基于Matlab模拟通信系统仿真设计

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基于Matlab的16QAM通信系统的设计与仿真.

基于Matlab的16QAM通信系统的设计与仿真.

淮海工学院课程设计报告书课程名称:通信系统的计算机仿真设计题目:16QAM通信系统性能分析与MATLAB仿真系(院):电子工程学院学期:2013-2014-2专业班级:姓名:学号:基于Matlab的16QAM通信系统的设计与仿真1绪论1.1 研究背景与研究意义应用MATLAB的编程方法和功能模块可以搭建各种仿真系统,还可以应用丰富的时间域、频率域、相位域的仿真测量仪器。

许多新一代通信系统的系统级仿真程序出现在MATLAB软件的演示实例中,这使得学习的效率大为提高,对技术与系统的理解已经从概念深入到电路方案和选取层面。

Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境。

Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具,目前已被越来越多的工程技术人员所青睐,它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观,而且已经在各个领域得到了广泛的应用。

QAM(Quadrature Amplitude Modulation):正交振幅调制。

正交振幅调制,这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。

QAM是数字信号的一种调制方式,在调制过程中,同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码,把多进制与正交载波技术结合起来,进一步提高频带利用率。

正交调幅是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法,因此会双倍扩展有效带宽。

正交调幅被用于脉冲调幅,特别是在无线网络应用。

1.2 课程设计的目的和任务随着现代通信技术的发展,特别是移动通信技术高速发展,频带利用率问题越来越被人们关注。

在频谱资源非常有限的今天,传统通信系统的容量已经不能满足当前用户的要求。

正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)以其高频谱利用率、高功率谱密度等优势,成为宽带无线接入和无线视频通信的重要技术方案。

首先介绍了QAM调制解调原理,提出了一种基于MATLAB的16QAM 系统调制解调方案,包括串并转换,2-4电平转换,抽样判决,4-2电平转换和并串转换子系统的设计,对16QAM的星座图和调制解调进行了仿真,并对系统性能进行了分析,进而证明16QAM调制技术的优越性。

无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真

无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真

无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真基于matlab的ofdm系统设计与仿真摘要OFDM即正交频分复用技术,实际上是多载波调制中的一种。

其主要思想是将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到相互正交且重叠的多个子载波上同时传输。

该技术的应用大幅度提高无线通信系统的信道容量和传输速率,并能有效地抵抗多径衰落、抑制干扰和窄带噪声,如此良好的性能从而引起了通信界的广泛关注。

本文设计了一个基于IFFT/FFT算法与802.11a标准的OFDM系统,并在计算机上进行了仿真和结果分析。

重点在OFDM系统设计与仿真,在这部分详细介绍了系统各个环节所使用的技术对系统性能的影响。

在仿真过程中对OFDM信号使用QPSK 调制,并在AWGN信道下传输,最后解调后得出误码率。

整个过程都是在MATLAB环境下仿真实现,对ODFM系统的仿真结果及性能进行分析,通过仿真得到信噪比与误码率之间的关系,为该系统的具体实现提供了大量有用数据。

- 1 -第一章 ODMF系统基本原理1.1多载波传输系统多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流,这样每个子数据流将具有较低的比特速率。

用这样的低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波,构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。

在单载波系统中,一次衰落或者干扰就会导致整个链路失效,但是在多载波系统中,某一时刻只会有少部分的子信道会受到衰落或者干扰的影响。

图1,1中给出了多载波系统的基本结构示意图。

图1-1多载波系统的基本结构多载波传输技术有许多种提法,比如正交频分复用(OFDM)、离散多音调制(DMT)和多载波调制(MCM),这3种方法在一般情况下可视为一样,但是在OFDM中,各子载波必须保持相互正交,而在MCM则不一定。

1.2正交频分复用OFDM就是在FDM的原理的基础上,子载波集采用两两正交的正弦或余弦函sinm,tcosn,t数集。

基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真

基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真

基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真0 引言5G技术的逐步普及,使得我们对海量数据的存储交换,以及数据传输速率、质量提出了更高的要求。

信号的准确传播显得越发重要,随之而来的是对信道模型稳定性、抗噪声性能以及低误码率的要求。

本次研究通过构建结合空间分集和空间复用技术的MIMO信道,引入OFDM 技术搭建MIMO-OFDM 系统,在添加保护间隔的基础上探究其在降低误码率以及稳定性等方面的优异性能。

1 概述正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术通过将信道分成数个互相正交的子信道,再将高速传输的数据信号转换成并行的低速子数据流进行传输。

该技术充分利用信道的宽度从而大幅度提升频谱效率达到节省频谱资源的目的。

作为多载波调制技术之一的OFDM 技术目前已经在4G 中得到了广泛的应用,5G 技术作为新一代的无线通信技术,对其提出了更高的信道分布和抗干扰要求。

多输入多输出(Multi Input Multi Output,MIMO)技术通过在发射端口的发射机和接收端口的接收机处设计不同数量的天线在不增加频谱资源的基础上通过并行传输提升信道容量和传输空间。

常见的单天线发射和接收信号传输系统容量小、效率低且若出现任意码间干扰,整条链路都会被舍弃。

为了改善和提高系统性能,有学者提出了天线分集以及大规模集成天线的想法。

IEEE 806 16 系列是以MIMO-OFDM 为核心,其目前在欧洲的数字音频广播,北美洲的高速无线局域网系统等快速通信中得到了广泛应用。

多媒体和数据是现代通信的主要业务,所以快速化、智能化、准确化是市场向我们提出的高要求。

随着第五代移动通信5G 技术的快速发展,MIM-OFDM 技术已经开始得到更广泛的应用。

本次研究的MIMO-OFDM 系统模型是5G的关键技术,所以对其深入分析和学习,对于当下无线接入技术的发展有着重要的意义。

(完整版)基于matlab的通信系统仿真毕业论文

(完整版)基于matlab的通信系统仿真毕业论文

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*名:***班级学号:***师:**二O一四年十月十五日目录一、引言 (3)二、仿真分析与测试 (4)2.1 随机信号的生成 (4)2.2信道编译码 (4)2.2.1 卷积码的原理 (4)2.2.2 译码原理 (5)2.3 调制与解调 (5)2.3.1 BPSK的调制原理 (5)2.3.2 BPSK解调原理 (6)2.3.3 QPSK调制与解调 (7)2.4信道 (8)2.4.1 加性高斯白噪声信道 (8)2.4.2 瑞利信道 (8)2.5多径合并 (8)2.5.1 MRC方式 (8)2.5.2 EGC方式 (9)2.6采样判决 (9)2.7理论值与仿真结果的对比 (9)三、系统仿真分析 (11)3.1有信道编码和无信道编码的的性能比较 (11)3.1.1信道编码的仿真 (11)3.1.2有信道编码和无信道编码的比较 (12)3.2 BPSK与QPSK调制方式对通信系统性能的比较 (13)3.2.1调制过程的仿真 (13)3.2.2不同调制方式的误码率分析 (14)3.3高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 (15)3.3.1信道加噪仿真 (15)3.3.2不同信道下的误码分析 (15)3.4不同合并方式下的对比 (16)3.4.1 MRC不同信噪比下的误码分析 (16)3.4.2 EGC不同信噪比下的误码分析 (16)3.4.3 MRC、EGC分别在2根、4根天线下的对比 (17)3.5理论数据与仿真数据的区别 (17)四、设计小结 (19)参考文献 (20)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。

毕业设计(论文)基于matlab的数字基带通信系统仿真

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。

基于MATLAB的模拟信号数字化系统的研究与仿真

基于MATLAB的模拟信号数字化系统的研究与仿真
所谓脉冲编码调制:就是将模拟信号的抽样量化值转换成二进制码组的过程。下图给 出了脉冲编码调制的示意图。
脉冲编码调制(PCM)原理:
图 1-9 脉冲编码调制示意图
PCM 系统的原理方框图如下图所示,同种,输入的模拟信号 m(t)经抽样、量化、
编码后变换成数字信号,经心道传送到接收端的译码器,由译码器还原出抽样值,再经过
定理内容:抽样定理在时域上可以表述为:对于一个频带限制在(0,fH)Hz 内的时间 连续信号 f(t),如果以 Ts≤1/(2fH)秒间隔对其进行等间隔抽样,则 f(t)将被所得到的 抽样值完全确定。模拟信号的抽样过程如下图。
图 1-2 模拟信号抽样的过程示意图
下图分析可知模拟信号抽样过程中各个信号的波形与频谱。
模拟信号数字化系统的研究与仿真
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通信原理课程设计
图 1-4 两种情况下的抽样信号频谱分析
应该注意的一点是:抽样频率并不是越高越好。只要能满足抽样频率大于奈奎斯特频 率,并留有一定的防卫带即可。
1.1.2 带通信号的抽样定理
实际中遇到的许多信号时带通型信号,模拟信号的频道限制在 fL~fH 之间,fL 为信号 最低频率,fH 为最高频率。而且当 fH>B,其中 B=fH-fL 时,该信号通常被成为带通型信号, 其中 B 为带通信号的频带。
对于带通信号,如果采用低通抽样定理的抽样速率 fs≥2fh,对频率限制在 fL 与 fH 之间 的带通型信号抽样,肯定能满足频谱不混叠的要求,如图所示。
模拟信号数字化系统的研究与仿真
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通信原理课程设计
图 1-5 带通信号的抽样频谱
定理内容:一个带通信号 f(t),其频率限制在 fL 与 fH 之间,带宽为 B=fh-fl,如果 最小抽样速率 fs=2fh/n,n 是一个不超过 fh/B 的最大整数,那么 f(t)就可以完全由抽 样值确定。 下面两种情况说明:

基于Matlab/Simulink的QAM通信系统的仿真

基于Matlab/Simulink的QAM通信系统的仿真
1 -2 8 0.
00 ” , 过 查 表 寻 址 , M0 E SM6 0 1时 经 用 D L I . 真 出 来 的 结 果 0仿
如 图 6所 示
由 图 6可 以 看 出 ,在 各 个 取 样 点 码 之 间 的 串扰 比 较 小 .
【】田耘 , 文 波 , 延 伟 , 无 线 通 信 F G 设 计 [ . 京 : 3 徐 张 等. PA M】 北
smu ai n p r mee s r e c b di eal n o mu a o e u t a ea ay ie . d c td£ a esmu ai nr s l i l t a a tr ed s r e d ti a ds mes o a i n i lt nr s l r n lsz d i i iae h th i s h sn t i lt ut o e s r d n il t h o e c r s l Mo e v r h i l t d li ey smp e a d a h e e h n i p n e u L T e a e i e t a o t e r t a e u t. r o e .t e smu ai n mo e S v r i l n c iv s t e a t i a tr s l h c il s o c
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Ke od : f b Sm l k Q M ; i ua o o e; ii o u i t n yw rs Maa ; i ui ; A l n s lt nm dl dg a cmm nc i m i t l ao
进 行 抑 制 载 波 的 双边 带 调 幅 ,利用 这种 已调 信 号 的频 谱 在 同

基于Matlab 下的通信系统仿真

基于Matlab 下的通信系统仿真

IX
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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
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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
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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
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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
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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

基于MATLAB的模拟通信系统的仿真与实现

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)。

基于Matlab、Simulink--的AM通信系统仿真设计与研究

基于Matlab、Simulink--的AM通信系统仿真设计与研究

基于Matlab、Simulink--的AM 通信系统仿真设计与研究天津理工大学计算机与通信工程学院通信工程专业设计说明书基于Matlab/Simulink 的AM通信系统仿真设计与研究姓名杜艳玮学号 20092177班级 09通信-2 指导老师赵健日期2012/12/16目录调制信号作线性变化的过程。

在波形上,幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化。

解调方法利用相干解调。

解调就是实现频谱搬移,通过相乘器与载波相乘来实现。

通过相干解调,通过低通滤波器得到解调信号。

相干解调时,接收端必须提供一个与接受的已调载波严格同步的本地载波,它与接受的已调信号相乘后,经低通滤波器取出低频分量,得到原始的基带调制信号。

通过信号的功率谱密度的公式,得到功率谱密度。

利用Matlab和Matlab-Simulink仿真建立AM调制的通信系统模型,用Matlab仿真程序画出调制信号、载波、已调信号、相干解调之后信号的波形以及功率频谱密度,分析所设计系统性能。

用Matlab-Simulink仿真建立基于相干解调的AM仿真模型,详细叙述模块参数的设置,分析仿真结果。

关键字:AM调制相干解调 Matlab仿真 Matlab-Simulink仿真第一章前言1.1专业设计任务及要求1、了解并掌握AM调制与解调的基本原理;2、在通信原理课程的基础上设计与分析简单的通信系统;3、学会利用MATLAB7.0编写程序进行仿真,根据实验结果能分析所设计系统的性能。

4、学习MATLAB的基本知识,熟悉MATLAB集成环境下的Simulink的仿真平台。

5、利用通信原理相关知识在仿真平台中设计AM调制与解调仿真系统并用示波器观察解调后的波形6、在指导老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,能正确的阐述和分析设计和实验结果。

1.2 Matlab简介MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

MATLABSimulink通信仿真案例设计

MATLABSimulink通信仿真案例设计

设计应用TLAB/Simulink通信仿真案例设计王明慧(陆军装甲兵学院,安徽蚌埠233000随着社会经济的快速发展及科学技术的进步,通信技术得到了迅猛发展,并且其技术手段日益成熟。

通信技术发展的主要目的在于实现数据信息的有效传输,实现人与人之间的沟通和交流。

在通信技术发展过程中,如何把握系统性能,做好系统的有效调制工作,成为通信技术发展必须把握的重要议题。

结合通信技术的发展形势,MATLAB/Simulink软件进行通信仿真,从而对通信技术的有效发展提供重要的参考及指引,以推进通信技术的长远发展及进步,使通信息技术更好地满足人们的实际需要。

平台;通信仿真;技术分析MATLAB/Simulink Communication Simulation Case DesignWANG Minghui(Army Armored Force Academy, Bengbudevelopment of social economy andcommunication technology has been rapidly developed, and its technical means increasingly mature.The main purpose图1 仿真分析过程如图1所示,在开展仿真分析过程中,要注重结合仿真建模、仿真实验以及仿真分析3个步骤,突出螺旋式推进过程,有效把握当前系统中存在的问题及不足,并结合仿真分析结论对系统做好有效改进,使改造后的系统性能水平得到大幅度提升[2-4]。

在开展通信仿真分析的过程中要注重对数字通信系统模型进行有效地构建,反馈通信系统的实际情况,从而科学有效地分析通信系统的情况,有效把握系统性能水平,以实现系统功能,更好地满足实际发展需要。

在进行数字通信系统构建过程中涉及到的技术问题相对较多,主要包括了信号源的编码和译码、信道编码和译码、数字调制与解码、同步及加密和解图2 数字通信系统示意图结合图2所示内容来看,在进行通信仿真分析过程中,要注重做好通信系统模型的有效把握,分析数据通信系统,从而有效把握数字通信性能,以提升系统仿真的效果及质量。

( 毕业设计 )基于MATLAB的通信系统滤波器的仿真与设计要点

(  毕业设计 )基于MATLAB的通信系统滤波器的仿真与设计要点

基于MATLAB的数字滤波器设计与仿真摘要数字滤波器是一个离散系统。

该系统能对输入的离散信号进行处理,从而获得所需的有用信息。

现代数字滤波器的设计大体可以分为IIR和FIR两大类,可以用软件和硬件两种方法来实现,而选用MATAB信号处理工具箱为设计通用滤波器带来了极大的方便。

本文按设计指标要求设计了滤波器,其中IIR采用巴特沃什,FIR采用布莱克曼窗进行设计,得出了与之对应的幅度响应曲线和相位响应曲线,最后对IIR 和FIR的实现形式和性能等方面进行比较。

MATLAB-based Digital Filter Design and SimulationAbstract: The digital filter is a discrete system. The system can be able to handle discrete signals. So it can achieve required important information. There are two major kinds of design principle of digital filter, which are finite impulse response (FIR) and infinite impulse response (IIR). The modern digital filter can be received by two kinds of method of software and hardware. But using MATLAB signal disposing tool case to design the digital filter is more convenient and universally applied. The main body of the paper is demanded to design adigital filter according to the designing index. IIR adopts Butterworth and FIR adopts the Blackman window to design the digital filter. Finally, carry out comparison on IIR and the FIR realization and function aspect.Key words: MATLAB; IIR digital filter; FIR digital filter第一章引言1.1课题研究背景如今随着数字信息时代的到来,数字信号处理已成为一门重要的学科和技术领域。

基于MATLAB的MIMO通信系统仿真

基于MATLAB的MIMO通信系统仿真
将编码器的3个冲激响应写成二进制序列,最后转化成八进制,最后取得的结果为133,171,165,为八进制的表示形式。
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。

基于MATLAB的MIMO通信系统仿真

基于MATLAB的MIMO通信系统仿真

目录(一)基于MATLAB的MIMO通信系统仿真…………………………一、基本原理………………………………………………………二、仿真……………………………………………………………三、仿真结果………………………………………………………四、仿真结果分析…………………………………………………(二)自选习题部分…………………………………………………(三)总结与体会……………………………………………………(四)参考文献……………………………………………………实训报告(一)基于MATLAB的MIMO通信系统仿真一、基本原理二、仿真三、仿真结果四、仿真结果分析OFDM技术通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道,减小了多径衰落的影响。

OFDM技术如果要提高传输速率,则要增加带宽、发送功率、子载波数目,这对于频谱资源紧张的无线通信时不现实的。

MIMO能够在空间中产生独立并行信道同时传输多路数据流,即传输速率很高。

这些增加的信道容量可以用来提高信息传输速率,也可以通过增加信息冗余来提高通信系统的传输可靠性。

但是MIMO却不能够克服频率选择性深衰落。

所以OFDM和MIMO这一对互补的技术自然走到了一起,现在是3G,未来也是4G,以及新一代WLAN技术的核心。

总之,是核心物理层技术之一。

1、MIMO系统理论:核心思想:时间上空时信号处理同空间上分集结合。

时间上空时通过在发送端采用空时码实现: 空时分组、空时格码,分层空时码。

空间上分集通过增加空间上天线分布实现。

此举可以把原来对用户来说是有害的无线电波多径传播转变为对用户有利。

2、MIMO 系统模型:11h 12h 21h 22h rn h 1rnh 21R n h 2R n h 1n n R h 可以看到,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。

为什么说nt>nr ,因为一般来说,移动终端所支持的天线数目总是比基站端要少。

用MatLab仿真通信原理系列实验

用MatLab仿真通信原理系列实验
实验二:扰码与解扰……………………………………………..……13
实验三:低通信号的抽样定理…………………………….………….16
第四章小结……………………………………………...18
致谢………………………………………………………18
参考文献…………………………………………………18
摘要:本毕业设计用Matlab中的建模仿真工具Simulink对通信原理实验进行仿真。作为系列实验的第一部分,包括模拟信号的线性调制解调(AM、DSB、SSB)过程、扰码与解扰实验和低通信号的抽样定理实验。论文中讲述了Matlab的基础知识、Simulink仿真操作方法以及在通信系统中的应用,对被仿真实验的基本原理也进行了简要介绍。通过本设计对构造通信原理虚拟实验室这一课题进行了初步的探索。
MATLAB系统共有5个主要部分构成:
1)MATLAB语言;
2)MATLAB工作环境;
3)MATLAB数学函数库;
4)MATLAB图形处理系统;
5)MATLAB应用程序接口。
1.MATLAB语言
MATLAB语言是一种面向对象的高级语言,正如前面所述,它以矩阵作为最基本的数据结构。MATLAB语言由自己独特的数据结构、输入输出功能、流程控制语句和函数。MATLAB在工程计算方面具有其他高级语言无法比拟的优越性,它集计算、数据可视化、程序设计于一体,并能将数学问题和解决方案以用户熟悉的数学符号表示出来。
(1)实现了可视化建模,用户通过简单的鼠标操作就可建立起直观的系统模型,并进行仿真;
(2)实现了多工作环境间文件互用和数据交换,如Simulink与MATLAB、FORTRAN以及C的工作环境的信息交换都可以方便的实现;
(3)把理论研究和工程实现有机地结合在一起。

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

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。

基于MATLAB通信系统的设计仿真

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。

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目录摘要------------------------------------------------------4 第一章课程设计容及要求--------------------------------41、课程设计的容-----------------------------------42、课程设计的要求-----------------------------------4 第二章通信系统的调制与解调------------------------------51、通信系统的概念----------------------------------52、调制和解调的概念--------------------------------6 第三章MATLAB软件及功能介绍------------------------------71、MATLAB软件简介-----------------------------------72、GUI功能简介--------------------------------------73、基于MATLAB相关函数介绍---------------------------8第四章四种模拟信号的调制解调---------------------------101、AM的调制与解调---------------------------------102、DSB的调制与解调--------------------------------133、SSB的调制与解调--------------------------------164、FM的调制与解调---------------------------------195、GUI界面的设计----------------------------------23 第五章总结与结束语-------------------------------------25 1、各调制解调方式性能分析总结----------------------252、结束语------------------------------------------26参考文献-------------------------------------------------26摘要:通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称,作用是将信息从信源发送到一个或多个目的地。

调制与解调在信息的传输过程中占据着重要的地位,是不可或缺的,因此研究系统的调制和解调过程就极为重要。

MATLAB是集数值计算、图形绘制、图像处理及系统仿真等强大功能于一体的科学计算语言,它强大的矩阵运算和图形可视化的功能以及丰富的工具箱,为通信系统的调制和解调过程的分析提供了极大的方便。

本次课程设计首先介绍了通信系统的概念,进而引出调制和解调,然后介绍了我们常用的几种调制和解调的方法。

由于MATLAB具有的强大功能所以详细介绍了MATLAB通信系统工具箱,并给出了基于MATLAB的通信系统的调制与解调的实现,运用MATLAB仿真软件进行仿真。

第一章课程设计容及要求1、课程设计的容1).编写MATLAB 程序实现AM的调制与解调;2).编写MATLAB 程序实现DSB的调制与解调;3).编写MATLAB 程序实现SSB 的调制与解调;4).编写MATLAB 程序实现FM 的调制与解调;5).调用GUI实现以上相应的波形。

2、课程设计的要求1).掌握线性幅度(AM、DSB、SSB)的调制和解调原理,以及非线性角度(FM)的调制与解调原理。

2).学会Matlab仿真软件在幅度调制与解调和角度调制与解调中的应用。

3).掌握参数设置方法和性能分析方法。

4).通过实验中波形的变换,学会分析实验现象。

5).学习掌握如何生成GUI界面以及如何使用它来显示相应的波形。

第二章通信系统的调制与解调1、通信系统的概念通信是为了传输信息,通信系统就是将信息从信源发送到一个或多个目的地,对于电通信来说,首先要把消息转变成电信号,然后经过发送设备,将信号送入信道,在接收端利用接受设备对接收信号作相应的处理后,送给信宿再转换为原来的消息,这一过程可利用图1所示的通信系统一般模型来概括。

(发送端)(接收端)图1 通信系统的一般模型通信(munication)传输的消息是多种多样的,可以分成两大类:一类称为连续消息;另一类称为离散消息。

消息的传递是通过它的物理载体电信号来实现的,按信号参量的取值不同,可以把信号分为两类:模拟信号和数字信号。

通常按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,相应的可以把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。

1).模拟通信系统模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统,其模型如图2所示,其中包含两种重要变换。

第一种变换是,在发送端把连续消息变换成原始电信号,在接收端进行相反的变换,这种变换由信源和信宿来完成,通常称为原始电信号为基带信号,基带的意思是指信号的频谱从零频附近开始。

有些信道可以直接传输基带信号,而以自由空间作为信道的无线电传输却无法直接传输这些信号。

因此,模拟通信系统中常常需要进行第二种变换:把基带信号变换成适合在信道中传输的信号,并在接收端进行反变换。

完成这种变换和反变换的通常是调制器和解调器[1]。

图2 模拟通信系统模型型2.调制和解调的概念调制:把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程,广义的调制分为基带调制和带通调制(也称为载波调制)。

在无线通信中和其他大多数场合,调制均指载波调制。

载波调制,就是用调制信号去控制载波的参数的过程,使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。

调制信号是指来自信源的消息信号(基带信号),这些信号可以是模拟的,也可以是数字的。

未受调制的周期性振荡信号称为载波,它可以是正弦波,也可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。

载波调制后称为已调信号,它含有调制信号的全部特征。

解调:将已调信号中的调制信号恢复出来,是调制的逆过程。

调制方式不同,解调方法也不一样。

解调可以分为正弦波解调(有时也称为连续波解调)。

正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调,此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。

同样,脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。

调制方式有很多,根据调制信号是模拟信号还是数字信号,载波是连续波(通常是正弦波)还是脉冲序列,相应的调制方式有模拟连续波调制(简称模拟调制)、数字连续波调制(简称数字调制)、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。

最重要和最常用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。

常见的调幅、双边带、单边带和残留边带等调制就是幅度调制的几个典型实例。

解调的方法可以分为两类:相干解调和非相干解调(包络检波)。

解调过程与采用何种解调方式有关,对于常规幅度调制,一般用包络检波进行解调,由于在这种解调方式中,接收机对载波频率和相应精度的了解是无关紧要的,所以解调过程相对简单。

对于DSB调制和SSB调制,用相干解调的方法,它要求在接收机中有一个与载波同频同相的信号,接收机中产生所需要的正弦波振荡器,为本地振荡器。

数字通信系统中,采用键控调制方式,这里不一一介绍。

第三章MATLAB软件及功能介绍1、MATLAB软件简介MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合,意为矩阵工厂(矩阵实验室)。

是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

编程创造的功能:在命令行或者在手稿里确定单个行的函数的匿名的函数,当任何表示是真实的时,有条件的休息点,让你停止块意见出于记分员可发表意见的一个代码的整个部分数学整数算术,让你处理更大的整数数据集合单精度运算,线性代数,FFT和过滤,使你能够处理更大的单精度数据集合更坚固的计算几何学程序使用Qhull.1,给更大的对算法选择的控制linsolve 功能,使你能够迅速通过指定系数的基体的结构解决线性方程序的系统和multipoint边值问题编程环境:MATLAB由一系列工具组成。

这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件,其中许多工具采用的是图形用户界面。

包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。

随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级,MATLAB的用户界面也越来越精致,更加接近Windows的标准界面,人机交互性更强,操作更简单。

而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统,极大的方便了用户的使用。

简单的编程环境提供了比较完备的调试系统,程序不必经过编译就可以直接运行,而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。

2、GUI功能简介GUI 是Graphical User Interface 的简称,即图形用户界面,通常人机交互图形化用户界面设计经常读做“goo-ee”准确来说GUI 就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。

GUI 是一种结合计算机科学、美学、心理学、行为学,及各商业领域需求分析的人机系统工程,强调人—机—环境三者作为一个系统进行总体设计。

这种面向客户的系统工程设计其目的是优化产品的性能,使操作更人性化,减轻使用者的认知负担,使其更适合用户的操作需求,直接提升产品的市场竞争力。

主要组成部分:多文件界面在一个窗口之进行多个数据管理的方式。

这种情况下,窗口的管理简单化,但是操作变为双重管理。

标签多文件界面的数据管理方式中使用的一种界面,将数据的标题在窗口中并排,通过选择标签标题显示必要的数据,这样使得接入数据方式变得更为便捷。

上述中,多文件界面主要是微软视窗系统采用。

而在其他环境中,通常多是单文件界面,所以无所谓单一/多文件界面的称呼问题。

菜单将系统可以执行的命令以阶层的方式显示出来的一个界面。

一般置于画面的最上方或者最下方,应用程序能使用的所有命令几乎全部都能放入。

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