通信原理大作业-4ASK数字通信系统性能仿真
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。
通信原理课程设计--数字传输系统仿真
通信原理课程设计--数字传输系统仿真通信原理课程设计摘要本⽂主要是利⽤MATLAB7.0来实现2FSK数字调制系统解调器的设计.该设计模块包含信源,调制,发送滤波器模块,信道,接收滤波器模块,解调以及信宿.并为各个模块进⾏相应的参数设置在此基础上熟悉MATLAB的功能及操作,最后通过观察仿真图形进⾏波形分析(眼图)及系统的性能评价(分析误码率).关键词2FSK MATLAB 调制解调噪声Summary引⾔设计⽬的及任务要求1．学习使⽤计算机建⽴通信系统仿真模型的基本⽅法及基本技能，学会利⽤仿真的⼿段对于实⽤通信系统的基本理论、基本算法进⾏实际验证；2．学习现有流⾏通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本使⽤⽅法，学会使⽤这些软件解决实际系统出现的问题；3．通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。
4.. ⽤MATLAB7.0 设计⼀种2FSK数字调制解调系统。
课程设计内容⽤MATLAB7.0进⾏仿真设计,本次是设计⼀个2FSK数字调制解调系统。
其中包括:（1）设计⽅案分析及系统原理图1（2）2FSK已调信号的解调⽅法及原理图第⼀章:2FSK数字系统的调制和解调的原理图.1.1 2FSK数字系统的调制原理图.2FSK调制就是使⽤两个不同的频率的载波信号来传输⼀个⼆进制信息序列。
可以⽤⼆进制“1”来对应于载频f1，⽽“0”⽤来对应于另⼀相载频w2的已调波形，⽽这个可以⽤受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独⽴的频率源w1、f2进⾏选择通。
如下原理图：1.2 2 FSK的解调⽅式2FSK的解调⽅式有两种:相⼲解调⽅式和⾮相⼲解调⽅式.下⾯我们将详细的介绍:2通信原理课程设计1.2.1 ⾮相⼲解调经过调制后的2FSK数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输⼊到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输⼊信号。
数字通信系统的性能分析与仿真
数字通信系统的性能分析与仿真
近年来，数字通信系统由于其良好的信息传输特性及其可靠的数字信号传输能力而被广泛应用于诸如视频、语音、图像、信息等数据的传输，变得越来越重要。
此外，在有形系统对于抗干扰能力的要求越来越高的今天，通过对数字通信系统的性能进行分析与仿真，使其能够获得良好的信号传输性能。
首先，要对数字通信系统的信号传输性能进行分析，需要考虑到在系统中传输过程中可能存在的信道衰落、噪声等外来因素，以及可能造成信号伪影的相关因素，对这些因素进行分析并按照信号传输性能的要求控制它们的数量，可以有效的提高信号传输的质量。
其次，建立仿真系统，通过不断地进行系统仿真，将会有效的评估系统的信号传输性能，并且可以及时发现系统可能存在的问题，从而有效改进系统的性能。
此外，对于数字通信系统的性能分析与仿真，也可以通过采用信号误码率而观察系统抗干扰能力的方式，来评估系统在良好和不良信道环境下的数字信号传输能力，综合这些参数可以有效的了解数字通信系统的抗干扰性能。
最后，为了充分发挥数字通信系统的信号传输性能，还需要对系统的传输带宽进行调整，这样在系统的各个层级中，每层的带宽分配就会及时得到改善，从而使数字信号能够得到最大化的传输能力。
综上所述，对数字通信系统的性能分析与仿真非常重要，通过分析外界因素，建立仿真系统，采用误码率等方式对数字通信系统进行
性能分析，以及对系统中各个层级的带宽分配进行调整，将会有效的提高系统的信号传输性能，而实现可靠的数字信号传输。
为了有效利用数字通信系统的传输能力，以及获得更好的信号传输性能，数字通信系统的性能分析与仿真是非常必要的一步。
数字通信原理与技术报告(4ASK和4PSK)
4PSK和4ASK的MATLAB仿真一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行4PSK和4ASK调制的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容：利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。
（1）设二进制数字序列为0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0，编程产生4PSK调制信号波形。
（2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。
三、程序和实验结果：（1）4PSK程序clfclcclearT=1;M=4;fc=1/T;N=500;delta_T=T/(N-1);input=[0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0]input1=reshape(input,2,7)t=0:delta_T:Tfor i=1:7hold onif input1([1 2],i)==[0;0]u=cos(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;0]u=cos(2*pi*fc*t+2*pi/M);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;1]u=cos(2*pi*fc*t+4*pi/M);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[0;1]u=cos(2*pi*fc*t+6*pi/M);plot(t,u)endt=t+Tendgridhold off实验结果：（2）4ASK程序clfclcclearT=1;M=4;fc=1/T;N=500;delta_T=T/(N-1);input=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1] input1=reshape(input,2,7)t=0:delta_T:Tfor i=1:7hold onif input1([1 2],i)==[0;0]u=0;plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;0]u=2*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[1;1]u=3*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1([1 2],i)==[0;1]u=sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)endt=t+Tgrid;end四、实验结果分析：由4PSK和4ASK的图形我们可以发现，他们的共同点是：（1）每个码元含有2b的信息。
数字通信系统的设计与仿真
数字通信系统的设计与仿真摘 要：本次设计的是一种数字通信系统，该通信系统主要采用数字信源为输入、交织编码译码技术、MP 信道、2FSK 的调制和非相干解调技术。
利用system view 对系统进行仿真，并分析眼图和误码率。
关键字：system view,仿真，数字通信1 数字通信系统基本原理1.1 数字通信系统的模型图1 数字通信系统的模型1.2 信息源它的作用是把各种消息转换为原始电信号，信源分为模拟信源和数字信源。
本文的输入信号采用模拟信源，通过A/D 转换把输入的模拟信号转换为数字信号，模拟信号转化为数字信号包括三个步骤：抽样、量化和编码。
模拟信号首先被抽样。
通常抽样是按照等时间间隔进行的，虽然在理论上并不是必须如此的。
模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但是其取值仍然是连续的，所以是离散模拟信号。
第二步是量化。
量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值是离散的。
故量化信号已是数字信号了，它可以看成是多进制的数字脉冲信号。
第三步是编码。
第一步抽样的定理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率<H f 且带宽受到限制时，则以间隔时间为1/2H T f 的周期性冲击脉冲对它抽样时，()m t 将被这些抽样值所安全确定。
由于抽样时间间隔相等。
），低通滤波107中的最低频率是10Hz ，108的增益为300Hz 。
即奈奎斯特的定理。
第二步：量化。
模拟信号的抽样值为m(KT)，其中T 是抽样周期，k 是整数。
量化原理公式：,()q i m kT q =≤i-1i 当m m(kT)<m （1.1-2）在非均匀量化时，量化间隔是随信号抽样值的不同而变化的。
信号抽样值小时，量化间隔 v 也小；信号抽样值大时，量化间隔 v 也大。
非均匀量化的实现方法通常是在进行量化之前，先将信号抽样值压缩，再进行均匀量化。
其压缩是用一个非线性电路将输入电压x 变换成输出电压y ：()x y f= （1.1-3） 第三步：通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的过程，称为脉冲编码调制。
信号与系统大作业之通信系统仿真
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。
通信原理仿真作业
通信原理仿真作业一、任务描述：本次通信原理仿真作业旨在通过使用仿真软件，模拟通信系统的运行过程，探究信号传输、调制解调、信道传输等原理，并进行相关参数的分析和优化。
具体任务包括以下几个方面：1. 信号传输模拟：使用仿真软件搭建一个基本的通信系统，并模拟信号在传输过程中的衰减、噪声等情况。
通过观察信号的变化，分析信号传输质量。
2. 调制解调仿真：选择适当的调制方式，将模拟信号转换为数字信号，并进行解调还原。
通过仿真软件模拟调制解调过程，观察信号的频谱特性和传输效果。
3. 信道传输仿真：模拟信号在不同信道条件下的传输情况，包括理想信道、多径衰落信道等。
通过调整信道参数，观察信号的传输特性和误码率等指标。
4. 误码率性能分析：通过仿真软件统计误码率，并分析误码率与信噪比、信道带宽等参数的关系。
优化系统参数，提高信号传输质量。
二、任务执行：1. 信号传输模拟：使用仿真软件搭建一个通信系统，包括信源、信道和接收端。
设置合适的信号频率、幅度和相位等参数，模拟信号的传输过程。
观察信号在传输过程中的衰减、噪声等情况，并记录相关数据。
2. 调制解调仿真：选择适当的调制方式，如调幅（AM）、调频（FM）或调相（PM），将模拟信号转换为数字信号。
设置调制参数，如载波频率、调制指数等，并进行仿真。
观察调制后信号的频谱特性和传输效果，记录相关数据。
进行解调仿真，将调制后的信号还原为模拟信号。
调整解调参数，如解调滤波器的带宽等，观察解调效果，并记录相关数据。
3. 信道传输仿真：选择不同的信道模型，如理想信道、多径衰落信道等，并设置相应的信道参数。
将调制后的信号输入信道进行传输仿真，观察信号的传输特性和变化情况。
记录相关数据，如信道响应、信号衰减、多径干扰等。
4. 误码率性能分析：通过仿真软件统计误码率，调整信噪比、信道带宽等参数，并记录误码率随参数变化的情况。
分析误码率与信噪比、信道带宽等参数的关系，找出影响误码率的主要因素。
数字通信计算机仿真课程设计报告ask
数字通信计算机仿真课程设计报告一、引言数字通信是现代通信技术中的重要分支，其通过数字信号的传输实现信息传递。
计算机仿真技术在数字通信中扮演着重要的角色，可以帮助我们更好地理解通信系统的性能，以及优化系统设计。
本课程设计的主要目标是使用计算机仿真技术，对数字通信系统进行模拟和分析。
二、系统概述在本设计中，我们主要关注一个基本的数字通信系统，包括信源、调制器、信道、解调器和信宿等部分。
信源负责产生原始信号，调制器将原始信号转换为适合在信道中传输的调制信号，信道是传输信号的媒介，解调器将接收到的信号解调回原始信号，最后由信宿接收。
三、仿真设计1.信源：生成随机二进制数据作为信源。
2.调制器：使用QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制。
3.信道：模拟加性白高斯噪声（AWGN）信道。
4.解调器：使用QPSK解调。
5.信宿：分析接收到的数据，计算误码率（BER）。
四、仿真结果在仿真过程中，我们得到了不同信噪比（SNR）下的误码率。
通过分析这些数据，我们可以了解系统的性能，以及如何优化系统设计。
以下是部分仿真结果的图表：图1：误码率与信噪比关系图（请在此处插入图表）五、结论通过计算机仿真，我们能够有效地模拟和分析数字通信系统的性能。
在本设计中，我们主要关注了QPSK调制系统在AWGN信道下的性能。
仿真结果显示，随着信噪比的增加，误码率逐渐降低。
这表明在信噪比足够高的情况下，系统能够实现可靠的通信。
此外，我们还发现解调器的性能对误码率有很大影响，因此在实际系统中应重点关注解调器的设计。
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从仿真结果上看，最终的效果还是不错 的。
实现过程
原始信号的产生
4ASK信号的产生
a b c
添加高斯白噪声后的波形 乘法器实现 低通滤波器实现 抽样判决器实现
d
e
f
原始信号 及 4ASK信号
• 在数字基带信号传输（就是 一串数字脉冲如0和1不经过 调制直接在信道里面迚行传 输）的过程中，信号是不能 直接在信道里面传输的。 • 综上，信号在传输的时候必 须要有一定的波形，比如矩 形脉冲波形，可问题就是其 频谱是很宽的，不利于传输。 • 因此，必须要选择其它样式 的波形迚行传输，即对矩形 脉冲迚行码型变换和波形变 换，变成一种合适在信道中 传输的形式，比如正弦波。
• •
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。
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：
仿真结果
原始信号
抽样判决前
结果
•
•
误码率
• •Biblioteka 原始信号 A 与载频 cos(ωt + θ) 调 制后得到信号 Acos(ωt + θ)。 解调时引入相干（同频同相）的参 考信号 cos(ωt + θ)，则得到： Acos(ωt+θ)cos(ωt+θ)
•
利用积化和差公式可以得到：
A*1/2*[cos(ωt+θ+ωt+θ)+cos(ωt+θ-ωt-θ)] =A*1/2*[cos(2ωt+2θ)+cos(0)] =A/2*[cos(2ωt+2θ)+1] =A/2+A/2cos(2ωt+2θ) 利用低通滤波器将高频信号 cos(2ωt+2θ)滤除，即得原始信号 A。 因此相干解调需要接收机和载波同 步。