第7章 模拟通信系统的建模仿真
第6章-模拟信号数字化通信系统的建模仿真
第6章模拟信号数字化通信系统的建模仿真一、抽样定理实验用System view 建立一个低通抽样定理仿真电路,通过观察各个模块输出波形变化,理解低通抽样定理原理.。
电路构成如图所示：实验结果1.模拟信号2.抽样信号3.低通滤波器输出信号4.模拟信号功率谱5.抽样信号功率谱六.实验结果说明当抽样频率=100HZ(最小抽样速率)时,低通滤波器输出信号如图所示:由图可以看出,输出信号与模拟信号一致,没有发生畸形变.当抽样速率<100HZ时(例如f=80HZ),低通滤波器输出信号如图所示:由图可以看出,输出信号与模拟信号不一致,发生畸变.当抽样速率>100HZ时(例如F=200HZ),低通滤波器输出信号波形如图所示:由图可以看出,输出信号与模拟信号不一致,发生畸变.观察模拟信号与抽样信号的功率谱密度.由图可以看出,模拟信号功率谱密度在F=50HZ 处有一个冲击响应,而抽样信号的功率谱密度是模拟信号的功率谱密度在N倍抽样频率上的频谱搬移(N=0,1,2….),并且包络为sa(x)的函数.二、低通与带通抽样定理仿真与验证用System view 建立一个低通与带通抽样定理仿真电路,通过观察各个模块输出波形变化,理解低通与带通抽样定理原理.。
电路构成如图所示：其中，对于恒定频谱的冲激函数，通过低通滤波产生低通型信号，再进行低通抽样；通过带通滤波产生带通型信号，再进行带通滤波产生带通抽样，最后分别滤波重建原始信号。
仿真分析时，设低通滤波器的上限频率为10Hz，带通滤波器下限频率为100Hz、上限频率为120Hz，低通抽样频率选为30Hz；带通型信号上限频率fH = 6×20=120Hz（B=20Hz，n=6），带通抽样频率至少应取40Hz，现取60 Hz的带通抽样频率。
下图为四个“Real Time”图符块显示框中的波形：由以上个图及理论知识可知，低通信号波形和重建的低通信号波形是一样的，带通信号和重建带通信号的波形也是一样的低通信号抽样前信号的功率谱：低通信号抽样后信号的功率谱：低通信号重建信号的功率谱：由上图可知，低通抽样信号的功率谱包括了低通信号的功率，而且带宽很宽。
模拟通信、数字基带通信系统的建模仿真
院系班级姓名学号实验名称模拟通信、数字基带通信系统的建模仿真实验日期一、实验目的及原理1、学会使用System View、Simulink软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步观察了解各种数字基带信号的功率频谱密度和带宽，并对他们进行比较说明。
3、根据通信理论，以解调输出信噪比衡量的同步相干解调性能总是优于包络检波性能。
在输入高信噪比条件下，包络检波接近同步相干解调的性能，而随着输入信噪比逐渐降低，包络检波性能也逐渐变坏，当输入信噪比下降到某一值时，包络检波输出信噪比将急剧下降，这种现象称为包络检波的门限效应。
二、实验内容1、调幅的包络检波与相干解调性能仿真比较以中波调幅广播传输系统仿真模型为传输模型，在不同输入信噪比条件下仿真测量包络检波解调和同步相干解调对调幅波的解调输出信噪比，观察包络检波解调的门限效应。
（1）解调输出信噪比近似量子系统“SNR Detection”的内部结构1、输入噪声信号为0.5Hz时的实验结果2、输入噪声信号为1Hz时的实验结果结果：在输入高信噪比的情况下，相干解调方法下的输出解调信噪比大致比包络检波好。
2、数字基带传输基本码型分析及结果用System View构造一个数字基带信号产生电路，使其能够产生三种码型信号：单极性不归零码，单极性归零码（占空比为50%）和双极性归零码（占空比为50%）。
一、实验原理图（1）单极性不归零码波形（2）单极性归零码波形（占空比50%）（3）、双极性归零码波形（占空比50%）（4）、单极性归零码的功率谱（5）、单极性归零码的功率谱（占空比为50%）三、实验小结1、单极性不归零码的带宽为50Hz，零点频率一次为50 Hz、100 Hz、150 Hz、200 Hz……2、单极性归零码和双极性归零码的带宽为100HZ，零点频率依次100HZ,200HZ,300HZ……3、单极性归零码中有同步信号，即f=50 Hz处有冲激响应。
精品课件-现代通信系统建模与仿真-第7章 仿真中的参数估计
18
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6
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0.1 0.4 0.7 1.0 1.3 1.6 1.9 2.2 2.5 2.8 3.1 3.4
通信系统仿真技术(第7章 仿真中的参数估计 )
1、估值器的形式
个间隙设可以xci表示是为第i个间隙的中心，W是间隙宽度，因此，第i
归一化i的直x方: x图ci 也 W就是2f(xx)的x估ci 计 W由下2式定义
其具体含义是：由 (h2，h1) 定义的随机区间包含真值 的概率是 。
1
fQˆ q
1
2
Qˆ
Qˆ d1 Qˆ
Q
Qˆ d2 Qˆ
通信系统仿真技术(第7章 仿真中的参数估计 )
P Qˆ d1Qˆ Q Qˆ d2Qˆ 1
式中，
要计算等号1左边的2 概率，需要得到的
如果
，则
，当σ已f知Qˆ 则q 概率很
定义：实际上就是对采样值求平均计算 。
2、估计器的X 期 望1 值N N k1
Xk
假设其具有平稳特性，均值可以表示为
E X
E
1 N
N k 1X k Fra bibliotek1 N
N
EXk
k 1
1 N
N
EX EX
k 1
通信系统仿真技术(第7章 仿真中的参数估计 )
结论：对于平稳随机过程，无论是连续时间过程的平均 值或者离散的平均值，对应的统计平均值是一样的。
通信系统仿真技术(第7章 仿真中的参数估计 )
讨论两种情况： N ①假设采样区间T是常数，当采样数是无限多个，这在 实际仿真试验中是无法实现的；
②假设N为有限值，则采样区间长度为0，相当于所 有的样本基本上出现在同一时刻，这对仿真试验来将没有任 何实际意义。
通信系统建模-第7章
FX(x)是自变量 x的非减函数
将均匀分布转换为指数分布的Matlab程序
产生均匀分布的随机数U
画出直方图
根据直方图计 算概率密度
pdf的理论值
用Box-Muller算法产生高斯随机变量时会用到这个结果
7.4 产生不相关的高斯随机变量
高斯随机变量的产生方法： • 舍弃法。效率不高 • 均匀变量求和法。基于中心极限定理，方法简 单，但pdf的拖尾被截断可能会产生严重的误差 • 瑞利随机变量映射为高斯随机变量的方法，即 Box-Muller算法。这是最基本的算法。 • 极坐标法。是舍弃法的一个特例，产生的随机 变量相关特性比Box-Muller算法好，但需要多次 调用，而且调用的次数未知，因此仿真程序相 当复杂。
7.4.2 瑞利随机变量到高斯随机变量的映射
瑞利随机变量可由两个正交的高斯随机变量产生。
设这两个独立的高斯随机变量为X和Y，它们具有 相同的方差2。令x=rcos ，y=rsin ，则
R是一个瑞利随机变量，是一个均匀随机变量
瑞利随机变量可由两个正交的高斯随机变量产生。
瑞利随机变量的正交投影可以产生 一对相互独立的高斯随机变量
通常假设随机过程和随机序列满足平稳遍历性
随机过程和随机序列的分布
• 常用的随机过程和随机序列服从下列分布
– 均匀分布、高斯分布、瑞利分布、二项分布、 泊松分布、指数分布、分布等
• 均匀分布的随机数，特别是在(0,1)之间均 匀分的随机数是最基本的 • 其它各种分布的随机数往往可以通过变换 (0,1)均匀分布的随机数得到
文献中给出的部分本原多项式的系数
开发PN序列发生器仿真程序的步骤
1. 2. 设置移位寄存器的初始状态向量B，令n=1 B=[b1 b2 … bN-1 bN] 根据本原多项式的系数设置连接向量G G=[g1 g2 … gN-1 gN] 计算模2加法器的输出f[n]
Matlab与Sinmulink仿真应用(11---数字通信系统的建模仿真)
7.4 数字调制的仿真
数字相位调制( 数字相位调制(PSK)信号 ) 相位偏移的8PSK传输系统,观察调制输出信号通 传输系统, 【例7-15】试建立一个 】试建立一个=8 相位偏移的 传输系统 过加性高斯信道前后的星座图, 过加性高斯信道前后的星座图,并比较输入数据以普通二进制映射和格雷 码映射两种情况下的误比特率. 码映射两种情况下的误比特率.
7.3 带限基带传输系统的仿真
【码间串扰】一个时隙内的代表数据的波形经过带限信道后就在邻近的其他时隙 码间串扰】 上将形成非零值,称为波形的拖尾. 上将形成非零值,称为波形的拖尾.拖尾和邻近其他时隙上的传输波形相互 叠加后,形成传输数据之间的混叠,形成符号间干扰,也称为码间串扰. 叠加后,形成传输数据之间的混叠,形成符号间干扰,也称为码间串扰. 【眼 在工程上,为了便于观察接收波形中的码间串扰情况, 图 】在工程上,为了便于观察接收波形中的码间串扰情况,可在采样判
�
【无码间串扰系统】具有滚升余弦频率特性的传输信道是无码间串扰的,其冲激 无码间串扰系统】具有滚升余弦频率特性的传输信道是无码间串扰的, 响应为
相应的频谱是
7.3 带限基带传输系统的仿真
设计一个滚升余弦滤波器,滚降系数为0.75.输入为 元双极性数字 【实例7.8 】设计一个滚升余弦滤波器,滚降系数为 实例 .输入为4元双极性数字 序列,符号速率为 波特, 序列,符号速率为1000波特,设滤波器采样率为 波特 设滤波器采样率为10000次/秒,即在一个符号 次秒 间隔中有10个采样点.试建立仿真模型观察滚升余弦滤波器的输出波形, 间隔中有 个采样点.试建立仿真模型观察滚升余弦滤波器的输出波形,眼 个采样点 图以及功率谱. 图以及功率谱.
Signal---signal operations Signal---signal---discrete Simlink--Simlink discrete communications---comm communications---comm sinks
通信系统的模拟仿真技术应用
通信系统的模拟仿真技术应用随着现代科技的不断发展，通信系统作为人类社会中最为重要的信息传递方式之一，已经成为现代社会不可或缺的基础设施。
而通信系统的复杂性和高效性又使其变得十分难以理解和掌握。
为了更好地理解和应用通信系统，模拟仿真技术应运而生，并得到了广泛的应用。
一、通信系统的模拟仿真技术通信系统的模拟仿真技术是指运用计算机等数学模型，对通信系统进行各种形式的仿真，以提供对通信系统的性能和行为的评估和分析。
通信系统的模拟仿真技术可以在设计和实现通信系统的过程中提供可靠的支持，以确保通信系统的可靠性和效率。
通信系统的模拟仿真技术可以分为三类基本方法：数学模型仿真、电路仿真和物理仿真。
其中数学模型仿真是最常见的方法，通常使用MATLAB等数学仿真软件实现。
数学模型仿真基于通信系统的数学模型来模拟通信系统的性能和行为。
数学模型是指将通信系统的各种物理特性转化成数学方程或算法，以便用计算机进行模拟仿真。
通信系统的数学模型通常包括信道特性模型、信号生成模型、信号传播模型、信号检测模型等。
电路仿真是指通过计算机对通信系统电路进行仿真。
通信系统的电路仿真通常使用SPICE、ADS等电路仿真软件实现。
通过电路仿真，可以对通信系统电路的性能和行为进行模拟分析，从而优化通信系统的设计和实现。
物理仿真是指在实验室环境下对通信系统进行仿真实验。
通信系统的物理仿真通常使用各种测量仪器，如示波器、信号分析器、频谱分析仪等。
物理仿真可以对通信系统的行为进行更加准确的分析，但是实验成本较高。
二、通信系统的模拟仿真应用通信系统的模拟仿真技术在通信领域的应用非常广泛，主要包括以下几个方面。
1. 通信系统设计通信系统设计是通信领域中最重要的应用之一。
通信系统的设计主要包括系统结构设计、信号处理算法设计、信号传输方案设计等。
通信系统的模拟仿真技术可以对设计方案进行各种形式的仿真实验，帮助系统设计人员理解系统的性能和行为。
2. 通信系统性能分析通信系统的性能分析是了解通信系统性能表现的重要手段。
通信系统建模与仿真教学设计
通信系统建模与仿真教学设计随着通信技术的发展，通信系统的建模与仿真成为了提高学生通信技术水平的重要课程环节。
本文将从课程目标、课程内容、教学方法等方面进行探讨通信系统建模与仿真教学设计。
课程目标通信系统建模与仿真是通信专业的核心课程之一，其主要目标是使学生了解通信系统建模与仿真的相关理论和基本方法，掌握常用的通信系统建模与仿真软件，并能够利用软件建立和仿真通信系统的各个环节，从而增强其学习和实践能力。
课程内容通信系统建模与仿真的教学内容涵盖了通信系统的整个建模与仿真过程，包括：一、系统建模系统建模是通信系统建模与仿真的重要环节，其目的是将通信系统的各个组成部分抽象为数学模型，包括信源、信道、调制解调器、信道编码等。
•信源建模：信源建模是将通信系统中的信息源抽象成数学模型，常见的信源有随机信号、数字信号和模拟信号等，其数学模型包括概率分布、功率谱密度等。
•信道建模：信道建模是通信系统建模的难点，其目的是将信道的噪声、失真等因素抽象成数学模型，建立信道传输特性的数学描述。
•调制解调器建模：调制解调器建模是通信系统建模的关键，其主要作用是实现信息的传输和接收，并将低频信号转换为高频信号，以便于信号在信道中传输。
二、系统仿真系统仿真是通信系统建模与仿真的重要环节，其目的是验证通信系统的设计是否可行，评估系统的性能指标，并优化通信系统的各个环节。
•仿真平台：通信系统仿真的软件工具在实践中非常重要，常见的仿真软件有Matlab、Mentor Graphics、VHDL等。
•仿真结果：仿真结果是评估通信系统性能的关键，包括误码率、信号电平、信道容量等多个性能指标。
教学方法通信系统建模与仿真的教学方法应该以理论与实践相结合为主要原则，从以下三个方面进行探讨：一、理论课教学理论课教学是通信系统建模与仿真教学的基础，应当重点讲解信源、信道、调制解调器等基本原理，详细介绍通信系统建模与仿真的方法和技术，提高学生的理解和掌握程度。
模拟通信通信系统的仿真
存档资料成绩：华东交通大学理工学院课程设计报告书课程名称现代通信原理课程设计题目模拟通信系统仿真设计分院电信分院专业班级09通信工程（2）班学号学生姓名指导教师2012年06 月05日目录1.目录. . . . . . . . . . . . . . . . . . .22.绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 4.第一章模拟幅度调制系统 . . . . . . . . . . . . . 5 1.1 幅度调制基本概念. . . . . . . . . . . . . 5 1.2 常规双边带调幅（AM）. . . . . . . . . .. 5 1.2.1 AM的调制与解调原理. . . . . . . . . . .51.2.2 仿真模型及波形图. . . . . . .. . .. . .61.3 双边带调幅（DSB）. . . . . . . . . . . .91.3.1DSB通信系统的原理 . . . . .. . . . . .91.3.2 仿真模型及波形图. . . . . . . . . . . .13 1.4 单边带调幅（SSB）. . . . . . . . . .. . .161.4.1 SSB调制与解调原理. . . . . . . . . . ..151.4.2仿真模型及波形图. . . . . . . . . . ..175.第二章心得体会. . . . .. . . .. . . . . . . .206.第三章参考文献. . . . . . . . .. . . .. . . .21绪论21世纪社会是个高端发展的社会，由于是科技时代，人们对信息的需求量将提出更高的要求。
而通信则承载着这个重要的任务。
通信中要进行消息的传递，必须有发送者和接收者，发送者和接收者可以是人也可以是各种通信终端设备。
换言之，通信可以在人与人之间，也可以在人与机器活机器与机器之间进行。
通信系统建模与仿真课程设计
通信系统建模与仿真课程设计1. 课程设计概述本课程设计旨在通过实际操作，让学生掌握通信系统建模与仿真方法，并能够利用计算机软件进行仿真。
本课程设计主要分为三个部分，分别为理论学习、仿真实验和实验报告撰写。
在理论学习部分，学生将学习通信系统建模的理论知识；在仿真实验部分，学生将通过计算机仿真软件进行实际操作，并仿真分析通信系统性能；在实验报告撰写部分，学生将撰写本次实验的报告，总结实验结果并给出改进方案。
2. 理论学习2.1 通信系统建模基础通信系统建模是通信系统设计的重要部分，其主要目的是建立一个数学模型，描述通信系统的各个组成部分间的关系。
通信系统建模可以大致分为系统的传输模型和噪声模型两部分。
系统的传输模型主要描述信道传输特性，如频率响应、时域响应等；噪声模型则描述了环境、电路和信号本身所引起的噪声影响。
2.2 通信系统仿真方法通信系统仿真是通过计算机对通信系统进行模拟，分析系统性能和验证系统的可行性。
通信系统仿真可以大致分为系统仿真和信号仿真两部分。
系统仿真主要是对通信系统整体进行仿真，分析系统的性能指标，如误码率、信噪比等。
信号仿真则是针对某个信号的特定特性进行仿真，如频谱、时域波形等。
3. 仿真实验3.1 实验内容本次仿真实验的主要内容是使用MATLAB软件对QPSK调制通信系统进行建模和仿真。
实验步骤如下：1.建立信道模型：使用MATLAB建立通信系统中各个模块的数学模型，包括信源、信道、调制器、解调器等模块。
2.信号发送：生成QPSK调制下的随机数据信号，通过调制器进行调制并发送。
3.信号接收：接收信号并通过解调器进行解调。
4.误码率分析：分析误码率、信噪比等性能指标，调整系统参数使其达到最优性能。
3.2 实验要求1.使用MATLAB软件完成实验。
2.通过改变系统参数，分析系统各项性能指标。
3.完成实验报告，并附上实验结果分析和总结。
4. 实验报告实验报告应该包括以下内容：1.实验目的：交代本次实验的目的。
通信系统建模与仿真
一、实验内容本实验使用SIMULINK进行简单通信系统搭建，比较不同的信道模型和不同的调制方式对信息传递的影响。
二、实验方案通信系统负责将包含信息的消息从发送端有效地传递到接收端。
本文搭建系统的结构图如1-1，图1-1 简单通信系统框图2.1调制方式性能比较本文主要在AWGN信道前提下比较BPSK和QPSK两种调制方式，SIMULINK系统搭建如下，图1-2 基于BPSK调制方式的通信系统图1-3 基于QPSK调制方式的通信系统2.2 不同信道性能比较本文主要在2-FSK的前提下，比较分析两种常见通信信道（AGWN channel，Rayleigh channel）的性能。
其SIMULINK搭建如下，图1-4基于AGWN通信信道的通信系统图1-5基于Rayleigh、AWGN通信信道的通信系统三、参数选择3.1 比较调制方式性能参数设置在图1-2，图1-3两个系统中，本文采用了相同的信源模块、相同的信道模块，不同的调制模块，已达到比较的目的。
信源采用Random Integer Generator模块，参数设置如下：图1-6 信源模块参数设置信道模块采用AWGN Channel模块，参数设置如下：图1-7 AWGN信道参数设置BPSK调制模块与解调模块参数设置如下：图1-8 BPSK调制模块参数设置图1-9 BPSK解调模块参数设置在本文中采用了一个很重要的误码率分析工具bertool，其参数设置如下：3.2 比较信道特性参数设置本节基于2-FSK调试方式下，比较了只有高斯白噪声特性信道和具有两种高斯白噪声、瑞利特性信道误码率情况。
下面将列举几个重要模块的参数设置：图1-10 信源模块参数设置图1-11 2-FSK调制模块参数设置图1-11 2-FSK解调模块参数设置图1-12 瑞利信道参数设置以上参数设置完成之后，我们将在第四部分中，利用Bertool工具得出两种特性的信道对误码率的影响。
四、仿真结果及分析4.1 调制比较仿真结果与分析通过上述参数的设置，我们可以得出一个比较图，如下：图1-13 两种调制方式下，误码率随信噪比的变化从bertool 工具所绘制出的图中，我们可以得出结论：在相同的信源模块以信道模块下，BPSK 调制方式的情况要优于QPSK 。
(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。
通信系统仿真
题目基于SIMULINK的通信系统仿真摘要在模拟通信系统中，由模拟信源产生的携带信息的消息经过传感器转换成电信号，模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道，最终解调还原成电信号；在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。
本文应用了幅度调制以及键控法产生调制与解调信号。
本论文中主要通过对SIMULINK工具箱的学习和使用，利用其丰富的模板以及本科对通信原理知识的掌握，完成了AM、DSB、SSB、2ASK、2FSK、2PSK三种模拟信号和三种数字信号的调制与解调，以及用SIMULINK进行设计和仿真。
首先我进行了两种通信系统的建模以及不同信号系统的原理研究，然后将学习总结出的相应理论与SIMULINK中丰富的模块相结合实现仿真系统的建模,并且调整参数直到仿真波形输出，观察效果，最终对设计结论进行总结。
关键词通信系统调制 SIMULINK目录目录...................................................................1. 前言 01.1选题的意义和目的 01.2国内外研究现状 (1)3. 现代通信系统的介绍 (2)3.1通信系统的一般模型 (2)3.2模拟通信系统模型和数字通信系统模型 (2)3.2.1 模拟通信系统模型 (2)3.2.2 数字通信系统模型 (3)3.3模拟通信和数字通信的区别和优缺点 (4)4. 通信系统的仿真原理及框图 (7)4.1模拟通信系统的仿真原理 (7)4.1.1 DSB信号的调制解调原理 (7)4.2数字通信系统的仿真原理 (8)4.2.1 ASK信号的调制解调原理 (8)5. 通信系统仿真结果及分析 (10)5.1模拟通信系统结果分析 (10)5.1.1 DSB模拟通信系统 (10)5.2仿真结果框图 (10)5.2.1 DSB模拟系统仿真结果 (10)5.3数字通信系统结果分析 (12)5.3.1 ASK数字通信系统 (12)5.4仿真结果框图 (12)5.4.1 ASK数字系统仿真结果 (12)6. 结论 (14)致谢 (16)1. 前言1.1 选题的意义和目的随着现代通信系统的飞速发展,计算机仿真已经成为分析和设计通信系统的主要工具,在通信系统的研发和教学中具有越来越重要的意义。
数字通信系统的建模仿真
实验二数字通信系统的建模仿真一、实验目的1.了解数字通信系统的建模过程2.了解数字通信系统的仿真过程，并掌握对建模的好坏进行分析二、实验内容设计框图：框图解析：实验中要求用仿真模块来产生二进制数据源，得到数据源后和本地伪随机码相乘来实现对源信号的扩频，完成之后对信号进行极性变换，然后通过BPsk调制经过信道加入噪声之后，再和本地的载波信号相乘实现对信号的解扩之后进行解调得到一个新的信号，并且可以和原始信号进行比较，计算调制解调过程中产生的误码。
实验结果：1）建立一个直接序列扩频体制(默认M序列)观察收发数据波形；并用频谱仪观察原信号、直接序列扩频后的信号频谱、加噪声的信号频谱、解扩后的信号频谱；测试误码率系统设计参数设置：本地二进制产生码源频率设置为100hz，本地M序列产生器设置为2000hz，极性转换设置为2，经过相乘器扩频后到达调制信道，Bpsk每一个码源采样个数设置为400，因为此处的频率是2000.经过高斯白噪声信道加入噪声，SNR可以自由设置（此处设置为20）。
和本地一个频率为300hz，采样时间为2000的单频正弦波相加后进入解调信道之后得到解调后的信号与原信号相比，计算误码率。
实验中各个测量点的图谱如下所示：图一扩频前图二扩频后图三加入噪声图四解扩后图五解调后图六误码率从上面刘附图可以看出，原始信号经过扩频后频率范围增加，再加入信道噪声和干扰后，在图像波形中出现脉冲干扰，因为这里的SNR设置的比较大（20），所以这里的误码率接近为零，当减小SNR的时候，信道噪声增加，误码率就会增加，除此之外，信道时延的大小对误码率的影响也很大。
2）对比以Gold序列、m序列（已做）以及随机整数发生器Random Integer Generator作为直接序列扩频码源的传输性能，观察波形、频谱(扩频后、加噪声后、解扩后、解调后）、误码率，比较分析传输性能这里系统设计大致与1）中的系统相同，只是将本地载波序列的产生模块作调整，m序列已经完成，首先介绍GOLD序列2.1）GOLD序列Gold Sequence Generator用于产生gold的序列，其他参数与M序列时相同，只要将Gold模块的采样时间改为1/2000就好了。
《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文
《无线通信系统的信道建模与仿真研究》篇一一、引言随着科技的进步，无线通信系统已经成为现代社会信息交流的基石。
在无线通信系统中，信道建模与仿真研究起着至关重要的作用。
它不仅有助于提升无线通信系统的性能，而且对于无线网络的优化和设计具有重大意义。
本文旨在深入探讨无线通信系统的信道建模与仿真研究，分析其原理、方法及实践应用。
二、无线通信系统信道建模1. 信道特性无线通信系统的信道特性主要包括多径传播、衰落、干扰等。
多径传播是由于电磁波在传播过程中遇到各种障碍物而发生反射、折射和散射等现象，导致信号在接收端产生多径效应。
衰落则是由信号在传输过程中受到各种因素的影响而产生的信号强度变化。
干扰则是指由于其他无线通信系统或电磁干扰源对当前通信系统产生的干扰。
2. 信道建模方法针对上述信道特性，无线通信系统的信道建模方法主要包括统计性建模和确定性建模。
统计性建模主要是通过收集实际信道的数据，分析其统计特性，建立信道的统计模型。
确定性建模则是基于电磁场理论，通过计算电磁波在传播过程中的传播特性和多径效应，建立信道的物理模型。
三、无线通信系统仿真研究仿真研究是无线通信系统信道建模的重要手段。
通过仿真，可以模拟实际信道环境，验证信道模型的准确性，并评估无线通信系统的性能。
常用的仿真方法包括基于统计的仿真和基于物理层的仿真。
1. 基于统计的仿真基于统计的仿真主要是通过使用统计模型来模拟信道环境。
这种方法可以快速地评估无线通信系统的性能，并分析各种因素对系统性能的影响。
然而，由于统计模型只能反映信道的统计特性，无法反映信道的物理特性，因此其准确性受到一定限制。
2. 基于物理层的仿真基于物理层的仿真则是通过建立无线通信系统的物理层模型来模拟实际信道环境。
这种方法可以更准确地反映信道的物理特性，如多径传播、衰落和干扰等。
然而，由于需要考虑电磁场理论和信号处理等方面的知识，其仿真过程相对复杂。
四、实践应用无线通信系统的信道建模与仿真研究在实践应用中具有广泛的应用场景。
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第7章 模拟通信系统的建模仿真
其中将两个调幅发射机封装为子系统模型，载波分别为1000KHz和1200KHz，被 调基带信号分别为1000Hz正弦波和500Hz的方波，幅度为0.3V。模型中用 “Slider Gain”作为滑块增益调整，在仿真中双击该模块可“实时”地调整设 置的接收频率，以观察接收机输出变化。
实例7.4 使用实例7.3中的立体声基带信号产生模型，对相应的立体声解码过程进行 建模和仿真。设左右声道的信号分别为1000Hz和2000Hz的单频测试信号。 根据题设要求建立的仿真模型如下图所示。立体声副信号解调的载波是通过对导频 的二倍频锁相环路提取的。模型中设置了一个手动切换开关来模拟锁相环失锁情况 。
第7章 模拟通信系统的建模仿真
仿真结果参见下图。其中，（a）图为发送波形，（b）图为正确解码的立体 声输出波形，（c）图为手动开关将导频信号断开后锁相环失锁后的解码输出， 波形形状将随相干载波相位变化而变化。
第7章 模拟通信系统的建模仿真
第7章 模拟通信系统的建模仿真
代入设计要求的输出信噪比SNRout 可计算出相应信道中应加入的噪 声方差值。
计算程序和结果如下：
SNR_dB=20; % 设计要求的输出信噪比(dB) SNR=10.^(SNR_dB/10); m_a=0.3; % 调制度
P=0.5+(m_a^2)/4; % 信号功率
建立调频发射机立体声基带信号的测试系统模型如下图。
第7章 模拟通信系统的建模仿真
第7章 模拟通信系统的建模仿真
仿真步长设置为1e-6秒，仿真运行结果如下图所示。
第7章 模拟通信系统的建模仿真
7.3.2 调频立体声接收机模型
调频立体声解调也称为立体声解码，其原理方框模型参见图。
第7章 模拟通信系统的建模仿真
第7章 模拟通信系统的建模仿真
实例7.3 建立一个调频发射机中立体声基带信号的产生模型，并仿
真观察其频谱。
左右声道信号L(t) 和R(t) 通常是相关的，即为同一音源经 过不同路径到达人左右耳的结果，人通过分辨这两个信号之间相 位和幅度的细微差别来获得音源位置感。因此，立体声副信号 L(t)-R(t) 的功率相对于主信号L(t)+R(t) 的功率一般要小得多。 为了模拟左右声道的相关性，可用一个音频扫频源经过不同衰减 和相位移动得出左右声道信号。
第7章 模拟通信系统的建模仿真
主 要 内 容
调幅广播系统的仿真 第2章 Matlab使用基础 第3章 Simulink建模仿真基础 第4章 创建Simulink模型 第5章 基本通信模块的建模与分析
第7章 模拟通信系统的建模仿真
7.1 调幅广播系统的仿真
模拟幅度调制是无线电最早期的远距离传输技术。 在幅度调制中，以声音信号控制高频率正弦信号的幅 度，并将幅度变化的高频率正弦信号放大后通过天线 发射出去，成为电磁波辐射。
W=8025.7e3; % 仿真带宽 Hz B=12e3; % 接收选频滤波器带宽
Hz sigma2=P/SNR*W/B % 计算结果：信道噪声方差
sigma2 = 3.4945
第7章 模拟通信系统的建模仿真
根据以上计算进行仿真模型的参数设置。测试仿真模型如下图所示。
第7章 模拟通信系统的建模仿真
下面的实例仿真了一台超外差式中波收音机的信号处理过程，
其中以不同载波频率同时传输了两路不同的调幅信号，以模拟频分
复用方式传输多路信号的原理。接收机可通过设置不同的本机振荡 频率来选择接收其中某一路信号。
„实例7.2‟调幅中波收音机的接收频率段为550KHz到1605KHz，中频 为465KHz。调幅传输模型同实例5.1，试对超外差式中波收音机建 模，要求接收频率范围可调。 根据题设要求建立的模型如下图所示。
第7章 模拟通信系统的建模仿真
第7章 模拟通信系统的建模仿真
实例7.1 试对中波调幅广播传输系统进行仿真，模型参数指标参照实际系 统设置。 (1)基带信号：音频，最大幅度为1。基带测试信号频率在100Hz到6000Hz 内可调。 (2)载波：给定幅度的正弦波，为简单起见初相位设为0，频率为550KHz到 1605KHz可调。 (3)接收机选频滤波器带宽为12KHz，中心频率为1000KHz。 (4)在信道中加入噪声。当调制度为0.3时，设计接收机选频滤波器输出信 噪比为20dB，要求计算信道中应该加入噪声的方差，并能够测量接收机选 频滤波器实际输出信噪比。
某次仿真执行后，测试信噪比为20.14dB，与设计值20dB相符。接收滤波 器输出的调幅信号以及发送调幅信号的波形对比仿真结果如下图所示。
图：接收滤波器输出的调幅信号以及发送调幅信号的波形仿真结果
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7.2 频分复用和超外差接收机的仿真模型
第7章 模拟通信系统的建仿真
第7章 模拟通信系统的建模仿真
图中分别给出了示波器显示的对两发射信号的接收仿真波形。
图： 超外差接收机分别对1000KHz和1200KHz载波的调幅电台信 号的中频输出波形的解调结果
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7.3 调频立体声广播系统的建模仿真
7.3.1 调频立体声广播的信号结构和仿真模型
第7章 模拟通信系统的建模仿真