基于MATLAB的通信系统的设计与仿真设计
Matlab在通信系统设计和仿真中的应用
Matlab在通信系统设计和仿真中的应用一、概述通信系统是现代社会中不可或缺的重要组成部分，它为人们的信息交流提供了关键的基础。
而通信系统的设计与仿真则是确保通信系统能够高效可靠地运行的重要环节。
在通信系统设计和仿真中，Matlab作为一种强大的工具，提供了丰富的功能和算法，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍Matlab在通信系统设计和仿真中的应用。
二、数字通信系统的设计数字通信系统是一种将信息以离散的形式传输的通信系统。
在数字通信系统的设计中，需要考虑信道编码、调制、调制解调器、帧同步等多个环节。
Matlab提供了丰富的函数和工具箱，能够便捷地进行这些环节的设计和仿真。
1. 信道编码信道编码用于提高数字通信系统对信道噪声的容忍性。
Matlab中的通信工具箱提供了多种常见的信道编码算法，如卷积码、LDPC码和Turbo码等。
通过使用这些编码算法，可以提高系统的纠错性能，保证信息传输的可靠性。
2. 调制调制是将数字信号转换为模拟信号，以便在仿真或实际通信中传输。
Matlab提供了一系列的调制函数，如二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）和16进制相移键控（16QAM）等。
这些调制方法能够在不同的信噪比下提供不同的传输速率和误码率性能。
3. 调制解调器调制解调器是数字通信系统中的核心组件，用于将模拟信号转换为数字信号以及将数字信号转换为模拟信号。
Matlab中提供了丰富的调制解调器设计工具和仿真函数，如raised cosine滚降因子设计、匹配滤波器设计和误码性能仿真等。
这些工具和函数帮助工程师更好地设计和优化调制解调器，提高其性能和效率。
4. 帧同步帧同步是指在传输过程中能够正确地检测和定位接收信号中的每一个数据帧。
Matlab中提供了多个帧同步算法，如基于前缀检测、自相关和相关性判决等。
这些算法能够在通信系统中实现准确的帧同步，提高系统的性能和容错能力。
三、射频通信系统的设计射频通信系统是一种利用电磁波在空间中传递信息的通信系统。
Matlab与通信仿真课程设计报告
Matlab与通信仿真课程设计报告Matlab与通信仿真课程设计报告班级：12通信（1）班姓名：诸葛媛学号:Xb12680129实验⼀S-函数&锁相环建模仿真⼀、实验⽬的1.了解S函数和锁相环的⼯作原理2.掌握⽤S函数建模过程，锁相环载波提取仿真⼆、实验内容1、⽤S函数编写Similink基本模块（1）信源模块实现⼀个正弦波信号源，要求其幅度、频率和初始相位参数可以由外部设置，并将这个信号源进⾏封装。
（2）信宿和信号显⽰模块实现⼀个⽰波器⽊块，要求能够设定⽰波器显⽰的扫描周期，并⽤这个⽰波器观察（1）的信源模块（3）信号传输模块实现调幅功能，输⼊⽤（1）信源模块，输出⽤（2）信宿模块;基带信号频率1KHz，幅度1V；载波频率10KHz，幅度5V实现⼀个压控正弦振荡器，输⼊电压u(t)的范围为[v1,v2]V，输出正弦波的中⼼频率为f0Hz，正弦波的瞬时频率f随控制电压线性变化，控制灵敏度为kHz/V。
输⼊⽤（1）信源模块，输出⽤（2）信宿模块2、锁相环载波提取的仿真（1）利⽤压控振荡器模块产⽣⼀个受10Hz正弦波控制的，中⼼频率为100Hz，频偏范围为50Hz到150Hz的振荡信号，并⽤⽰波器模块和频谱仪模块观察输出信号的波形和频谱。
（2）构建⼀个抑制载波的双边带调制解调系统。
载波频率为10KHz，被调信号为1KHz正弦波，试⽤平⽅环恢复载波并进⾏解调。
（3）构建⼀个抑制载波的双边带调制解调系统。
载波频率为10KHz，被调信号为1KHz正弦波，试⽤科斯塔斯环恢复载波并进⾏解调。
（4）设参考频率源的频率为100Hz，要求设计并仿真⼀个频率合成器，其输出频率为300Hz。
并说明模型设计上与实例3.26的主要区别三、实验结果分析1、⽤S函数编写Similink基本模块（3）为了使S函数中输⼊信号包含多个，需要将其输⼊变量u初始为制定维数或⾃适应维数，⽽在S函数模块外部采⽤Simulink基本库中的复⽤器（Mux）将3⾏的信号矩阵。
基于matlab的ofdm通信系统设计与仿真开题报告
基于matlab的ofdm通信系统设计与仿真开题报告一、选题背景随着通信技术的不断发展，OFDM技术成为了通信系统中广泛应用的一种调制技术。
OFDM技术相对于传统的调频调幅技术具有许多优势，例如对多径衰落的敏感性更低、扩频抗干扰性能更好等等。
因此，在实际应用场景中，OFDM技术得到了越来越广泛的应用。
因此，基于matlab的OFDM通信系统设计与仿真的研究也变得越来越受到人们的关注。
二、研究内容本文拟研究基于matlab的OFDM通信系统设计与仿真技术，研究内容包括以下几个方面：1. OFDM基础本文将首先介绍OFDM技术的基础知识，例如OFDM信号的生成、调制与解调原理等等。
同时，还会介绍OFDM技术的优缺点、应用领域等相关内容，以便更好地理解OFDM 技术在通信系统中的应用。
2. OFDM通信系统设计在了解了OFDM技术的基础知识之后，本文将研究如何基于matlab实现OFDM通信系统的设计。
具体而言，将会介绍OFDM通信系统中不同模块的实现，例如QPSK调制器、加扰器、插零器、IFFT模块、CP插入模块等等。
3. OFDM通信系统仿真通过matlab的仿真工具，可以对OFDM通信系统进行全面的仿真，并得到各种参数的数据。
本文将详细介绍如何进行OFDM通信系统的仿真设计，以及如何评估OFDM通信系统的性能。
三、研究意义随着通信技术的不断发展，OFDM技术正在逐渐成为通信系统中的主流技术之一。
因此，基于matlab的OFDM通信系统设计与仿真技术的研究对于通信系统的研发和应用具有十分重要的意义。
通过本文的研究，可以更好地了解OFDM技术的应用原理、技术优势和性能表现，同时也可以更加深入地理解无线通信系统这一领域。
四、研究方法与流程本文的研究方法主要包括文献调研、matlab仿真、性能评估等方面。
具体研究流程如下：1. 文献调研：在开始研究之前，需要进行大量的文献调研，了解OFDM技术的基础知识、历史发展、应用场景等等。
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。
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。
基于Matlab的MIMO通信系统仿真设计
北京邮电大学基于Matlab的MIMO通信系统仿真专业：信息工程班级：2011211126：学号：目录一、概述 (1)1、课题的研究背景 (1)2、课程设计的研究目的 (1)3、MIMO系统 (1)【1】MIMO的三种主要技术 (1)【2】MIMO系统的概述 (2)【3】MIMO系统的信道模型 (2)二、基本原理 (3)1、基本流程 (3)2、MIMO原理 (3)3、空时块码 (4)三、仿真设计 (5)1、流程图 (5)2、主要模块及参数 (5)3、信源产生 (5)4、信道编码 (6)5、调制 (6)6、AWGN信道 (6)7、输出统计 (7)四、程序块设计 (7)1、代码 (7)五、仿真结果分析 (11)1、仿真图 (11)2、结果分析 (12)六、重点研究的问题 (12)七、心得与体会 (12)八、参考文献 (12)一、概述1、背景MIMO 表示多输入多输出。
在第四代移动通信技术标准中被广泛采用，例如IEEE 802.16e (Wimax)，长期演进(LTE)。
在新一代无线局域网(WLAN)标准中，通常用于IEEE 802.11n，但也可以用于其他 802.11 技术。
MIMO 有时被称作空间分集，因为它使用多空间通道传送和接收数据。
只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持 MIMO 时才能部署MIMO。
MIMO 技术可以显著克服信道的衰落，降低误码率。
该技术的应用，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖围。
通常，多径要引起衰落，因而被视为有害因素。
然而研究结果表明，对于MIMO系统来说，多径可以作为一个有利因素加以利用。
MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道，MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。
传输信息流s(k)经过空时编码形成N个信息子流ci(k)，I=1，……，N。
这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。
多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。
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
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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
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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
• 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的GMSK仿真系统设计(通信原理三级项目)
7、结束语
GMSK是一种先进的调制技术。 具有包络恒定、相位连续、频谱 窄、邻道干扰小及频带利用率高 的优点。本组利用MATLAB软件 对GMSK调制系统进行建模、参 数设置、仿真和分析。仿真结果 表明．这种通过MALAB实现的 GMSK数字通信系统具有邻道干 扰小、误码率较低的优点，在通 信领域中有着广泛的应用前景。
基于MATLAB的GMSK仿真系统设计
11级通信一班（3组）
1、课题简介 2、GMSK基本原理 3、仿真系统设计 4、仿真系统部分参数设置 5、MATLAB仿真 6、结果分析
7、结束语
目录
1、课题简介
GMSK是一种二进制数字调制技术，它是无线通信中最突出 的调制类型。在世界范围内有很多通信标准都采用了GMSK 技术，例如，GSM，DECT等。GMSK信号由于具有恒包络 和带外辐射小的特点获得了广泛的应用。本课题主要介绍 GSMK的基本原理，以及利用MATLAB软件对调制部分进行 仿真分析，对软切换和硬切换的性能进行比较。
2、GMSK基本原理
GMSK基本原理是基带信号先经过调制前高斯滤波器成形， 在进行MSK调制。最小频移键控(MSK)是一种二进制数字调 频，它的调制系数为0.5。MSK具有以下特点：恒定的包络、 相对稳定的窄带、具有相干检测能力。然而它不能严格满足 对于SCPC移动无线电的带外辐射的要求。在1979年日本电 气通信实验室提出了调制前高斯滤波的MSK，也就是GMSK。
在这种基带调制方式下，产生基带调制信号(基带GMSK信 号)，再把这个基带调制信号调制到高频载波上，形成频带调制 信号(频带GMSK信号)。为考察频带GMSK系统的抗干扰性 能．本文设置了AWGN Channel(加性高斯白噪声)模块作为系 统传输信道。通过改变AWGN Channel模块的SNR(信噪比)等 参数的设置，可观察系统误码率的变化情况。频带GMSK信号 经过AWGN Channel到达系统接收端．通过GMSK SOFT DEMODULATOR(GMSK软解调器)进行解调，解调后的信号分 别进入软判决部分和硬判决部分，经过判决后的信号进入Time Display，然后通过Scope模块进行显示，同时又从Rx端口进入 Error Rate Calculation(错误率统计)模块；Bernoulli Bi—nary Generator模块产生的原始二进制序列从Tx端口进入Error Rate Calculation模块。这样．就可得到系统的误码率。
基于MATLAB的16QAM通信系统仿真毕业设计说明书
毕业设计说明书基于MATLAB的16QAM通信系统仿真摘 要要随着现在的通信技术的飞速发展，特别是移动通信技术，因频谱资源的限制， 传统的通信系统容量开始不能满足目前用户需求，因此通信技术专家越来越关注频带利用率的问题。
如何提高频谱利用率以及高功率谱密度是我们追求的目标。
而正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation ，QAM )是一种振幅和相位联合键控，由于高频谱利用率和高功率谱密度等优点，它已成为了大容量数字微波、宽带无线接入和无线视频通信的一种重要技术方案。
的一种重要技术方案。
本论文先介绍了16进制的正交振幅调制信号（16QAM ）的调制解调原理，再利用MA TLAB 平台构建完整的16QAM 通信系统，实现16QAM 的调制解调系统的仿真，以及分析该系统性能。
以此证明16QAM 调制技术相对其他调制方式的优点。
调制技术相对其他调制方式的优点。
关键词：调制解调；正交振幅调制；MA TLAB 仿真仿真ABSTRACTWith the rapid development of modern communication technology, especially mobilecommunications technology, the capacity of traditional communication systems can not meet the requirements of the current user. And because of the limited spectrum resource, the problem of bandwidth efficiency is growing concerned of experts in the field of communications. So finding the way that how to improve the spectrum efficiency and high power spectral density is our goal. Quadrature amplitude modulation (QAM) with its high spectral efficiency and high power spectral density and other advantages, becomes importantto those communication application that include the large-capacity digital microwavetechnology solutions, broadband wireless access and wireless video communications, and soon.This article describes the principle of modulation and demodulation of 16QAM, thenbuilds a complete communication system of 16QAM based on MATLAB, which is to realizethe simulation of 16QAM modem system and to analyse the performance of the system.It canprove that 16QAM modulation technology is more superior than the other.Key words:modem system; qam;matlab目 录录1 1 绪论绪论................................................................... 1 1.1 1.1 课题研究的意义课题研究的意义................................................... 1 1.2 1.2 国内外研究状况国内外研究状况.................................................. 1 1.3 1.3 研究内容与章节安排研究内容与章节安排............................................... 2 2 2 课题理论基础课题理论基础........................................................... 3 2.1 2.1 调制解调的定义调制解调的定义................................................... 3 2.2 2.2 正交振幅调制正交振幅调制..................................................... 4 2.2.1 QAM 简介 ................................................... 4 2.2.2 16QAM 调制解调原理 .. (6)3 3 基于基于MATLAB 的16QAM 通信系统仿真........................................ 9 3.1 MATLAB 简介 (9)3.1.1 MATLAB 介绍 ................................................ 9 3.1.2 MATLAB 语言特点 ............................................ 9 3.2 16QAM 调制解调仿真程序流程框图 .................................. 10 3.3 3.3 调制仿真模块调制仿真模块.................................................... 11 3.3.1 3.3.1 信号源信号源.................................................... 11 3.3.2 3.3.2 串串/并变换................................................. 11 3.3.3 2-4电平转换 . (11)3.3.4 3.3.4 成形滤波器成形滤波器................................................ 12 3.3.5 3.3.5 调制调制...................................................... 14 3.3.6 3.3.6 画星座图画星座图.................................................. 15 3.4 3.4 已调信号的噪声叠加已调信号的噪声叠加 ............................................. 16 3.5 3.5 解调仿真模块解调仿真模块.................................................... 16 3.5.1 3.5.1 低通滤波器低通滤波器................................................ 16 3.5.2 4-2电平转换 .............................................. 16 3.5.3 3.5.3 并并/串变换................................................ 17 3.5.4 3.5.4 解调解调...................................................... 17 3.6 3.6 仿真结果仿真结果........................................................ 18 4 16QAM 通信系统的性能分析 . (21)4.1 16QAM 抗噪声性能 ................................................ 21 4.2 16QAM 频带利用率 ................................................ 22 4.3 16QAM 信号在AWGN 信道下的性能 ................................... 22 4.4. 16QAM 和16PSK 的性能比较 ....................................... 23 5 5 总结与展望总结与展望............................................................ 25 5.1 5.1 总结总结............................................................ 25 5.2 5.2 未来展望未来展望........................................................ 26 参考文献 ................................................................. 27 致 谢谢 ................................................................... 29 附 录：主程序录：主程序 .. (30)1 1 绪论绪论1.1 1.1 课题研究的意义课题研究的意义随着现代的通信技术的飞速发展，特别是移动通信技术，因为频谱资源的限制， 传统的通信系统的容量开始不能满足目前用户的需求，因此通信技术专家越来越关注频带利用率的问题。
基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真
基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真OFDM（正交频分复用）是一种高效的调制技术，广泛应用于无线通信系统中。
本文将基于MATLAB对OFDM系统进行设计与仿真，并介绍其主要步骤和关键技术。
首先，我们需要对OFDM系统进行建模。
OFDM系统由发送端和接收端两部分组成。
发送端主要包括数据源、调制器、IFFT以及保护间隔插入器。
接收端主要包括保护间隔删除器、FFT、解调器以及数据恢复。
在发送端，我们首先生成要传输的数据序列。
然后通过调制器将数据转换为带符号的复数序列。
接着，通过将复数序列进行IFFT，将频域数据转换为时间域信号。
在转换过程中，需要注意对数据进行零填充，以确保IFFT输出的结果长度是原始数据长度的整数倍。
最后，通过保护间隔插入器插入保护间隔，以减小信号之间的干扰。
在接收端，我们首先对接收到的信号进行保护间隔删除。
然后，通过FFT将时域信号转换为频域信号。
接着，通过解调器将复数序列转换为二进制数据。
最后，进行数据恢复，解码得到发送方发送的原始数据。
为了验证OFDM系统的性能，我们需要进行信道建模和误码率性能评估。
在信道建模中，我们可以选择多径信道模型，例如Rayleigh信道。
根据信道模型的不同，我们可以添加多径衰落和噪声等效果，从而模拟实际的信道环境。
在误码率性能评估中，我们可以通过比较接收到的数据与发送的原始数据，计算误码率。
在MATLAB中，我们可以使用信号处理工具箱和通信工具箱来实现这些功能。
信号处理工具箱提供了丰富的功能和算法，例如IFFT和FFT，用于信号处理和频谱分析。
通信工具箱则提供了OFDM系统建模和仿真所需的函数和工具，例如调制器、解调器等。
在进行OFDM系统设计与仿真时，我们可以根据不同的场景和需求进行调整和优化。
例如，可以尝试不同的调制方式、不同的子载波数量和间距，以及不同的保护间隔长度。
此外，还可以改变不同参数下的OFDM系统性能，如带宽利用率、误码率等。
总之，基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真是一项重要的研究工作。
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。
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。
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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2011届学士学位论文基于MATLAB的通信系统的设计与仿真学院、专业物理与电子信息学院电子信息工程研究方向系统仿真学生姓名学号指导教师指导教师职称教授2011年4月29日基于MATLAB的通信系统的设计与仿真摘要通信是通过某种媒体进行的信息传递，目的是传输信息，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。
本论文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。
关键词通信系统；调制与解调； MATLABSimulation And Design Of Communication Systems BasedOn MATLABAbstract Communication is through a media for transportation. Communication system which is used to complete the process of information transmission systems ,in general, is to send the information from the source to one or more destinations.Modulation and demodulation occupied an important position in the transmission of information which is essential, so the research about the modulation and demodulation process in the communication system is extremely important. MATLAB is a numerical computation, graphics rendering, image processing and system simulation and other powerful features in one of the scientific computing language, it is a powerful matrix calculation and graphical visualization features and a rich toolbox provides a great convenience for the communication system of modulation and demodulation process.This paper introduces the concept of the communication system, and then leads to modulation and demodulation, and then introduced several of our commonly used method of modulation and demodulation. As the power of MATLAB so we introduced the communication system toolbox in the MATLAB. We gives several examples about the communication system based on MATLAB modulation and demodulation and use the software of MATLAB to simulate them.Keywords Communication Systems;Modulation and demodulation; MATLAB目录1 引言 (1)2 通信系统的调制与解调 (2)2.1通信系统的概念 (2)2.2调制和解调的概念 (4)2.3幅度调制和相干解调的原理 (5)3 MATLAB通信系统工具箱 (7)4 基于MATLAB的模拟调制和解调实例 (8)4.1用MATLAB分析双边带幅度调制（DSM-AM） (8)4.2用MATLAB分析相干解调过程 (10)总结 (12)参考文献 (13)致 (14)1 引言通信按照传统的理解就是信息的传输，在当今高度信息化得社会，信息和通信已经成为现代社会的“命脉”。
信息作为一种资源，只有通过广泛的传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。
而通信作为传输信息的手段或方式，与传感技术、计算机技术相互融合，已经成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力，所以未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。
在信息传输过程中，要求天线的尺寸要和信号的波长相比拟，信号才能有效的被辐射。
对于语音信号来说，相应的天线尺寸要在几十公里以上，实际上不可能实现，所以需要经过调制将信号频谱搬移到较高的频率围，如果不进行调制就把信号直接辐射出去，那么各电台所发出信号的频率就会相同。
调制作用的实质就是使相同频率围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致互相干扰。
有时信号过于复杂，人工计算其调制和解调过程较难实现，对其结果的分析又缺乏可视化的直观表现，影响了所得结果在实际生活中的应用，美国MathWorks 公司开发的MATLAB解决了这一问题。
它应用于自动控制、数学计算、信号分析、信号处理等诸多领域,也是国高校和研究部门进行许多科学研究的重要工具。
MATLAB的出现给通信系统的分析提供了极大的方便。
本文主要包括三部分：第一部分介绍了通信系统的调制和解调，第二部分介绍了MATLAB通信工具箱，第三部分给出了基于MATLAB的通信系统的分析。
2 通信系统的调制与解调2.1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(Communication)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. 数字通信系统数字通信系统（Digital Communication System,DCS ）是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图3所示。
数字通信所涉及的技术问题很多，其中主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等。
图3 数字通信系统模型与模拟通信相比，数字通信具有许多优良的特性：（1） 抗干扰能力强，且噪声不积累。
数字通信系统中传输的是离散取值的数字波形，接收端的目标不是精确的还原被传输的波形，而是从收到噪声干扰的信号中判决出发送端所发送的是哪一个波形。
（2）传输差错可控。
在数字同喜系统中，可以通过信道编码技术进行检错与纠错，降低误码率，提高传输质量。
（3）便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。
这种数字处理的灵活性表现为可以将来自不同信源的信号综合到一起传输。
（4）易于集成，使通信设备微型化，重量轻。
（5）易于加密处理，且性好。
数字通信的缺点是，一般需要较大的传输带宽，设备复杂。
近年来，随着大规模集成电路的出现，数字系统的设备复杂程度和技术难度大大降低了，数字传输方式日益受到欢迎。
数字处理的灵活性使得数字传输系统中传输的数字信息既可以来自计算机、电传机等数据终端的各种数字代码，也可以来自模拟信号经过数字化处理后的脉冲编码（PCM）信号等。
原理上，数字信息可以直接用数字代码序列表示和传输，但在世纪传输中，视系统的要求和信道情况，一般需要进行不同形式的编码，并且选用一组取值有限的离散波形来表示，这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号，也可以是调制后的信号。
未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始，称为数字基带信号。
2.2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【2】。
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。