通信系统仿真课程设计报告

通信系统仿真课程设计报告

题目：基于Matlab的通信系统仿真班级：

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学号：

指导老师：

一、系统综述

利用Matlab仿真软件，完成如图所示的一个基本的数字通信系统。信号源产生0、1等概分布的随机信号，映射到16QAM的星座图上，同时一路信号已经被分成了实部和虚部，后边的处理建立在这两路信号的基础上。实部、虚部信号分别经过平方根升余弦滤波器，再加入高斯白噪声，然后通过匹配滤波器（平方根升余弦滤波器）。最后经过采样，判决，得到0、1信号，同原信号进行比较，给出16QAM数字系统的误码。

系统框图

二、系统实现

1、随机信号的产生

利用Matlab中自带的函数randint来产生n*k随机二进制信号。源程序如下：

M = 16;

k = log2(M); % 每个符号的比特数

n = 6000; % 输入码元的长度

fd=1;

fc=4*fd;

fs=4*fc;

xEnc = randint(n*k,1); %产生长度为n*k的随机二进制信号

plot(xEnc);

2、星座图映射

将随机二进制信号映射到16QAM星座图上。每四个bit构成一个码子，具体实现的方法是，将输入的信号进行串并转换分成两路，分别叫做I路和Q路。再把每一路的信号分别按照两位格雷码的规则进行映射，这样实际上最终得到了四位格雷码。为了清楚说明，参看表1。

16QAM调制模块程序如下：

function [ gPsk,map ] = qam_modu( M )

gPsk = bitxor(0:sqrt(M)-1,floor((0:sqrt(M)-1)/2))';%转换成格雷码

% 产生16QAM的星座对应点的十进制数值

map = repmat(gPsk,1,sqrt(M))+repmat(sqrt(M)*gPsk',sqrt(M),1);%remat(A,m,n)表示复制m行A，n列A

map = map(:);

end

星座图映射模块程序如下（系统框图中图1的程序）：

function xmod = plot_astrology(M,k,mapping,xEnc,d)

t1 = qammod(mapping,M);% 16-QAM调制，将十进制数化为复数

if(d==1)

scatterplot(t1); % 星座图（图1）

title('16QAM调制后的星座图（图1）')

grid on

hold on;

% 加入每个点的对应4位二进制码

for jj=1:length(t1)

text(real(t1(jj))-0.5,imag(t1(jj))+0.5,dec2base(jj-1,2,4));

end

set(gca,'yTick',(-(k+1):2:k+1),'xTick',(-(k+1):2:k+1),...

'XLim',[-(k+1) k+1],'YLim',[-(k+1) k+1],'Box','on',...

'YGrid','on', 'XGrid','on');

end

xlabel ('In-Phase');

hold off;

set(gcf,'Color','w')

xSym = reshape(xEnc,k,numel(xEnc)/k).'; %将一个长信号变化为每4个一组，分为4

个数的矩阵,用于编码

xSym = bi2de(xSym, 'left-msb') ; %将4位二进制数化为10进制数

xSym = mapping(xSym+1); %映射到星座图上对应该的点

xmod = qammod(xSym,M); %转化为复数形式

end

得到的星座图如图1所示，图上注明了每一个点对应的01序列。

图1 16QAM调制后的星座图

从上边的星座图上可以清楚的看到，任意相邻的两个点之间它们对应的4个bit中只有一个有差别，也就是格雷码的特点。而采用格雷码主要目的是当信噪比较大时，也就是系统的误码率比较低的情况下，当出现一个符号错误的情况下，往往只是这个符号中的一个bit位出现了误码，因此这个情况下误码率和误bit率是4：1，这一特性在后边的误码率计算的过程中会有应用。

3、波形成型（平方根升余弦滤波器）

为了避免相邻传输信号之间的串扰，多元符号需要有合适的信号波形。方波是在本地数字信号处理时常见的波形，但在实际传输时这种方波并不合适。根据奈奎斯特第一准则，在实际通信系统中一般均使接收波形为升余弦滚降信号。这一过程由发送端的基带成形滤波器和接收端的匹配滤波器两个环节共同实现，因此每个环节均为平方根升余弦滚降滤波，两个环节合成就实现了一个升余弦滚降滤波。实现平方根升余弦滚降信号的过程称为“波形成形”，通过采用合适的滤波器对多元码流进行滤波实现，由于生成的是基带信号，因此这一过程又

称“基带成形滤波”。

平方根升余弦滤波器的冲激响应

基带平方根升余弦滤波器具有以下定义的理论函数

?

??

?

???

=????

??-+==0)()||(2sin 2121)(1)(21f H f f f f H f H N N απ )

1(||)1(||)1()1(||αααα+>+≤≤--

21

s s N R T f ==

是奈奎斯特平率，α是滚降系数。 平方根升余弦滤波器的冲激响应很显然的引入了符号间干扰（ISI ）即它的冲激响应在相邻

的抽样点上的值并不象升余弦滤波器那样恒为0。然而造成这一后果的原因在于，当我们引入平方根升余弦滤波器的时候，就是认为整个信道，也就是说，包括信号发送端的滤波器和信号接收端的滤波器，总体的效果是避免了符号间干扰（ISI ），所以，单独看这每一个滤波器，勿庸置疑，它们都是存在着符号间干扰（ISI ）的。

I 路和Q 路信号经过平方根升余弦滤波器后，成形后的波形如图2所。 低通滤波器输出波形实部、虚部程序如下（系统框图中图2的程序）： function ytx = plot_2waybf( rrcFilter,yModUp,delay,overSamp,d ) ytx = conv(rrcFilter,yModUp); if(d==1) figure;

subplot(2,1,1); % 通过滤波器前后信号的实部图 stem(real(yModUp(1:100))); hold on;

plot(real(ytx(1+delay*overSamp:100+delay*overSamp)),'r-'); xlabel('Samples'); ylabel('Amplitude');

title ('通过ＲＲＣ前后信号的实部图（图2）'); legend ('通过RRC 前', '通过RRC 后')

subplot(2,1,2); % 通过滤波器前后信号的虚部图 stem(imag(yModUp(1:100))); hold on;

plot(imag(ytx(1+delay*overSamp:100+delay*overSamp)),'r-'); xlabel('Samples'); ylabel('Amplitude');

title ('通过ＲＲＣ前后信号的虚部图'); legend ('通过RRC 前', '通过RRC 后') hold off;

set (gcf, 'Color', 'w') end end

图2 通过平方根升余弦滤波器后的两路信号

4、加入高斯白噪声

将通过成形滤波器后的信号送到具有高斯白噪声特征的加性信道中，相当于在原信号上加入高斯白噪声。由于高斯白噪声加在了通过插值和滤波后的点上，因此在计算信噪比的时候存在一个信噪比换算的问题。当我们把仿真得到的误码率曲线同理论的误码率曲线相比较的时候，两者的信噪比的定义必须是一致的。一致包括两个方面，一是二者均为每bit 符号上的信号功率和噪声功率的比值，另一个是信号的功率是指那些信息点上的平均功率，噪声也是指信息点上所对应的噪声的平均功率，但由于噪声的功率谱密度是一个定值，所以噪声的平均功率实际上就是噪声的功率谱密度。对于第二点，由于所有信号的平均功率和信息点上的信号的平均功率不同，所以需要在加入高斯噪声的时候进行纠正，具体的公式推导如下。 设SNR 是最后理论计算中的信噪比，'SNR 是加入高斯白噪声后的整体信号（包括插值后的点）的信噪比,

Eb 是每bit 信息点的平均能量，'Eb 是每bit 信号的平均能量，No 是

噪声的平均功率，现在需要推导出SNR 与'SNR 的关系。

?????=='

'

SNR No

Eb SNR No Eb

? Eb Eb SNR SNR '

'= 即两个信噪比的比值就是平均能量的比值。

5、匹配滤波器

在数字传输系统中，滤波器是不可缺少的。滤波器的一个作用是使基带信号频谱成形，例如为了满足奈奎斯特第一准则，基带信号频谱通常采用升余弦滚降形状，这一点在波形成形部分已经有了较详细的介绍。而滤波器的另一个重要作用是在接收端限制白噪声，将信号频带外的噪声滤掉，减少它对信号正确判决的影响。为了能够使滤波器输出信噪比在信息抽样时刻的信噪比最大，所以引入了匹配滤波器。

假设匹配滤波器的频率传递函数为)(f H ，时域冲激响应为)(t h 。滤波器输入为发送信号与噪声的叠加，即

)()()(t n t S t x +=

这里，)(t S 为信号，它的频谱函数为)(f S 。)(t n 为白色高斯噪声，其双边功率谱密度为2

n 。滤波器的输出为

)()]()([)(t h t n t S t y *+=

其中信号部分为

?∞

∞

-=*=df e f H f S t h t S t y ft j S π2)()()()()(

在T t =时刻输出的信号抽样值为

?∞

∞

-=df e f H f S T y fT j S π2)()()(

滤波器输出噪声的功率谱密度为

2|)(|)()(0f H f F f F n n =

平均功率为

?∞

∞

-=df f H f F N n 20|)(|)(0

因此，T t =时刻的输出信噪比为

?

?∞

∞

-∞

∞-=

df f H f F df e f H f S SNR n fT j 2

2|)(|)(|

)()(|π

匹配滤波器的传递函数使SNR 达到最大。在这里利用Schwartz 不等式求解，最后得到传递

函数的表达式为

fT e f KS f H π2*)()(-=

即传递函数与信号频谱的复共轭成正比。 传递函数的时域响应为

)()(t T KS t h -=

匹配滤波器的最大输出信噪比为

?∞

∞

-==00222/|)(|n E

df n f S SNR s

其中，s E 为观察间隔内的信号能量。

具体到这个通信系统中，由于信号的时域响应为

)()()()(00t T h t h T t S -=*=δ

其中)(0t h 是平方根升余弦滤波器的冲激响应。 结合上式可以得到

)()(0t Kh t h =

匹配滤波器实质上是一个具有与发射端的基带成形滤波器相同的滚降系数的平方根升余弦滤波器。接收端的“匹配滤波”是针对发射端的成形滤波而言，与成形滤波相匹配实现了数字通信系统的最佳接收。它与基带成形滤波器共同构成了一个奈奎斯特滤波器。 匹配滤波器输出波形图3所示。

匹配滤波器输出波形实部、虚部程序如下（系统框图中图3的程序）： function d = plot_2wayaft( R,yRx,delay,overSamp,d ) if(d==1) figure;

subplot(2,1,1);

plot(real(R(5+delay*overSamp:delay*overSamp+84)),'r.-'); hold on;

plot(real(yRx(5+2*delay*overSamp:2*delay*overSamp+84)),'bo-'); title('通过RRC 前后波形的实部图（图3）'); xlabel('Samples'); ylabel('Amplitude'); grid on;

axis([0 80 -4 4]);

legend('通过RRC 前',' 通过RRC 后'); subplot(2,1,2);

plot(imag(R(5+delay*overSamp:delay*overSamp+84)),'r.-'); hold on;

plot(imag(yRx(5+2*delay*overSamp:2*delay*overSamp+84)),'bo-'); title('通过RRC 前后波形的虚部图'); xlabel('Samples'); ylabel('Amplitude'); grid on;

axis([0 80 -4 4]);

legend('通过RRC 前',' 通过RRC 后');

end

end

图3 匹配滤波器输出波形实部、虚部图

6、采样

由于从匹配滤波器出来的信号的点数8倍于原来信息的点数，为了恢复出原信号，所以需要对该信号进行采样。从匹配滤波器出来时，首先要剔除卷积过程中冗余的点，接着抽取现在信号中的第1个，第9个，……，第8×k＋1个点。

经匹配滤波并采样后的星座图如图4。

匹配滤波器输出波形星座图程序如下（系统框图中图4的程序）：

function d = plot_astrologyN( yRxDown,d )

if(d==1)

scatterplot(yRxDown.'); %星座图（图4）

title('匹配滤波输出波形星座图（图4）')

hold on;

end

end

图4 匹配滤波器输出波形星座图

7、判决解调

经过前边的匹配滤波器解调或者称为相关解调产生了一组向量，在这里就是一个一维的向量，根据最大后验概率（MAP）准则（由于各个信号的先验概率相等，所以页可以认为是最大似然准则），得到了最小距离检测。具体在本仿真系统中，判断为各个信号的门限如表2所示。判决后得到的数据再按照格雷码的规则还原成0、1信号，最终将两路0、1信号合成一路0、1信号，用来同最初的信号一起决定误码率。

表2 判决电平对应表

8、误码率曲线（BER-SNR曲线）

将解调后的数据同原始数据相比较，得到该信噪比下所对应的误码率。为了得到误码率曲线，需要得到在不同的信噪比下的误码率。在仿真的过程中，假设要得到一个值得信赖的误码率

数据点，至少需要在最后的数据比较的过程中得到100个错误，那么参与仿真的数据点就应该是误码率的倒数乘以100，为了提高程序的效率，首先计算出某个信噪比对应的理论的误码率，然后估计出待仿真的点数。

对于16QAM 信号星座图等效为在两个正交载波上的两个PAM 信号，其中每一个具有4个信号点。因为在解调器中可以将相位正交的两个信号分量完全分开，所以QAM 的错误概率可以由PAM 的错误概率求得。16QAM 系统的正确判决概率是

24)1(P P c -=

式中，4P 是4元PAM 的错误概率，在等效QAM 系统的每一个正交信号中，4元PAM 具有一半的平均功率，通过适当的修改4元PAM 的错误概率，可以得到

)15

3

()411(24s SNR Q P -=

其中s SNR 是平均符号SNR 。因此，16QAM 的错误概率是

24)1(1P P e --=

误码率曲线图（BER-SNR 曲线图）如图5。从图上可以看到当信噪比小的情况下，仿真曲线

和理论曲线差距略大，而随着信噪比的增大，仿真曲线越来越逼进理论曲线，在SNR=4.5dB 处，仿真曲线与理论曲线相交，继续增大信噪比，仿真曲线和理论曲线差距逐渐拉大，且始终高于理论曲线。简单分析不难看出，由于理论误码率曲线是建立在误符号率除以4的基础上的，而这一条件的前提是出现误符号的时候，一个符号中只有一个bit 位发生了错误，这表明误码率比较低，也就是说明信噪比比较大。所以，当信噪比比较小的时候，理论计算的误码率的值要小于仿真得到的值。

理论和实际BER 比较图程序如下（系统框图中图5的程序）：

function [numErrorsSymnocode,bitErrorSymnocode,bertheory,EsNo]=BER(ebno)

M = 16;

k = log2(M); % 每个符号的比特数 n = 5000; % 输入码元的长度 fd=1; fc=4*fd; fs=4*fc;

xEnc = randint(n*k,1); %产生长度为n*k 的随机二进制信号 [grayPsk,mapping] = qam_modu( M );

%16qam 调制后星座图

xMod = plot_astrology(M,k,mapping,xEnc,0);

%平方根升余弦滤波器 参数定义 filtOrder = 32; overSamp = 4; delay = filtOrder/(overSamp*2); rollOff = 0.25;

rrcFilter = rcosine(fd,overSamp*fd,'fir/sqrt',rollOff,delay); %产生平方根升余弦滤波器

yModUp = upsample(xMod,overSamp); % 增加信号的采样点，提高采样率

%信号在通过平方根升余弦滤波器前后图形

yTx = plot_2waybf( rrcFilter,yModUp,delay,overSamp,0 );

yTx1=interp(yTx,fs/fc); %内插

%%加载波

yTxrr=real(yTx1);

yTxii=imag(yTx1);

t=0:length(yTxrr)-1;

Lt=length(t);

yrc=yTxrr(1:Lt)'.*cos(2*pi*fc/fs*t);

yic=yTxii(1:Lt)'.*sin(2*pi*fc/fs*t);

yo=yrc+yic;

EsNo = ebno+10*log10(k)-10*log10(overSamp); %未编码信号的信噪比，亦即 SNR ynoisy = awgn(yo,0.8*EsNo,'measured'); %AGWN信道

%%去载波

rr=ynoisy.*cos(2*pi*fc/fs*t);

ri=ynoisy.*sin(2*pi*fc/fs*t);

R=rr+1i.*ri;

b=fir1(32,0.5);

R=filter(b,1,R);

R=2.*downsample(R,fs/fc,0);

yRx = conv(rrcFilter,R); %用平方根升余弦滤波器

yRxDown1 = downsample(yRx,overSamp,0); %降低采样速率

yRxDown=yRxDown1(2+delay*2:length(yRxDown1)-delay*2+1); %去掉冗余

%匹配滤波后星座图

plot_astrologyN( yRxDown,0 );

%匹配滤波器输出波形实部虚部图

plot_2wayaft( R,yRx,delay,overSamp,0 )

yRxDown=yRxDown.';

ySym = qamdemod(yRxDown,M); %16ＱＡＭ解调

[dummy demapping] = sort(mapping);

demapping = demapping - 1;

ySym = demapping(ySym+1);

% 将解调信号变为长为n*k的二进制序列

yBits = de2bi(ySym,'left-msb');

yBits = reshape(yBits.',numel(yBits),1);

[numErrorsSymnocode, bitErrorSymnocode] = biterr(xEnc,yBits); % 计算在没有信道下的误码率

bertheory = berawgn (EsNo, 'qam', M); % 计算理论值

end

图5 误码率曲线图

三、整体程序构架

以上各模块的简述中已给出相应模块的功能函数，整个系统主程序架构如下：

function main

ebno=1:0.1:10;

EbNo=10;

M = 16;

k = log2(M); % 每个符号的比特数

n = 6000; % 输入码元的长度

fd=1;

fc=4*fd;

fs=4*fc;

xEnc = randint(n*k,1); %产生长度为n*k的随机二进制信号

[grayPsk,mapping] = qam_modu( M );

%16qam调制后星座图

d=1;

xMod = plot_astrology(M,k,mapping,xEnc,d);

%平方根升余弦滤波器参数定义

filtOrder = 32; overSamp = 4;

delay = filtOrder/(overSamp*2);

rollOff = 0.25;

rrcFilter = rcosine(fd,overSamp*fd,'fir/sqrt',rollOff,delay); %产生平方根升余弦滤波器

yModUp = upsample(xMod,overSamp); % 增加信号的采样点，提高采样率

%信号在通过平方根升余弦滤波器前后图形

yTx = plot_2waybf( rrcFilter,yModUp,delay,overSamp,d );

yTx1=interp(yTx,fs/fc); %内插

%%加载波

yTxrr=real(yTx1);

yTxii=imag(yTx1);

t=0:length(yTxrr)-1;

Lt=length(t);

yrc=yTxrr(1:Lt)'.*cos(2*pi*fc/fs*t);

yic=yTxii(1:Lt)'.*sin(2*pi*fc/fs*t);

yo=yrc+yic;

EsNo = EbNo+10*log10(k)-10*log10(overSamp); %未编码信号的信噪比，亦即 SNR ynoisy = awgn(yo,0.8*EsNo,'measured'); %AGWN信道

%%去载波

rr=ynoisy.*cos(2*pi*fc/fs*t);

ri=ynoisy.*sin(2*pi*fc/fs*t);

R=rr+1i.*ri;

b=fir1(32,0.5);

R=filter(b,1,R);

R=2.*downsample(R,fs/fc,0);

yRx = conv(rrcFilter,R); %用平方根升余弦滤波器

yRxDown1 = downsample(yRx,overSamp,0); %降低采样速率

yRxDown=yRxDown1(2+delay*2:length(yRxDown1)-delay*2+1); %去掉冗余

%匹配滤波器输出波形实部虚部图

plot_2wayaft( R,yRx,delay,overSamp,d );

%匹配滤波后星座图

plot_astrologyN( yRxDown,d );

m=length(ebno);

nsnc=zeros(1,m);

bsnc=nsnc;

bt=nsnc;

for i=1:m

[nsnc(i),bsnc(i),bt(i),esno(i)]=BER(ebno(i)); end

figure; %BER比较图（图5）semilogy(esno,bsnc,'r.-',esno,bt,'b.-')

hold on;

title('理论和实际BER比较图（图5）');

xlabel('SNR/dB');

ylabel('BER');

legend('实际BER','理论BER');

end

通信仿真课程设计-matlab-simulink

成都理工大学工程技术学院 《通信仿真课程设计》报告 班级：信息工程1班 姓名：寇路军 学号： 201620101133 指导教师：周玲 成绩： 2019 年 3月 23 日

目录 通信仿真课程设计报告 (2) 一.绪论 (2) 二．课程设计的目的 (2) 三．模拟调制系统的设计 (3) 3.1 二进制相移键控调制基本原理 (3) 3.2 2PSK信号的调制 (3) 3.2.1模拟调制的方法 (3) 3.3 2PSK信号的解调 (4) 3.4 2PSK的“倒∏现象”或“反向工作” (5) 3.5功率谱密度 (5) 四．数字调制技术设计 (7) 4.1 2PSK的仿真 (7) 4.1.1仿真原理图 (7) 4.1.2 仿真数据 (7) 4.1.3 输出结果 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)

通信仿真课程设计报告 一.绪论 随着社会的快速发展，通信系统在社会上表现出越来越重要的作用。目前，我们生活中使用的手机，电话，Internet，ATM机等通信设备都离不开通信系统。随着通信系统与我们生活越来越密切，使用越来越广泛，对社会对通信系统的性能也越高。另外，随着人们对通信设备更新换代速度越来越快。不得不缩短通信系统的开发周期以及提高系统性能。针对这两方面的要求，必需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。自从现代以来，计算机科技走上了快速发展道路，实现了可视化的仿真软件。 通信系统仿真，在目前的通信系统工程设计当中。已成为了不可替代的一部分。它表现出很强的灵活性和适应性。为我们更好地研究通信系统性能带来了很大的帮助。本论文主要针对模拟调制系统中的二进制相移键控调制技术进行设计和基于Simulink进行仿真。通过系统仿真验证理论中的结论。本论文设计的目的之一是进一步加强理论知识，熟悉Matlab软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 二．课程设计的目的 1.掌握模拟系统2PSK调制和解调原理及设计方法。 2.熟悉基于Simulink的通信系统仿真。

Matlab通信系统仿真实验报告

Matlab通信原理仿真 学号： 2142402 姓名：圣斌

实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的： 1、掌握MATLAB的基本绘图方法； 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境： 1、实验设备：计算机 2、软件环境：MATLAB R2009a 三、实验内容： 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能，只要在命令行窗口输入相应的命令，结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下： x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x，y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x，y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图： 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型，MATLAB中提供了多种颜色和线型，并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图： MATLAB程序如下： x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);

通信系统仿真实验讲义

实验一频分复用和超外差接收机仿真实验 实验目的 1熟悉Simulink模型仿真设计方法 2掌握频分复用技术在实际通信系统中的应用 3理解超外差收音机的接收原理 实验内容 设计一个超外差收接收机系统，其中发送方的基带信号分别为1000Hz的正弦波和500Hz的方波，两路信号分别采用1000kHz和1200kHz的载波进行幅度调制，并在同一信道中进行传输。要求采用超外差方式对这两路信号进行接收，并能够通过调整接收方的本振频率对解调信号进行选择。 实验原理 超外差接收技术广泛用于无线通信系统中，基本的超外差收音机的原理框图如图所示： 图1-1超外差收音机基本原理框图 从图中可以看出，超外差接收机的工作过程一共分为混频、中频放大和解调三个步骤，现分别叙述如下： 混频：由天线接收到的射频信号直接送入混频器进行混频，混频所使用的本机振荡信号由压控振荡器产生，并可根据调整控制电压随时调整振荡频率，使得器振荡频率始终比接收信号频率高一个中频频率，这样，接受信号与本机振荡在混频器中进行相乘运算后，其差频信号的

频率成分就是中频频率。其频谱搬移过程如下图所示： 图1-2 超外差接收机混频器输入输出频谱 中频放大：从混频模块输出的信号中包含了高频和中频两个频率成分，这样一来只要采用中频带通滤波器选出进行中频信号进行放大，得到中频放大信号。 解调：将中频放大后的信号送入包络检波器，进行包络检波，并解调出原始信号。 实验步骤 1、设计两个信号源模块，其模块图如下所示，两个信号源模块的载波分别为1000kHz，和1200kHz，被调基带信号分别为1000Hz的正弦波和500Hz的三角波，并将其封装成两个子系统，如下图所示： 图1-2 信源子系统模型图 2、为了模拟接收机距离两发射机距离不同引起的传输衰减，分别以Gain1和Gain2模块分别对传输信号进行衰减，衰减参数分别为0.1和0.2。最后在信道中加入均值为0，方差为0.01的随机白噪声，送入接收机。 3、接收机将收到的信号直接送入混频器进行混频，混频所使用的本机振荡信号由压控振荡器产生，其中压控振荡器由输入电压进行控制，设置Slider Gain模块，使输入参数在500至1605可调，

MATLAB通信系统仿真实验报告1

MATLAB通信系统仿真实验报告

实验一、MATLAB的基本使用与数学运算 目的：学习MATLAB的基本操作，实现简单的数学运算程序。 内容： 1-1要求在闭区间[0，2π]上产生具有10个等间距采样点的一维数组。试用两种不同的指令实现。 运行代码：x=[0:2*pi/9:2*pi] 运行结果： 1-2用M文件建立大矩阵x x=[0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.11.21.31.41.51.61.71.81.9 2.12.22.32.42.52.62.72.82.9 3.13.23.33.43.53.63.73.83.9] 代码：x=[0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.11.21.31.41.51.61.71.81.9 2.12.22.32.42.52.62.72.82.9 3.13.23.33.43.53.63.73.83.9] m_mat 运行结果： 1-3已知A=[5，6;7，8]，B=[9，10;11,12]，试用MATLAB分别计算 A+B,A*B,A.*B,A^3，A.^3，A/B,A\B. 代码：A=[56;78]B=[910;1112]x1=A+B X2=A-B X3=A*B X4=A.*B X5=A^3 X6=A.^3X7=A/B X8=A\B

运行结果： 1-4任意建立矩阵A，然后找出在[10,20]区间的元素位置。 程序代码及运行结果： 代码：A=[1252221417;111024030;552315865]c=A>=10&A<=20运行结果： 1-5总结：实验过程中，因为对软件太过生疏遇到了些许困难，不过最后通过查书与同学交流都解决了。例如第二题中，将文件保存在了D盘，而导致频频出错，最后发现必须保存在MATLAB文件之下才可以。第四题中，逻辑语言运用到了ij，也出现问题，虽然自己纠正了问题，却也不明白错在哪了，在老师的讲解下知道位置定位上不能用ij而应该用具体的整数。总之第一节实验收获颇多。

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2011 级通信工程专业1113071 班级 题目基于SIMULINK的基带传输系统的仿真姓名学号 指导教师胡娟 2014年6月27日

1任务书 试建立一个基带传输模型，采用曼彻斯特码作为基带信号，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.5，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配。发送数据率为1000bps，要求观察接收信号眼图，并设计接收机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，并统计误码率。另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。假设接收定时恢复是理想的。 2基带系统的理论分析 1.基带系统传输模型和工作原理 数字基带传输系统的基本组成框图如图1 所示，它通常由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器与码元再生器组成。系统工作过程及各部分作用如下。 g T(t) n 定时信号 图 1 ：数字基带传输系统方框图 发送滤波器进一步将输入的矩形脉冲序列变换成适合信道传输的波形g T(t)。这是因为矩形波含有丰富的高频成分，若直接送入信道传输，容易产生失真。 基带传输系统的信道通常采用电缆、架空明线等。信道既传送信号，同时又因存在噪声n(t)和频率特性不理想而对数字信号造成损害，使得接收端得到的波形g R(t)与发送的波形g T(t)具有较大差异。 接收滤波器是收端为了减小信道特性不理想和噪声对信号传输的影响而设置的。其主要作用是滤除带外噪声并对已接收的波形均衡，以便抽样判决器正确判决。 抽样判决器首先对接收滤波器输出的信号y(t)在规定的时刻（由定时脉冲cp控制）进行抽样，获得抽样信号{r n}，然后对抽样值进行判决，以确定各码元是“1”码还是“0”码。 2.基带系统设计中的码间干扰和噪声干扰以及解决方案

MIMO-OFDM通信系统仿真报告

目录 目录 (i) 摘要： (1) 1，系统总论 (1) 2，OFDM调制和解调 (2) 3，循坏前缀 (4) 4，信道估计 (6) 5，OFDM误码率分析 (8) 6，总结与感想 (9) 7，主要程序附录 (10)

MIMO-OFDM 通信系统仿真 摘要 MIMO-OFDM 是第四代通信系统中的核心技术，是结合OFDM 和MIMO 而得到的一种新技术。OFDM （正交频分复用技术）的核心能力就是将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样既减少了子信道之间的相互干扰，同时又提高了频率利用率。其实，就是指OFDM 的抗多径衰落的能力。MIMO （多输入多输出）技术是目前最常见的无线技术之一，最早是由Marconi 于1908年提出的，利用多天线来抑制信道衰落。本文的主要内容是涉及MIMO 和OFDM 的部分，讨论了它是实现原理和在瑞利信道中的MATLAB 仿真效果。最后，给出了同时存在加性高斯白噪声下的误码率随着信噪比变化的仿真曲线。 关键词：MIMO-OFDM ，瑞利信道，QPSK 调制，信道估计，MATLAB 仿真。 1，系统总论 下图给出的是整个MIMO-OFDM 通信系统的流程图： 信源比特流QPSK 调制MIMO-OFDM 瑞利信道信道估计 解MIMO- OFDM 解QPSK 信宿误码率 （BER ）计算 AWGN 图1，系统总体流程图 从图中可以看到，这个通信系统大概包括信源编码、比特流形成、QPSK 调制、MIMO-OFDM 信号形成、瑞利信道和加性高斯白噪声、解MIMO-OFDM 信号、解QPSK 调制、信宿解码。 其中信源编码部分主要是把信源要发送的字符串转换成ASCII 码，比如我们要发送字符串'Hello',则其对应输出为‘0100100001100101011011000110110001101111’。QPSK 和解QPSK 部分是两个对应的模块，QPSK 又叫4QAM 它是信号星座调制中一种最简单的形式。QPSK 调制后一个符号可以携带2个比特的信息，频带利用率可以将近提高1倍。 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

通信工程系统仿真实验报告

通信原理课程设计 实验报告 专业：通信工程 届别：07 B班 学号：0715232022 姓名：吴林桂 指导老师：陈东华

数字通信系统设计 一、 实验要求： 信源书记先经过平方根升余弦基带成型滤波，成型滤波器参数自选，再经BPSK ，QPSK 或QAM 调制（调制方式任选），发射信号经AWGN 信道后解调匹配滤波后接收，信道编码可选（不做硬性要求），要求给出基带成型前后的时域波形和眼图，画出接收端匹配滤波后时域型号的波形，并在时间轴标出最佳采样点时刻。对传输系统进行误码率分析。 二、系统框图 三、实验原理： QAM 调制原理：在通信传渝领域中，为了使有限的带宽有更高的信息传输速率，负载更多的用户必须采用先进的调制技术，提高频谱利用率。QAM 就是一种频率利用率很高的调制技术。 t B t A t Y m m 00sin cos )(ωω+= 0≤t ≤Tb 式中 Tb 为码元宽度t 0cos ω为 同相信号或者I 信号； t 0s i n ω 为正交信号或者Q 信号； m m B A ,为分别为载波t 0cos ω,t 0sin ω的离散振幅； m 为 m A 和m B 的电平数，取值1 , 2 , . . . , M 。 m A = Dm*A ；m B = Em*A ； 式中A 是固定的振幅，与信号的平均功率有关，（dm ，em ）表示调制信号矢量点在信号空

间上的坐标，有输入数据决定。 m A 和m B 确定QAM 信号在信号空间的坐标点。称这种抑制载波的双边带调制方式为 正交幅度调制。 图3.3.2 正交调幅法原理图 Pav=（A*A/M ）*∑(dm*dm+em*em) m=(1,M) QAM 信号的解调可以采用相干解调,其原理图如图3.3.5所示。 图3.3.5 QAM 相干解调原理图 四、设计方案： (1)、生成一个随机二进制信号 (2)、二进制信号经过卷积编码后再产生格雷码映射的星座图 (3)、二进制转换成十进制后的信号 (4)、对该信号进行16-QAM 调制 (5)、通过升余弦脉冲成形滤波器滤波，同时产生传输信号 (6)、增加加性高斯白噪声，通过匹配滤波器对接受的信号滤波 (7)、对该信号进行16-QAM 解调 五、实验内容跟实验结果：

本科毕业设计__基于matlab的通信系统仿真报告

创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽 11042232 温 靖
班 级 学 号： 指 导 老 师：
二 O 一四年十月十五日

目录
一、引言 ....................................................................................................................... 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成................................................................................................................ 4 2.2 信道编译码......................................................................................................................... 4 2.2.1 卷积码的原理 ......................................................................................................... 4 2.2.2 译码原理................................................................................................................. 5 2.3 调制与解调........................................................................................................................ 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 ................................................................................................... 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ....................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调................................................................................................... 7 2.4 信道..................................................................................................................................... 8 2.4.1 加性高斯白噪声信道 ............................................................................................. 8 2.4.2 瑞利信道................................................................................................................. 8 2.5 多径合并............................................................................................................................. 8 2.5.1 MRC 方式 ................................................................................................................ 8 2.5.2 EGC 方式................................................................................................................. 9 2.6 采样判决............................................................................................................................. 9 2.7 理论值与仿真结果的对比 ................................................................................................. 9
三、系统仿真分析 ..................................................................................................... 11
3.1 有信道编码和无信道编码的的性能比较 ....................................................................... 11 3.1.1 信道编码的仿真 .................................................................................................... 11 3.1.2 有信道编码和无信道编码的比较 ........................................................................ 12 3.2 BPSK 与 QPSK 调制方式对通信系统性能的比较 ........................................................ 13 3.2.1 调制过程的仿真 .................................................................................................... 13 3.2.2 不同调制方式的误码率分析 ................................................................................ 14 3.3 高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 ............................................................................... 15 3.3.1 信道加噪仿真 ........................................................................................................ 15 3.3.2 不同信道下的误码分析 ........................................................................................ 15 3.4 不同合并方式下的对比 ................................................................................................... 16 3.4.1 MRC 不同信噪比下的误码分析 .......................................................................... 16 3.4.2 EGC 不同信噪比下的误码分析 ........................................................................... 16 3.4.3 MRC、EGC 分别在 2 根、4 根天线下的对比 ................................................... 17 3.5 理论数据与仿真数据的区别 ........................................................................................... 17
四、设计小结 ............................................................................................................. 19 参考文献 ..................................................................................................................... 20

通信仿真课程设计-matlab-simulink

理工大学工程技术学院 《通信仿真课程设计》报告 班级：信息工程1班 姓名：寇路军 学号： 3 指导教师：周玲 成绩： 2019 年 3月 23 日

目录 通信仿真课程设计报告 (2) 一.绪论 (2) 二．课程设计的目的 (2) 三．模拟调制系统的设计 (3) 3.1 二进制相移键控调制基本原理 (3) 3.2 2PSK信号的调制 (3) 3.2.1模拟调制的方法 (3) 3.3 2PSK信号的解调 (4) 3.4 2PSK的“倒∏现象”或“反向工作” (5) 3.5功率谱密度 (5) 四．数字调制技术设计 (7) 4.1 2PSK的仿真 (7) 4.1.1仿真原理图 (7) 4.1.2 仿真数据 (7) 4.1.3 输出结果 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)

通信仿真课程设计报告 一.绪论 随着社会的快速发展，通信系统在社会上表现出越来越重要的作用。目前，我们生活中使用的手机，，Internet，ATM机等通信设备都离不开通信系统。随着通信系统与我们生活越来越密切，使用越来越广泛，对社会对通信系统的性能也越高。另外，随着人们对通信设备更新换代速度越来越快。不得不缩短通信系统的开发周期以及提高系统性能。针对这两方面的要求，必需要通过强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。自从现代以来，计算机科技走上了快速发展道路，实现了可视化的仿真软件。 通信系统仿真，在目前的通信系统工程设计当中。已成为了不可替代的一部分。它表现出很强的灵活性和适应性。为我们更好地研究通信系统性能带来了很大的帮助。本论文主要针对模拟调制系统中的二进制相移键控调制技术进行设计和基于Simulink进行仿真。通过系统仿真验证理论中的结论。本论文设计的目的之一是进一步加强理论知识，熟悉Matlab软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。 二．课程设计的目的 1.掌握模拟系统2PSK调制和解调原理及设计方法。 2.熟悉基于Simulink的通信系统仿真。

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。 （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） 分别假设和 ，求该信号的低通等效，并画出它的幅度谱。 2、设带通信号为： 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、试设计一个切比雪夫2型带阻数字滤波器。设采样率为10000Hz，fp= [1000,1500] Hz，fs=[1200,1300] Hz，αp=3dB，αs=20dB。并作出幅频、相频特性曲线。 6、在采样率为8000Hz下设计一个在500Hz，1000Hz，1500Hz， 2000Hz，...，n*500Hz的地方开槽陷波。陷波带宽(-3dB 处)为60Hz。试设计该滤波器。 7、用Matlab设计具有下列指标的线性相位FIR带通滤波器：阻带截止频率为0.45π和0.8π，通带截止频率为0.55π和0.7π，最大通带衰减为0.15dB，最小阻带衰减为40dB。分别用下面的窗函数来设计滤波器：海明窗、汉宁窗、布莱克曼窗和凯泽窗。对于每种情况，显示其冲激响应系数并画出设计的滤波器增益响应。分析设计结果。

基于Packet_tracer设计校园网通信系统设计与Matlab仿真_课程设计报告

《通信系统课程设计》报告

目录 一、课程设计内容及要求 (3) (一)设计内容 (3) (二)设计要求 (3) 二、校园网原理介绍 (4) 2.1校园网 (4) 2.2校园网的功能 (4) 三、校园网设计分析 (6) 3.1 VLAN的划分 (6) 3.2 三层结构模型 (7) 四、设计过程及模块分析 (8) 4.1 网络拓扑 (8) 4.3 交换机配置 (8) 4.4 DHCP服务 (9) 4.5 DNS HTTP FTP Email服务设置 (10) 4.6 WLAN配置 (13) 4.7 PAT(基于端口的NAT) (14) 4.8 ACL简单配置 (15) 4.9 STP生成树 (17) 4.10 IPsec VPN (17) 五、总结与体会 (19)

一、课程设计内容及要求 1.1设计内容 （1）校园网应具有一定的规模，节点数量和各部门的子网数量可以参照我校的实际情况设置； （2）校园网内部结构采用接入层——汇聚层——核心层的多层交换结构。 即使用接入层交换机、汇聚层交换机、核心层交换机连接校园网内各节点，用VLAN划分各部门的子网，并通过核心层交换机实现与Internet和其它网络的通信； （3）校园网内设WWW服务器、DNS服务器、TFTP服务器。使用内部IP 地址，并通过NAT转换实现与外网之间的通信； （4）使用ACL访问控制列表为校园网提供防火墙； （5）其它附加功能（如：拨号入网、热备份路由等）。。 本文通过以下内容的实现设计了校园网 ●配置Cisco交换机 ●配置VLAN ●Cisco VTP ●STP生成树协议. ●WLAN ●配置单个的路由器 ●配置静态路由 ●Cisco EIGRP路由协议 ●路由器实现Vlan间通信 ●PPP ●帧中继Frame Relay ●PAT(基于端口的NAT) ●ACL的配置 ●DHCP 配置 ●NAT ●VPN 1.2设计要求 1)校园网应具有一定的规模，节点数量和各部门的子网数量可以参照我校的实 际情况设置； 2)校园网内部结构采用接入层——汇聚层——核心层的多层交换结构。即使用 接入层交换机、汇聚层交换机、核心层交换机连接校园网内各节点，用VLAN 划分各部门的子网，并通过核心层交换机实现与Internet和其它网络的通信；

OFDM系统仿真实验报告

无线通信——OFDM系统仿真

一、实验目的 1、了解OFDM 技术的实现原理 2、利用MATLAB 软件对OFDM 的传输性能进行仿真并对结论进行分析。 二、实验原理与方法 1 OFDM 调制基本原理 正交频分复用(OFDM)是多载波调制(MCM)技术的一种。MCM 的基本思想是把数据流串并变换为N 路速率较低的子数据流，用它们分别去调制N 路子载波后再并行传输。因子数据流的速率是原来的1/N ，即符号周期扩大为原来的N 倍，远大于信道的最大延迟扩展，这样MCM 就把一个宽带频率选择性信道划分成N 个窄带平坦衰落信道，从而“先天”具有很强的抗多径衰落和抗脉冲干扰的能力，特别适合于高速无线数据传输。OFDM 是一种子载波相互混叠的MCM ，因此它除了具有上述毗M 的优势外，还具有更高的频谱利用率。OFDM 选择时域相互正交的子载波，创门虽然在频域相互混叠，却仍能在接收端被分离出来。 2 OFDM 系统的实现模型 利用离散反傅里叶变换( IDFT) 或快速反傅里叶变换( IFFT) 实现的OFDM 系统如图1 所示。输入已经过调制(符号匹配) 的复信号经过串P 并变换后,进行IDFT 或IFFT 和并/串变换,然后插入保护间隔,再经过数/模变换后形成OFDM 调制后的信号s (t ) 。该信号经过信道后,接收到的信号r ( t ) 经过模P 数变换,去掉保护间隔以恢复子载波之间的正交性,再经过串/并变换和DFT 或FFT 后,恢复出OFDM 的调制信号,再经过并P 串变换后还原出输入的符号。 图1 OFDM 系统的实现框图 从OFDM 系统的基本结构可看出, 一对离散傅里叶变换是它的核心,它使各子载波相互正交。设OFDM 信号发射周期为[0,T],在这个周期内并行传输的N 个符号为001010(,...,)N C C C -，,其中ni C 为一般复数, 并对应调制星座图中的某一矢量。比如00(0)(0),(0)(0)C a j b a b =+?和分别为所要传输的并行信号, 若将

通信系统仿真实验

通信系统仿真实验 一、实验目的 1、采用不同调制（QPSK 和8PSK ）时系统的误码率和误比特率性能仿真对比； 2、仿真研究信道编码对通信系统性能的影响； 3、信道编码对通信系统性能的影响，删余卷积码的Pb 性能(不同生成元，不同删余码，软硬判决)。 二、实验环境 Matlab 三、实验原理 1、实验（一） QPSK 和8PSK 的理论误码率以及误比特率公式: 采用Matlab 中自带函数pskdemod ，pskdemod 调制解调，信道为高斯白噪信道，采取自带函数awgn 加噪。以及biterr 和symerr 统计误比特率和误码率曲线； 2、实验（二） 1）对实验（一）所搭建的通信系统采用生成元为[171,133]的 [2,1,6]非系统码进行卷积编码。并采用硬判决和软判决，比较不同判24811[1] , (sin )228 e e r P erfc P erfc r π=--≈ 1/b 21(1),log k P Pe k M =--=

决方式下的误比特率性能 2）加入删余码的卷积编码。删余码是对对原卷积码有规律地删除一定数量码元符号，减少发送的比特数。如将1/2码率的卷积删成3/4码率的卷积码在译码时在删掉的位补零。分别用convenc函数编码、vitdec函数和译码。译码采用软判决，软判决则将波形进行多电平量化，再送往译码器。最后用biterr函数统计误比特率，比较不同删余图样下的误比特率性能； 3）采用第三代移动通信中用于话音业务的生成元为[561,753]的[2,1,8]非系统卷积码及其软判决译码。比较1）中的误比特率性能。 四、实验结果 1、QPSK和8PSK的误码率与误比特率性能比较（如下图所示）， 图1 误码率性能曲线 由图1可知，QPSK的误码率低于8PSK，其调制性能也优于8PSK，并且仿真次数达到50次，结果显示已经接近理想曲

MATLAB 2psk通信系统仿真报告

实验一 2PSK调制数字通信系统 一实验题目 设计一个采用2PSK调制的数字通信系统 设计系统整体框图及数学模型； 产生离散二进制信源，进行信道编码（汉明码），产生BPSK信号； 加入信道噪声（高斯白噪声）； BPSK信号相干解调，信道解码； 系统性能分析（信号波形、频谱，白噪声的波形、频谱，信道编解 二实验基本原理 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。 数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。 图1 相应的信号波形的示例 1 0 1 调制原理 数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于"同相"状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为"反相"。一般把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的

相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，"1"码控制发0度相位，"0"码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为(t)=Acos t+) 其中，表示第n个符号的绝对相位： = 因此，上式可以改写为 图2 2PSK信号波形 解调原理 2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0. 2PSK信号相干解调各点时间波形如图 3 所示. 当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错.

matlab通信仿真课程设计样本

《matlab通信仿真设计》课程设计指导书 11月

课程设计题目1: 调幅广播系统的仿真设计 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经过天线发射出去, 成为电磁波辐射。 波动的电信号要能够有效地从天线发送出去, 或者有效地从天线将信号接收回来, 需要天线的等效长度至少达到波长的1/4。声音转换为电信号后其波长约在15~1500km之间, 实际中不可能制造出这样长度和范围的天线进行有效信号收发。因此需要将声音这样的低频信号从低频率段搬移到较高频率段上去, 以便经过较短的天线发射出去。 人耳可闻的声音信号经过话筒转化为波动的电信号, 其频率范围为20~20KHz。大量实验发现, 人耳对语音的频率敏感区域约为300~3400Hz, 为了节约频率带宽资源, 国际标准中将电话通信的传输频带规定为300~3400Hz。调幅广播除了传输声音以外, 还要播送音乐节目, 这就需要更宽的频带。一般而言, 调幅广播的传输频率范围约为100~6000Hz。 任务一: 调幅广播系统的仿真。 采用接收滤波器Analog Filter Design模块, 在同一示波器上观察调幅信号在未加入噪声和加入噪声后经过滤波器后的波形。采用另外两个相同的接收滤波器模块, 分别对纯信号和纯噪声滤波, 利用统计模块计算输出信号功率和噪声功率, 继而计算输出信噪比, 用Disply显示结果。 实例1: 对中波调幅广播传输系统进行仿真, 模型参数指标如下。

1.基带信号: 音频, 最大幅度为1。基带测试信号频率在100~6000Hz 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550~1605Hz 内可调。 3.接收机选频放大滤波器带宽为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。 仿真参数设计: 系统工作最高频率为调幅载波频率1605KHz, 设计仿真采样率为最高工作频率的10倍, 因此取仿真步长为 8max 1 6.2310(1-1)10step t s f -==? 相应的仿真带宽为仿真采样率的一半, 即 18025.7(1-2)2step W KHz t == 设基带测试正弦信号为m(t)=Acos2πFt, 载波为c(t)=cos2πf c t, 则调制度为m a 的调制输出信号s(t)为 ()(1cos 2)cos 2(1-3)a c s t m Ft f t ππ=+ 容易求出, s(t)的平均功率为 21(1-4)24a m P =+ 设信道无衰减, 其中加入的白噪声功率谱密度为N 0/2, 那么仿真带宽(-W, W)内噪声样值的方差为 2002(1-5)2N W N W σ=?=

通信系统仿真实验报告(DOC)

通信系统实验报告——基于SystemView的仿真实验 班级： 学号： 姓名： 时间：

目录 实验一、模拟调制系统设计分析 -------------------------3 一、实验内容-------------------------------------------3 二、实验要求-------------------------------------------3 三、实验原理-------------------------------------------3 四、实验步骤与结果-------------------------------------4 五、实验心得------------------------------------------10 实验二、模拟信号的数字传输系统设计分析------------11 一、实验内容------------------------------------------11 二、实验要求------------------------------------------11 三、实验原理------------------------------------------11 四、实验步骤与结果------------------------------------12 五、实验心得------------------------------------------16 实验三、数字载波通信系统设计分析------------------17 一、实验内容------------------------------------------17 二、实验要求------------------------------------------17 三、实验原理------------------------------------------17 四、实验步骤与结果------------------------------------18 五、实验心得------------------------------------------27