第6章构建通信系统仿真模型

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《MATLAB仿真在现代通信中的应用》课件_第6章

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此外,由于采用手持机同卫星直接联系的方式,导致铱 星电话在建筑物内无法收发信号。这成为其一个严重的缺陷。 铱星手持机功率大,耗电多,过于笨重,使用不方便,也不 利于人体健康。用户需要特殊的培训,每部电话机必须附带 整整一个背包的附件。摩托罗拉公司的铱星双模式手机重约 454 g,京瓷公司的铱星单模式和双模式手机均重400 g,它们 比重量不到100 g的GSM手机笨重得多,使用也不方便。当铱 星系统与蜂窝电话网络相连时,必须适应不同的区域传输标 准,由此产生的转换成本给用户带来了不便。在语音质量和 传输速度方面,铱星电话远远比不上蜂窝电话。
铱星移动通信系统计划开始了个人卫星通信的新时代。 与目前使用的静止轨道卫星通信系统相比,铱星主要具有两 方面的优势:一是轨道低,传输速度快,信息损耗小,通信 质量大大提高; 二是不需要专门的地面接收站,每部卫星移 动手持电话都可以与卫星连接,这就使地球上人迹罕至的不 毛之地、通信落后的边远地区、自然灾害现场的通信都变得 畅通无阻。
然而,由于铱星系统资费过高、终端昂贵、系统维护费 用高昂,使用铱星系统的用户量很少,“铱星”业务在市场 上的用户最多时才5.5万,而据估算它必须发展到50万用户才 能赢利。由于巨大的研发费用和系统建设费用,铱星背上了 沉重的债务负担。2000年,铱星背负了40多亿美元债务正式 破产。铱星在2001年接受新注资后起死回生,现在,美国军 方是它的主要客户。
铱星移动通信系统的建设思想早在1987年就由美国提出, 早期计划在天空上设置7条卫星运行轨道,每条轨道上均匀分 布11颗卫星,组成一个完整的卫星移动通信的星座系统。由 于它们就像化学元素铱(Ir)原子核外的77个电子围绕其运转一 样,因此该全球性卫星移动通信系统被称为铱星系统。后来 经过优化设计,设置6条卫星运行轨道就能够满足技术性能要 求,因此,全球性卫星移动通信系统的卫星总数被减少到66 颗,但仍习惯称为铱星移动通信系统。铱星移动通信系统中, 每颗卫星的质量为670 kg左右,功率为1200 W,采取三轴稳 定结构,每颗卫星的信道为3480个,服务寿命为5~8年。铱 星移动通信系统最大的技术特点是通过卫星与卫星之间的接 力来实现全球通信,相当于把地面蜂窝移动电话系统搬到了 天上。

通信系统模型PPT课件

通信系统模型PPT课件

2021/3/9
5
模拟通信系统模型
2021/3/9
6
数字通信系统模型
2021/3/9
7
数据通信系统
数据通信是指依据通信协议,利用数据传输技术(模 拟传输或数字传输)在两个功能单元之间传递信息。 数据通信离不开计算机技术,从某种意义上说,数 据通信可以看成是数字通信的特例。 研究数据通信系统包括两方面内容:
通信双方为交换数据而建立连接 通信双方数据处理设备的其它协商工作 差错控制:检测或纠正因信号失真或信道噪声等原 因而产生的传输差错 流量控制:保证信宿设备不会因信源设备发送太快 以至无法及时接收和处理这些数据而导致超载
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22
通信主要任务
寻址
当传输设施被两个以上设备共享时,信源必须给出 信宿的标识
连续波
模拟
线性 AM,SSB,VSB 非线性 FM,PM
数字
ASK,FSK,PSK, QAM
脉冲调制
模拟 PAM,PPM
2021/3/9
数字 PCM,ADPCM,CVSD,△M
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数据通信及计算机通信
数据通信是指信源产生的数据,按一定通信协 议,通过模拟传输信道或者数字传输信道,形 成数据流传送到信宿的过程。
数据通信标准可以分为:
事实标准:私有标准和开放标准 法定标准
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标准化组织
国际 标准化组织 (ISO) 国际电信联盟电信标准化部 (ITU-T) 美国国家标准化协会 (ANSI) 电气电子工程师协会 (IEEE) 电子工业协会 (EIA) 贝尔中心
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论坛和管理机构
传输系统的利用 充分合理利用传输设施 复用:在多个用户之间分配传输系统的总传输能力 拥塞控制:保证传输系统不因传输请求过量而超载

通信系统模型综述

通信系统模型综述

通信系统模型综述一、通信系统一般模型通信的目的是传输信息,进行信息的时空转移。

通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。

实现通信的方式和手段很多,如手势、语言、旌旗、烽火台和击鼓传令,以及现代社会的电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等,这些都是消息传递的方式和信息交流的手段。

伴随着人类的文明、不和科学技术的发展,电信技术也是以一日千里的速度飞速发展,如今,在自然科学领域涉及“通信”这一术语时,一般指“电通信”。

广义来讲,光通信也属于电通信,因为光也是一种电磁波。

在电通信系统中,消息的传递是通过电信号来实现的,首先要把消息转换成电信号,经过发送设备,将信号送入信道,在接收端利用接收设备对接收信号做相应的处理后,送给信宿再转换为原来的消息,这一过程可用下图的通信系统一般模型来概括。

上图各部分的功能简述如下:图11.信息源信息源(简称信源)的作用是把各种消息转换成原始电信号。

根据消息的种类不同,信源可分为模拟信源和数字信源。

模拟信源输出连续的模拟信号,如话筒(声音—>音频符号)、摄像机(—>视频信号);数字信源则输出离散的数字信号,如电传机(键盘字符—>数字信号)、计算机等各种数字终端。

并且,模拟信源送出的信号经数字化处理后也可送出数字信号。

2.发送设备发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号,即使发送信号的特性和信道特性相匹配,具有抗信道干扰的能力,并且具有足够的功率以满足远距离传输的需要。

因此,发送设备涵盖的内容很多,可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。

对于多路传输系统,发送设备还包括多路复用器。

3.信道信道是一种物理煤质,用来将来自发送设备的信号传送到接收端。

在无线信道中,信道可以是自由空间;在有线信道中,可以是明线、电缆和光纤。

有线信道和无线信道均有多种物理煤质。

信道既给信号以通路,也会对信号产生各种干扰和噪声。

信道的固有特性及引入的干扰和噪声直接关系到通信的质量。

详解MATLAB simulink通信系统建模与仿真 第六章ppt

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。

无线通信系统能效优化仿真模型构建与真实业务场景验证

无线通信系统能效优化仿真模型构建与真实业务场景验证

无线通信系统能效优化仿真模型构建与真实业务场景验证无线通信系统的能效优化一直是研究的热点之一。

为了提高通信系统的能效,科学家们提出了许多模型和方法。

其中,利用仿真模型构建和验证真实业务场景是一种有效的手段。

本文将介绍如何构建无线通信系统能效优化的仿真模型,并通过真实业务场景验证其有效性。

首先,我们需要选择一个合适的仿真工具。

常见的无线通信仿真工具有MATLAB、ns-3、OPNET等。

根据研究需求和资源限制,选择适合自己的仿真工具。

接下来,我们将按照以下步骤构建无线通信系统能效优化的仿真模型:1. 系统框架设计:根据研究的目标和需求,设计无线通信系统的框架。

包括网络拓扑、通信协议和算法、用户行为模型等。

例如,可以选择基于LTE的无线通信系统作为研究对象,考虑到网络中的基站、用户终端、信道模型等要素。

2. 参数设置和模型搭建:根据研究的问题,设置仿真模型的参数。

包括系统容量、用户数量、工作频段等。

搭建仿真模型,使用仿真工具实现系统各个组件的模型,并设置各个部分的参数。

例如,设置基站发射功率、用户终端的移动速度、信道衰落模型等。

3. 数据采集和分析:运行仿真模型,采集各个节点的数据。

包括网络状态、系统性能、能耗等。

利用仿真工具的数据分析功能,对数据进行统计和分析。

可以得到系统的能效指标,如能量效率、能耗分布等。

4. 优化算法设计和验证:根据系统模型和分析结果,设计能效优化算法。

例如,可以通过功率控制、资源分配、调度算法等手段来提高系统的能效。

在仿真模型中验证算法的有效性。

根据不同的场景和问题,设计不同的实验,利用仿真模型进行验证。

例如,可以比较不同的算法在系统能效、用户体验等方面的表现。

5. 真实业务场景验证:在仿真模型的基础上,选择一个真实的业务场景进行验证。

可以选择现有的真实网络或者搭建实验环境。

在真实业务场景中进行测试和评估,比较仿真模型的结果和真实场景的数据。

可以评估仿真模型的准确性和可靠性。

通信系统模型

通信系统模型

11110
E类留作将来使用
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通信系统模型
子网的划分
• 网络中再划分更小的网络
• 子网的地址:借用主机位,从主机ID最高位 开始借位变为新的子网位,剩余为主机位, 由此,
IP地址=网络+子网位+主机位
例:01011010 10011100 00001111 11110000
01011010 10011100 00001111 11110000
网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址,依 次屏蔽物理网络地址的差异。
• IP:Internet Protocol(网际协议),提供一种全 网间网通用的地址格式,并在统一管理下进行 地址分配,保证一个地址对应一台网间网主机 (包括网关)
• IP地址——IP层所用到的地址(又叫网间网地址),
由类别、网络号和主机号组成,用4个字节共32位二进 制代码表示。如:
PPT文档演模板
通信系统模型
4.传输层 ( Transport layer )
传输层的主要任务是向用户提供可靠的端到端(End-toEnd)服务,透明地传送报文。它向高层屏蔽了下层数 据通信的细节,因而是计算机通 )
会话层的主要任务是组织两个会话进程之间的通信, 并管理数据的交换;
机(理论)
B类:用于大型机构,如大学和大公司,支持65000台主机 C类:用于使用IP网络的其他机构,每个网络主机不超过255台 D类:预留组播地址 E类:实验性地址
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通信系统模型
IP地址分类
IP地址 类型
A类 B类 C类 D类 E类
第一字节 二进制 十进制范围 固定最高位
1-127
01100101 00111010 11100011 01010101

138_(精选)通信原理及System View仿真测试第6章 数字基带传输系统课件

138_(精选)通信原理及System View仿真测试第6章 数字基带传输系统课件

第6章 数字基带传输系统
(1) 码型中应不含直流分量, 且低频分量尽量少。 (2) 码型中高频分量尽量少, 以便节省传输频带和减小串 扰。 所谓串扰, 是指同一电缆内不同线对之间的相互干扰。 基带信号的高频分量越大, 对邻近线产生的干扰越严重。 (3) 信号的抗噪声能力要强。 产生误码时, 在译码中产 生误码扩散的影响越小越好。 (4) 码型中应包含定时信息, 这样有利于提取位同步信 号。 (5) 编码方案要能适用于信源变化, 与信源的统计特性 无关。
第6章 数字基带传输系统
图6-3 双极性和单极性波形的SystemView仿真模型
第6章 数字基带传输系统
图6-4 双极性不归零和归零信号的波形
第6章 数字基带传输系统
图6-5 单极性不归零和归零信号的波形
第6章 数字基带传输系统
6.2 基带传输的常用码型
6.2.1 传输码的码型选择原则
传输码又称为线路码, 它的结构将取决于实际信道的 特性和系统工作的条件。 由于不同的码型具有不同的特性, 因此在设计适合于给定信道传输特性的码型时, 通常需要 遵循以下原则:

同理, 可以分析出RZ的功率谱为
第6章 数字基带传输系统
第6章 数字基带传输系统
例6-2 求双极性波形矩形脉冲序列的功率谱。 解: 对BNRZ, 设 则由式(6-5)和式(6-8)知, 其功率谱密度为
第6章 数字基带传输系统
当P=0.5时 Ps(f)=fs|G(f)|2 其中, G(f)是g(t)的傅里叶变换, 经计算
第6章 数字基带传输系统
图6-6 AMI码图形
第6章 数字基带传输系统
AMI码为三元码, 伪三进制。 其优点有: (1) “0”、 “1”不等概率出现时也无直流。 (2) 零频附近的低频分量小。 因此, 对具有变压器或 者其他交流耦合的传输信道来说, 不易受隔直特性的影响。 (3) 整流后即为RZ码。 (4) 若接收端收到的码元极性与发送端的完全相反, 也 能正确判决。 AMI码的缺点是, 连0码多时, AMI整流后的RZ码连0 也多, 不利于提取位同步信号。

通信系统的仿真

通信系统的仿真

通信系统的仿真温艳艳【摘要】通信系统仿真是以通信系统为对象建立模型,利用计算机对模型进行运算已达到模拟实际通信系统的目的.通常将实现信息传输的系统称为通信系统.由于现代通信系统结构越来越复杂,若对其进行完整仿真是很困难的.因此,可以通过简化问题的方法来降低系统的复杂度,将系统以模块化的形式表示,再针对其中各个模块分别进行建模.这一方法不管是在设计仿真还是在系统性能评估中均得以应用.以无线电通信系统为仿真对象,对于无线电通信系统常涉及到的调制与解调、信号在无线信道中传输和信号接收的问题进行研究.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2017(044)006【总页数】3页(P106-108)【关键词】通信系统;建模;仿真【作者】温艳艳【作者单位】天津现代职业技术学院天津300350【正文语种】中文【中图分类】TN91通信系统仿真主要包括两部分内容:①通信系统的模型构造;②通信系统模型的使用和执行。

在发送端,第1个变换是输入变换器,它把要传输的信号变成电信号,该信号一般是低频的,而且包括零频附近的分量,通常把该信号称为基带信号。

第2个变换是把基带信号变成为适合在信道中传输的信号形式,并送入信道,该变换一般称为调制。

通信系统类型很多,不同的分类方法有着不同的名称,不用的应用场合会采用不同的通信技术,但对于所有通信系统其实质是一样的,都是把发送端的信息通过某一信道传递到接收端。

一般而言,人们习惯把通信系统划分为模拟通信系统和数字通信系统,前者信道中传输的是模拟信号,后者信道中传输的是数字信号。

对于模拟通信系统仿真来说,即使其真实系统传输的是模拟电信号,但是在计算机仿真中,仍须对其离散数字化。

因此,从计算机仿真的角度,模拟通信系统的仿真处理与数字通信系统仿真区别不大。

通信系统的系统级模型,概括起来包括信号源、调制器、发射机、信道、解调器和接收机。

2.1 信号源信号源可以是通信系统仿真的起点,也可以是某仿真子系统的中继,或者是系统仿真中需要的噪声和干扰。

《通信系统仿真设计》课件

《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。

第6章_通信系统仿真

第6章_通信系统仿真
一般情况下,a为调制指数 载波:c(t ) Ac cos(2πfct )
常规AM调制:u(t ) 1 a * m(t )* c(t )
常规AM解调:包络检波 或者 SSB-AM解调
二. 调制解调分析
4.频率调制(FM) FM信号: t u(t ) cos(2π[ fc kc m(t )]t ) cos(2πfct kc m( )d )
格式:y=demod(x,Fc,Fs,method…)
功能:x为输入信号,Fc为载波频率,Fs为采样频率
method am pm 抑制载 抑制载 波双边 amssb 波单边 带调制 带调制 QAM 相位 qam 调制 调制 fm pwm 频率 调制 脉冲宽 度调制
(3) 通带模拟调制/解调函数
二. 调制解调分析
幅度调制(AM) 模拟 调制
• 普通幅度调制(AM) • 抑制载波双边带调 制(DSB-SC) • 单边带调幅(SSB) • 残留边带调幅(VSB)
• 模拟调制的输入信号 为连续变化的模拟量 • 数字调制的调制信号 是离散的数字量
常 用 的 调 制 方 式
频率调制(FM) 相位调制(PM)
y ( x)
x
x(t )
t
广泛采用两种对数压缩律: μ压缩律:美、日、韩 A压缩律:中国、欧洲
t
一. 信源编码与译码
1.标量量化 (1)信源编码中的μ律或A律压缩和扩展:compand( )
格式:out=compand(in, param, V, method) param为 μ值或者A值,V为峰值
第6章 通信系统建模
第6章 通信系统建模 信源编码与译码 调制与解调分析 数字信号基带传输分析

通信系统建模与仿真

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 。

《通信系统仿真设计》课件

《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

通信系统的仿真
s t u d i e s t h e p r o b l e ms i n v o l v e d i n t h e c o mmu n i c a t i o n s y s t e m s u c h a s mo d u l a t i o n a n d d e mo d u l a t i o n , t r ns a mi s s i o n a n d r e e e p -
关键词 :通信 系统 建模 仿 真
文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1 0 0 6 — 8 9 4 5 ( 2 0 1 7 ) 0 5 . 0 1 0 6 . 0 3 中 图分 类号 :T N9 1
Co mm u n i c a t i o n S y s t e m S i mu l a t i o n
t i o n o f t h e i l f f o r ma t i o n o v e r wi r e l e s s c h a n n e 1 .
Ke y wo r d s :c o mmu n i c a t i o n s y s t e m ; mo d e l i n g; s i mu l a t i o n
W EN Ya n y a n
( T i a n j i n Mo d e m V o c a t i o n a l T e c h n o l o g y C o l l e g e ,T i a n j i n 3 0 0 3 5 0 ,C h i n a ) Ab s t r a c t :T a k i n g c o mmu n i c a t i o n s y s t e m a s t h e o b j e c t , mo d e l c a l c u l a t i o n w a s c a r r i e d o u t t o s i mu l a t e t h e r e a l c o mmu n i c a -

通信系统的MATLAB仿真(通信实验必看)

通信系统的MATLAB仿真(通信实验必看)

第 6 章 通信系统仿真
6.3 差错控制编/译码方法
在通信系统中,差错控制编/译码技术被广泛地用于检查和纠正信息在传递过程中 发生的错误。在发送端,差错控制编码添加了一定的冗余码元到信源序列;接收时就利 用这些冗余信息来检测和纠正错误。纠错编码主要有分组码和卷积码两种类型。 MATLAB通信工具箱提供了一系列函数用于有限域计算。概率解码中最常用的是 Viterbi解码,用于卷积码解码。常用的纠错编码方法包括线性分组码、海明码、循环码、 BCH码、Reed-Solomon码和卷积码。 1. 纠错编码函数 纠错编码函数encode( )及译码函数decode( ) 格式: 格式:code=encode(msg, N, K, method, opt) 功能:用method指的方法完成纠错编码。其中msg代表信息码元;method是允许的编 码方法,包括hamming 、linear等, opt是一个可选择的优化参数。 格式: 格式:msg=decode(code,n,k,method) 功能:用指定的method方式进行译码。为了正确地复制出信源序列,编码和译码的调 用方式必须相同。
x ∈ Ri = Q ( x) = x i
N
易见,这类量化引入了失真,其均方误差为:
D= ∑ ∫ R ( x x i ) 2 f x ( x ) dx
i =1
1
其中f(x)是信源随机变量的概率密度函数。信号量化噪声比(SQNR)为:
SQNR = 10 log 10
E[ X 2 ] D
第 6 章 通信系统仿真
在MATLAB通信工具箱中提供了两种信源编译码的方法:标量量化和预测量化。 1.标量量化 标量量化 律压扩计算函数compand( ) (1)信源编码中的 律或 律压扩计算函数 信源编码中的 律或A律压扩计算函数 格式: 格式:out=compand(in, param, V, method) 功能:实现 律或A律压扩,其中param为 值,V为峰值。压扩方式由method指定。

通信系统的仿真

通信系统的仿真
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

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。

第6章 构建通信系统仿真模型

第6章 构建通信系统仿真模型

第6章 构建通信系统仿真模型
•其概念模型如下图所示。
•信源:连续信源和离散信源两类。 •发送设备:匹配于信号传输特性并送入信道中。包含不同物理量表示信 号之间的转换,也包含信号不同形式之间的转换,信号过滤和功率变换的 滤波器和功率放大器等等。 •物理信道是信号传输的通路。分为有线信道和无线信道两类,分为时不 变信道(也称恒参信道)和时变信道(变参信道)两类。 •接收设备:负责将发送端信息从含有噪声和畸变的接收信号中尽可能正 确地提取出来。
第6章 构建通信系统仿真模型
6.2 通信系统主要性能指标
有效性和可靠性是通信理论研究的重要问题,也是通信系统 最基本、最主要的质量指标。
模拟通信系统的可靠性一般采用信噪比(SNR)来衡量。信噪 比(SNR)定义为传输信号带宽内的信号功率与噪声功率之比。 接收输出的信噪比越高则通信质量越好。传输信号功率、信道衰 减、信道中噪声大小以及系统所采用的调制方式等都将影响接收 机的输出信噪比。
第6章 构建通信系统仿真模型
6.3 通信系统建模的要点
根据建模目的、模型形式和建模进程不同,通信系统 的建模过程可以分解为以下四个阶段:
建模的模型分层阶段; 建模的模型设计阶段; 建模的模型描述阶段; 建模的模型开发阶段。
在模型分层阶段,将建模对象自上而下分解为若干功能 层次,也就是将建模系统对象不断分解为下一级的功能子系统, 最终仿真实现这些子系统。综合前述的通信概念模型,我们可以 得到一个更为一般的点对点数字通信系统方框模型,如下图所示。
第6章 构建通信系统仿真模型
第6章 构建通信系统仿真模型
模拟通信系统的概念模型如下图所示。
第6章 构建通信系统仿真模型
第6章 构建通信系统仿真模型
数字通信系统的概念模型如下图所示。需要指出的是,图中各个模块和模块功能 在具体的系统中不一定全部采用。采用哪些模块和模块中的哪些具体功能要取决 于相应通信系统的具体设计要求。但发送端和接收端的模块是相互对应的,例如 发送端使用了编码器,则接收端必须使用对应的解码器。

基于MWorks的移动通信系统仿真可行性与性能分析

基于MWorks的移动通信系统仿真可行性与性能分析

基于MWorks的移动通信系统仿真可行性与性能分析第一章移动通信系统概述随着科技的不断发展,移动通信系统已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

本章将对移动通信系统进行概述,包括其定义、发展历程、关键技术和应用领域等方面。

移动通信系统(Mobile Communications System,简称MCS)是一种利用无线电波在空中传输信息的技术,使得用户可以在不同地点之间进行语音、数据、图像等信息的实时交流。

移动通信系统主要包括基站子系统(Base Station Subsystem,简称BSS)、核心网络子系统(Core Network Subsystem,简称CNSS)和终端设备子系统(Terminal Equipment Subsystem,简称TES)。

基站子系统负责与终端设备子系统之间的无线连接,核心网络子系统负责处理和管理整个系统的信令、计费、资源分配等功能。

移动通信系统的发展可以追溯到20世纪70年代末和80年代初,当时主要采用模拟技术进行通信。

随着数字技术的发展,尤其是码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)技术的引入,移动通信系统开始进入数字时代。

21世纪初,随着移动互联网的兴起,移动通信系统又进入了一个新的发展阶段,各种新的技术和应用层出不穷,如4G、5G、物联网等。

频谱资源管理:合理分配和利用无线电频谱资源,以满足不同业务需求和覆盖范围的要求。

信道编码与调制:通过信道编码技术提高信号抗干扰能力,实现高效、稳定的数据传输;通过调制技术将信息信号转换为适合无线传输的电磁波信号。

1多址与冲突检测:采用多址分配技术(如随机接入、时分多址等)实现多个用户同时接入;通过信道估计、空时分组码等技术检测和避免信道冲突。

功率控制与节能:通过动态调整发射功率,实现能量的有效利用,降低能耗。

网络优化:通过统计分析、预测算法等手段对网络性能进行实时监控和优化,提高网络质量和用户体验。

第6章 数字基带传输 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]

第6章 数字基带传输 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]
• 6.3.1 基带4-PAM的信号波形 • 6.3.2 基带4-PAM信号在AWGN信道下的最佳接收 • 6.3.3 基带4-PAM信号在AWGN信道下的传输性能
6.4 带限信道的信号传输
• 6.4.1 带限信道 • 6.4.2 带限信道信号无ISI的条件 • 6.4.3 带限信道信号传输的仿真
6.1 概述
数字基带传输系统
数字 基带信号
信道信号 形成器
GT( )
n(t)
信道 C( )
接收 滤波器
GR( )
同步 提取
抽样 判决器
6.2 二进制基带信号传输
6.2.1 二进制基带信号的最佳接收
信号相关器或匹配滤波器
6.2.1 二进制基带信号的最佳接收
6.2.1 二进制基带信号的最佳接收
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
第6章 数字基带传输
本章内容
6.1 概述 6.2 二进制基带信号传输
• 6.2.1 二进制基带信号的最佳接收 • 6.2.2 正交信号在AWGN信道下的传输性能 • 6.2.3 双极性信号在AWGN信道下的传输性能 • 6.2.4 单极性信号在AWGN信道下的传输性能
6.3 基带PAM信号传输
由相关器或匹配滤波器再加上一个幅度检测 器来实现
6.3.2 基带4-PAM信号在AWGN信道 下的最佳接收
6.4.1 带限信道
6.4.1 带限信道
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
6.4.2 带限信道信号无ISI的条件
6.2.2 正交信号在AWGN信道下的传 输性能
6.2.2 正交信号在AWGN信道下的 传输性能
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(bit/s),用符号Rb表示。
第6章 构建通信系统仿真模型
频带利用率用系统单位频带内所实现的信息传输速率来衡量。表示为
Rb / B (bit/s/Hz)
式中,B为系统所需的传输带宽,Rb为系统的信息速率。
信道容量的理论公式为:
C B log2 1 S N (bit/s)
这就是著名的香农信道容量公式,简称香农公式。 在系统传输的码元总数中发生差错的码元数所占的比例称误码率。记为
第6章 构建通信系统仿真模型
•其概念模型如下图所示。
•信源:连续信源和离散信源两类。 •发送设备:匹配于信号传输特性并送入信道中。包含不同物理量表示信 号之间的转换,也包含信号不同形式之间的转换,信号过滤和功率变换的 滤波器和功率放大器等等。 •物理信道是信号传输的通路。分为有线信道和无线信道两类,分为时不 变信道(也称恒参信道)和时变信道(变参信道)两类。 •接收设备:负责将发送端信息从含有噪声和畸变的接收信号中尽可能正 确地提取出来。
消除隐患,确保安全,保障稳定,促 进发展 。20.10. 720.10. 7Wedn esday , October 07, 2020 人民消防人民办,办好消防为人民。1 2:59:09 12:59:0 912:59 10/7/20 20 12:59:09 PM 做好安全工作,树立企业形象。20.10. 712:59:0912:5 9Oct-2 07-Oct- 20 绊人的桩不在高,违章的事不在小。1 2:59:09 12:59:0 912:59 Wedne sday , October 07, 2020 人人保安全,家家笑开颜。20.10.720. 10.712:59:0912 :59:09 October 7, 2020 每项振作求质量,产品质量有保障。2 020年1 0月7日 下午12 时59分 20.10.7 20.10.7 人人有专职,工人有程序,检查有标 准,做 好留证 据。202 0年10 月7日星 期三下 午12时 59分9 秒12:59:0920.1 0.7 由前至后一条拉,从上到下一条心。2 020年1 0月下 午12时5 9分20. 10.712:59Octo ber 7, 2020 创名牌、夺优质,全厂员工齐努力。2 020年1 0月7日 星期三 12时59 分9秒1 2:59:09 7 October 2020 质量放松,劳而无功.安全发展,国泰民 安。下 午12时 59分9 秒下午1 2时59 分12:59:0920.1 0.7 读安全书,做安全人。体系有效运行 ,销售 蒸蒸日 上。20. 10.720. 10.712:5912:59 :0912:5 9:09Oc t-20 同心协力,提高品质。2020年10月7日 星期三 12时59 分9秒 Wednes day , October 07, 2020 质量是制造出来的,而不是检验出来 的。20. 10.7202 0年10 月7日星 期三12 时59分 9秒20. 10.7
第6章 构建通信系统仿真模型
6.3 通信系统建模的要点
根据建模目的、模型形式和建模进程不同,通信系统的 建模过程可以分解为以下四个阶段:
建模的模型分层阶段; 建模的模型设计阶段; 建模的模型描述阶段; 建模的模型开发阶段。
在模型分层阶段,将建模对象自上而下分解为若干功能层 次,也就是将建模系统对象不断分解为下一级的功能子系统,最 终仿真实现这些子系统。综合前述的通信概念模型,我们可以得 到一个更为一般的点对点数字通信系统方框模型,如下图所示。
第6章 构建通信系统仿真模型
• 有效性质量指标
有效性质量指标是衡量系统传输能力的主要指标,通常从 码元速率、信息速率、数据传送速率、功率利用率和频带 利用率等方面来考虑。 1.码元速率(或称调制速率) 每秒钟传输数据信号码元的数目称为码元速率。单位:波
特(B),用符号RB表示。
2.信息速率(或称数据传信速率) 每秒钟传输的信息量称为信息速率。单位:比特/秒
第6章 构建通信系统仿真模型
6.2 通信系统主要性能指标
有效性和可靠性是通信理论研究的重要问题,也是通信系统最 基本、最主要的质量指标。 模拟通信系统的可靠性一般采用信噪比(SNR)来衡量。信噪 比(SNR)定义为传输信号带宽内的信号功率与噪声功率之比。 接收输出的信噪比越高则通信质量越好。传输信号功率、信道衰 减、信道中噪声大小以及系统所采用的调制方式等都将影响接收 机的输出信噪比。 对于数字通信系统,其有效性是通过传输速率和频带利用率来衡 量的,而可靠性则以差错率来描述。
第6章 构建通信系统仿真模型
在发送端,信源输出的消息经过信源编码得到一个具有若干离散 取值的离散时间序列。信源编码的功能是: (1)将模拟信号转换为数字序列; (2)压缩编码,提高通信效率; (3)加密编码,提高信息传输安全性。
信源编码的输出序列将送入信道编码器,信道编码的功能是: (1)负责对数字序列进行差错控制编码,如分组编码,卷积编码,交
第6章 构建通信系统仿真模型
第6章 构建通信系统仿真模型
6.1 通信系统的基本模型 6.2 通信系统主要性能指标 6.3 通信系统建模的要点
第6章 构建通信系统仿真模型
6.1 通信系统的基本模型
信息---消息---信号---电信号之间的关系 信号和系统之间的关系 点对点通信系统:设备和传输信道 任何点对点通信系统都由发送端(信源和发送设备)、 接收端(接收设备和信宿)以及其间的物理信道组成, 其概念模型如下图所示。
第6章 构建通信系统仿真模型
第6章 构建通信系统仿真模型
模拟通信系统的概念模型如下图所示。
第6章 构建通信系统仿真模型
第6章 构建通信系统仿真模型
数字通信系统的概念模型如下图所示。需要指出的是,图中各个模块和模块功能 在具体的系统中不一定全部采用。采用哪些模块和模块中的哪些具体功能要取决 于相应通信系统的具体设计要求。但发送端和接收端的模块是相互对应的,例如 发送端使用了编码器,则接收端必须使用对应的解码器。
第6章 构建通信系统仿真模型
第6章 构建通信系统仿真模型
一般数字通信系统的一系列基本功能子系统包括:
信号源 信息源 信源编码和解码 信道编码和解码 射频调制与解调 振荡器、混频器、变频器和功率放大器 滤波和自适应均衡 信道 多路复用以及多址接入 噪声和干扰源 同步:包括载波同步、扩频码同步、符号同步、数据帧同步等等
式中,n是在一定时间P内e系统传nl输im的码n元n总e 数;ne是在相同时 构建通信系统仿真模型
在对通信系统质量指标的建模和仿真中,我们经常 改变信道中的噪声功率,即在不同信噪比条件下,通 过蒙特卡罗随机试验统计传输差错率,从而得出信噪 比与差错率之间的统计关系曲线。
织和扰乱等等,以抵抗信道中的噪声和干扰,提高传输可靠性; (2)对差错控制编码输出的数字序列进行码型变换(也称为基带调
制),如单双极性变换、归零-不归零码变换,差分编码,AMI编码, HDB3编码等等,其目的是匹配信道传输特性,增加定时信息,改变 输出符号的统计特性并使之具有一定的检错能力; (3)对输出码型进行波形映射,以适应于带限传输信道,如针对带限 信道的无串扰波形的成形滤波、部分响应成形滤波等。
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