信号与系统大作业之通信系统仿真
通信系统仿真论文
通信系统仿真论文通信系统仿真论文通信系统仿真是通信领域中一种重要的研究方法，它通过数学模型、仿真软件等工具对通信系统进行模拟和测试，得到系统在不同条件下的性能数据，优化系统性能并提供决策依据。
在通信领域中，通常会采用仿真技术来测试和评估各种协议和算法，因为将实际系统放入真实情境中进行测试需要大量的时间和金钱，而仿真可以通过快速的过程和精确的结果来验证新的想法，并提供专业的反馈和分析。
通信系统仿真论文是对通信系统仿真实验的结论和分析，它通常围绕着特定的应用场景、算法和协议来展开研究，比如无线网络的路由算法、调制方式、信道编码等。
它的研究主题与实际的通信系统和网络性能直接相关，有助于揭示通信系统中的问题和优化方案，推进通信技术的发展。
一篇通信系统仿真论文须包含如下要素：1.研究背景和意义。
通信系统仿真论文需要在开篇说明该研究的背景和意义，如提出该问题的、研究问题的动机和目的，指明研究的重要性和目标。
例如，一篇无线通信网络仿真论文可能会分析不同路由算法的性能，说明该研究对于揭示无线网络的整体效率、提高路由算法的应用水平等方面的意义。
2.相关工作的调研和分析。
在完成研究背景的介绍之后，需要对当前的相关研究内容和资料进行调查和分析，展现相关领域的研究进展和存在的问题，评估当前方法的优缺点并分析其不足之处。
3.研究方法和模型。
介绍研究中所采用的模型和仿真方法，比如，如果是一个无线网络的仿真，需要说明仿真网络的拓扑结构、设备类型和参数，以及促成仿真的软件平台等。
4.仿真实验和结果。
具体介绍仿真实验的流程和实验方法，从实验结果中提取出需要分析的数据，并通过图表或者文字展现分析结果。
5.实验结果的分析和对比。
根据实验结果，分析仿真性能的优点和不足，以此提出问题并得出结论。
6.研究展望。
根据当前研究的问题和不足，给出对当前通信系统仿真和相关领域的展望和建议。
总之，在写一篇通信系统仿真论文的时候，需要综合考虑上述要素，为读者提供全面、客观、科学的研究结果和论证。
通信系统仿真（精）
一、物理层仿真实验1、实验目的：初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建，并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线，完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号，并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果，但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的，只能算是伪随机数。
从预测的角度看，周期数据是完全可以预测的，但当周期趋于无穷大时，可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有：Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加，进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器：Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值（x0,y0,z0），这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是：30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列：Ui=（Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323）mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是：将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X，条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声，其含义是功率谱是白的，信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量，可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下：X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量，产生的X和Y均为高斯随机变量。
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。
通信系统的仿真实验资料
第一章信号通过系统的仿真1.若x(t)=（1/（2л）1/2）e-t2/2，t∈[a,b],将x(t)进行周期拓展，信号周期为T(可任意设置)，计算和描绘出期信号x(t)的幅度和相位频谱。
实验结果：(以下所示为a=-6,b=6,n=24,tol=的图形)(1)已知信号幅度谱(2)已知信号相位谱2.信号定义为x(t)= cos(2л*47t)+cos(2л*219t), 0≤t≤100, 其它假设信号以1000抽样/秒进行抽样。
用MATLAB设计一个低通Butterworth滤波器。
确定并绘出输出的功率谱和输入功率谱比较（滤波器的阶数及截频可自行确定）。
实验结果：(以下为阶数=4，截频=100Hz的图形)(1)输入信号功率谱密度(2)输出信号功率谱密度第二章随机过程仿真1．从下式的递归关系中产生一个高斯马尔可夫过程的1000个（等间距）样本的序列Xn=+ωn n=1,2,…1000，式中X0=0，ωn是一个零均值，方差为1，独立的随机变量序列。
绘出序列{ Xn，1≤n≤1000}与时序n的关系及相关函数N-mRx(m)=1/(N-m)ΣXn Xn+m m=0,1,…50 式中N=1000.n-1实验结果：(1)高斯——马尔可夫过程(2)高斯马尔可夫过程的自相关函数2.假设一个具有抽样序列{X(n)}的白噪声过程通过一个脉冲响应如下所示的线性滤波器nh(n)= ，n≥00， n<0求输出过程{Y(n)}的功率谱和自相关函数Ry(τ)。
实验结果：(1)输出的功率谱(2)输出的自相关第三章模拟调制仿真1．用MATLAB软件仿真AM调制。
被调信号为1, (t0/3)>t>0;m(t)=-2, (t0/3)≤t≤(2*t0/3);0, 其它;利用AM 调制方式调制载波。
假设t0=,fc=250hz；调制系数a=。
实验结果：1)调制信号、载波、已调信号的时域波形2)已调信号的频域波形2.被调信号为1, t0/3>t>0;m(t)=-2, t0/3<= t<2*t0/3;0, 其它;采用频率调制方案。
通信系统仿真实验报告
通信系统仿真实验报告通信系统仿真实验报告摘要：本实验旨在通过仿真实验的方式，对通信系统进行测试和分析。
通过搭建仿真环境，我们模拟了通信系统的各个组成部分，并通过实验数据对系统性能进行评估。
本报告将详细介绍实验的背景和目的、实验过程、实验结果以及对结果的分析和讨论。
1. 引言随着信息技术的发展，通信系统在现代社会中扮演着重要的角色。
通信系统的性能对于信息传输的质量和效率起着至关重要的作用。
因此，通过仿真实验对通信系统进行测试和分析，可以帮助我们更好地了解系统的特性，优化系统设计，提高通信质量。
2. 实验背景和目的本次实验的背景是一个基于无线通信的数据传输系统。
我们的目的是通过仿真实验来评估系统的性能，并探讨不同参数对系统性能的影响。
3. 实验环境和方法我们使用MATLAB软件搭建了通信系统的仿真环境。
通过编写仿真程序，我们模拟了信号的传输、接收和解码过程。
我们对系统的关键参数进行了设定，并进行了多次实验以获得可靠的数据。
4. 实验结果通过实验，我们得到了大量的数据，包括信号传输的误码率、信噪比、传输速率等。
我们对这些数据进行了整理和分析，并绘制了相应的图表。
根据实验结果，我们可以评估系统的性能，并对系统进行改进。
5. 结果分析和讨论在对实验结果进行分析和讨论时，我们发现信号传输的误码率与信噪比呈反比关系。
当信噪比较低时，误码率较高，信号传输的可靠性较差。
此外，我们还发现传输速率与信号带宽和调制方式有关。
通过对实验数据的分析，我们可以得出一些结论，并提出一些建议以改善系统性能。
6. 结论通过本次仿真实验，我们对通信系统的性能进行了评估，并得出了一些结论和建议。
实验结果表明，在设计和优化通信系统时，我们应注重信号传输的可靠性和传输速率。
通过不断改进系统参数和算法，我们可以提高通信系统的性能，实现更高质量的数据传输。
7. 展望本次实验只是对通信系统进行了初步的仿真测试，还有许多方面有待进一步研究和探索。
通信系统仿真实验报告概要
《通信系统仿真》实验报告信息工程学院电子工程系 陈亚环 实验一 高频小信号放大器的MULTISIM 仿真实验目的：1、了解MULTISIM 的基本功能、窗口界面、元器件库及工具栏等；2、掌握MULTISIM 的基本仿真分析方法、常用仿真测试仪表等；3、掌握高频小信号放大器MULTISIM 仿真的建模过程。
实验内容及结果：（一）单频正弦波小信号放大器的MULTISIM 仿真。
1）根据图一所示高频小信号放大器电路，创建仿真电路原理图。
要求输入信号的幅度在2mV---1V 之间、频率在1MHz---20MHz 之间；图一 高频小信号放大器电路2）根据实际情况设置好电路图选项，接入虚拟仪器并设置合适的参数。
打开仿真开关，运行所设计好的电路，给出输入输出信号的波形图和频谱图。
根据初步仿真结果改变电路元器件的型号和参数，使输出信号波形无失真、幅度放大10倍以上； 仿真电路图：输入输出信号的波形图：3）由交流分析方法可以得到电路的谐振频率MHz f 1.100=。
根据波特仪测试可观察得电路的谐振频率MHz f 62.80=。
改变输入信号的频率，通过交流分析方法和波特仪观察电路谐振频率的几乎无变化。
4）、改变输入信号的幅度，用示波器观察输出电压波形，测量出输出波形不失真情况下输入信号幅度的变化范围为2mV 到25mV 。
5）、改变输入信号的频率，用示波器观察输出电压幅度的变化情况通频带B 为23MHz 矩形系数K 0.1为3.55 通频带曲线见坐标纸。
6)、改变R5（负载）的值，用示波器观察输出电压波形和峰峰值的变化情况R5-峰峰值的关系曲线见坐标纸（二）多频正弦波合成小信号放大器的MULTISIM 仿真测试及其分析。
1. 多频正弦波合成小信号放大器的MULTISIM 仿真电路图输入信号幅值及频率分别为20mv ，14MHz 、22mv ，16MHz 、25mv ，15MHz 2. 多频正弦波合成小信号放大器的输入输出波形测试通过虚拟示波器观察输入输出信号基本放大10倍且只有小部分波形失真分析其原因是输入信号的频率参数分散导致一部分频率的放大倍数较小从而导致波形的部分失真。
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1
一、物理层仿真实验1、实验目的：初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建，并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线，完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号，并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果，但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的，只能算是伪随机数。
从预测的角度看，周期数据是完全可以预测的，但当周期趋于无穷大时，可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有：Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加，进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器：Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值（x0,y0,z0），这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是：30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列：Ui=（Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323）mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是：将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X，条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声，其含义是功率谱是白的，信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量，可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下：X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量，产生的X和Y均为高斯随机变量。
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。
通信系统仿真
1 概 述
2 仿真实验 3 小 结
8.1 概
述
8.1.1 仿真分类
目前，通信系统的仿真一般分为两个层面： 一个是链路级仿真，集中于一个或多个通信链路 中物理层的一个或多个技术的仿真；另一个是系 统级仿真，对多用户条件下系统整体性能的仿真。
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一般来说，链路级仿真更多的关注于通信系 统信道的衰落和噪声对运用某项技术进行数据传 输造成的影响，主要的测量指标有误码率 （BER）、误帧率（FER）和误块率（BLER）。 而系统级仿真往往要依赖链路级仿真的结果，它 关注的是整个通信系统范围内各个链路或用户的 通信质量。它的评价指标有吞吐量 （Throughput）、阻塞率（Block Rate）等等。 就系统级仿真而言，它又分为静态仿真和动态仿 真，经常提到的蒙特卡洛（Monte Carlo）仿真是 静态仿真的一种。
图8.2 连续信号不同电平均匀量化
（2）离散信号64电平均匀量化
量化器输入输出关系 4 2 0 -2 -4 -2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0 量化误差
0.5
1
1.5
2
2.5
0.1 0.05 0 -0.05 -0.1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
图8.3 离散信号64电性，如高斯 噪声的生成、二进制随机数的生成等通信系统中 的常用模块可以应用到其他相关场合。此外，
8.2.2和8.2.4小节中的建模方法也比较典型，有一
定的借鉴价值。
返回
5．问题与改进
根据上述类似的仿真方法，可以对ASK， FSK的波形进行仿真，但该仿真方法所实现的是 一种类似示波器形式的演示，而不是实际应用中 调制方法的实现。通常高阶调制及振幅相位联合 键控的仿真实现不是如程序中所采用的相位偏移 法，如第三代移动通信系统采用的QPSK，是将 相位映射到复平面，以1，i，-1，-i来代表四种相 位。有兴趣的读者可以尝试编制QPSK以及其他 高阶调制如16QAM的仿真程序。
《通信系统仿真设计》课件
THANK YOU
利用卫星作为中继站实现 全球通信，覆盖范围广， 但成本高昂。
通信系统的组成
发送端
将信源的信息转换 为适合传输的信号 ，如调制器。
接收端
将传输中的信号还 原为原始信息，如 解调器。
信源
产生需要传输的信 息，如语音、图像 、数据等。
传输介质
传输信号的媒介， 如电缆、光纤、空 气等。
信宿
接收并使用信息的 设备或人。
仿真技术在通信系统中的应用
通信系统仿真的必要性
通信系统是一个复杂的信息传输和处理系统，通过仿真可以模拟真实环境下的系统性能 和行为，为系统设计和优化提供依据。
通信协议仿真
通信协议是通信系统的核心组成部分，通过仿真可以测试协议的正确性和性能，优化协 议参数和结构。
无线通信系统仿真
无线通信系统具有复杂性和动态性等特点，通过仿真可以模拟无线信道的特性和影响， 评估系统的性能和可靠性。
03
通信系统仿真设计流 程
系统建模
模型选择
根据实际通信系统的特性，选择 合适的数学模型进行描述。
模型精度
确保所选模型能够准确反映通信 系统的性能，同时简化计算过程 。
参数设置
参数来源
根据实际通信系统的参数，或者通过 实验测量得到。
参数优化
在仿真过程中，对参数进行优化，以 提高仿真结果的准确性。
02
通信系统仿真技术
仿真技术概述
仿真技术定义
仿真技术是一种通过建立模型来 模拟真实系统运行的技术，通过 输入不同的参数和条件，可以观 察系统的输出和性能。
仿真技术的发展
随着计算机技术的不断发展，仿 真技术也得到了广泛的应用和发 展，可以模拟更加复杂和真实的 系统。
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。
通信系统的仿真
1. 什么是通信系统的仿真？ • 为什么要研究通信系统的仿真? 2.为什么要研究通信系统的仿真？ 3.怎样实现通信系统的仿真？
4.举几个典型通信系统仿真统的概念
通信系统是用以完成信息传输过程的 技术系统的总称。 根据分类原则的不同可分为有线通信 系统、无线通信系统、模拟通信系统、数 字通信系统等。
三、通信系统仿真过程
通信系统仿真的流程
1、通信系统仿真的步骤
仿真建模 仿真实验 仿真分析
仿真建模
分析系统存在的问题 或设立改造后的目标 转化成数学公式和变量 获取实际运行参数 通过数学工具获得随机变量的分布特性
通过仿真软件建立仿真模型
仿真实验
多次改变仿真模型的输入信号的数据，以观察 和分析仿真模型对输入信号的反应以及仿真系统 在这个过程中表现出来的性能。 在实施仿真之前，需要确定另外一个因素就是 性能尺度，它能够衡量仿真过程中系统性能的输出 信号的数值，因此，我们需要确定仿真过程中需要 确定哪些仿真数据，这些数据以什么样的格式存在 以及收集多少数据。
。
2.通信系统仿真的概念
实际的通信系统是一个功能相当复杂的系统， 在对原有的通信系统做出改进或建立之前，通常 需要对这个系统进行建模和仿真，通过仿真结果 衡量方案的可行性，从中选择最合理的系统配置 和参数设置，然后再应用于实际系统中，这个过 程就是通信系统的仿真。
二、通信系统仿真的研究意义
仿真的方法能更好的利用设计空间，很容 易将数字和经验模型结合起来，并结合设备和 真实信号的特点进行分析和设计，可以有效的 降低成本。
仿真分析
在仿真过程中，我们获得关于系统性能 的一些原始数据，需要经过数值分析和处 理后才能获得衡量获得系统性能的尺度。
新版通信系统仿真
第 6 章 通信系统仿真
6.2.2 MATLAB信源编/译码措施
大多数信源（例如语音、图像）最开始都是模拟信号，为了将信源输出数字化， 信源必须量化为拟定数目旳级数。量化方案可划分为标量量化和矢量量化两种。在 标量量化中每个信源输出都分别被量化，标量量化可进一步分为均匀量化和非均匀 量化。在均匀量化中量化区域是等长旳；在非均匀量化中量化区域能够是不等长旳。 矢量量化是对信源输出组合进行整体量化。
带通模拟调制与解调
模拟调制一般分为：幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。幅度调制 又可分为常规幅度调制(AM)、克制双边带幅度调制(DSB-AM)、克制单边带幅度调 制(SSB-AM)和正交幅度调制(QAM)等。解调就是从调制信号中提取消息信号。解调 过程与利用何种解调方式有关。在模拟调制旳仿真中包括两个频率：载波频率 fc和 仿真旳采样频率 fs。
MATLAB程序如下：
N=2^3; %以3比特传播信道
t=[0:100]*pi/20;
u=cos(t);
[predictor,codebook,partition]=dpcmopt(u,1,N);
%优化旳预测传递函数
[index,quant]=dpcmenco(u,codebook,partition,predictor); %使用DPCM编码
第 6 章 通信系统仿真
2. 卷积纠错编码函数convenc( ) 格式：code=convenc(msg, trellis) 功能：利用poly2trellis函数定义旳格形trellis 构造，对二进制矢量信息msg进行卷积 编码。编码器旳初始状态为零状态。
3. 将卷积编码多项式转换成格形(trellis)构造函数poly2trellis( ) 格式：trellis = poly2trellis(constrainlength, codegenerator) 功能：将前向反馈卷积编码器旳多项式转换成一格形(trellis)构造。
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。
通信系统第一次大作业—OFDM系统仿真实验报告
通信系统第⼀次⼤作业—OFDM系统仿真实验报告通信信号处理第⼀次⼤作业—OFDM系统仿真实验报告⽆210 孙⽂钰2012010999⼀、OFDM系统模型说明1.基于IFFT/FFT的OFDM系统模型基于IFFT/FFT的OFDM系统框图如图1.1所⽰：图1.1 基于IFFT/FFT的OFDM系统其中调制模块本次实验采⽤的是16QAM调制。
同时根据所给的参数，带宽5MHz，⼦载波间隔15kHz，⼦载波个数5M/15k=332，做512点FFT/IFFT，剩余180个点补零以过采样，CP长度为OFDM符号长度的7%，CP点数为332*7%=24点。
采⽤16QAM及1/2码率的编码⽅法，则系统的最⾼可达数据率为：332?20.0714ms=9300k=9.3Mbit/s系统的频谱效率为：9.3Mbit/s15kHz=620bit/s/HZ2.发射机模型发射机模型框图如图1.2所⽰：图1.2 发射机模型考虑多径传播延时的影响，在发射端IFFT变换后的时域信号之间插⼊保护间隔，同时为了不影响⼦载波间的正交性，保护间隔为循环前缀。
3.接收机模型接收机模型框图如图1.3所⽰：图1.3 接收机模型在接收端A/D转换后去循环前缀，并将时域信号通过FFT变换到原来的频域信号后进⾏判决，最后进⾏16QAM的解调。
4.本次实验的做法本次实验没有考虑模拟信号的处理，假设载波频偏估计准确，不考虑采样时钟的偏差。
对于多径传播延迟，模型简单假定为符号间延迟的相⼲叠加，因此在延迟情况下进⾏FFT相当于循环卷积，还原时需要除以旋转相位。
5.减⼩峰均⽐PAR的⽅案OFDM系统的⼀个缺点是峰均⽐过⾼，本实验采⽤了3种⽅式减⼩峰均⽐，分别是选择性映射（SLM）、压缩扩展变换（C变换）和最直接的硬限幅⽅法。
报告后⾯会逐⼀⽐较这些⽅案的性能。
6.⼆、绘制误码率与信噪⽐曲线代码见main_sim.m第⼀部分：%% SNR与误码率的关系在多径效应简单考虑为符号延时的相⼲叠加情况下，保护间隔为24点，假定延迟为0（⽆延迟）、10（在保护间隔内）、30（超过保护间隔）下仿真结果如图2.1与图2.2。
通信原理大作业-4ASK数字通信系统性能仿真
•
•
误码率
通信原理
4ASK数字通信系统性能仿真
任务及目标
1、理解并掌握相干解调的原理及方法。 2、采用Matlab编程完成对4ASK的通信过程进行仿真。
思路
相干解调：指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考 信号与载频相乘。
• 4ASK信号的相干解调原理框图如下：
仿真果
原始信号
抽样判决前
结果
• •
低通滤波的实现
• [f,af] =FFT_SHIFT(t,ask1); %通过低通滤波器 • [t,ask2] =RECT_LPF(f,af,B); 注：FFT_SHIFT和RECT_LPF是两个调用的函数 • FFT_SHIFT：将时域信号变成频域信号，便于滤波 • RECT_LPF：低通滤波器函数
• 在信道的传输过程中，都 会有噪声的加入，因此， 我们这里迚行噪声的模拟 加入。 • AWGN_variance = 1; %高斯白噪声的方差 awgn = sqrt(AWGN_variance).*randn(1,length(m1)); %结果存放在行向量awgn中 ask0=ask+0.1*awgn; %有噪声的4ASK通信信号
低通滤波器（LPF）的作用： 滤除高频杂波
怎样在接收端将信号恢复出来？--抽样判决器
• 这就要对信号迚行“抽样”，得到 在不同的时刻的一些离散的值，但 是，由于在信号的传输过程中有各 种干扰（噪声和码间串扰），不同 时刻的值跟原先实际的不一定相同， 比如在第一个时刻抽样得到的是0.9。 （这样就迚行所谓的“判决”，可 以发现此时的值很接近1，因此，此 时的信号的值就当成1，从而得到1。 同样，在其它的时候得到不同的抽 样值根据情冴判断此处原来的值到 底是0、1、2还是3），利用这种方 式就可以将原来的基带信号恢复戒 者再生。
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信号与系统大作业之通信系统仿真【背景知识】复用是通信系统中出于提高信息传输的速率以及节约资源的考虑，用一条高速的信道来传递许多低速信道汇集的信息，从而实现多路信息同时传输，提高效率。
从发展的过程来看，通信系统主要经历了频分/时分/码分三个过程，开始是应用于模拟通信的FDM，后来由于出现了重要的PCM（脉冲编码调制）技术，TDM开始应用于数字通信，再到现在的CDM，以及光通信中的WDM，复用技术已经成为了通信领域不可缺少的一部分。
【仿真内容】FDMA部分【基本原理】FDMA的基本流程：信号→调制→信道→解调由于FDMA采用的是通过分配不同的频带来实现信号的多路传输，因而可以通过Flourier变换的频移性质来搬移频谱，这是线性调制的主要思想。
频移性质：其中F(·)代表Flourier变换。
FDM有很多种调制方法，如标准调幅（AM）、抑制载波双边带调制（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）等。
标准调幅的方法最简单，是用一个有直流分量（满足）的载波传递信号，解调时采用包络检波即可。
但是这样的载波本身就占用了一部分发射功率，是一种浪费。
同时由于调制后的信号有低频分量，从而为了防止频谱混叠，载波的频率必须高于二倍的调制信号频率。
抑制载波双边带调制的方法主要是使直流分量为0。
这样可以使调制后的信号在零频附近为0，而且不至于造成直流功率的浪费。
但是此时不能进行包络检波，所以只能采用同步解调的方法。
即再乘同频同相的载波信号，再通过低通滤波得到原信号的1/2倍。
这是由决定的。
单边带和残留边带的思想基本一致。
即信号调制后，上下边带是对称的，携带完全相同的信息，因而只要传输一个边带即可。
对于单频的信号，由将cos项称为同相分量，sin项称为正交分量，则只要有相移的网络即可产生单边带的信号。
类似可以证明，对于多频率分量的信号，只要有宽带的相移网络，对于正频率相移，负频率相移，即希尔伯特变换，也可以实现信号的单边带传输。
残留边带只是出于滤波器的不理想性而进行的让步，即满足传递函数在载频附近有互补特性的信号，也可以通过相干解调而无失真得到调制信号。
【仿真过程】产生调制信道解调显示上图为仿真系统的框图。
自左到右分别为产生模块——调制并滤波模块——平稳高斯白噪声信道（AWGN）模块——滤波并解调模块——显示模块。
下面分模块说明有关设置：上面零阶抽样保持的时间统一成0.001s(1ms)。
【产生模块】三个信号分别为4Hz 正弦，0.5Hz方波，1Hz锯齿波【调制模块】三个载波分别为40Hz，60Hz，80Hz，用DSB（双边带）调制。
【滤波模块】考虑到正弦波的理论频谱为共轭对称的两个单频冲激，再由乘载波后的频谱搬移效应，第一个子信道用的滤波器通带为(35~45)*2*pi rad/s。
再看第二子信道，传的是0.5Hz的方波，由于方波的频谱只有奇次谐波，而且谐波的振幅随着频率增加以～1/(n^2)的规律衰减，所以只考虑到9次谐波，滤波器通带设定为(55~65)*2*pi rad/s。
第三子信道传的是1Hz的锯齿波。
锯齿波的频谱只有正弦分量，而且谐波的振幅是以1/n规律衰减的。
所以考虑到10次谐波。
滤波器通带设定为(79~91)*2*pi rad/s。
以上同一个子信道用同样的滤波器（带通）以实现匹配。
【AWGN模块】模块设置见下图。
【解调模块】用和调制模块对应的频率进行相关解调即可。
【实验数据】【波形分析】子信道1波形：由正弦波传输的结果来看，波形无显著的失真，而且注意到由于噪声的影响波形在振幅上有变化，而且有明显的时延。
解调后信号的幅值与理论计算得到的幅值（0.5）基本一致。
子信道2波形：由于滤波器的作用，只保留了1～9倍频的奇次谐波，因而波形有明显的改变，此外，在不连续点出现了Gibbs现象。
波形同样有明显时延。
解调后信号的幅值与理论计算得到的幅值（0.5）基本一致。
子信道3：波形的周期没有改变，只是由于高频分量被舍去，波形发生了畸变，且在不连续点有Gibbs现象。
信道传输中有明显时延。
解调后信号的幅值与理论计算得到的幅值（0.5）基本一致。
【频谱分析】如上图，加入Spectrum Scope部分，并加入零阶保持电路，时间为0.005s。
子信道1频谱：调制前调制后解调后可以看出，原信号的频谱集中在4Hz左右，而调制后，信号的频谱被搬移到了36～44Hz的频带中。
而解调后信号又出现了在4Hz左右的频率分量。
这与理论分析相符合。
子信道2频谱：调制前调制后调制后可以看出，由于滤波器的作用，解调后的信号失去了原来的高频分量，因而造成了波形的畸变。
子信道3频谱：调制前调制后解调后可以看出，和矩形波一样，解调后失去了高频的分量，因而产生了波形的畸变。
总信道的频谱：从总信道的频谱中可看出，由于滤波器及频分复用的特点，频谱没有出现混叠，信号可以独立传输于各自的频带，因而实现了FDM。
TDMA部分【基本原理】与频分复用的方式不同，时分复用是采用不同信号在不同时隙传输的方式。
时分复用实现的重要的理论基础是Nyquist采样定理，即对于带限信号，若以大于等于2f m的(f m为带限信号的最大频率范围)频率进行采样，则可根据样值序列无失真地恢复原信号。
各路信号在时域上是分离的，但是在频域上是混叠的，这与FDM刚好相反。
对于TDM系统而言，比起FDM有以下优点：（1）用数字电路作为信号的汇合与分路，比起FDM的模拟方式更可靠。
（2）在非线性信道中，会产生交调失真（即信号间可能互相调制），从而产生高次谐波，造成路际串话，而TDM没有此缺点。
但是TDM的准确解调要求收发端的严格同步，并且信道中时钟的相位抖动也受到限制。
因此要加同步信号。
在实际通信系统中，时间信号按一定次序组成帧结构。
TDM的数字通信系统，是通过先复合成基群再通过数字复接技术汇合成更高速的信号的，群根据传输速度分1～4次群。
随着对比特率要求的不断提升，四次群以上用SDH标准，是全球统一的同步数字复接系列。
【仿真过程】产生复用汇合解复用输出结果其中Multiplex和Demultiplex为系统TDMA的Subsystem。
Multiplex框图Demultiplex框图参数设置：由于系统传输信号的最高频率为4Hz，因此采样频率不能低于8Hz，取采样频率为100Hz，采样时间0.01s。
Pulse Generator参数设置如下：【实验数据】【波形分析】汇合后的波形解复用后得出的波形可以看出，解复用后得出的波形与原波形很相近。
注意：Multiplex和Demultiplex模块实际上用的是同样的使能信号，都是使得输入的信号在不同时隙输出，因而门控脉冲必须保持同步，具体到本部分中就是将两者的使能信号pulse波都同步到simulation time上去。
【拓展思考1】将波形放大可以发现，波形实际上是由一个个台阶构成的。
实际上这就是脉冲编码调制（PCM）的一种具体表现。
脉冲编码调制本质上就是用脉冲作为载波，对模拟信号进行调制。
实际上本次实验得出的信号并不是最终恢复的模拟信号，必须经过重建才能得到真正的信号。
由于采用抽样保持电路，故存在因平顶抽样造成的孔径失真（抽样保持电路本质上等同于冲激响应为矩形脉冲的系统，卷积后各频率项出现sinc函数因子），收端必须采用频率响应为sinc函数之倒数的滤波器进行频谱补偿。
下面通过分析较为简单的正弦波的频谱来分析孔径失真。
下图为正弦波频谱及抽样后的正弦波的频谱。
如果为理论冲激抽样，那么会有，其中为抽样的周期，为抽样的频率。
这里抽样频率约为1/0.03=33.3Hz。
所以可以看到频谱在33Hz,66Hz左右处都有双边带。
但可以看出振幅有明显的衰减，这实际上是sinc函数引起的衰减，sinc函数是抽样保持电路中保持的环节引入的，实际上是冲激响应为矩形脉冲对应的频谱。
正弦波频谱抽样后信号的频谱【拓展思考2】对于PCM而言，分为抽样/量化/编码三个环节，本次实验中仅做到了抽样的环节，但是实际上影响PCM信号带宽的是量化环节。
下面简要讨论量化对带宽产生的影响。
量化会产生量化噪声，而显然对于给定的过载电压，编码位数越高量化噪声越小，对于实际的通信系统而言，控制量化噪声也就意味着编码位数（对于二进制就是比特数）是有下限的，而采样频率是一个固定的值，因此比特率有下限，根据数字基带传输的Nyquist抽样定理的无码间串扰条件，有，其中R s为波特率，对应到二进制就是比特率()。
为了控制信噪比，量化的函数f(x)（也成为压缩特性）应取为对数的。
但理想的对数压缩是不可实现的（有负无穷点），因而采用折线近似。
国际上通用的两种对数压缩特性为A律和μ律（详见曹志刚《现代通信原理》第五章5.8节）。
CDMA部分【基本原理】与FDM和TDM在时域和频域上做的变换不同，CDM实际上是在码域上进行的复用。
码分复用采用一组正交的码字来携带特定信息，所谓正交是互相关为0。
通过特定的方式可以产生具有很强自相关和很弱互相关的序列（如m序列），从而可以传输特定的信息。
由于这些序列的码元宽度远小于基带信号的码元宽度，因而具有比较大的带宽，因而基带信号与这些码组相乘的时候频域上是展宽的，这些码也成为扩频码。
如果基带信号直接乘正交码组称为直接扩频。
当然还有更多的方式，比如跳频（FH）、跳时（TH）等，这里不赘述了。
扩频技术是通信领域一项重大的发明。
从理论上，根据Shannon先生有扰信道的容量上限公式，（其中S/N为信噪比）可以发现，如果扩展了W，那么对SNR的要求就会降低，这在很多不能保证高信噪比的信道中（如卫星通信）中是十分必要的。
同时扩频之后的信号还有抗多径衰落、抗干扰、保密性强等特点。
【仿真过程】第一部分：信源非语音信号仿真的框图见下图。
CDMA的模块仿真需要较多的参数设置，分录于仿真框图下面。
信号产生模块扩频码产生模块接收模块信源模块：三个模块只有initial seed不同以对应不同的随机序列。
分别为61，59，67.中继器（Relay）环节注意单极性转化为双极性需要设置阈值电压。
实质是把0～1变为-1～1。
Relay～Relay5设置相同。
Relay6～Relay8（接收模块）的设置为：注意由于接收端滤波的作用，使得接收端中继器前的信号不再是理想的矩形脉冲，故阈值电压要做相应的调整以使得恢复的信号接近原信号。
下面就是滤波后的波形，可见信号经过滤波之后变得不再理想，但经过施密特触发器环节，仍可恢复原信号。
扩频码产生环节参数设置见下图：由于扩频码的周期是码元周期的1/50，所以扩频达到50倍。
AWGN信道设置同FDMA。
数字滤波器的设置相同，都如下图。
由于扩频码的宽度是原码元宽度的1/50，故滤除高频分量的时候可以滤到采样频率的1/20，即0.05。