在带限信道中传输方波的MatlabSimulink仿真
Matlab系列之Simulink仿真教程

交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真,用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构,可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成,从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛,可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法,如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统,如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法,如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号,如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号,如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间,通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式,以满足不同的仿真需 求。
详解MATLAB simulink通信系统建模与仿真 第六章ppt

等效为基带传输系统来研究。
什么是数字基带信号? (1)基带信号:消息代码的电波形。 (2)数字:具有有限个电平状态。
数字终端
来源:
消息
数字调制
数字基带信号
数字频带信号 ASK/FSK/PSK信号
对比:数字基带信号 举例:PCM、ΔM信号
特点:信号含丰富的低频分量,甚至直流分量。
二、什么是数字基带传输系统? (1)含义:不使用调制解调器而直接传输数字 基带信号的通信系统。如利用电传机在市内进行电 报通信、利用中继方式长距离传输PCM信号等。 (2)数字基带传输系统的基本结构(模型):
6.2.2正交信号在AWGN信道下的 传输性能
考虑s0(t) 和 s1(t)是正交信号时,得
s0 (t ) 1,0 t Tb s (t ) 1,0 t Tb / 2 1 1, Tb / 2 t Tb
判决器将比较r0和r1,当r0>r1时,传输的是0。当 r0<r1时传输的是1。
10
0
二进制正交信号在AWGN信道下的误比特率性能 仿真结果 理论结果
10
-1
误比特率 Pe
10
-2
10
-3
10
-4
10
-5
0
2
4
6 Eb/N0
8
10
12
例6.3 用Simulink重新仿真例6.1
6.2.3双极性信号在AWGN信道下 的传输性能
当发送的是s0(t)时,相关器的输出r=Eb+n,当发 送的是s1(t)时,相关器的输出r=-Eb+n,最佳判决 器与阈值0相比较,若r>0,则判决s0(t)被发送,若 r<0,则判决s1(t)被发送。
实验二 利用Simulink生成系统及波形仿真

实验二 利用Simulink 生成系统及波形仿真一、实验目的:1、学习使用MATLAB 附带的Simulink 软件做系统仿真实验。
2、研究矩形脉冲通过RC 低通网络的波形变化。
3、验证AM-SC 调制解调的过程。
二、实验原理:1、RC 低通网络的系统函数为RCj RC j H 11)(+=ωω ,这里的时间常数为RC=0.1s ,这个数值不同,输出波形会随之变化。
引入a=1/RC ,得到: H(jw)=a/( a+jw)激励号v 1(t)的傅里叶变换式为V 1( t )=E /jw*(1-e -jw τ)=E τsin(w τ/2)/( w τ/2)*e -jw τ/2得到响应v 2(jw)的傅里叶变换:V 2(jw)=H(jw)V 1(jw)=a/(a+jw)[2E τsin(w τ/2)/w τ]e -(jw τ/2)=|V 2(jw)|e j ψ2(w)其中|V 2(jw)|=2αE|sin(w τ/2)|/w(a 2+w 2)1/2ψ2(w)={-[w τ/2+arctan(w/a)] ±π-[w τ/2+arctan(w/a)] 2(2n+1)π/τ<|w|<2(2n+1) π/τ【4n π/τ<|w|<2(2n+1)π/τ】 ( n=0、1、2·····)于是有v 2(t)=E[u(t)-u(t-τ)]-E[e _at u(t)-e -a(t-τ)u(t-τ)]=E(1-e -at )u(t)-E[1-e -a(t-τ)]u(t-τ) 2、调制只是频谱搬移,不改变带宽。
载波信号为cos(w 0t),将调制信号g(t),与cos(w 0t)进行时域相乘,得到f(t)=g(t)cos(w 0t),所以f(t)的傅里叶变换为F(w)=1/2πG(w)*[ πδ(w+w 0)+ πδ(w-w 0)]=1/2[G(w+w 0)+G(w-w 0)],可见信号调制只是将信号左右平移w 0,系数同时乘以0.5,等到已调信号的频谱F (w )。
MATLAB第七章 Simulink仿真

MATLAB基础及工程应用
2014 年 11 月 6 日
22 / 44
Simulink基础
数据处理— Scope示波器
♣ Scope示波器:
打开scope, 点击第二个图标, 叫做parameter, 选择data history, 再在save data to workspace前勾上, 再仿真一次, 数据就保存在workspace里了。这 里最好把Limit data points to last勾掉, 因为很有可能你的数据会超 过5000个。
彭朝霞 (交通科学与工程学院)
MATLAB基础及工程应用
2014 年 11 月 6 日
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Simulink基础
常用模块
Simulink 提供了各种各样的模块, 允许用户用框图的形式搭建起任意复
杂的系统
♣ Simulink的启动: (1) 在MATLAB的命令窗口运行Simulink命令, 或者单击工具栏中的图
彭朝霞 (交通科学与工程学院)
MATLAB基础及工程应用
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Simulink基础
4) 离散模块(Discrete)
Discrete-time Integrator: 离散时间积分器 Discrete Filter: IIR与FIR滤波器 Discrete State-Space: 离散状态空间系统模型 Discrete Transfer-Fcn: 离散传递函数模型 Discrete Zero-Pole: 以零极点表示的离散传递函数模型 First-Order Hold: 一阶采样和保持器 Zero-Order Hold: 零阶采样和保持器 Unit Delay: 一个采样周期的延时
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。
MATLABSIMULINK仿真.ppt

15
认识Simulink
SIMULINK仿真 2.Simulink的退出 为了退出Simulink,只要关闭所有模型编辑窗口和 Simulink模块库浏览器窗口即可。
16
教学内容
SIMULINK仿真
1 认识Simulink 2 Simulink的基本模块 3 Simulink的模块操作 4 仿真模型的参数设置
信号与系统 模块库
数学运算 函数与表
模块库
模块库
20
Simulink的基本模块
1. SIMULINK仿真 输入源模块库
模块
In1 Ground From File From Workspace Constant Signal Generator Pulse Generator Ramp Sine Wave Step Repeating S Chirp Signal Random Number Uniform R N Band-limited N Clock Digital Clock
5
认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1.Simulink的启动
在MATLAB窗口的工具栏中单击 在命令窗口中输入命令:
>>simulink
图标
6
认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1.Simulink的启动
功能
创建输入端 接地 从文件读数据 从工作空间读数据 常数 信号发生器 脉冲发生器 斜波 正弦波 阶跃信号 重复序列 快速正弦扫描 随机信号 均匀随机信号 带限白噪声 当时时间 数字时钟
MatlabSimulink仿真.ppt

2.3 模块的连接
连接两个模块
先移动光标到输出端,光标键头会变成十字形光标,这时按住鼠标左 键,移动鼠标到另一个模块的输入端,当十字形光标出现重影时,释 放鼠标左键就完成了连接
Sine Wave
Scope
Sine Wave1
Scope1
Sine Wave2
Scope2
-15-
2.3 模块的连接
-6-
1.2 Simulink的启动与退出
-7-
1.2 Simulink的启动与退出
-8-
1.2 Simulink的启动与退出
-9-
1.2 Simulink的启动与退出
-10-
1 Simulink操作基础 2 系统仿真模型 3 系统的仿真 4 使用命令操作对系统进行仿真 5 子系统及其封装技术 6 S函数的设计与应用
1 Out1
-0.5 Constant
Product1
eu
Math Fu n cti o n
Product2
1 s
Integrator1
2 Out2
-23-
2.4 模块的参数和属性设置
-24-
2.5 Simulink的几类基本模块
输入源模块
Model & Subsystem Inputs
1
unti tl ed.m at
2.1 Simulink仿真模型概述
Simulink仿真模型在视觉上表现为直观的方框图, 其扩展名为.mdl,在数学上体现了一组微分方程 或差分方程,在物理上模拟了物理器件构成的实 际系统的动态特性
模块是构成系统仿真模型的基本单元。从宏观角 度上看,simulink模型通常包含了3类模块:信源 (source)、系统(system)和信宿(sink)。
【MATLAB课件】第六章simulink仿真

5
MATLAB语言
6.2.2建模与仿真 6.2.2建模与仿真
建模仿真的一般过程是: 建模仿真的一般过程是: 打开一个空白的编辑窗口; 打开一个空白的编辑窗口; 将模块库中模块复制到编辑窗口里, 将模块库中模块复制到编辑窗口里,并依照要求修改编辑 窗口中模块的参数; 窗按要求连接起来; 用菜单选择或命令窗口键入命令进行仿真分析, 用菜单选择或命令窗口键入命令进行仿真分析,在仿真的 同时,可以观察仿真结果,如果发现有不正确的地方, 同时,可以观察仿真结果,如果发现有不正确的地方,可 以停止仿真,对参数进行修正; 以停止仿真,对参数进行修正; 如果对结果满意,可以将模型保存。 如果对结果满意,可以将模型保存。
15
MATLAB语言
二、修饰模块 1.调整模块的大小 1.调整模块的大小 2.调制模块位置 2.调制模块位置 3.调制模块方向 3.调制模块方向 Format菜单→ Block:旋转180° 旋转180 Format菜单→Flip Block:旋转180° 菜单 Format菜单→ Block:顺时针旋转90° 顺时针旋转90 Format菜单→Rotate Block:顺时针旋转90° 菜单 4.调整模块颜色和效果 4.调整模块颜色和效果 Format菜单→ color:修改模块的前景颜色 Format菜单→Foreground color:修改模块的前景颜色 菜单 Format菜单→Background color:修改模块的背景颜色 Format菜单→ color:修改模块的背景颜色 菜单 Format菜单→ color:修改模型的背景颜色 Format菜单→Screen color:修改模型的背景颜色 菜单 Format菜单→ shadow:给模块添加阴影 Format菜单→Show drop shadow:给模块添加阴影 菜单
Simulink仿真平台及通信模块简介

常见问题与解决方案
模块兼容性问题
在使用Simulink通信模块时,可能会遇 到模块兼容性问题。例如,某些模块可 能无法与其他模块正确连接或出现错误 。此时需要检查模块的兼容性和连接方 式,确保模块之间的正确连接。
发展
随着技术的不断进步和应用需求的不断增长,Simulink也在不断更新和扩展,支持更多的算法和工具箱,满足不 同领域的需求。
02
Simulink通信模块介绍
信号源模块
信号源模块
产生模拟或数字信号,作为通信系统的输入。
信号源分类
正弦波、方波、三角波等。
应用场景
用于测试和验证通信系统的性能。
参数设置
物理层协议
Simulink支持多种物理层协议, 如以太网协议、光纤通信协议等, 可以模拟不同协议下的信号传输 性能。
数据链路层协议
Simulink支持多种数据链路层协 议,如PPP协议、HDLC协议等, 可以模拟不同协议下的数据链路 层行为。
卫星通信系统仿真
卫星轨道和运动
Simulink支持多种卫星轨道和运动模型,如地球同步轨道、 太阳同步轨道等,可以模拟不同轨道和运动下的卫星信号 传输特性。
卫星信道建模
Simulink支持多种卫星信道模型,如自由空间传播信道、 大气衰减信道等,可以模拟不同环境下的卫星信号传播特 性。
卫星通信协议
Simulink支持多种卫星通信协议,如DVB-S2协议、 COFDM协议等,可以模拟不同协议下的卫星信号传输性 能。
物联网通信系统仿真
传感器网络建模
Simulink支持多种传感器网络模型,如无线传感器网络、有源传感器网络等,可以模拟不 同传感器网络下的信号传输特性。
Matlab Simulink的仿真应用

Matlab/Simulink的仿真应用一、基于Matlab 的信号与系统仿真实验《信号与系统》是电气信息类专业的重要专业基础课,其理论性较强,概念抽象而难以理解,公式推导复杂、计算繁琐,系统分析时的时域图和频谱图都较难绘制。
该课程传统教学一直采用黑板式的单一教学方式,大量的数学计算使课堂教学枯燥沉闷,学生依靠做大量习题来巩固和理解教学内容,对课程中众多的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试、分析,严重影响和制约了教学效果,直接造成理论教学课时不够,实践教学环节薄弱,学生学习负担加重的不良后果针对《信号与系统》课程内容的特点,利用MATLAB的信号处理工具箱和图形处理及数据可视化,将结论直接用图形来演示,具有让学生直观地认识抽象的概念、定理、结论,深入理解重要概念的作用。
● 1.1 MATLAB简介美国MathWorks 公司于1984 年推出一款面向工程和科学运算的MATLAB (MatrixLaboratory--矩阵实验室)高性能软件,被广泛应用于数值分析、自动控制、信号处理、信息通信、工程建筑金融分析及图像处理等众多领域,是目前国际上公认的最具影响力的科技应用软件,深受工程技术人员及科研工作者的欢迎。
目前,国内外很多高等院校已将MATLAB列为本科生、研究生必须掌握的基础工具软件之一。
它的主要特点包括: (1)高效的数值计算及符号计算功能,使用户摆脱了繁杂的数学运算分析;(2)完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化;(3)友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,易于学习和掌握,编程效率极高;(4)开放性好,能与多种平台工具软件兼容;(5)功能丰富的应用工具箱,具有广泛解决各学科专业领域内复杂问题的能力。
● 1.2 MATLAB仿真实验应用MATLAB 强大的符号运算功能与图形处理功能,为实现信号的可视化及系统分析提供了强有力的工具。
工具箱函数可以分析连续信号、连续系统、离散信号、离散系统等,并可对信号进行时域和频域的各种计算、分解和变换,如相加、相乘、移位、反折、傅立叶变、拉氏变换、Z 变换和频谱分析等多种计算功能。
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。
数字信号传输Simulink仿真

实验报告课程名称:MATLAB程序设计实验项目:数字信号传输仿真班级:学号:姓名:成绩:教师签字:1.实验项目名称数字信号传输仿真2.实验目的(1)了解数字调制的概念和分类,重点了解载波幅度调制(PAM)、载波相位调制(PSK)、正交幅度调制(QAM) 、载波频率调制(FSK)的原理和实现。
(2)通过对带限信道信号传输仿真和信号载波调制仿真,比较分析各种调制方式的性能优劣。
3.实验内容与实验步骤要完成的实验内容:(1)仿真正交相移键控调制的亟待数字信号系统通过AWGN信道或瑞利衰减信道的误符号率和误比特率,假设发射端信息比特采用GRAY编码影射,基带脉冲采用矩形脉冲,仿真时每个脉冲的抽样数位8,接收端采用匹配滤波器进行相关解调。
建立对应的Simulink模型,结合MATLAB脚本程序对结果进行显示和分析;(2)仿真4-PAM载波调制信号在AWGN信道下的误码率和误比特率性能,并于理论值进行比较。
其中:符号周期为1s,载波频率为10Hz,每个符号周期内采样为100点。
建立相关的Simulink模型,并进行显示分析;(3)仿真8-PSK载波调制信号和8-DPSK载波调制信号在AWGN信道下的误码率和误比特率性能,并分别与理论值进行比较,其中:符号周期为1s,载波频率为10Hz,每个符号周期内采样为100点。
(4)仿真8QAM载波调制在AWGN信道下的信息传输,统计误码率和无符号率,其中:符号周期为1s,载波频率为10Hz,每个符号周期内采样为100点。
Gray编码后分别为[1 4 3 0 7 5 2 6],画出8QAM调制信号的波形图和星座图。
(5)仿真比较4-QAM和4-FSK调制信号在瑞利衰落信道下的误符号率和误比特率性能,假设瑞利信道最大多普勒频移为100Hz。
应用(或涉及)的原理:载波幅度调制(PAM)载波PAM信号的解调带通PAM数字信号的解调可以用相关或匹配滤波器来完成载波PSK信号的产生载波PSK信号的解调差分PSK(DPSK)实际上载波相位是从接收信号通过某些非线性运算提取的,这会引入相位模糊。
simulink-matlab仿真教程

simulink matlab仿真环境教程Simulink是面向框图的仿真软件。
演示一个Simulink的简单程序【例1.1】创建一个正弦信号的仿真模型。
步骤如下:(1) 在MATLAB的命令窗口运行simulink 命令,或单击工具栏中的图标,就可以打开Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser) 窗口,如图1.1所示。
图7.1 Simulink界面(2) 单击工具栏上的图标或选择菜单“File”——“New”——“Model”,新建一个名为“untitled”的空白模型窗口。
(3) 在上图的右侧子模块窗口中,单击“Source”子模块库前的“+”(或双击Source),或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink下的Source子模块库,便可看到各种输入源模块。
(4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave”(正弦信号),将其拖放到的空白模型窗口“untitled”,则“Sine Wave”模块就被添加到untitled窗口;也可以用鼠标选中“Sine Wave”模块,单击鼠标右键,在快捷菜单中选择“add to 'untitled'”命令,就可以将“Sine Wave”模块添加到untitled窗口,如图1.2所示。
(5)用同样的方法打开接收模块库“Sinks”,选择其中的“Scope”模块(示波器)拖放到“untitled”窗口中。
(6) 在“untitled”窗口中,用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端,当光标变为十字符时,按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端,松开鼠标按键,就完成了两个模块间的信号线连接,一个简单模型已经建成。
如图1.3所示。
(7) 开始仿真,单击“untitled”模型窗口中“开始仿真”图标,或者选择菜单“Simulink”——“Start”,则仿真开始。
双击“Scope”模块出现示波器显示屏,可以看到黄色的正弦波形。
基于MatlabSimulink数字基带传输系统仿真

《通信技术综合实验》实验报告题目基于Matlab/Simulink数字基带传输系统仿真系(院)计算机科学技术系专业通信工程班级学生姓名学号2011年 1月 11日基于Matlab/Simulink数字基带传输系统仿真1.引言(对所要进行的仿真进行介绍);未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或者很低频率开始,称为数字基带信号,不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统,称为数字基带传输系统。
常用转码型有AMI码(传号交替反转码)、HDB3码(三阶高密度双极性码)、双相码、差分双相码、密勒码、CMI码(传号反转码)、块编码等。
在仿真软件设计中采用了Mathw or ks 公司的MAT LAB 作为仿真工具, 其仿真平台SIMU LINK 具有可视化建模和动态仿真的功能. 用SIMULINK 构造仿真系统, 方法简单直观, 开发的仿真系统使用时间流动态仿真, 可以准确描述真实系统的每一细节, 并且在仿真进行的同时具有较强的交互功能, 易于使用. 另外该软件还具有较好的可扩展性和可维护性。
本文给出了采用仿真工具SIMU LINK, 设计数字基带传输系统仿真实验软件的系统定义、模型构造的过程。
通过对仿真结果分析和误码性能测试表明, 该仿真系统完全符合实验要求。
下文主要就仿真分析与设计进行了阐述。
2.仿真分析与设计数字基带传输系统是把数字基带信号直接送往信道, 不经调制直接传输的系统. 数字基带系统的基本结构可以由图1的模型表示。
发送滤波器、传输信道、接收滤波器等效为传输函数为H (w) 基带形成网络, 对于无码间干扰的基带传输系统来说, H (w) 应满足奈奎斯特第一准则, 在实验中一般取H (w) 为升余弦滚降特性. 在最佳系统下, 取C(w) = 1,GT (w) 和GR(w) 均为升余弦平方根特性[ 2~4] . 传输信道中的噪声可看作加性高斯白噪声, 用产生高斯随机信号的噪声源表示. 位定时提取电路, 在定时精度要求不高的场合, 可以用滤波法提取定时信号[ 2, 5] , 滤波法提取位定时的原理可用图2表示。
MATLAB基本操作和Simulink信道仿真
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实验报告课程名称:MATLAB程序设计实验项目:MATLAB基本操作和信道仿真班级:学号:姓名:成绩:教师签字:1.实验项目名称MATLAB 基本操作和信道仿真2.实验目的熟悉MATLAB 的运行环境,学习矩阵生成和计算、基本运算、基本函数、符号运算和绘图等操作;加性高斯白噪声信道仿真和衰落多径信道仿真。
3.实验内容与实验步骤 要完成的实验内容:常见离散信号的MATLAB 产生和图形显示;利用DFT 分析离散时间信号的频谱;离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析;基于MATLAB 的数字滤波器设计;信道仿真。
应用(或涉及)的原理: (1)单位抽样序列⎩⎨⎧=01)(n δ≠=n n 在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现,;1)1();,1(==x N zeros x如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位,得到)(k n -δ即:⎩⎨⎧=-01)(k n δ≠=n kn单位阶跃序列⎩⎨⎧01)(n u00<≥n n 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现,);,1(N ones x =正弦序列)/2sin()(0ϕπ+=S f n f A n x在MATLAB 中1:0),/***2sin(*0-=+=N n fai f n f pi A x s复正弦序列n j e n x ϖ=)(在MATLAB 中1:0),**exp(-==N n n w j x指数序列n a n x =)((2)在MATLAB 中1:0,.^-==N n n a xN 点序列()x n 的DFT 定义:∑∑-=--===121N n kn NjN n knNen x Wn x k X π)(][)(在MATLAB 中,可以用函数X = fft(x,N)和x = ifft(X,N)计算N 点序列的DFT 正、反变换。
(3)于一个离散系统,其输入、输出关系可用以下差分方程描述:[][]NMkk k k dy n k p x n k ==-=-∑∑输入信号分解为冲激信号,[][][]m x n x m n m δ∞=-∞=-∑。
详解matlab simulink 通信系统建模与仿真

详解matlab simulink 通信系统建模与仿真MATLAB Simulink是一款广泛应用于通信系统建模和仿真的工具。
它提供了一种直观的方式来设计和测试通信系统,使得工程师可以更快地开发出高质量的通信系统。
本文将详细介绍MATLAB Simulink在通信系统建模和仿真方面的应用。
一、MATLAB Simulink的基本概念MATLAB Simulink是一种基于图形化界面的建模和仿真工具。
它可以通过拖拽和连接不同的模块来构建一个完整的系统模型。
每个模块代表了系统中的一个组件,例如滤波器、调制器、解调器等。
用户可以通过设置每个模块的参数来调整系统的性能。
二、通信系统建模在MATLAB Simulink中建立通信系统模型的第一步是选择合适的模块。
通信系统通常包括以下几个部分:1.信源:产生数字信号,例如文本、音频或视频。
2.编码器:将数字信号转换为模拟信号,例如调制信号。
3.信道:模拟信号在信道中传输,可能会受到干扰和噪声的影响。
4.解码器:将接收到的模拟信号转换为数字信号。
5.接收器:接收数字信号并进行后续处理,例如解码、解调、解密等。
在MATLAB Simulink中,每个部分都可以用一个或多个模块来表示。
例如,信源可以使用“信号生成器”模块,编码器可以使用“调制器”模块,解码器可以使用“解调器”模块等。
三、通信系统仿真在建立通信系统模型后,可以使用MATLAB Simulink进行仿真。
仿真可以帮助工程师评估系统的性能,例如误码率、信噪比等。
仿真还可以帮助工程师优化系统的设计,例如调整滤波器的参数、改变编码器的类型等。
在MATLAB Simulink中,可以使用“仿真器”模块来进行仿真。
用户可以设置仿真的时间范围、仿真步长等参数。
仿真器会根据系统模型和参数进行仿真,并输出仿真结果。
用户可以使用MATLAB的绘图工具来可视化仿真结果,例如绘制误码率曲线、信号波形等。
四、MATLAB Simulink的优点MATLAB Simulink具有以下几个优点:1.直观易用:MATLAB Simulink提供了一个直观的图形化界面,使得工程师可以更快地建立和调整系统模型。
通道传输特性的MATLAB仿真与分析
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通道传输特性的MATLAB仿真与分析通道传输特性是研究通信系统时需要考虑的重要因素之一。
MATLAB是一款强大的数学软件,在通信系统中经常应用到。
本文将介绍如何使用MATLAB对通道传输特性进行仿真与分析。
1. 通道传输特性的基本概念通道传输特性是指信号在传输过程中所经历的衰减、时延、抖动、噪声等影响。
在通信系统中,通常将通道分为两类:噪声通道和非噪声通道。
对于噪声通道,信号在传输过程中会受到噪声的影响,如热噪声和量化噪声等。
这种噪声对信号的影响可以用噪声功率谱密度来描述。
对于非噪声通道,信号在传输过程中会受到衰减和时延的影响。
这种影响通常使用频率响应来描述。
2. MATLAB仿真通道传输特性MATLAB提供了一系列工具可以用于模拟通道传输特性。
可以使用MATLAB中的信号处理工具箱、通信工具箱和系统标识工具箱等进行仿真。
2.1. 信号传输仿真在MATLAB中,可以使用simulink模拟信号的传输过程。
simulink是一个可视化编程环境,可以通过拖拽模块并将它们连接起来来构建信号传输模型。
可以使用simulink中的信号源模块、传输模块和信号检测模块构建信号传输模型。
2.2. 频率响应分析通道传输特性可以用频率响应来描述,MATLAB中可以使用freqz函数来分析频率响应。
该函数可以计算数字滤波器的频率响应,并用于分析通道的传输特性。
freqz函数的输入是滤波器系数,输出是频率响应的幅度和相位变化。
2.3. 噪声功率谱密度分析MATLAB中提供了pwelch、psd和mscohere等函数用于计算噪声功率谱密度。
其中,pwelch函数是基于Welch方法的功率谱密度计算函数,可用于计算信号的功率谱密度。
psd函数可用于计算信号噪声的功率谱密度。
mscohere函数用于计算两个信号之间的相干性。
3. 实例分析下面以一个简单的模型来说明如何使用MATLAB对通道传输特性进行仿真和分析。
在这个模型中,我们考虑以下情况:发送端生成一个16点的数字信号向接收端传输。
Matlab系列之Simulink仿真教程
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仿真技术
第九章 Simulink动态
真
a)
启动Simulink 每个子模块库中包含同类型的标准模型,这些模块可直接用于建 立系统的Simulink框图模型。可按以下方法打开子模块库: ① 用鼠标左键点击某子模块库(如【Continuous】),Simulink 浏览器右边的窗口即显示该子模块库包含的全部标准模块。
第九章 Simulink动态
真
第九章
Simulink动态仿真
Simulink 中的“Simu”一词表示可用于计算机仿真,而 “Link”一词表示它能进行系统连接,即把一系列模块 连接起来,构成复杂的系统模型。作为MATLAB的一 个重要组成部分,Simulink由于它所具有的上述的两大 功能和特色,以及所提供的可视化仿真环境、快捷简 便的操作方法,而使其成为目前最受欢迎的仿真软件。 本章主要介绍Simulink的基本功能和基本操作方法,并 通过举例介绍如何利用Simulink进行系统建模和仿真。
仿真技术
第九章 Simulink动态
真
9.1 Simulink 基本操作
9.1.1 启动Simulink b) 打开空白模型窗口 模型窗口用来建立系统的仿真模型。只有先创建一个空白的 模型窗口,才能将模块库的相应模块复制到该窗口,通过必 要的连接,建立起Simulink仿真模型。也将这种窗口称为Sim ulink仿真模型窗口。 以下方法可用于打开一个空白模型窗口: 在MATLAB主界面中选择【File:New→Model】菜单项; 单击模块库浏览器的新建图标 ; 选中模块库浏览器的【File : New → Model】菜单项。 所打开的空白模型窗口如图所示。
取当前窗中信号 最大、最小值为 纵坐标的上下限
仿真技术
利用MATLAB命令窗口绘制Simulink仿真示波器波形的方法.doc.deflate
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利用MATLAB命令窗口绘制Simulink仿真示波器波形的方法最近写了一篇有关步进电机控制仿真分析的文章,需要将一部分仿真波形图贴到WORD里面去。
但贴图时发现,如果直接将simulink中示波器的输出波形截图后贴到word 文档中,会有很多不好解决的问题。
首先是颜色问题,示波器黑色的底色让图像在打印后几乎看不出来。
当然这个还好解决,只要将图片放到系统自带的画图工具中,取个反色就可以了;第二就是输出波形的线的颜色问题。
示波器有默认的颜色输出顺序。
当要输出多条波形时,有的颜色在取反色后,将变的非常潜,难以看清。
这点相对来说不是很好解决,但好在一般前两种颜色在反色后还可以看清;第三就是输出波形的坐标非常小,而且没有对坐标所代表的参数进行标注。
为此只好另找显示示波器波形的办法了。
在MATLAB里有个画图函数plot(x1,y1,'parameter1 ...parameterN',x2,y2,'parameter1...parameterN',.....)。
这个函数在命令窗口绘图中经常使用。
x是横坐标量,y代表纵坐标量,parameter可以表示曲线颜色、线性等等。
问题是如何将simulink里的示波器和这个函数联系起来。
双击所要输出波形的示波器,打开示波器参数选择窗口,点击"Datahistory"标签,将第二个参数"Savedatoworkspace"打勾(如下图)。
可填写变量名和选择格式。
变量名随便,好记就行,格式选择Structure with time。
这里顺便说一句。
在仿真时经常会出现仿真结束后,示波器显示的波形只有一部分的现象,这是第一个参数"Limit data points to last"被选中的缘故。
这个参数被选中,输出点数被限制,当然波形就只能显示一部分了,只不过这样可以节省内存罢了。
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Simulation of Transmitting Square Waveform Signalsthrough Bandwidth Limited Channel UsingMatlab/SimulinkSun PengSchool of Telecommunication Engineering ,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing (100876)E-mail :gauss.1982@AbstractTheory of transmitting a sequence of square signal through bandwidth limited channel is given. The process is simulated in Matlab/Simulink with clearly-stated pre-assumptions. Simulation results are present to show that reconstructed signal after the square wave passing through the channel will distort and some frequency limitation must be satisfied to avoid inter symbol interference.Keywords :bandwidth limited channel ; simulation ;Matlab ;Simulink1. IntroductionAll the information, like speech, audio, video, text, etc, can be discredited as bit stream of “0” and “1”. In real world communication we must send such “0” “1” stream modulated by square waveform signals through bandwidth channel. However, we can not transmit the signal as quick as we desire, because of some physical restriction. This thesis will discuss this topic and simulate it.2. TheoryConsider an ideal square signal: 1, -/2/2 ()0,T t T f t otherwise <<⎧=⎨⎩(1) We can obtain its spectrum via Fourier Transform [1]: sin()()T Tf F f Tfππ= (2) Equation (2) is also called Sampling Function. It is well known that time and frequency restricts each other (also known as Uncertainty Principle). So in (2) if only the lower frequencies are reserved and higher frequencies are abandoned, the signal in time domain will on longer localize in time range [-T/2, T/2]. The signal will “leak” to other time interval.Usually a stream of square signals is sent to represent bit “0” or “1” that carries information. The stream transcends a band limited channel so that higher frequencies are lost. The leak of each square signal will affect the others, to the effect that the decision module, sampling the continuous signal periodically, may wrongly judge “0” as “1” or vice versa due to the distortion of signal amplitude. Or, inter symbol interference occurs.We must point out that the discussion above is rather intuitive. However it is sufficient to understand what happens when square waveform stream transcends bandwidth limited channel and what is inter symbol interference. A model approximates band limited transmission system better is given as.And the so-called Nyquist Law [2] can be derived based on the model. It says that inter symbol free transmission can be achieved provided that(s m sm X f T T ∞=−∞+=∑ (3)Where Ts is the time period of the signal stream, X is the spectrum characteristic function of entire transmission system. Assume the cut off frequency of channel is W.1.If Ts <1/(2W), inter symbol interference is doomed to occur.2.If Ts=1/(2W), x(t), the Inverse Fourier Transform of X(f), must be of the shape SamplingFunction to avoid inter symbol interference. Unfortunately, Sampling Function has infinite signal of the entire time interval so that it can not be implemented physically.3.If Ts>1/(2W), we can eliminate inter symbol interference by tune x(t) appropriately to fulfill (3).For example, x(t) of the shape Raised Cosine function.From above 3 items[2], we understand that signals can not be transmitted too quickly, or inter symbol interference may occur.3. SimulationBased on above discussion we design a rather simplified model of band limited transmission system. Simulation is implemented using Simulink. Results are given to answer:1.What would the reconstructed signal look like after the signal was passed through the channel?2.What range of frequencies can we transmit before we start to observe inter symbol interference?3.1 The ModelDiagram[3][4] is as Fig 1.Fig 1 Simulation diagramIn this model such theoretical assumptions are made:1.Square waveform represents bit “1”, otherwise bit “0”. That is, we don’t use complicatedmodulation method.2.No transmitter and receiver filters are included.3.No Noise is added.4.The decision module is omitted.It is helpful to understand the problem although it is highly simplified.We use a Repeating Sequence from Simulink/Sources Library to represent Source. The parameters are set as Fig 2.Fig 2 Parameters of source blockFig 3 Source waveformThe signal in time interval [0, 1] looks like Fig 3. It represents 5 bit “1 0 1 0 0” where bit “1” is a square waveform with time width 0.2s. The bit pattern repeats in other interval [1,2], [2,3]… So during the whole simulation, this block will send out repeated square waveform that well approximates the statistic characteristic of Source. Note that Ts, the time width of square pulse, equals to 0.2s.The band width limited channel is simulated by a Low-pass Filter, from Signal Processing Blockset/Filtering/Filters Design Library. The parameters are as Fig 4.Fig 4 Parameters of channel block (Butterworth filter)A Butterworth Low-pass Filter is used. Its order is set as 10 to acquire sharp edge of pass band. The “Passband edge frequency” can be adjusted to obtain different channel characteristics. Note the unit of this parameter is rad, so a factor of 2*pi is necessary when 20Hz is desired, as Fig 4.3.2 ResultsBased on Section 1, we can discuss the relationship between Ts, the time width of square waveform, and W, the pass band edge frequency as followed. Les’s set Ts = 0.2s which is invariant and vary W. 1.W > 1/(2*Ts). Ts = 0.2s, 1/(2*Ts) = 2.5Hz. We set W = 20Hz. Pink signal is ideal squarewaveform while yellow signal is distorted due to band limited channel. But no inter symbol interference is observed. See Fig 5.Fig 5 Reconstructed signal (yellow) vs. original signal (pink), when W > 1/(2*Ts)2.W = 1/(2*Ts). We set W = 2.5 Hz. Things become subtle. See Fig 6. Note the “received signal” isdelayed with regard to “transmitted signal” (the delay is introduced by low pass filter, has no relation to inter symbol interference), but it is still possible to discern the “1 0 1 0 0 ” pattern. That is, there is already light amount inter symbol interference.Fig 6 Reconstructed signal (yellow) vs. original signal (pink), when W = 1/(2*Ts)3.W < 1/(2*Ts). We set W = 1Hz. See Fig 7. We can observe heavy inter symbol interference. The“1 0 1 0 0 ” pattern can not be recognized!Fig 7 Reconstructed signal (yellow) vs. original signal (pink), when W < 1/(2*Ts)4. Conclusion and Future WorksBand limited communication channel is explained and simulated. Thus Nyquist law is illustrated. Future works include modeling diagram much closer to real world (For example: modulation channel instead of base band one, introduction of Additive Gaussian White Noise, etc.).References[1]V. Oppenheim et al (1996). Signal and System (2nd Edition). New Jersey: Prentice hall[2]J. Proakis (2000). Digital Communications (4th Edition). New York: McGraw-Hill[3]The Mathworks(2007) Matlab Users’ Guide. Massachusetts: The Mathworks[4]he Mathworks(2007) Simulink Users’ Guide. Massachusetts: The MathworksAuthor Brief IntroductionSun Peng received the BS degree in Communication Engineering from Wuhan University of Technology,in 2005. He is now pursuing the MS degree in Communication and Information System in Beijing University of Posts and Telecommunications.。