[信息与通信]Matlab与数字通信系统仿真
matlab 通信仿真案例
matlab 通信仿真案例
在MATLAB中，通信仿真是一个常见的应用领域，可以用于模拟
和分析数字通信系统的性能。
下面我将从多个角度介绍几个常见的
通信仿真案例。
1. OFDM系统仿真，OFDM（正交频分复用）是一种常见的多载
波调制技术，用于高速数据传输。
你可以使用MATLAB来建立一个基
本的OFDM系统仿真模型，包括信道估计、均衡和解调等模块。
通过
仿真可以分析系统在不同信噪比下的误码率性能，优化系统参数以
及算法设计。
2. 无线通信系统仿真，你可以使用MATLAB建立一个简单的无
线通信系统仿真模型，包括传输信道建模、调制解调、信道编码、
多天线技术等。
通过仿真可以评估系统的覆盖范围、传输速率、抗
干扰能力等性能指标。
3. MIMO系统仿真，MIMO（多输入多输出）技术在无线通信中
得到了广泛应用。
你可以使用MATLAB建立一个MIMO系统仿真模型，包括空间多路复用、信道估计、预编码等。
通过仿真可以分析系统
的信道容量、波束赋形技术对系统性能的影响等。
4. LTE系统仿真，LTE（长期演进）是目前移动通信领域的主流技术之一。
你可以使用MATLAB建立一个LTE系统仿真模型，包括物理层信号处理、上下行链路传输、信道编码解码等。
通过仿真可以评估系统的覆盖范围、传输速率、干扰抑制能力等性能指标。
以上是一些常见的通信仿真案例，通过MATLAB你可以方便地建立仿真模型，分析系统性能，并优化系统设计。
希望这些案例能够帮助到你。
毕业设计(论文)基于matlab的数字基带通信系统仿真
基于matlab的数字基带通信系统仿真1.课程设计的目的(1)增加对仿真软件的认识，学会对各种软件的操作和使用方法(2)加深理解数字基带通信系统的概念(3)初步掌握系统的设计方法，培养独立工作能力2.设计方案论证2.1数字基带传输系统在数字传输系统中，其传输的对象通常是二进制数字信号，它可能是来自计算机、电传打字机或其它数字设备的各种数字脉冲，也可能是来自数字终端的脉冲编码调制（PCM）信号。
这些二进制数字信号的频带范围通常从直流和低频开始，直到某一频率m f ，我们称这种信号为数字基带信号。
在某些有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以不经过调制和解调过程在信道中直接传送，这种不使用调制和解调设备而直接传输基带信号的通信系统，我们称它为基带传输系统。
而在另外一些信道，特别是无线信道和光信道中，数字基带信号则必须经过调制过程，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输，相应地，在接收端必须经过解调过程，才能恢复数字基带信号。
我们把这种包括了调制和解调过程的传输系统称为数字载波传输系统。
数字基带传输系统的模型如图 1所示，它主要包括码型变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器、均衡器和取样判决器等部分。
图1 数字基带传输系统模型1.2 数字基带信号1.2.1数字基带信号波形对不同的数字基带传输系统，应根据不同的信道特性及系统指标要求，选择不同的数字脉冲波形。
原则上可选择任意形状的脉冲作为基带信号波形，如矩形脉冲、三角波、高斯脉冲及升余弦脉冲等。
但实际系统常用的数字波形是矩形脉冲，这是由于矩形脉冲纤数字传输系统中的线路传输码型。
此外，CMI 码和曼彻斯特码一样都是将一位二进制码用一组两位二进制码表示，因此称其为1B2B 码。
（5）4B/3T 码4B/3T 码是1B/1T 码的改进型它把4 个二进制码元变换为3个三进制码元。
显然，在相同信息速率的条件下，4B/3T 码的码元传输速率要比1B/1T 码的低，因而提高了系统的传输效率。
使用MATLAB进行通信系统设计和仿真
使用MATLAB进行通信系统设计和仿真引言：通信系统在现代社会中扮演着至关重要的角色，使人们能够传递信息和数据。
为了确保通信系统的可靠性和效率，使用计算工具进行系统设计和仿真是至关重要的。
在本篇文章中，我们将讨论使用MATLAB这一强大的工具来进行通信系统的设计和仿真。
一、通信系统的基本原理通信系统由多个组件组成，包括发射机、传输媒介和接收机。
发射机负责将输入信号转换为适合传输的信号，并将其发送到传输媒介上。
传输媒介将信号传输到接收机，接收机负责还原信号以供使用。
二、MATLAB在设计通信系统中的应用1. 信号生成与调制使用MATLAB，可以轻松生成各种信号，包括正弦波、方波、脉冲信号等。
此外，还可以进行调制，例如将低频信号调制到高频载波上，以实现更高的传输效率。
2. 信号传输与路径损耗建模MATLAB提供了各种工具和函数，可以模拟信号在传输媒介上的传播过程。
通过加入路径损耗模型和噪声模型，可以更准确地模拟实际通信环境中的传输过程。
这些模拟结果可以帮助我们评估和优化通信系统的性能。
3. 调制解调与信道编码MATLAB提供了用于调制解调和信道编码的函数和工具箱。
通过选择适当的调制方式和编码方案，可以提高信号传输的可靠性和容错能力。
通过使用MATLAB进行仿真，我们可以评估不同方案的性能，从而选择出最优的设计。
4. 多天线技术与信道建模多天线技术可显著提高通信系统的容量和性能。
MATLAB提供了用于多天线系统仿真的工具箱，其中包括多天线信道建模、空分复用和波束成形等功能。
这些工具可以帮助我们评估多天线系统在不同场景下的性能，并优化系统设计。
5. 频谱分析与功率谱密度估计频谱分析是评估通信系统性能的重要方法之一。
MATLAB提供了各种频谱分析函数和工具，可以对信号进行频谱分析，并计算功率谱密度估计。
这些结果可以帮助我们了解系统的频率分布特性，并进行性能优化。
6. 误码率分析与性能评估对于数字通信系统而言，误码率是一个重要的性能指标。
Matlab在数字通信系统仿真中的应用
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Ｂ Ｓ 频带 系 统 的原理 图 ， 户输 入所 需 的 参数 进 ＰＫ 用 行系统设置； 当用 户 按 下 第 二 个 按 钮 （ 真 波形 ） 仿
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文章 编号 ’ ０ ８ Ｏ ７ （ ０ ７ ０ — ０ ４ ０ ： ０一 １ １２ ０ ）４０ ２— ３ １
Ｍａｌｂ在 数 字通 信 系统 仿真 中的 应 用 ｔ ａ
胡 培 勤
（ 山 市 高级 技 工 学 校 ， 东 佛 山 ５ ８ ０ ） 佛 广 ２ ０ ０
频 带调 制 信号 ； （ ） 性 高 斯 白噪 声 信 道 （ ３加 ＡＷＧＮ Ｃ ａ ｎ １ 。 位 于 Ｂ ｏｋ ／ ｏ ｈｎ ｅ） ｌｃ ｓ Ｃ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎ １ｃ ｓ ｃ ａ ｎ １ ｎｃ ｉ ｓ Ｂｏ ｋ ／ ｈ ｎ ｅ／ ａｏ ＡＷＧ ｈ ｎ ｅ ， 用是 在输 入 信号 中加 入高斯 白噪声 ； Ｎ Ｃ ａ ｎ ｌ作 （） 波 器 （ｃｐ ） ４示 Ｓ ｏ ｅ 。接 四个 入 口， 别 是 信 源 端 、 制 后 、 信 道 加 噪 后 和 解 调 后 的 信 号 。把 分 调 经 Ｎｕ ｅ ｆ ｘ ｓ 置 为 ４ 可 以 同时 看到 并 比较各 信号 。 ｍｂ ｒｏ ｅ 设 ａ ，
图 ３ Ｂ Ｓ 频 带系统的 Ｇ ＰＫ ＵＩ 面 设 置 界
设计 完 ＧＵＩ 界面 并且保 存后 ， ｔ ｂ系 统 会 自动 生 成相 应 的 Ｍ 文件 ， 缀 为． 。 Ｍａｌ ａ 后 ｍ
matlab通信仿真实例
matlab通信仿真实例通信仿真在工程领域中具有广泛的应用，MATLAB作为一种强大的数学建模工具，能够帮助工程师进行通信系统的仿真设计和分析。
在本文中，我们将通过一个具体的MATLAB通信仿真实例来展示如何使用MATLAB进行通信系统的建模和仿真。
首先，我们需要定义一个简单的通信系统，假设我们要设计一个基于QPSK调制的数字通信系统。
我们可以按照以下步骤进行仿真实例的设计：1. 生成随机比特序列：首先我们需要生成一组随机的比特序列作为发送端的输入。
我们可以使用MATLAB的randi函数来生成随机的二进制比特序列。
2. QPSK调制：接下来，我们需要将生成的二进制比特序列进行QPSK调制，将比特序列映射到QPSK星座图上的相应点。
我们可以使用MATLAB的qammod 函数来进行QPSK调制。
3. 添加高斯噪声：在通信信道中，往往会存在各种噪声的干扰，为了模拟通信信道的实际情况，我们需要在信号上添加高斯噪声。
我们可以使用MATLAB的awgn函数来添加高斯噪声。
4. QPSK解调：接收端接收到信号后，需要进行QPSK解调，将接收到的信号映射回比特序列。
我们可以使用MATLAB的qamdemod函数来进行QPSK解调。
5. 比特误码率计算：最后，我们可以计算仿真的比特误码率（BER），用来评估通信系统的性能。
我们可以通过比较发送端和接收端的比特序列来计算比特误码率。
通过以上步骤，我们就可以完成一个基于QPSK调制的数字通信系统的MATLAB仿真实例。
在实际的通信系统设计中，我们可以根据具体的需求和系统参数进行更加复杂的仿真设计，例如考虑信道编码、信道估计等因素，以更加准确地评估通信系统的性能。
MATLAB的强大数学建模和仿真功能，为工程师提供了一个非常有用的工具，可以帮助他们设计和分析各种通信系统。
通过不断的实践和学习，工程师可以更加熟练地运用MATLAB进行通信系统的仿真设计，为通信系统的性能优化提供有力的支持。
MatlabSimulink通信系统设计与仿真
课程设计报告目录一、课程设计内容及要求....................................... 错误!未定义书签。
(一)设计内容............................................. 错误!未定义书签。
(二)设计要求............................................. 错误!未定义书签。
二、系统原理介绍................................................... 错误!未定义书签。
(一)系统组成结构框图............................. 错误!未定义书签。
(二)各模块原理......................................... 错误!未定义书签。
1.信源模块............................................. 错误!未定义书签。
2.信源编码模块..................................... 错误!未定义书签。
3.QPSK调制模块 ................................. 错误!未定义书签。
4.信道模块............................................. 错误!未定义书签。
5.QPSK解调模块 ................................. 错误!未定义书签。
6.误码率模块......................................... 错误!未定义书签。
三、系统方案设计................................................... 错误!未定义书签。
(一)方案论证............................................. 错误!未定义书签。
基于Matlab 下的通信系统仿真
IX
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
2.程序或仿真模型 2.1 设计思想（流程图）
上图中，假如连续时间信号是一个带限信号，其频率是 - m ~ m ，抽样脉冲为理想单位 冲激串，其数学表达式为、
由图可见，模拟信号 X(t)经抽样后，得到已知抽样信号 Xs(t);
X
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
中包含的有效内容，也即信息(Information) 。消息是具体的、表面的，而信息是抽象的、 本质的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。 通信系统就是传递信息所需
要的一切技术设备和传输媒质的总和，包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受 信者) ，它的一般模型如图 3-1。
1 模拟通信系统模型和数字通信系统模型 1.1 模拟通信系统模型 在模拟通信系统中，信源（信息源，也称发终端）的作用是把
I
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
上述的实际抽样过程中，很容易用简单的数学公式来描述，设连续时间信号用 X(t)表示，抽 样周期为 Ts ，抽样频率为 Ws ，则以抽样信号的数学表达式为
I
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
Matlab 原理
设计项目
基于 Matlab 下的通信系统仿真（信号的抽样） 基于 Simulink 下的通信系统仿真（信号的抽样）
姓名：许美茹 学号：1467119128 学院：信工院通信一班
II
.-.. .. ..- /--.. ./.... .
号称为模拟信号。在用户线上传输模拟信号的通信方式称为“模拟通信”。 数字信号与模拟信号不同，它是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信 号。电报信号就属于数字信号。现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种(用 0 和 1 代表) 的波形，称为“二进制信号”。“数字通信”是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字 信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。 数字通信与模拟通信相比具有明显的优 点：首先是抗干扰能力强。数字通信中的信息是包含在脉冲的有无之中的，只要噪声绝对 值不超过某一门限值，接收端便可判别脉冲的有无，以保证通信的可靠性。其次是远距离 传输仍能保证质量。因为数字通信是采用再生中继方式，能够消除噪音，再生的数字信号 和原来的数字信号一样，可继续传输下去，这样通信质量便不受距离的影响，可高质量地 进行远距离通信。此外，它还便于采用大规模集成电路，便于实现加密处理，便于实现通 信网的计算机管理等优点。 实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号， 这个过程称为“模数变换”。模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就 是对连续的模拟信号进行离散化处理，通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。 第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。因抽样后的样值在时间上虽是离 散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。第三步 是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数 字化。数字信号送入数字网进行传输。接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为 模拟信号，即“数据摸变换”，从而再现声音或图像。 如果发送端发出的信号本来就是数字 信号，则用不着进行模数变换过程，数字信号可直接进入数字网进行传输。 区别在于调
MATLAB通信系统仿真实验报告
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xx=[ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.92.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.93.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9]代码：x=[ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.92.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.93.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9]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=[5 6;7 8] B=[9 10;11 12] x1=A+B X2=A-B X3=A*B X4=A.*B X5=A^3 X6=A.^3 X7=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=[12 52 22 14 17;11 10 24 03 0;55 23 15 86 5 ] 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。
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Matlab语言基础: 矩阵
Matlab窗口环境
MATLAB语句形式
变量＝表达式；
通过等号将表达式的值赋予变量。 当键入回车键时，该语句被执行。 语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果。 如果不希望结果回显，只需在语句后加分号即可。
Matlab窗口环境
命令行编辑器
方向键和控制键可以编辑修改已输入的命令 ↑ ：回调上一行命令 ↓ ：回调下一行命令 多行命令（…) : 如果命令语句超过一行或者太长希望分行 输入，可以使用多行命令继续输入
Matlab语言基础: 常用函数
常用的数学函数
abs sin cos tan asin acos atan sqrt ------------------------求绝对值 正弦 余弦 正切 反正弦 反余弦 反正切 求平方根 exp ---imag ---real ---sign ---log ---log10 ---conj ---ex 求虚部 求实部 求符号 求自然对数 以10为底的对数 共轭复数
Matlab语言基础: 矩阵
例如：创建一个3×3矩阵 矩阵的生成 输入 ：a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 或者a=[1 2 3 456 7 8 9] 矩阵的元素直接排列在方括号内 屏幕输出： a= 行与行之间用分号隔开 1 2 3 每行内的元素使用空格或逗号隔开 4 5 6 7 8 9 大的矩阵可以用分行输入，回车键
Matlab基础与数字通信仿真
赵婷婷
内容
1 2 3 4
Matlab简介 Matlab语言基础
Matlab绘图基础
Matlab与数字通信仿真
内容
1
Matlab 简介
Matlab是什么？ Matlab窗口环境
Matlab是什么？
Matlab = Matrix Laboratory = 矩阵实验室 由MathWorks公司于1984年推出的一套高性能的 数值计算和可视化数学软件 基本元素是矩阵 数学表达式与运算规则符合通常的习惯 语法不严格 具有强大的数值计算和图示能力 具有丰富的工具箱(ToolBox) 强大的help功能
例如： S=1-12+13+4+… 9-4-18;
内容
2
Matlab 语言基础
变量
基本运算符 基本语句 常用函数 矩阵
Matlab语言基础: 变量
变量的命名
变量无需定义即可使用 变量的名字必须以字母开头，之后可以是任意字母、 数字或下划线(不能超过31个字符) 变量名称区分字母的大小写 变量可包含下连字符、数字，但不能包含空格、标点
Matlab语言基础: 基本语句
分支语句
if-elseif-else-end： 具有优先级 switch-case-otherwise-end：无优先级
if 表达式1 语句体1 elseif 表达式2 语句体2 ……….. else 语句体else end
switch 变量 case 变量值1 语句体1 case 变量值2 语句体2 …… otherwise 语句体otherwise end
变量操作
在命令窗口中，同时存储着输入的命令和创建的所有 变量值，它们可以在任何需要的时候被调用 采用clear将清除内存内的所有变量 采用“clear 变量名”清除指定变量
Matlab语言基础: 变量
一些特殊的变量
ans ：最近生成的无名变量 i, j ：虚数单位 pi ：圆周率 nargin ：函数的输入变量个数 eps ：计算机的最小数 nargout ：函数的输出变量个数
Matlab窗口环境
脚本M文件
• 在命令窗口中输入并执行 • 它所用的变量都要在工作空间中获取
Matlab窗口环境
程序文件 • 以.m格式进行存取程序 • 运行时只需在工作空间中键入其名称即可
Matlab窗口环境
MATLAB语句形式
变量＝表达式；
通过等号将表达式的值赋予变量。 当键入回车键时，该语句被执行。 语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果。 如果不希望结果回显，只需在语句后加分号即可。
代表分号
Matlab语言基础: 矩阵
矩阵的生成
举例： 输入 a=[1:2:10] 用线性等间距生成向量矩阵 屏幕输出： start : step : end a= 1 3 5 7 9 start：起始值 输入 a=[10:-2:1] step: 步长(默认为1，可为负值) 屏幕输出： a= 10 8 6 4 2 end: 终止值
常用的逻辑运算符
& | !
----------
与 或 非
运算法则 若逻辑真，结果为1 若逻辑假，结果为0
Matlab语言基础: 基本运算符
其他常见符号
= % ‘ .’ : ---- 变量赋值 ---- 注释符 ---- 共轭转置符 ---- 转置符 ---- 冒号运算符
举例： n:s:m 产生n~m、步长为s的序列
Matlab语言基础: 基本语句
循环语句
for-end循环 ：循环次数事先确定时使用 while-end 循环：循环次数不能事先确定时使用
for i=n:s:m 语句体 end s 为步长 可以为正数，负数或小数 while 表达式 语句体 end 表达式为真，执行语句体 表达式为假，终止该循环
－
* / \ ^
Байду номын сангаас
----------------
减
乘 左除 右除 幂
Matlab语言基础: 基本运算符
常用的关系运算符
> ---大于
>=
< <= == ~=
----------------
大于等于
小于 小于等于 等于 不等于
运算法则 若关系式成立，结果为1 若关系式不成立，结果为0
Matlab语言基础: 基本运算符
inf ：无穷大(2/0) realmin ：最小正实数 realmax ：最大正实数 nan ：不定量(0/0) flops ：浮点运算数
Matlab语言基础: 基本运算符
常用的数学运算符
＋ ---加 运算式中，通常不需要考虑空格 多条命令可以放在一行中 同行中各条命令可用分号隔开， 表示禁止结果显示 同行中各条命令也可用逗号隔开， 表示需要显示结果