 } % 其他作不处理的flagsys=[]; % 无用的flag时返回sys为空矩阵otherwise % 异常处理error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);end% 主函数结束% 子函数实现(1)初始化函数----------------------------------function [sys,x0,str,ts] = mdlInitializeSizes(A,B,C,D) % sizes = simsizes; % 获取sizes.NumContStates = 3; % 连续系统的状态数为3sizes.NumDiscStates = 0; % 离散系统的状态数,对于本系统此句可不用sizes.NumOutputs = 1; % 输出信号数目是1sizes.NumInputs = 1; % 输入信号数目是1sizes.DirFeedthrough = 0; % 因为该系统不是直通的sizes.NumSampleTimes = 1; % 这里必须为1sys = simsizes(sizes);str = []; % 通常为空矩阵x0 = [0;0;0]; % 初始状态矩阵x0 (零状态情况)ts = [0 0]; % 表示连续取样时间的仿真% 初始化函数结束% 子函数实现(2)系统状态方程函数-----------------------------function sys=mdlDerivatives(t,x,u,A,B,C,D) % 系统状态方程函数sys = A*x+B*u ; % 这里写入系统的状态方程矩阵形式即可% 系统状态函数结束% 子函数实现(3)系统输出方程函数-----------------------------function sys = mdlOutputs(t,x,u,A,B,C,D)sys = C*x; % 这里写入系统的输出方程矩阵形式即可% 注意,如果使用语句sys = C*x+D*u ;代替上句,即使D=0,% 也要将初始化函数中的sizes.DirFeedthrough 设为1% 即系统存在输入输出之间的直通项, 否则执行将出现错误% 系统输出方程函数结束Simulink建模:二、实验结果及分析flag =0 t =[] x =[] u =[]flag =3 t =0 x =0 0 0 u =NaNflag =2 t =0 x =0 0 0 u =-3flag =1 t =0 x =0 0 0 u =-3flag =3 t =0.1000 x =-0.0005 -0.0135 -0.2565 u =NaN flag =2 t =0.1000 x =-0.0005 -0.0135 -0.2565 u =-3 flag =1 t =0.1000 x =-0.0005 -0.0135 -0.2565 u =-3flag =3 t =0.2000 x =-0.0035 -0.0485 -0.4328 u =NaN flag =2 t =0.2000 x =-0.0035 -0.0485 -0.4328 u =-3 flag =1 t =0.2000 x =-0.0035 -0.0485 -0.4328 u =-3flag =3 t =0.3000 x =-0.0107 -0.0976 -0.5393 u =NaN flag =2 t =0.3000 x =-0.0107 -0.0976 -0.5393 u =-3 flag =1 t =0.3000 x =-0.0107 -0.0976 -0.5393 u =-3flag =3 t =0.4000 x =-0.0233 -0.1544 -0.5870 u =NaN flag =2 t =0.4000 x =-0.0233 -0.1544 -0.5870 u =-3 flag =1 t =0.4000 x =-0.0233 -0.1544 -0.5870 u =-3flag =3 t =0.5000 x =-0.0417 -0.2134 -0.5868 u =NaN flag =2 t =0.5000 x =-0.0417 -0.2134 -0.5868 u =-3flag =1 t =0.5000 x = -0.0417 -0.2134 -0.5868 u =-3flag =3 t =0.6000 x =-0.0660 -0.2704 -0.5490 u =NaN flag =2 t =0.6000 x =-0.0660 -0.2704 -0.5490 u =-3 flag =1 t =0.6000 x =-0.0660 -0.2704 -0.5490 u =-3flag =3 t =0.7000 x =-0.0957 -0.3221-0.4833 u =NaN flag =2 t =0.7000 x =-0.0957 -0.3221 -0.4833 u =-3 flag =1 t =0.7000 x =-0.0957 -0.3221 -0.4833 u =-3flag =3 t =0.8000 x =-0.1302 -0.3663 -0.3987 u =NaN flag =2 t =0.8000 x =-0.1302 -0.3663 -0.3987 u =-3 flag =1 t =0.8000 x =-0.1302 -0.3663 -0.3987 u =-3flag =3 t =0.9000 x =-0.1686 -0.4014 -0.3029 u =NaN flag =2 t =0.9000 x =-0.1686 -0.4014 -0.3029 u =-3 flag =1 t =0.9000 x =-0.1686 -0.4014 -0.3029 u =-3flag =3 t =1 x =-0.2101 -0.4267 -0.2025 u =NaN flag =2 t =1 x =-0.2101 -0.4267 -0.2025 u =-3 flag =9 t =1 x =-0.2101 -0.4267 -0.2025 u =-3实验三(1)一、调试好的程序.M文件代码:function[sys,x0,str,ts]=xinhaoqiehuanfun(t,x,u,flag,threshold) flag=0switch flag,case 0 % flag=0 初始化sizes = simsizes; % 获取SIMULINK仿真变量结构sizes.NumContStates = 0; % 连续系统的状态数是0 sizes.NumDiscStates = 0; % 离散系统的状态数是0 sizes.NumOutputs = 1; % 输出信号数目是1sizes.NumInputs = -1; % 输入信号数目是自适应的sizes.DirFeedthrough = 1; % 该系统是直通的sizes.NumSampleTimes = 1; % 这里必须为1sys = simsizes(sizes);str = []; % 通常为空矩阵x0 = []; % 初始状态矩阵x0ts = [-1 0]; % 采样时间由外部模块给出case 3 % flag=3 计算输出sys=u(1)*(u(2)>threshold)+u(3)*(u(2)<=threshold); case {1, 2, 4, 9 } % 其他作不处理的flagsys=[]; % 无用的flag时返回sys为空矩阵otherwise % 异常处理error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);EndSimulink建模:二、实验结果及分析(2)一、调试好的程序二、实验结果及分析>> whosName Size Bytes Classtout 5x1 40 double arrayx1 4x1x5 160 double arrayx2 5x4 160 double arrayx3 2x2x5 160 double arrayGrand total is 65 elements using 520 bytes实验四(1)一、调试好的程序二、实验结果及分析(2)一、调试好的程序二、实验结果及分析实验五(1)一、调试好的程序.M文件代码:①% ch5xiti1A.m% 方波功率谱理论结果作图clear;f=100; % HzT=1/f; % 方波周期A=1; % 方波幅度Omega=2*pi*f;idx=1;% 功率谱数组下标m=7; %作图谐波数for n=-m:mpsd(idx)=4*A^2/(n+eps)^2*(cos(n*pi)-1)^2;idx=idx+1;endstem([-m*f:f:m*f],psd/(2*pi)^2,'^');%以频率为单位的功率谱axis([(-m-1)*f (m+1)*f -0.1 0.5]);grid on;xlabel('频率 Hz');ylabel('PSD');% ch5xiti1B.m% 方波功率谱数值分析结果作图②clear;f=100; % HzT=1/f; % 方波周期A=1; % 方波幅度Omega=2*pi*f;fs=2000; % Hz 采样频率Ts=1/fs; % 采样时间间隔T_end=2; % 计算结束时间t=0:1/fs:T_end;squarewave=A*sign(sin(2*pi*f*t));N=2000;% FFT变换点数squarewavefft=fftshift(fft(squarewave,N));PowerSpectrum=(Ts*abs(squarewavefft)).^2;plot([-1000:1:999],PowerSpectrum,'-^');axis([-1000 1000 -0.1 0.5]);grid on;xlabel('频率 Hz');ylabel('PSD '); Simulink建模:二、实验结果及分析(2)实验六(1)一、调试好的程序二、实验结果及分析一、调试好的程序二、实验结果及分析实验心得在学习初,课堂上我们了解到Matlab是一款功能强大又实用又简单的仿真软件。
通信系统的simulink仿真
通信系统的Simulink仿真实验1 引言当前,通信讯技术的发展日新月异,通信系统建设可采用的技术有多种选择,同时,通信系统的功能要求也越来越高,系统建设愈加复杂,系统建设经费不断增加。
传统的试验设计手段已经不能适应技术发展的需要。
而通信系统的计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性,通信原理课程教学中,在硬件电路实验的同时增加计算机仿真实验,不仅能够帮助学生理解和掌握课程原理,而且对培养学生的科研创新能力具有十分重要的意义,同时也大大节省了硬件电路实验中的设备更新的不断投资。
2 MATLAB 通信工具箱的构成及功能MATLAB 通信工具箱是一套用于通信领域进行理论研究、系统开发、分析设计和仿真的专业化工具软件包,主要由两部分组成:通信系统功能函数库和SIMULINK 通信系统仿真模型库[1]。
MATLAB 通信系统功能函数库由70 多个函数组成,每个函数又有多种选择参数,函数功能覆盖了现代通信系统的各个方面。
这些函数包括:信号源产生函数、信源编码/解码函数、纠错控制编码/解码函数、调制/解调函数(基带和通带)、滤波器函数、传输信道模型函数、TDMA、FDMA、CDMA 函数、同步函数、工具函数等。
用MATLAB通信系统功能函数库进行通信系统仿真,是利用函数进行计算式的数据流仿真,速度比较慢。
SIMULINK通信系统仿真模型库(Communication toolbox)如图1 所示,每个框图都是由一个子仿真模型库构成,在通信系统中,一般情况下传输和接受所采用的技术是相互对应的,因此,可以将发射和接受部分的各个子仿真模型库进行相应的归类。
以调制解调图 1 SIMULINK 通信系统仿真模型库为例,发射部分的调制和接受部分的解调所对应的子仿真模型库归类后如图 2 所示,又分为中层子库和下层字库两层。
另外,为了进行通信系统的全系统仿真,SIMULINK 通信系统仿真模型库提供了通带和基带二种类别的信道模型,其中,通带信道有 4 种模型,基带信道有6 种模型。
matlab中simulink通信原理实验报告.doc
通信原理实验报告班级:电子姓名:小朋友04学号:指导教师:一、实验内容:应用 matlab 中得 simulink工具箱,设计一个模拟的调制解调系统。
对该系统的要求是:能够完成AM、DSB、 SSB和 NBFM调制,解调使用相干的解调方式。
要求调制信号为m(t)=cos10*2* π*t ,载波的频率为 500Hz,AM的调制度为。
二、实验步骤:在matlab 窗口打入 simulink 后,弹出 simulink 工具箱,之后,新建文件,分别选择 sine 式 wave、product 、scope、spectrumscope模块,搭建电路图。
之后,分别设置调制信号为幅度为1,频率为10*2*pi ,位移为 2,设置载波幅值为1,频率为 500Hz,点击运行,之后双击 scope 可以看到 AM调制波形。
同理设置调制信号为幅度为 1,频率为 10*2*pi ,位移为 0,设置载波幅值为 1,频率为 500Hz,点击运行,之后双击 scope 可以看到DSB 调制波形。
重新搭建电路,设置载波幅值为1,频率为 500Hz,点击运行,之后双击 scope 可以看到 SSB调制波形。
三、实验结果:AM调制所用电路AM调制波形如图AM调制后频谱DSB调制后波形DSB调制后频谱SSB调制电路SSB调制后波形SSB调制后频谱NBFM调制后频谱四、实验总结:通过学习我学会应用matlab 中得 simulink工具箱,设计一个模拟的调制解调系统;并且能借此分析AM,DSB,SSB,NBFM的产生原理。
在实验过程中我遇到了很多困难,通过查阅MATLAB的仿真书籍才解决,通过实验我学到了很多知识。
基于Simulink的FSK、DPSK体系系统仿真
基于Simulink的FSK、DPSK系统仿真
一、实验目的
理解数字调制解调系统基本原理,并熟悉Matlab:Simulink通信软件包的使用。
二、实验内容
Simulink通信软件包模拟FSK、DPSK系统的调制和解调。
三、实验波形显示
FSK:
系统Sample Time:0.01s
输入信号
上为转化为二进制的信号,下为量化的信号
上为数字信号,两种频率不同的调制信号,w1= 1000rad/s w2=10000 rad/s
信号。
判决前信号及输入数字信号。
DPSK:系统Sample Time 0.5s
上为输入信号,下为0差分编码的结果
调制信号,ω=200*pi rad/s 两调制信号相位差为pi
调制信号和延时后信号
上为解调信号,下为调制信号
上为输入数字信号,下为解调后判决获得的信号。
四、实验结果分析
实验结果与书上原理相符,获得了预期的结果。
可以比较发现,DPSK系统更为稳定,FSK
要求调制频率较高,这样减少误码率。
DPSK相位差的方法,ω=200*pi的效果已经很好了五、实验小结
此实验加强了对通信系统调制解调的理解,当然还有许多没有搞清的问题,例如采样量化的方面,有待以后解决。
六、引用资料
1、张志涌、徐彦琴.《Matlab 教程—基于6.X版本》北京:北京航空航天出版社
2、孙屹、吴磊.《Simulink通信仿真开发手册》湖南:国防工业出版社
3、孙学军、王秉钧.《通信原理》北京:电子工业出版社。
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实验三基于simulink通信系统的仿真一实验目的1掌握simulink 仿真平台的应用。
2能对基本调制与解调系统进行仿真;3 掌握数字滤波器的设计。
二、实验设备计算机,Matlab软件三数字滤波器设计(1)、IIR数字滤波器设计1、基于巴特沃斯法直接设计IIR数字滤波器例5.1:设计一个10阶的带通巴特沃斯数字滤波器,带通频率为100Hz到200Hz,采样频率为1000Hz,绘出该滤波器的幅频于相频特性,以及其冲击响应图clear all;N=10;Wn=[100 200]/500;[b,a]=butter(N,Wn,’bandpass’);freqz(b,a,128,1000)figure(2)[y,t]=impz(b,a,101);stem(t,y)2、基于切比雪夫法直接设计IIR数字滤波器例5.2:设计一个切比雪夫Ⅰ型数字低通滤波器,要求:Ws=200Hz,Wp=100Hz,Rp=3dB,Rs=30dB,Fs=1000Hzclear all;Wp=100;Rp=3;Ws=200;Rs=30;Fs=1000;[N,Wn]=cheb1ord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs);[b,a]=cheby1(N,Rp,Wn);freqz(b,a,512,1000);例5.3:设计一个切比雪夫Ⅱ型数字带通滤波器,要求带通范围100-250Hz,带阻上限为300Hz,下限为50Hz,通带内纹波小于3dB,阻带纹波为30 dB,抽样频率为1000 Hz,并利用最小的阶次实现。
clear all;Wpl=100;Wph=250;Wp=[Wpl,Wph];Rp=3;Wsl=50;Wsh=300;Ws=[Wsl,Wsh];Rs=30;Fs=1000;[N,Wn]=cheb2ord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs);[b,a]=cheby2(N,Rp,Wn);freqz(b,a,512,1000);实验内容:1 设计一个数字信号处理系统,它的采样率为Fs=100Hz,希望在该系统中设计一个Butterworth型高通数字滤波器,使其通带中允许的最小衰减为0.5dB,阻带内的最小衰减为40dB,通带上限临界频率为30Hz,阻带下限临界频率为40Hz。
2 试设计一个带阻IIR数字滤波器,其具体的要求是:通带的截止频率:wp1=650Hz、wp2=850Hz;阻带的截止频率:ws1=700Hz、ws2=800Hz;通带内的最大衰减为rp=0.1dB ;阻带内的最小衰减为rs =50dB ;采样频率为Fs =2000Hz 。
(2)、FIR 数字滤波器设计1、、在MATLAB 中产生窗函数十分简单: (1)矩形窗(Rectangle Window )调用格式:w=boxcar(n),根据长度n 产生一个矩形窗w 。
(2)三角窗(Triangular Window )调用格式:w=triang(n) ,根据长度n 产生一个三角窗w 。
(3)汉宁窗(Hanning Window )调用格式:w=hanning(n) ,根据长度n 产生一个汉宁窗w 。
(4)海明窗(Hamming Window )调用格式:w=hamming(n) ,根据长度n 产生一个海明窗w 。
(5)布拉克曼窗(Blackman Window )调用格式:w=blackman(n) ,根据长度n 产生一个布拉克曼窗w 。
(6)恺撒窗(Kaiser Window )调用格式:w=kaiser(n,beta) ,根据长度n 和影响窗函数旁瓣的β参数产生一个恺撒窗w 。
2、基于窗函数的FIR 滤波器设计 利用MATLAB 提供的函数firl 来实现调用格式:firl (n,Wn,’ftype’,Window),n 为阶数、Wn 是截止频率(如果输入是形如[W1 W2]的矢量时,本函数将设计带通滤波器,其通带为W1<ω<W2)、ftype 是滤波器的类型(低通-省略该参数、高通-ftype=high 、带阻-ftype=stop )、Window 是窗函数。
例6.1: 设计一个长度为8 的线性相位FIR 滤波器。
其理想幅频特性满足1,00.4()0,j d H e else ωωπ≤≤⎧=⎨⎩Window=boxcar(8); b=fir1(7,0.4,Window); freqz(b,1)例6.2:设计线性相位带通滤波器,其长度N=15,上下边带截止频率分别为W1= 0.3π,w2=0.5πWindow=blackman(16);b=fir1(15,[0.3 0.5],Window);freqz(b,1)例6.3:MATLAB中的chirp.mat文件中存储信号y的数据,该信号的大部分号能量集中在Fs/4(或二分之一奈奎斯特)以上,试设计一个34阶的FIR高通滤波器,滤除频率低于Fs/4的信号成分,其中滤波器的截止频率为0.48,阻带衰减为30dB,滤波器窗采用切比雪夫窗clear all;load chirpwindow=chebwin(35,30);b=fir1(34,0.48,’high’,window);yfit=filter(b,1,y);[Py,fy]=pburg(y,10,512,Fs);[Pyfit,fyfit]=pburg(yfit,10,512,Fs);plot(fy,10*log10(Py),’.’,fyfit, 10*log10(Pyfit));grid onylabel(‘幅度(dB)’)xlabel(‘频率(Hz’)legend(‘滤波前的线性调频信号’, ‘滤波后的线性调频信号’)实验内容:1用矩形窗设计线性相位FIR低通滤波器。
该滤波器的通带截止频率wc=pi/4,单位脉冲响h(n)的长度M=21。
并绘出h(n)及其幅度响应特性曲线。
2试用频率抽样法设计一个FIR低通滤波器,该滤波器的截止频率为0.5pi,频率抽样点数为33。
四 实验原理1 模拟通信系统的仿真原理 调制的作用:(1)实现信号的频谱搬移,适应在频带信道内的传输;(2)当频带信道带宽远大于信号带宽时,可以将多路基带信号调制到互不重叠的 频带上,充分利用信道带宽,实现频分复用(FDM);(3)不同的调制方式具有不同的有效性和可靠性(如FM 的可靠性好而有效性差,AM 有效性好而可靠性差),可以根据需要选用合适的调制方法。
1.1 AM 信号的调制解调原理调制原理:AM 调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程,就是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。
+m(t)S AM (t)A 0cos ωc t图 1-1 AM 调制原理框图AM 信号的时域和频域的表达式分别为:()()[]()()()()t t m t A t t m A t S C C C AM ωωωcos cos cos 00+=+= 式(1-1)()()()[]()()[]C C C C AM M M A S ωωωωωωδωωδπω-+++-++=210 式(1-2) 在式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。
其频谱是DSB SC-AM 信号的频谱加上离散大载波的频谱。
解调原理: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。
AM 相干解调原理框图如图1-2。
相干解调(同步解调):利用相干载波(频率和相位都与原载波相同的恢复载波)进行的解调,相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
相干载波的提取:(1)导频法:在发送端加上一离散的载频分量,即导频,在接收端用窄带滤波器提取出来作为相干载波,导频的功率要求比调制信号的功率小;(2)不需导频的方法:平方环法、COSTAS 环法。
LPFm 0(t)S AM(t)cos ωc t图 1-2 AM 相干解调原理框图AM 信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成: (1)整流:只保留信号中幅度大于0的部分;(2)低通滤波器:过滤出基带信号; (3)隔直流电容:过滤掉直流分量。
可以使用包络检波器进行解调,成本低,大功率离散载波造成的成本问题由广播电台解决,解调不需要载波提取电路。
并且在高信噪比情况下,包络检波解调具有与相干解调相同的解调输出信噪比,在小信噪比时,输出信噪比不是按比例的随着输入信噪比下降,而是急剧下降,这种现象称为“门限效应”,相干解调不存在门限效应,因为有用信号和噪声在相干解调中不会相混,包络检波中输出有用信号和噪声不再是相加的,而是相混的,即是有用信号分量乘以噪声,这时已经很难从输出中区分出有用信号了。
1.2 DSB 信号的调制解调原理调制原理:在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB )。
每当信源信号极性发生变化时,调制信号的相位都会发生一次突变π。
()()t t m t S C DSB ωcos = 式(1-3)调制的目的就是进行频谱搬移,把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上,从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。
DSB 调制原理框图如图1-3:m(t)S DSB (t)cos ωc t图 1-3 DSB 调制原理框图DSB 信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,频域上就是卷积,表示式为: ()()()[]C C DSB M M S ωωωωω-++=21式(1-4)(1)经调制后,调制信号的带宽变为原基带信号的2倍:模拟基带信号带宽为W ,则调制信号的带宽为2W ;(2) 调制信号中不含离散的载频分量:因为原模拟基带信号中不含离散直流分量。
(3) 包含上下两个边带,且携带相同信息(双边带);(4) 不论是确定信号的频谱,还是随机信号的功率谱,都是基带信号频谱/功率谱的线性搬移。
因而被称为线性调制。
解调原理:DSB 只能进行相干解调,其原理框图与AM 信号相干解调时完全相同,利用恢复的载波与信号相乘,将频谱搬移到基带,还原出原基带信号。
LPFm 0(t)cos ωc tS DSB (t)图 1-4 DSB 解调原理框图(1) 当恢复载波与原载波频率不完全一样时,解调信号是原基带信号与低频正弦波的乘积;(2) 若恢复载波与原载波频率相同,而相位不同时,输出信号达不到最大值。
2 数字通信系统的仿真原理数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。