基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统的Simulink仿真实现
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。
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。
基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统性能研究
基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统性能研究作者：黄明亮来源：《硅谷》2011年第23期摘要：基于线性调频脉冲（Chirp）信号良好的自相关性以及匹配滤波后尖锐的时域特性，将线性调频脉冲扩频技术用于高速的超宽带无线通信，设计Chirp-BOK调制的超宽带通信系统，BOK调制实现简单，但是传输速率较慢，首先对BOK调制方式给出理论分析，然后再进行性能仿真。
关键词： Chirp；超宽带；BOK；调制中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210112－02超宽带（UWB）是一种短距离高速无线通信技术。
它通过组建高速个人无线局域网（WPAN），使无线局域网和个人局域网以无线的互联接入成为可能。
UWB定义[1]是由FCC 给出的，规定-10dB相对带宽超过20%，或-10dB绝对带宽超过500MHz就称为超宽带。
采用满足超宽带定义的Chirp信号进行通信的方式称为Chirp超宽带。
Chirp信号又称为线性调频信号，在一段时间里信号的频率随着时间呈线性变化，这样Chirp信号在一定时间会“扫过”一定带宽。
Chirp超宽带是Chirp扩频与超宽带相结合，相比于其它超宽带技术，具有更远的传输距离；相比于Chirp扩频，具有更高的多径分辨率和测量精度。
1 Chirp信号特性分析Chirp信号时域表达式[2]：其中：为Chirp信号的包络，通常为矩形脉冲，当时，其它时候；为脉冲宽度（单位s），又称为信号的扫频时间；是Chirp信号中心频率（单位Hz），信号瞬时频率表达式：为Chirp信号的线性调频斜率（单位Hz/s），在一个脉冲宽度内，瞬时频率与时间呈线性关系。
信号为正斜率信号，其瞬时频率随时间不断增大；信号为负斜率信号，其瞬时频率随时间不断减小；为Chirp信号的调频带宽。
图1为信号包络为1，线性调频斜率也为1的仿真图。
图1 Chirp信号仿真图Chirp信号的脉冲压缩可以通过匹配滤波实现。
(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。
实验七 通信系统的SIMULINK仿真
实验七通信系统的SIMULINK仿真实验七通信系统的SIMULINK仿真一、实验目的1、了解和掌握如何用SIMULINK 软件仿真一个通信系统；2、通过仿真加深对AM、DSB调制、解调方式的理解；3、掌握滤波器、信号模块的参数设置。
二、实验设备MATLAB软件、计算机三、实验原理1、普通调幅调制系统原理图m(t)＋×BPFsAM(t)A0cos?ct2、普通调幅解调系统原理图（1）相干解调法z(t)xsAM(t)BPFLPFso(t)cos?ct（2）非相干检测法sAM(t)BPFLEDLPFso(t)3、DSB调制与解调系统原理图 (1) 调制系统原理图＋×m(t) ―― BPF s ASDSB（t）A0cos?ct(2)相干解调法(t)BPFz(t)xLPFso(t)cos?ctSDSB（t）四、实验内容1、根据AM调制与解调原理，用MATLAB中的SIMULINK软件建立一个仿真电路，如下图所示：AM仿真模块图AM仿真模型是由3个信号发生器（一个调制信号2个载波信号）两个相乘器；一个低通滤波器和几个示波器组成。
整个模型分别由两个部分组成调制部分和解调部分。
解调方式采用同步检波，即先把调幅波信号和相干载波信号相乘，然后通过低通滤波器滤出解调信号波形。
可设图中sinewave2为调制信号，频率为30Hz，sinewave为载波信号，频率为200Hz。
2、根据DSB调制与解调原理，用MATLAB中的SIMULINK软件建立一个仿真电路，如下图所示：DSB仿真模块图调制信号的频率为50Hz，载波的频率为400Hz。
解调部分仍采用同步检波，低通滤波器截止频率为60Hz，阶数为4。
3、根据上述原理设计一个AM和DSB系统，进行仿真，观察并记录调制信号、载波信号、解调信号的波形。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
simulink中的chirp signal实现原理 -回复
simulink中的chirp signal实现原理-回复【Simulink中的chirp signal实现原理】引言：Chirp信号是一种具有逐渐增加或逐渐减少频率的信号。
在Simulink中，我们可以使用chirp信号源模块来快速生成chirp信号。
本文将介绍Simulink中chirp信号源模块的实现原理，并一步一步详细解答。
一、什么是Chirp信号？Chirp信号是一种具有线性或非线性变化频率的信号。
它的频率随时间的推移而变化，可以从低频逐渐增加到高频，也可以从高频逐渐减少到低频。
在频谱中，Chirp信号呈现为一条线。
Chirp信号在雷达、声纳、通信、医疗成像等领域有广泛的应用。
二、Simulink中的Chirp信号源模块Simulink是一种用于模拟和设计动态系统的图形化编程环境，其中包含了大量的信号源模块。
Chirp信号源模块是其中之一，用于快速生成Chirp 信号。
下面将介绍Chirp信号源模块的工作原理。
1. 打开Simulink，在搜索栏中输入“chirp”，找到Chirp信号源模块。
将其拖动到模型中。
2. 双击新建的Chirp信号源模块，打开其属性参数设置界面。
3. 在参数设置界面中，我们可以自定义Chirp信号的多个属性，包括采样率、信号起始频率、信号停止频率、信号振幅、信号持续时间等。
根据具体需求进行设置。
4. 设置完成后，点击确定按钮，模型中的Chirp信号源模块会显示配置的属性参数。
三、Simulink中Chirp信号源模块的工作原理Simulink中的Chirp信号源模块是通过数学函数来生成Chirp信号。
其生成原理如下：1. 首先，Simulink根据设置的采样率和信号长度计算采样点个数。
2. 然后，根据设置的起始频率和停止频率以及信号持续时间，计算Chirp 信号的增量频率。
3. 接下来，Simulink使用正弦函数生成Chirp信号。
根据采样点个数和增量频率，逐点计算正弦函数的取值，并根据设置的振幅进行缩放。
基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统性能研究
与 分别是正斜率和负斜率Chirp信号，Chirp信号的自相关 函数 可以看做它们两者的卷积。比较（4）和（5）可以看出，正向 Chirp信号的匹配滤波器冲激响应恰好为其对应的反向Chirp信号，所以 Chirp信 号 的 匹 配 滤 波 特 性 也 体 现 其 自 相 关 特 性 [4]。 图 2是 中 心 频 率 为 4.1GHz的Chirp信号自相关与互相关特性曲线。由图可知，Chirp信号自相 关特性曲线十分尖锐，互相关特性曲线相对平坦。
表示，“0”可以用负斜率Chirp信号（Down Chirp）表示。在接收端，信 号经匹配滤波后再进行判决以决定输出是“0”还是“1”。
假设Up Chirp的表达式为：
同步。由图3可知，理论值与仿真值一致，而且当相关系数很小时，系统 的误码率性能接近极限，即 ，相干解调的误码率性能要好于非相干 解调。
BOK解调分为相干和非相干两种，假设信道为加性高斯白噪声（AWGN） 信 道 。 相 干 解 调 中 假 设 发 射 端 发 射 “0” 与 “1” 的 概 率 相 等 ， 则 错 误概率表达式为：
-4
-5
图3 BOK在AWGN信道下的误码率图 4 结论 本文在分析Chirp信号特性基础上，提出了一种基于BOK调制的Chirp 超宽带无线通信系统设计方案，进行了详细的理论推到并在AWGN信道下进 行了仿真。理论值与仿真值一致，而且当相关系数很小时，系统的误码率 性能接近极限，即，相干解调的误码率性能要好于非相干解调。但是应该 明白BOK调制的数据传输速率很慢，有待进一步研究。
其中： 为Chirp信号的包络，通常为矩形脉冲，当
时，
其它时候
； 为脉冲宽度（单位s），又称为信号的扫频时
基于QBOK调制的Chirp超宽带系统设计与FPGA实现
WANG Ming，LIU Hao （National Key Lab of Communication，UESTC, Chengdu，610054，China）
图 ７ ＱＢＯＫ 接收机设计模块图
本文在设计匹配滤波器的时候采用了 1 比特量化技 术，这样可以节省大量的乘法运算，节省硬件资源， 同样达到了匹配滤波器的功能，并且在性能上也无 太大的损失。
根据匹配滤波器系数的符号进行量化，设{Ch1, Ch2}匹配滤波器系数之一是 0.9515- 0.55641*i.，根据 正负特性量化成 1- i，因此，输入滤波器的数据 a+b*i 与 0.9515- 0.55641*i. 的 乘 法 就 转 化 为 （a+b*i）*（1- i）来代替，这样的思想可以避开乘法 运算，即（a+b*i）*（1- i）=（a+b）+（b- a）*i。我们都 知道，乘法器在硬件设计中消耗很多的资源，这样设 计就避开了硬件设计中乘法器的使用，经过仿真也 可以达到同样的效果。对其他三种情况进行同样的 处理，通过比特量化，可以把匹配滤波器的系数转化 为 4 类。同理可以得到下面的三种情况： （a+b*i）*（1+i）=（a- b）+（b+a）*i （a+b*i）*（- 1+i）=（- a- b）+（a- b）*i （a+b*i）*（- 1- i）=（b- a）-（a+b）*i
图 ２ Ｃｈｉｒｐ 信号经过匹配滤波器前后的信号波形
３ 基于 ＱＢＯＫ 的算法描述
２ Ｃｈｉｒｐ 超宽带系统模型
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３ ・ ２
马 昌荣 ， ： 于 Ｂ 等 基 ＯＫ 调 制 的 Ｃ ｉ 超 宽 带通 信 系 统 的 Ｓｍｕｉｋ 真 实 现 ｈｒ ｐ ｉ ｌ 仿 ｎ
为广 泛 的应用 ．
本文 基 于 Ｂ ＯＫ调 制 的超宽 带无 线通信 系统 的 原理 ， 助 Ｍａｌｂ Ｓｍｕｉｋ构 建 了该 系统 仿 真模 型 ， 借 ｔ ／ｉ ｌ ａ ｎ 实 现 了在加 性高 斯 白噪声 信道 下点 对点 的通 信 ， 真 结果 表 明 ， 系 统在 Ｓｍｕｉｋ环 境 中进 行建 模 和实 现是 仿 该 ｉ ｌ ｎ
摘要 ： 绍 了基 于 Ｂ 介 ＯＫ调 制 的 Ｃ ｉｐ超宽 带 无线通 信 系统 的原理 ， ｈｒ 从理 论上 分析 了 Ｂ Ｋ 解 调 Ｏ 时 的误 码率 ， 并运 用 Ｍａｌ ／ ｉ ｌ ｋ构 建 了基 于 Ｂ ｔ ｂ Ｓｍｕｉ ａ ｎ ０Ｋ 调 制 的 Ｃ ｉ ｈｒ ｐ超 宽 带 通 信 系统 的 仿 真模 型， 实现 了 Ｂ ＯＫ 调制 、 号相 干检测 、 码率 计算 等功 能 ， 信 误 完成 了在 加 性 高斯 白噪声 信道 下 点对 点
Ｎ
一
—
—
Ｈ
、
、
（） ２
由公 式 （ ） 知 ， ｈｒ ２可 Ｃｉ ｐ信号 通过 匹 配滤 波 后 可 以带 来 一定 的处 理增 益 ， 干 扰 信 号通 过 匹配 滤 波 后 不 而 会 带来 处理增 益 ， １ 带有 ＡＷＧＮ 噪声 的 Ｃ ｉ 图 为 ｈｒ ｐ信号 匹配 滤波后 的 时域波 形． 可见 ， 滤 波器具 有 一定 的 该
会到 Ｓｍｕｉｋ强 大的仿 真功 能 ， ｉ ｌ ｎ 它建模 时 间 比较 短 ， 型 简单 、 模 清晰 ， 计算 精度 高 ， 时在 系统 设 计 的任 何 阶 同 段都 能够 很方 便地 修改 模 型 、 评估 结果 和验 证 系统行 为 ， 而且投 入小 、 易推广 ， 容 因而可 以在很 多领 域得 到更
之一 ， 一个用 来对 动态 系统 进行 建模 、 真和分 析 的软件 包． Ｓｍｕｉｋ提供 的 图形 用 户 界 面 ＧＵＩ ， 是 仿 在 ｉ ｌ ｎ 上 只 要进 行 鼠标 的简单 拖拉 操作 就可 以构造 出复 杂 的仿 真 模 型． 在利 用 Ｓｍｕｉｋ进行 建 模 仿 真 的过 程 中 ， ｉ ｌ ｎ 可体
的通信 ， 出 了在 ＡＷＧＮ 信道 中不 同时间 带宽积条 件 下 的信 噪 比误 码 率仿 真 曲线． 真 分析 结 果 给 仿
表 明， 用 Ｓｍｕｉｋ建 立 的超宽 带通 信 系统模 型对超 宽 带系统进 行 研 究是切 实可行 的． 运 ｉ ｌ ｎ
关键 词 ： 超宽 带 ； 线性调 频信 号 ； ｉ ｌ ｋ Ｓｍｕｉ ｎ 中图分 类号 ： ３ １ 文献标 志 码 ： ＴＰ ９ Ａ 文章 编号 ：６ ４３ ８ ２ １ ） ２０ ３ — ６ １ ７ — ５ ６卷
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ２ １２ ．
徐 州 工 程 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎｌ ｆ ｏ ｒ ａ ｏ Ｘｕ ｈ ｕ Ｉ ｓｉｕｅ ｏ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ （ ｔ ｒｌ ｃｅ ｃ ｓ ｚ ｏ ｎ ｔｔｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ Ｎａｕ ａ Ｓ ｉｎ ｅ Ｅｄｔ ｎ ｉｏ ） ｉ
收 稿 日期 ：０ 卜Ｏ —５ ２ １ １０
作 者 简 介 ： 昌荣 （ ９７ ）女 ， 苏徐 州人 ， 士 研 究生 ， 要 从 事 超 宽 带 无 线 通信 技 术研 究 ｝ 马 １８ 一 ， 江 硕 主 王 艳 芬 （ ９２ ， ， 苏徐 州人 ， 授 ， 士 ， 士 生 导 师 ， １６ 一） 女 江 教 博 硕 主要 从 事 通信 与信 息 系统 方 面的 研 究
切实 可行 的．
１ Ｃｉ ｈｒ ｐ信 号 特 性 分 析
线性 调频 （ ｈｒ ） 号 的数学 表达 式 为 Ｃｉ 信 ｐ
ｓ （）一 口 ￡ｃ ｓ２ （ ｏ＋ 。２ ） 一 Ｔ ２≤ ｔ Ｔ ２ （）ｏ （ ７ ｆ ｔ ／）， ／ ≤ ／， （） １
它是 一种 瞬 时频率 随 时间线 性变 化 的信号 ， 近年 来被 作为 超宽 带脉 冲信 号得 到广泛 研究 ． 用 Ｃ ｉ 利 ｈｒ 号 匹 ｐ信
脉 冲超宽 带［ 是 超 宽带通 信最 经典 的实 现方式 ， 信时 利用 宽度 在纳秒 或 亚纳秒 级别 的、 有极 低 占空 １ 通 具 比的基带 窄脉 冲序 列携 带信 息． 射信 号是 由单 脉 冲信号组 成 的时域 脉 冲序列 ， 发 无需 经过 频谱 搬移 就 可 以直 接发 射 ． 冲超 宽 带技术 具有 数据 传输 速率 高 、 脉 功耗低 、 色环保 、 透能 力强 、 绿 穿 定位 精确 、 现有技 术 实现成 较 本低 等 特点 ， 吸引人 的特性 和优 点使 其在 军事 应用 、 其 航空 航 天应用 以及 民用 和商 用上具 有 巨大 的潜力 ． Ｓｍｕｉｋ２ 是 Ｍａｈ ｒ ｓ 司推 出 的基 于 Ｍａｌｂ平 台 的动 态仿 真 领 域 中最 为 著 名 的仿 真 集 成 环境 ｉ ｌ ［］ ｎ ｔ Ｗｏｋ 公 ｔ ａ
配滤 波后 的时域压 缩特 性 和 Ｆ ｕ ｉ 变 换 的线 性 特性 ， 不 同频段 上 的 Ｃ ｉ ｏｒｒ ｅ 将 ｈｒ ｐ压 缩脉 冲叠 加 ， 获得 超 宽 带 可
短 时脉 冲信号 ［ ， ４ 即 ］
（ 一 ‘ 口 （）￣ＢＴ ｓ ｔ一 ）ｏｓ ２ ｆ，），一 Ｔ／ ｔ≤ Ｔ／ ． Ｔ ／ — ——１ — ｝ （ ｎ ｔ ） ｉ Ｂ１ ｎ （ ｛ ｅ ２≤ ２
２ １ 年 ６月 ０１
］ｎ２ １ ｕ ． ０１
基于 Ｂ ＯＫ 调 制 的 Ｃ ｉｐ超 宽 带 通 信 系统 的 ｈｒ Ｓｍｕｉｋ仿 真 实现 ｉ ｌ ｎ
马 昌荣 ，王 艳 芬 ，钟 虎
（ 国矿 业 大学 信 息 与 电 气 工程 学 院 ， 苏 徐 州 ２ １０ 中 江 ２ ０ ８）