数字通信系统的建模仿真
数字频带通信系统仿真
数字频带通信系统仿真数字频带通信系统仿真数字频带通信系统是一种利用数字信号传输信息的通信系统。
它主要通过将模拟信号转换为数字信号来实现传输。
数字频带通信系统仿真就是对数字频带通信系统进行模拟网络测试和评估的过程。
数字频带通信系统仿真的目的是验证数字频带通信系统的性能，发现并改正系统的缺陷，为系统升级提供数据支持。
数字频带通信系统仿真能够消除数字频带通信系统在实际网络中的误差和噪音，提高数字频带通信系统的精度和可靠性。
同时也能够对数字频带通信系统中的各种参数进行测试和分析，找出系统中的瓶颈，优化系统的效率。
数字频带通信系统仿真通常包括以下步骤：首先，需要确定仿真系统的目标。
通过确定系统的目标，可以确保仿真系统的设计和实施为用户提供有意义的结果。
目标通常包括测试和评估数字频带通信系统的各种参数，如可靠性、响应时间、吞吐量、延迟等。
其次，需要设计仿真系统。
这涉及到仿真系统的整体结构和各个模块的设计。
仿真系统的结构应该清晰明了，每个模块必须与其他模块互相协调，每个部分的交互必须能够实现模拟真实系统的操作。
然后，需要确定仿真的输入和输出。
仿真的输入可以是真实网络数据或人工输入数据，仿真的输出需要包括仿真测试结果、统计数据、网络流量图表等。
接下来，需要实现仿真系统。
此步骤包括开发软件工具和编写仿真脚本。
此外，还需要进行仿真系统的数据生成、分析和处理，以便为仿真结果提供有价值的数据。
最后，需要执行仿真系统并分析结果。
执行仿真系统需要权衡时间、物力和财务方面的成本。
通过分析仿真结果，可以识别系统的性能瓶颈、检测系统的问题并进行优化、评估系统的可靠性和准确性。
分析不断演变的仿真数据可以帮助发现随时间而变化的趋势和瓶颈。
最后，还可以将仿真数据与实际网络数据进行比较。
总之，数字频带通信系统仿真对于评估系统的各种参数、检测系统的问题以及优化系统的性能和可靠性至关重要。
其有效性和准确性可以从多个方面确保网络的高品质和高可靠性运行。
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。
通信系统仿真实验报告-模拟信源数字化的建模与仿真
实验一模拟信源数字化的建模与仿真一．实验目的：1、掌握MATLAB语言的基本命令、基本运算、函数等基本知识；2、掌握MATLAB语言的程序设计流程和方法；3、掌握模拟信源数字化的建模与仿真方法。
二．实验内容及步骤：1、编写MATLAB函数文件仿真实现模拟信号的抽样过程；1）单频正弦波模拟信号的抽样实现。
要求输入信号的幅度A、频率F和相位P可变；要求仿真时间从0到2/F，抽样频率分别为Fs=F、Fs=2F、Fs=20F；要求给出相应抽样信号samp11、samp12、samp13的波形图。
2）多频正弦波合成模拟信号的抽样实现。
要求输入信号为幅度A1、频率F1、相位P1的正弦波和幅度A2、频率F2、相位P2的正弦波的叠加；要求仿真时间从0到2/min（F1，F2），抽样频率为Fs=max(F1,F2)、Fs=2*max(F1,F2)、Fs=20*max(F1,F2)；要求给出相应抽样信号samp21、samp22、samp23的波形图。
2、编写MATLAB程序仿真实现模拟信号的量化过程；1）单频正弦波模拟信号均匀量化的实现。
要求对抽样信号sampl3归一化后再进行均匀量化；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化序号indx1，给出量化输出信号quant1的波形图，并与抽样信号samp13画在同一图形窗口中进行波形比较。
2）改变量化电平数，分析它和量化误差的关系，并给出仿真图；3）多频正弦波合成模拟信号均匀量化的实现。
要求对抽样信号samp23归一化后再进行均匀量化；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化序号indx2，给出量化输出信号quant2的波形图，并与抽样信号samp23画在同一图形窗口中进行波形比较。
4）要求对抽样信号sampl3归一化后再分别进行满足A律和u律压缩的非均匀量化；要求压缩参数a、u可变；要求量化电平数D可变；要求输出信号为平顶正弦波；要求给出量化输出信号quant11和quant12的波形图，并与抽样信号samp13画在同一图形窗口中进行波形比较。
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与Sinmulink仿真应用(11---数字通信系统的建模仿真)
7.4 数字调制的仿真
数字相位调制( 数字相位调制(PSK)信号 ) 相位偏移的8PSK传输系统,观察调制输出信号通 传输系统, 【例7-15】试建立一个 】试建立一个=8 相位偏移的 传输系统 过加性高斯信道前后的星座图, 过加性高斯信道前后的星座图,并比较输入数据以普通二进制映射和格雷 码映射两种情况下的误比特率. 码映射两种情况下的误比特率.
7.3 带限基带传输系统的仿真
【码间串扰】一个时隙内的代表数据的波形经过带限信道后就在邻近的其他时隙 码间串扰】 上将形成非零值,称为波形的拖尾. 上将形成非零值,称为波形的拖尾.拖尾和邻近其他时隙上的传输波形相互 叠加后,形成传输数据之间的混叠,形成符号间干扰,也称为码间串扰. 叠加后,形成传输数据之间的混叠,形成符号间干扰,也称为码间串扰. 【眼 在工程上,为了便于观察接收波形中的码间串扰情况, 图 】在工程上,为了便于观察接收波形中的码间串扰情况,可在采样判
�
【无码间串扰系统】具有滚升余弦频率特性的传输信道是无码间串扰的,其冲激 无码间串扰系统】具有滚升余弦频率特性的传输信道是无码间串扰的, 响应为
相应的频谱是
7.3 带限基带传输系统的仿真
设计一个滚升余弦滤波器,滚降系数为0.75.输入为 元双极性数字 【实例7.8 】设计一个滚升余弦滤波器,滚降系数为 实例 .输入为4元双极性数字 序列,符号速率为 波特, 序列,符号速率为1000波特,设滤波器采样率为 波特 设滤波器采样率为10000次/秒,即在一个符号 次秒 间隔中有10个采样点.试建立仿真模型观察滚升余弦滤波器的输出波形, 间隔中有 个采样点.试建立仿真模型观察滚升余弦滤波器的输出波形,眼 个采样点 图以及功率谱. 图以及功率谱.
Signal---signal operations Signal---signal---discrete Simlink--Simlink discrete communications---comm communications---comm sinks
数字通信系统SystemVue仿真实验
9.1 SystemVue的基本特点及使用 9.2 SystemVue图符库介绍 9.3 数字通信系统SystemVue仿真实验 本章内容小结
学习要点
SystemVue仿真软件的特点与使用 SystemVue的图符库的认识与使用 SystemVue仿真的步骤与示例 用SystemVue进行仿真实验
9.1.1 SystemVue基本特点描述
SystemVue是由美国ELANIX公司推出的， 原名为SystemView，2005年4月ELANIX公司更 名为SystemVue。
SystemVue是属于一个系统级的工具平台， 它提供一种可视化、动态的系统模式，可进 行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数 字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿 真分析，并配置了大量图符块（Token）库。
ห้องสมุดไป่ตู้ 学习重点
SystemVue仿真软件的使用及操作步骤 用SystemVue进行简单的仿真实验
9.1 SystemVue的基本特点及使用
9.1.1 SystemVue基本特点描述 9.1.2 SystemVue系统视窗 9.1.3 系统窗下的库选择操作 9.1.4 系统定时操作 9.1.5 分析窗操作介绍 9.1.6 在分析窗下观察分析结果 9.1.7 SystemVue进行通信系统仿真的基 本步骤
Simulink通信系统建模与仿真教学设计
详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真教学设计MATLAB/Simulink是一款广泛应用于各个领域的数学工具，其中Simulink可用于建立系统级仿真模型，以便进行电子、机械、流体和控制系统等领域内的实验分析和设计。
在通信领域中，Simulink非常适合建立通信系统的仿真模型，并用于进行传输计算、信道建模、信号处理和多模调制等。
本文将介绍MATLAB/Simulink通信系统模型的建立，及如何将其应用于通信系统教学设计。
通信系统模型建立数字调制数字调制是通信系统中的关键技术之一。
首先，我们需要在Simulink中建立基带信号源，并使用Math Function模块产生载波信号。
Modulation 模块可用于将基带信号和载波信号结合起来。
为了使得调制系统工作稳定和正常，通常在模型中加入Equalization和Resampling模块，以消除接收端接收到的噪声和信号失真。
当系统处理完成后，我们可以使用Scope模块来对模型工作情况进行进一步的分析。
数字解调数字解调需要在接收端建立解调器模型。
接收端模型包括匹配滤波器、采样器、时钟恢复器、色散补偿器和多值/二次干扰恢复器。
在这个模型中，也需要添加Equalization和Resampling模块以消除接收端所受的噪声和信号失真。
在接收端处理完成之后，我们也可以使用Scope模块对模型结果进行进一步分析。
信道建模信道建模是通信系统中另一个关键环节。
在Simulink中建造通信信道仿真模型，需要引入建立通信信道的数学模型，并建立符合通道模型的信道传输系统。
在建立仿真模型中，包括噪声源、多路复用技术、OFDM技术、信号调制和解调技术。
对于每个信道结构，我们都可以建立相应的仿真模型，进行仿真分析。
OFDM信息传输系统OFDM技术利用多个正交子载波来传输信息，以提高通信质量和可靠性，同时提高频带利用率。
OFDM系统建模主要包括加脉冲造型、IFFT、添加循环前缀、调制调制、运动模糊和色散模拟、反向调制、解压缩、去定时和轻度等模块。
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。
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实验二数字通信系统的建模仿真
一、实验目的
1.了解数字通信系统的建模过程
2.了解数字通信系统的仿真过程，并掌握对建模的好坏进行分析
二、实验内容
设计框图：
框图解析：
实验中要求用仿真模块来产生二进制数据源，得到数据源后和本地伪随机码相乘来实现对源信号的扩频，完成之后对信号进行极性变换，然后通过BPsk调制经过信道加入噪声之后，再和本地的载波信号相乘实现对信号的解扩之后进行解调得到一个新的信号，并且可以和原始信号进行比较，计算调制解调过程中产生的误码。
实验结果：
1）建立一个直接序列扩频体制(默认M序列)
观察收发数据波形；并用频谱仪观察原信号、直接序列扩频后的信号频谱、加噪声的信号频谱、解扩后的信号频谱；测试误码率
系统设计
参数设置：
本地二进制产生码源频率设置为100hz，本地M序列产生器设置为2000hz，极性转换设置为2，经过相乘器扩频后到达调制信道，Bpsk每一个码源采样个数设置为400，因为此处的频率是2000.经过高斯白噪声信道加入噪声，SNR可以自由设置（此处设置为20）。
和本地一个频率为300hz，采样时间为2000的单频正弦波相加后进入解调信道之后得到解调后的信号与原信号相比，计算误码率。
实验中各个测量点的图谱如下所示：
图一扩频前图二扩频后
图三加入噪声
图四解扩后图五解调后
图六误码率
从上面刘附图可以看出，原始信号经过扩频后频率范围增加，再加入信道噪声和干扰后，在图像波形中出现脉冲干扰，因为这里的SNR设置的比较大（20），所以这里的误码率接近为零，当减小SNR的时候，信道噪声增加，误码率就会增加，除此之外，信道时延的大小对误码率的影响也很大。
2）对比以Gold序列、m序列（已做）以及随机整数发生器Random Integer Generator作为直接序列扩频码源的传输性能，观察波形、频谱(扩频后、加噪声后、解扩后、解调后）、误码率，比较分析传输性能
这里系统设计大致与1）中的系统相同，只是将本地载波序列的产生模块作调整，m序列已经完成，首先介绍GOLD序列
2.1）GOLD序列
Gold Sequence Generator用于产生gold的序列，其他参数与M序列时相同，只要将Gold模块的采样时间改为1/2000就好了。
得到结果如下：
扩频前扩频后
加入噪声
解扩后
解调后误码率
2.2）随机数序列
Random Integer Generator模块产生随机数，其他参数也相同，随机数产生序列改为二进制码，采样时间设置为1/2000.运行后结果如下：
扩频前扩频后
加入噪声
解扩后解调
后
误码率
比较上面三个不同的伪随机模块产生方法很明显的看出，Gold序列扩频后的信号毛刺很多，而且表面不是很光滑，解扩后的效果也受到影响，幅度变化比其他两者都要明显，输出后信号的是真更高。
随机数虽然表面有毛刺，但是轮廓上比较光滑，相对Gold序列效果还是相对比较好的。
三者当中GOLD序列相对最好，扩频解扩后得到的信号与原信号相差不大，效果最好。
3、建立并测试一个直接序列扩频体制的码分多址传输系统
观察两路CDMA码源的收发数据波形；观察误码率；观察频谱（各自扩频后、加噪声后、各自解扩后、各自解调后）。
码分多址和单序列的区别在于，码分多址是在一个信道上面传递两个以上的信号，因此这里的程序设计框图的设计和之前的单序列扩频的相同，基本设计思想也相同，只是在之前的基础之上加了一路信号。
系统的设计如下所示：
框图中的两个CDMA子系统就是单扩频序列中扩频和调制的部分，后面的模块和单扩频中的模块是一样的。
五个频谱图的观测点分别是扩频后的两路信号，加了噪声的一路信号和解调后的两路信号，这里运行后对所有的结果进行对比。
系统参数设置
因为是基于单序列扩频的基础之上，所以各个模块的参数设置单序列扩频是一样的，有所区别的是，这里是在一个信道上同时传递两路信号。
此外，为了区别对比两路信号，将两路信号的产生种子数设置为61和67，这样在显示接收到的信号时就会有不同的波形出现。
3.1）M序列作为伪随机序列
扩频后对比
解调后对比
加噪声的扩频信号
接收到的信号
4、对比以Gold序列、m序列以及随机整数发生器Random Integer Generator作为直接序列扩频码源的码分多址传输系统
M序列已经完成，GOLD序列和随机整数序列，总体的设计相同，只是将扩频序列稍作改动
1.gold序列
扩频后对比
解调后对比
加入噪声接收到的两路信号
2.伪随机整数序列
扩频后对比
解调后对比
加入噪声之后的信号接收到的两路信号
结果分析：
首先看扩频之后的两路信号，可以看出，gold序列作为随即发生器时，产生的频谱波形整体上的光滑度比随机整数和M序列都要差得多。
其次，看解调之后，解调之后三个频谱图看着都很相近，没有很大的区别。
加入信道噪声之后，可以看出Gold和随机整数的表面都有很明显的毛刺出现，说明噪声对二者的影响还是很大的。
最后看结果图片，每个接收到的波形都有不同程度上的误码。
5）调频扩频传输系统仿真模型
系统模型框图
参数设置：
数据率为100bps，数据调制采用2FSK调制方式，频率间隔为100hz，调频频点为32个，调频频率间隔为50hz。
所以讲二进制数据源采样时间设置为0.01s，然后经过Mfsk模块，参数设置为：调制码元为2，频率间隔100hz，每个符号采样点为40.pN序列模块采样时间设置为1/250s，并且设置按帧输出，每帧5个码片。
调频的MFSK则设置为调制元数32，频率间隔为50hz，每个符号采样点数为80.扩频经过高斯白噪声信道并且加入150hz的单品正弦波作为干扰源。
输出结果如下图所示：
从左到右从上到下分别是1调频扩频前的信号2加入信道噪声的信号3调频解跳后的信号4跳频扩频后的信号
总结和心得体会：
经过本次实验，了解了通信系统的建模过程和仿真系统并学会了对其的分析，总的来说学的不深，但学会了一些基础。