数字调制系统分析与仿真

合集下载

AM—调制与解调仿真

AM—调制与解调仿真

引言本次实践开设的计算机课程设计为软件仿真,利用matla b编写程序建立M文件对计算机实验进行仿真。

随着通信技术的发展日新月异,通信系统也日趋复杂,在通信系统的设计研发过程中,软件仿真已成为必不可少的一部分.随着信息技术的不断发展,涌现出了许多功能强大的电子仿真软件,如Work be enc h、Pr ote l、Sys temview 、Matlab 等。

虚拟实验技术发展迅速,应用领域广泛,一些在现实世界无法开展的科研项目可借助于虚拟实验技术完成,例如交通网的智能控制、军事上新型武器开发等。

调制就是使一个信号(如光等)的某些参数(如振幅、频率等)按照另一个欲传输的信号(如声音、图像等)的特点变化的过程.解调是调制的逆过程,它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。

对于幅度调制来说,解调是从它的幅度变化提取调制信号的过程。

对于频率调制来说,解调是从它的频率变化提取调制信号的过程。

在信号和模拟通信的中心问题是要把载有消息的信号经系统加工处理后,送入信道进行传送,从而实现消息的相互传递.消息是声音、图像、文字、数据等多种媒体的集合体。

把消息通过能量转换器件,直接转变过来的电信号称为基带信号。

A M是调幅(Amplitud eModu lation),用AM 调制与解调可以在电路里面实现很多功能,制造出很多有用又实惠的电子产品,为我们的生活带来便利.用MAT LAB 仿真工具仿真的AM 调制解调与解调器抗干扰性能分析的工作原理和工作过程,完成对调制与解调过程的分析以及相干解调器的抗干扰性能的分析.通过对波形图的分析给出不同信噪比情况下的解调结果对比.寻找最佳调试解调途径已相当重要。

其中将数字信息转换成模拟形式称调制,将模拟形式转换回数字信息称为解调。

本文主要的研究内容是了解AM 信号的数学模型及调制方式以及其解调的方法在不同的信噪比情况下的解调结果.先从AM 的调制研究,其次研究A M的解调以及一些有关的知识点,得出AM 信号的数学模型及其调制与解调的框图和调制解调波形图,然后利用MATLAB 编程语言实现对A M信号的调制与解调,给出不同信噪比情况下的解调结果对比。

数字调制系统误比特率(BER)测试的仿真设计及分析

数字调制系统误比特率(BER)测试的仿真设计及分析

数字调制系统误⽐特率(BER)测试的仿真设计及分析数字调制系统误⽐特率(BER)测试的仿真设计与分析⽬录⼀、概述 (2)⼆、课程设计要求及注意事项 (3)三、SystemView动态系统仿真软件 (4)1.SystemView系统的特点 (4)2.使⽤Systemview (4)四、数字调制系统BER测试的仿真设计与分析 (5)五、仿真系统组成及对应结果 (10)⼀、低频相⼲调制解调系统组成与分析 (10)⼆、⾼频相⼲调制解调系统BER测试仿真模型建⽴与分析 (12)三、⾼频差分相⼲调制解调BER测试仿真模型建⽴与分析 (16)四、⾼频差分与相⼲调制解调BER模型对⽐分析 (21)六、⼼得体会 (26)七、参考⽂献 (27)⼀、概述《通信原理》课程设计是通信⼯程、电⼦信息⼯程专业教学的重要的实践性环节之⼀,《通信原理》课程是通信、电⼦信息专业最重要的专业基础课,其内容⼏乎囊括了所有通信系统的基本框架,但由于在学习中有些内容未免抽象,⽽且不是每部分内容都有相应的硬件实验,为了使学⽣能够更进⼀步加深理解通信电路和通信系统原理及其应⽤,验证、消化和巩固其基本理论,增强对通信系统的感性认识,培养实际⼯作能⼒和从事科学研究的基本技能,在通信原理的理论教学结束后我们开设了《通信原理》课程设计这⼀实践环节。

Systemview是ELANIX公司推出的⼀个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化仿真平台。

从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真,直到⼀般的系统数学模型建⽴等各个领域,Systemview 在友好⽽且功能齐全的窗⼝环境下,为⽤户提供了⼀个精密的嵌⼊式分析⼯具。

它作为⼀种强有⼒的基于个⼈计算机的动态通信系统仿真⼯具,可达到在不具备先进仪器的条件下也能完成复杂的通信系统设计与仿真的⽬的,特别适合于现代通信系统的设计、仿真和⽅案论证,尤其适合于⽆线电话、⽆绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统;并可进⾏各种系统时域和频域分析、谱分析,及对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混合器、放⼤器、RLC电路、运放电路等)进⾏理论分析和失真分析。

全数字BPSK调制解调系统的仿真

全数字BPSK调制解调系统的仿真

第31卷第1期2003年2月浙江工业大学学报J O U RN A L O F ZHEJI AN G U N IV ER SI T Y O F T ECHN O L O GY V o l.31No.1Feb.2003文章编号:1006-4303(2003)01-0042-06收稿日期:2002-04-20;修订日期:2002-12-05基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(601083)作者简介:孟利民(1963-),女,浙江金华人,副教授,在读博士,研究方向为通信信号处理和软件无线电。

全数字BPSK 调制解调系统的仿真孟利民,朱健军,赵新建,周利民(浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310032)摘要:现代通信越来越依靠全数字处理技术,通信系统中的全数字调制解调意味着发射机及接收机将全部采用数字信号处理(DSP )算法,从而整个通信系统就可以用DSP 芯片或超大规模集成电路(V LSI)器件来实现。

对全数字BPSK 调制解调系统采用计算机仿真的方法进行研究能清楚地了解通信系统中所运用的数字信号处理技术,包括信息源、发送和接收滤波器、内插器以及判决器等全部采用数字信号处理算法来实现。

文章给出了BPSK 调制解调系统各个模块的算法和结构,运用M ATLAB 软件进行了仿真,得出了各个部分的时域和频域波形图,系统仿真的设计方法对QPSK 、16Q AM 等全数字调制解调系统的硬件实现具有实际的指导意义。

关键词:全数字调制解调;数字信号处理;M A TLAB 软件;系统仿真中图分类号:TN761.6 文献标识码:ASimulation for all -digital BPSK modulation and demodulation systemM EN G Li-min,ZHU J ia n-jun,ZHAO Xin-jian,ZHO U Li-min(College of Information Engineering ,Zh ejiang University of Tech nology ,Hang z h ou 310032,China )Abstract:All -digital processing technolog y is indispensable in m oder n comm unicatio n .All-digital m odulation and dem odulation mean that the tra nsmitter and receiv er will adopt digital sig nal processing (DSP)alg orith m entirely.So all co mmunicatio n sy stems may be im plemented by DSP chips o r V LSI devices.Th roug h the resea rch o n all-digital mo dula-tion and dem odulation system by co mputer simulatio n,w e can clea rly understand the digi-tal sig nal processing technolog y of co mmunicatio n sy stem w e use including the implemen-tatio n of informa tion stream ,the transmiting filter a nd receiving filter ,the interpola to r ,and the slicer ,etc .by using digital sig nal processing alg orithm entirely .This paper de-scribes the algo rithm and architecture of sev eral modules in the BPSK modula tio n and de-mo dulatio n sy stem.The all-digital BPSK modula tion and demodula tion system is simulat-ed by applying M ATLAB softwa re.It presents v arious figures o f the tim e field and the frequency field.The desig n scheme of system simulatio n takes on actual sig nificance fo r the hardw are implem enta tio n of QPSK,16Q AM ,etc.of all-digital modulatio n and de-mo dulatio n sy stem s.Key words:all -digital m odulatio n and dem odulatio n ;digital sig nal processing ;M ATLAB softw are ;system simula tion0 引 言近年来,随着电子技术和计算机技术的进步,尤其是数字信号处理器(DSP)芯片速度的提高,数字信号处理技术在通信系统中的应用已越来越引起人们的重视,从而全数字调制解调[1]及软件无线电概念应运而生。

实验三 2ASK与2FSK调制解调系统仿真实验指导书

实验三  2ASK与2FSK调制解调系统仿真实验指导书

实验三:2ASK与2FSK调制解调系统仿真实验指导书2012年11月一、实验目的1)对2ASK 与2FSK 数字调制系统进行建模仿真,了解其工作原理; 2)熟悉运用simulink 搭建完整信号调制解调系统;3)对比信号基带波形与解调后的波形差异,比较两种方法的优劣。

二、实验内容运用simulink 搭建完整的2ask 与2fsk 调制解调系统。

2ASK 输入由伯努利二进制随机数产生器产生,由DSB AM 调制与解调器模拟2ASK 调制解调,用加性高斯白噪声信道,最后配上速率转换器与显示器。

如果需要,也可加入频谱仪对前后的频谱进行分析。

2FSK 输入由伯努利二进制随机数产生器产生,由基带M-FSK 调制与解调器模拟2fsk 调制解调,用加性高斯白噪声信道,最后配上速率转换器及显示器构成。

如果需要,也可以加入频谱仪对前后频谱进行分析。

三、实验原理1 2ASK 调制解调原理数字幅度调制又称幅度键控(ASK ),二进制幅度键控记作2ASK 。

2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续地输出。

有载波输出时表示发送“1”,无载波输出时表示发送“0”。

根据幅度调制的原理,2ASK 信号可表示为:式1式中,ωc 为载波角频率, s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列式2其中,g(t)是持续时间为Tb 、高度为1的矩形脉冲,常称为门函数;αn 为二进制数字序列。

式32ASK 信号的产生方法(调制方法)有两种,如下图所示。

图(a )是一般的模拟幅度调制方法,这里的由式2规定;图(b )是一种键控方法,这里的开关电路受控制。

图(c )给出了及的波形示例。

二进制幅度键控信号,由于一个信号状态始终为0,相当于处于断开状态,故又常称为通断键控信号(OOK 信号)。

tt s t e c ωcos )()(0=∑-=n b n nT tg a t s )()(图1 2ASK 信号产生方法与波形示例2ASK 信号解调的常用方法主要有两种:包络检波法和相干检测法。

16QAM调制解调技术分析仿真

16QAM调制解调技术分析仿真

16QAM调制解调技术分析仿真作者:范小烨来源:《物联网技术》2014年第08期摘要:根据QAM调制解调的基本原理,以Matlab为开发平台,设计了16QAM数字调制解调系统并进行仿真分析,并在信噪比变化条件下,得到了不同进制QAM系统的误码率。

仿真结果表明,QAM调制相对PSK调制具有较好的性能。

关键词:正交幅度调制;仿真;Matlab中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2014)08-0047-020 引言在通信信息高度发达的今天,频带资源显得十分有限。

经过几代通信人的努力,研究得到了利用率比较高的数字调制方式-QAM(Quadrature Amplitude)。

时至今日QAM已经成为研究设计数字通信系统的主要内容之一。

近年来在QAM的研究方面取得了里程碑式的成果,上海506研究所和天津通广集团下属的一个通信机部门[1]、曾长华等(南京邮电大学)提出一种算法,是基于软件无线电的QAM调制[2]以及西安电子科技大学ISN国家重点实验室的侯立正、李维英等的16QAM调制系统主要部分的底层设计等,都是这方面研究成果的体现。

1 16 QAM工作原理1.1 QAM调制解调的原理正交振幅调制时域表达式如下:由公式(1)可知,调制信号由两个分别被一组离散的振幅{Am},{Bm}调制的载波构成,且这两个载波相位相差90°。

(Tb是码元宽度,m=1,2…M),其中振幅{Am},{Bm}可以表示成:1.2 QAM调制性能在评价QAM的性能时我们通常使用的几个参数有:峰值——均值比γ,星座点间最小欧几里德距离dmin和最小相位偏移θmin。

在不同的数字传输系统应用中,其参数要求不尽相同。

1.3 16 QAM调制解调原理如前所述,当进制数M>4 时,正交幅度调制信号的时域表达式为:2 16 QAM系统结构2.1 16 QAM的结构上文提到,在实际的工程应用中,一般通过正交调幅法或复合相移法生成I(t)、Q (t)。

仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术

仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术

仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术仿真实现ASK、PSK、FSK、DPSK、QAM技术一(数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制,多进制调制是二进制调制的推广,所以本文主要讨论二进制的调制与解调,最后简单讨论一下多进制调制中的MFSK(M元移频键控)和MPSK(M元移相键控)。

最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK和2-DPSK)。

下面是这几种调制方式以及其改进调制方式的相关原理。

1.二进制幅度键控(2-ASK)幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。

载波在数字信号1或0的控制下通或断,在信号为1的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。

2-ASK信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定,离散谱由载波分量决定;(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

2 .二进制频移键控(2-FSK)频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0,用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。

对二进制的频移键控调制方式,其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏,由于数字信号的带宽即Fb值大,所以二进制频移键控的信号带宽B较大,频带利用率小。

2-FSK功率谱密度的特点如下:(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f1和f2位置;(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。

若两个载频之差|f1 -f2|?fs,则出现单峰。

3.二进制相移键控(2-PSK)在相移键控中,载波相位受数字基带信号的控制,如在二进制基带信号中为0时,载波相位为0或π,为1时载波相位为π或0。

PAM、PSK、QAM数字调制解调系统误码性能仿真

PAM、PSK、QAM数字调制解调系统误码性能仿真

数字通信系统传输误码性能仿真(一)摘要:脉冲幅度调制(PAM)、频移键控(PSK)、正交振幅调制(QAM)等数字信号调制解调模式在经典和现代通信中得到广泛应用。

不同调制方式在不同的条件下传输可靠性能不尽相同。

Matlab/Simulink包含多种仿真模块库,可以对各种通信调制方式的调制解调进行仿真,并验证其传输可靠性能。

关键字:通信系统、仿真、PAM、PSK、QAMAbstract:Digital signal modulation and demodulation modes such as pulse amplitude modulation (PAM), frequency shift keying (PSK), quadrature amplitude modulation (QAM)are widely used in classical and modern communication. The transmission reliability of different modulation are different under different conditions. Matlab/Simulink contains a variety of library of simulation modules for various communications modem modulation to simulate and verify its transmission reliability.Keywords: communication systems, simulation, PAM,PSK,QAM0 引言系统仿真是进行协议标准制定、算法分析优化和产品总体设计的重要步骤,对验证算法和理论的设计性能、缩减设计开发时间、降低总体成本具有重要意义。

传统的系统仿真方法主要使用基于C语言等计算机编程语言的方法,工作量大,效率低,仿真程序的可读性、可靠性、可移植性无法达到现代大中型系统的要求。

GMSK调制方式的仿真分析

GMSK调制方式的仿真分析

在这种基带调制方式下,产生基带调制信号( 基带GMSK信 号) , 再把这个基带调制信号调制到高频载波上,形成频带调 制信号( 频带GMSK信号)。
为考察频带GMSK系统的抗干扰性能.本系统设置了 AWGN Channel(加性高斯白噪声) 模块作为系统传输信道。通过改 变AWGNChannel模块的SNR(信噪比) 等参数的设置,可观察 系统误码率的变化情况。
3、GMSK系统仿真
GMSK仿真模型图
1
2
4
6
3
5
仿真部分各仪器初始参数设置
1
GMSK信号发生器
表示产生的二进制序列中0 出现的概率为0.5 表示随机种子为61
表示抽样时间即每个符号的 持续时间为0.001s
2 GMSK基带调制解调模块
GMSK基带调制模块
调制输入信号为双极性信号( ± 1)
GMSK基带解调模块
GMSK基带信号与解调信号(scope1输出波形)
基带信号(上)与解调信号(下)比较可得,从起始码元 到最后一个码元,发现调制信号波形从第四个码元开始与 基带信号完全符合,说明系统的调制性能较好,基本实现 了解调的目的——将调制信号还原为基带信号。
GMSK调制信号眼图
BT=0.1
比较两个图得出, BT=0.3比BT=0.1 的眼图睁开的大,
本课题主要介绍GSMK的基本原理,以及利用MATLAB 软件对调制部分进行仿真分析,对软切换和硬切换的性能进 行比较。
GMSK基本原理
GMSK基本原理是基带信号先经过调制前高斯 w滤el波co器me成to形u,se再th进es行e PMoSwKe调rP制oi。nt最te小mp频la移te键s,控New C(oMnStKe)nt是d一es种ig二n,进10制y数ea字rs调ex频pe,ri它en的ce调制系数为0.5。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

数1 引言1. 1 数字调制的意义数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制,使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。

根据控制的载波参量的不同,数字调制有调幅、调相和调频三种基本形式,并可以派生出多种其他形式。

由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。

为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。

因此,大部分现代通信系统都使用数字调制技术。

另外,由于数字通信具有建网灵活,容易采用数字差错控制技术和数字加密,便于集成化,并能够进入综合业务数字网(ISDN网),所以通信系统都有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。

因此,对数字通信系统的分析与研究越来越重要,数字调制作为数字通信系统的重要部分之一,对它的研究也是有必要的。

通过对调制系统的仿真,我们可以更加直观的了解数字调制系统的性能及影响性能的因素,从而便于改进系统,获得更佳的传输性能。

1. 2 Matlab在通信系统仿真中的应用随着通信系统复杂性的增加,传统的手工分析与电路板试验等分析设计方法已经不能适应发展的需要,通信系统计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性.。

计算机仿真是根据被研究的真实系统的模型,利用计算机进行实验研究的一种方法.它具有利用模型进行仿真的一系列优点,如费用低,易于进行真实系统难于实现的各种试验,以及易于实现完全相同条件下的重复试验等。

Matlab仿真软件就是分析通信系统常用的工具之一。

Matlab是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。

Matlab的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数。

应用Matlab可方便地解决复杂数值计算问题。

Matlab具有强大的Simulink 动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。

Simulink支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统,也支持多种采样速率的多速率系统;Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口,它与传统的仿真软件包用差分方程和微分方程建模相比,更直观、方便和灵活。

用户可以在Matlab和Simulink两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。

用于实现通信仿真的通信工具包(Communication toolbox,也叫Commlib,通信工具箱)是Matlab语言中的一个科学性工具包,提供通信领域中计算、研究模拟发展、系统设计和分析的功能,可以在Matlab环境下独立使用,也可以配合Simulink使用。

另外,Matlab的图形界面功能GUI(Graphical User Interface)能为仿真系统生成一个人机交互界面,便于仿真系统的操作。

因此,Matlab在通信系统仿真中得到了广泛应用,本文也选用该工具对数字调制系统进行仿真。

2 数字调制系统的相关原理数字调制可以分为二进制调制和多进制调制,多进制调制是二进制调制的推广,所以本文主要讨论二进制的调制与解调,最后简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制(M-DPSK)。

最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK和2-DPSK)。

下面是这几种调制方式的相关原理。

2.1 二进制幅度键控(2-ASK)幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。

载波在数字信号1或0的控制下通或断,在信号为1的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。

2-ASK信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定,离散谱由载波分量决定;(2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。

2.2 二进制频移键控(2-FSK)频移键控是利用两个不同频率f1和f2的振荡源来代表信号1和0,用数字信号的1和0去控制两个独立的振荡源交替输出。

对二进制的频移键控调制方式,其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏,由于数字信号的带宽即Fb值大,所以二进制频移键控的信号带宽B较大,频带利用率小。

2-FSK功率谱密度的特点如下:(1) 2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,•离散谱出现在f1和f2位置;(2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。

若两个载频之差|f1 -f2|≤fs,则出现单峰。

2.3二进制相移键控(2-PSK)在相移键控中,载波相位受数字基带信号的控制,如在二进制基带信号中为0时,载波相位为0或π,为1时载波相位为π或0。

载波相位和基带信号有一一对应的关系,从而达到调制的目的。

2-PSK信号的功率密度有如下特点:(1) 由连续谱与离散谱两部分组成;(2) 带宽是绝对脉冲序列的二倍;(3) 与2ASK功率谱的区别是当P=1/2时,2PSK无离散谱,而2ASK存在离散谱。

2.4 多进制数字调制上面所讨论的都是在二进制数字基带信号的情况,在实际应用中,我们常常用一种称为多进制(如4进制,8进制,16进制等)的基带信号。

多进制数字调制载波参数有M种不同的取值,多进制数字调制比二进制数字调制有两个突出的优点:一是有于多进制数字信号含有更多的信息使频带利用率更高;二是在相同的信息速率下持续时间长,可以提高码元的能量,从而减小由于信道特性引起的码间干扰。

现实中用得最多的一种调制方式是多进制相移键控(MPSK)。

多进制相移键控又称为多相制,因为基带信号有M种不同的状态,所以它的载波相位有M种不同的取值,这些取值一般为等间隔。

在多相制移键控有绝对移相和相对移相两种,实际中大多采用四相绝对移相键控(4PSK,有称QPSK),四相制的相位有0、π/2、π、3π/2四种,分别对应四种状态11、01、00、10。

3 数字调制系统的仿真设计3.1 数字调制系统各个环节分析典型的数字通信系统由信源、编码解码、调制解调、信道及信宿等环节构成,其框图如图3.1所示:数字调制是数字通信系统的重要组成部分,数字调制系统的输入端是经编码器编码后适合在信道中传输的基带信号。

对数字调制系统进行仿真时,我们并不关心基带信号的码型,因此,我们在仿真的时候可以给数字调制系统直接输入数字基带信号,不用在经过编码器。

图3.1 数字通信系统模型3.1.1 仿真框图MATLAB提供的图形界面仿真工具Simulink由一系列模型库组成,包括Sources(信源模块),Sinks(显示模块),Discrete(离散系统模块),Linear(线性环节),Nonlinear(非线性环节),Connections(连接),Blocksets&Toolboxes(其他环节)。

特别是在Blocksets&Toolboxes中还提供了用于通信系统分析设计和仿真的专业化模型库CommTbxLibrary。

在这里,整个通信系统的流程被概括为:信号的产生与输出、编码与解码、调制与解调、滤波器以及传输介质的模型。

在每个设计模块中还包含有大量的子模块,它们基本上覆盖了目前通信系统中所应用到的各种模块模型。

通信系统一般都可以建立数学模型。

根据所需仿真的通信系统的数学模型(或数学表达式),用户只要从上述各个模型库中找出所需的模块,用鼠标器拖到模型窗口中组合在一起,并设定好各个模块参数, 就可方便地进行动态仿真.从输出模块可实时看到仿真结果,如时域波形图、频谱图等。

每次仿真结束后还可以更改各参数,以便观察仿真结果的变化情况。

另外,对Simulink中没有的模块,可运用S函数生成所需的子模块,并且可以封装和自定义模块库,以便随时调用。

根据Simulink提供的仿真模块,数字调制系统的仿真可以简化成如图3.2所示的模型:图3. 2 数字调制系统仿真框图3.1.2 信号源仿真及参数设置Simulink通信工具箱中的Comm Sources/Data Sources提供了数字信号源Bernoulli Binary Generator,这是一个按Bernoulli分布提供随机二进制数字信号的通用信号发生器。

在现实中,对受信者而言,发送端的信号是不可预测的随机信号。

因此,我们在仿真中可以用Bernoulli Binary Generator来模拟基带信号发生器。

其中主要参数的含义为:Probability of a zero :产生的信号中0符号的概率,在仿真的时候一般设成0.5,这样便于频谱的计算;Initial seed :控制随机数产生的参数,要求不小于30,而且与后面信道中的Initial seed设置不同的值;Sample time:抽样时间,这里指一个二进制符号所占的时间,用来控制号发生的速率,这个参数必须与后面调制和解调模块的Symbol period保持一致。

3.1.3 调制与解调模块Simulink通信工具箱中提供了数字信号各种调制方式的模块,如AM、CPM、FM及PM等。

虽然不同的调制模块,参数设置有所不同,但很多参数在各种调制中是一致的,下面我们以DPSK调制模块为例介绍一下调制模块的参数及其设置,其余模块将在下面仿真模型的建立过程中详细介绍。

M-DPSK Modulator Passband和M-DPSK Demodulator Passband 分别是数字信号DPSK调制和解调的专用模块,其中主要参数有:M-ary number:输入信号的阶次数,比如2-DPSK就是2阶的;Symbol period:符号周期,即,一个符号所占的时间,这必须与信号源的Sample time保持一致;Carrier frequency:载波频率;Carrier initial phase:载波的初始相位;Input sample time:输入信号的抽样时间;Output sample time:输出信号的抽样时间。

其中,各参数要满足以下关系:Symbol period > 1/(Carrier frequency)Input sample time < 1/[2*Carrier frequency + 2/(Symbol period)](3.1)Output sample time <1/[2*Carrier frequency + 2/(Symbol period)]3.1.4 信道在分析通信系统时通常选择高斯噪声作为系统的噪声来考查,因为这种噪声在现实中比较常见而且容易分析。

Simulink 中提供了带有加性高斯白噪声的信道:AWGN Channe。

仿真时可以用该模块模拟现实中的信道,该模块的主要参数有:Initial seed:控制随机数产生的参数,要求不小于30,且与前面信号源中的Initial seed设置不同的值;Es/No (dB):信号每个符号的能量与噪声的功率谱密度的比值;SNR (dB):信号功率与噪声功率的比值;注:Es/No (dB) 和SNR (dB)是表征信号与噪声关系的两种方法,在一次仿真中只能选择其中一个。

相关文档
最新文档