基于MATLAB_SIMULINK的多载波无线通信系统仿真及性能分析_(10)
基于MATLABSimulink的模拟通信系统的仿真(非线性调制)
基于MATLAB/Simulink的模拟通信系统的仿真〔非线性调制〕白雨轩〔##理工学院物理与电信工程学院通信1104班，## ## 723003〕指导教师：侯宝生【摘要】模拟通信系统的非线性调制，包括调频和调相，即角度调制。
角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分。
FM广泛应用于高保真音乐广播、电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝系统等.PM除直接用于传输外，也常用做间接产生调频信号的过渡。
调频和调相之间关系密切。
本设计利用MATLAB，在其中利用simulink工具箱和M文件编写程序的功能来实现FM和PM的调制与解调过程，并分别绘制出基带信号，载波信号，已调信号的时域波形；再进一步分别绘制出对已调信号叠加噪声后信号，相干解调后信号和解调基带信号的时域波形；并通过与理论结果波形比照来分析该仿真调制与解调系统的正确性与噪声对信号解调的影响。
在MATLANB7.8.0中完成了对FM 和PM的调制和解调以与对叠加噪声后解调结果的观察。
通过该课程设计，达到了实现FM和PM信号通过信道，调制和解调系统的仿真目的。
【关键字】通信系统 FM PM 调制解调 M文件simulinkFM signal modulation and demodulation[Abstract]The nonlinear modulation analogmunication system, including the frequency modulation and phase modulation, angle modulation.Angle modulation andlinear modulation, the modulatedsignal spectrum is no longer linear movement of the original modulation signal spectrum, nonlinear transformation but the spectrum, can produce newponents of different frequencies and frequency spectrum shift. FM is widely used in high fidelity musicbroadcasting, television sound signaltransmission,satellite munication and cellulartelephone systemfor.PM in addition to thedirect transmission, also used astransition indirect FM signal. Close relationship betweenFM and pm. This design using MATLAB, in which theprogram using Simulink toolbox and M file to realize the function of modulation and demodulation process of FMandPM respectively, and draw the baseband signal, the carriersignal, the modulated waveform signal; furtherwere drawn onthe modulated signal is superimposednoise signal, the time domain waveform coherent demodulation after the signal and demodulation of baseband signal; and through the theoretical results andwaveform parison to analyze the impact of the simulation accuracyand noise modulation and demodulation system for signal demodulation. Themodulation and demodulation of FM andPM andobserved after adding noise demodulation results inMATLANB7.8.0. Through the curriculum design, to achieve the FM and PM signals is realized through thechannel, modulation and demodulation system simulation purpose.[keyword] munication system of FM modulation and demodulation of PM M file simulink目录摘要1绪论41 FM调制与解调原理52 方案81 FM的调制模块设置242 FM解调器的设计与仿真253 调制与解调的完整过程26结论29致谢30参考文献31绪论使高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒定的调制方式，称为频率调制〔FM〕和相位调制〔PM〕，与幅度调制技术相比，角度调制最突出的优势是其较高的抗噪声性能。
基于matlab的simulink的cdma系统多用户仿真要点
基于 Matlab 的 Simulink 的 CDMA 系统多用户仿真要点简介CDMA（Code Division Multiple Access）是一种数字无线通信技术，其中多个用户在同一频带上传输数据，每个用户使用唯一的编码序列来区分其他用户的信息。
在CDMA系统中，使用扩频技术将数据编码成宽带信号，然后使用独立的编码序列将它们混合在一起，并在接收端进行解码以恢复原始数据，因此CDMA技术可以提供更高的信道容量。
通过使用基于 Matlab 的 Simulink，可以方便地进行CDMA系统的仿真，并对多个用户进行仿真，以评估系统性能。
要点1. CDMA系统的建模在CDMA系统的仿真过程中，需要首先建立系统模型。
我们可以使用 Simulink 中的 Signal Processing Blockset 来实现CDMA系统模型的建模。
Signal Processing Blockset 中包含了各种信号处理模块，包括滤波器、混合器和解扰器等等，这些模块可以用来构建CDMA系统的传输通道。
2. 多用户仿真在CDMA系统中，多个用户可以同时传输数据，因此我们需要对多个用户进行仿真，并分别评估其性能。
为了实现这个目标，我们可以使用 Signal Processing Blockset 中的 Multiport Switch 模块，将多个用户的数据流合并成一个流，然后通过解码器对其进行解码。
在这个过程中，我们可以使用不同的编码序列对每个用户进行编码，以确保数据的安全性。
3. 性能评估在CDMA系统中，我们可以通过 BER（Bit Error Rate）来评估系统的性能。
在仿真过程中，我们可以通过向系统中注入固定数量的错误比特，并计算接收端出现错误的比特数量来计算BER。
通过多次仿真，可以评估不同编码序列、码元速率、信噪比等因素对系统性能的影响。
在本篇文档中，我们介绍了基于 Matlab 的 Simulink 的 CDMA 系统多用户仿真的要点。
(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。
(任务书)基于MATLAB Simulink的OFDM系统仿真分析
毕业设计（论文）任务书（工科类）课题名称基于MATLAB/Simulink的OFDM系统仿真分析副标题系（院）名称：电子与信息工程系专业：电子信息工程姓名：学号：毕业设计(论文)起讫时间：指导教师签名年月日系（院）主任签名年月日一、毕业设计（论文）的课题背景正交频分复用OFDM 是第四代移动通信的核心技术，是一种多载波宽带数字调制技术。
相比一般的数字通信系统，它具有频带利用率高和抗多径干扰能力强等优点，因而适合于高速率的无线通信系统。
OFDM是一种多载波调制（MSC）技术，它将串行高速信息数据流变换成为若干路并行低速数据流，每路低速数据被调制在彼此正交的子载波上，然后所有子载波叠加在一起构成发送信号。
和传统的单载波系统相比，OFDM系统的各子载波信道频谱相互重叠，因此具有较高的频谱利用率，其频谱效率比单载波高出近一倍。
MATLAB（矩阵实验室）是MA Trix LABoratory的缩写，是一款由美国The MathWorks公司出品的商业数学软件。
MA TLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。
除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MA TLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言（包括C，C++和FORTRAN）编写的程序。
本次毕业设计使用MATLAB/Simulink仿真软件，利用Simulink建立OFDM系统模型，实现系统误码性能的分析。
使学生了解OFDM系统的基本原理，熟悉OFDM系统仿真的一般过程与相应软件，巩固和加深学生在调制方面的专业知识技能，提高学生分析问题、解决问题的能力。
同时，培养学生掌握一定的编程技巧，积累经验。
二、毕业设计（论文）的技术参数（研究内容）“基于MA TLAB/Simulink的OFDM系统仿真分析”应包含如下内容：1.建立OFDM系统仿真模型；2.至少采用两种不同编码方式比较系统误码率；3.分析多径衰落和噪声干扰对接收信号功率频谱影响；4.不同调制方式下OFDM系统仿真。
Matlab技术在无线通信系统设计与分析中的应用
Matlab技术在无线通信系统设计与分析中的应用引言：无线通信系统已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
随着通信技术的不断发展，设计和分析无线通信系统越来越需要高效的工具。
Matlab作为一种强大的数学建模和仿真软件，已经被广泛应用于无线通信领域。
本文将探讨Matlab技术在无线通信系统设计和分析中的应用。
一、信号处理无线通信系统中的信号处理是一个关键环节，它涉及到对信号的调制、解调、编码、解码等过程。
Matlab提供了丰富的信号处理工具包，包括调制解调算法、编解码算法等。
通过Matlab，工程师可以方便地实现和测试各种信号处理算法，帮助提高系统的性能。
二、信道建模无线通信系统中的信道是一个复杂的环境，受到多路径传播、衰落效应等因素的影响。
准确建模信道对系统性能的分析和设计至关重要。
Matlab提供了丰富的信道建模工具，如瑞利信道、高斯信道等，并提供了各种建模方法。
通过Matlab，可以模拟不同的信道环境，从而提供有价值的性能评估。
三、性能评估无线通信系统的性能评估是一个非常重要的任务。
通过评估系统的误码率、比特率等指标，可以了解系统的可靠性和效率。
Matlab提供了强大的性能评估工具，如误码率分析、信号质量评估等。
通过Matlab，可以方便地进行系统性能的仿真和优化。
四、多用户检测在多用户环境中，信号干扰是一个重要的问题。
多用户检测是通过减小或消除干扰来提高系统的性能。
Matlab提供了多用户检测算法，如线性检测、迭代检测等，可以方便地进行干扰抑制和信号解码。
五、无线网络规划无线网络规划是一个复杂的任务，需要考虑到诸多因素，如拓扑结构、信号覆盖、频率规划等。
Matlab提供了相关的网络规划工具，如网络优化算法、信号覆盖分析等。
通过Matlab，可以进行无线网络的仿真和优化，以提高网络的性能。
六、无线传感器网络无线传感器网络是一种特殊的无线通信系统，用于感知和获取环境中的信息。
Matlab提供了无线传感器网络的建模和仿真工具，方便工程师进行网络拓扑设计、能量管理等。
基于MATLAB_SIMULINK的多载波无线通信系统仿真及性能分析_(9)
2．多普勒扩展多普勒扩展描述了无线信道的时变性所引起的接收信号的频谱展宽程度。
当发射机在无线信道上发送一个频率为0f 的单频正弦波时，由于前述的多普勒效应，接收信号的频谱被展宽，将包含频率为0f -d f ～0f +d f 的频谱分量，其中d f 为多普勒频移，这一频谱称为多普勒频谱。
接收信号的多普勒频谱上不等于0的频率范围定义为多普勒扩展，用d B 来表示。
如果所传送的基带信号的带宽s B 远大于d B ，则在接收机中多普勒扩展的影响可忽略，这种信道可看作慢衰落信道。
通常，根据s B 和d B 的关系，我们将无线信道分为慢衰落信道（s B >d B ）和快衰落信道（s B <d B ）。
1.3 多载波技术1.3.1 多载波技术简介近年来受到人们广泛关注的一项宽带传输新技术是以正交频分复用（OFDM ）为代表的多载波传输技术[10 -12]。
多载波传输把数据流分解为若干个独立的子比特流，这样每个子数据流将具有低得多的比特速率，用这样的低比特率形成的低速率多状态符号再去调制相应的子载波，从而构成多个低速率符号并行发送的传输系统。
OFDM 是多载波传输方案的实现方式之一，在非对称数字用户线（ADSL ）中，OFDM 也被称为离散多音（DMT ）调制。
OFDM 利用逆快速傅立叶变换（IFFT ）和快速傅立叶变换（FFT ）来分别实现调制和解调，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。
除了OFDM 方式之外，人们还提出了许多其他的实现多载波调制的方式，如矢量变换方式[13]、基于小波变换的DWMT 方式[14, 15]、采用滤波器组的滤波多音（FMT ）调制方式[16, 17]等，但这些方式与OFDM 相比，实现复杂度相对较高，因而在实际系统中很少采用。
在本文中主要讨论基于OFDM 的多载波传输技术。
与传统的单载波系统和CDMA 系统相比，OFDM 系统的主要优势在于： 1. 可以有效地对抗多径传播所造成的符号间干扰，与其他实现方法相比，多载波系统实现复杂度较低；2. 在变化相对较慢的信道上，多载波系统可以根据每个子载波的信噪比来优化分配每个子载波上传送的信息比特，从而大大提高系统传输信息的容量；3. 多载波系统可以有效对抗窄带干扰，因为这种干扰仅仅影响系统的一小部分子载波；4. 在广播应用中，利用多载波系统可以实现非常具有吸引力的单频网络。
基于MATLAB的通信系统的仿真报告参考例文
摘要Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulin作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。
本文主要是以simulink为基础平台，对2ASK、2FSK、2PSK信号的仿真。
文章第一章内容是对simulink的简单介绍和通信技术的目前发展和未来展望；第二章是对2ASK、2FSK和2PSK信号调制及解调原理的详细说明；第三章是本文的主体也是这个课题所要表现的主要内容，第三章是2ASK、2FSK和2PSK信号的仿真部分，调制和解调都是simulink建模的的方法，在解调部分各信号都是采用相干解调的方法，而且在解调的过程中都对整个系统的误码率在display模块中有所显示本文的主要目的是对simulink的熟悉和对数字通信理论的更加深化和理解。
关键词：2ASK、2FSK、2PSK，simulink,调制，相干解调目录第一章绪论 (31)1.1 MATLAB/Smulink的简介 (31)1.2 通信发展简史........................................ 错误!未定义书签。
1 1.3 通信技术的现状和发展趋势............................ 错误!未定义书签。
4 第二章 2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的基本原理和实现....... 错误!未定义书签。
7 2.1 2ASK的基本原理和调制解调实现...................... 错误!未定义书签。
8 2.2 2FSK的基本原理和调制解调实现..................... 错误!未定义书签。
11 2.3 2PSK的基本原理和调制解调实现.................... 错误!未定义书签。
14 2. 2DPSK的基本原理和调制解调实现.................... 错误!未定义书签。
基于MATLAB_SIMULINK的多载波无线通信系统仿真及性能分析_(6)
图1-14G无线系统支持的数据传输速率图1-2第四代无线通信系统网络结构1.2 无线信道的特征1.2.1 衰减作用无线信道对信号的衰减作用使接收信号的功率减小。
它由传输路径的长度、直达信号路径中的障碍情况决定，任何阻挡在发射机和接收机之间的障碍都会引起信号功率的衰减。
无线通信中的衰减作用体现在以下3个方面：（1）路径损耗：当发射机与接收机之间的距离在较大尺度上（数百米或数千米）变化时，接收信号的平均功率值与信号传播距离d的n次方成反比。
n称为路径损耗指数，n值的大小由具体的传输环境决定。
对于自由空间的电波传播，n取2。
（2）阴影衰落：电磁波在空间传播时受到地形起伏、高大建筑物的阻挡，在这些障碍物后面会产生电磁场的阴影，造成场强中值的变化，从而引起信号衰减，称作阴影衰落。
阴影衰落是以较大的空间尺度来衡量的，其统计特性通常符合对数正态分布。
（3）小尺度衰落：在无线通信中，由于电波经过多条路径的距离不同，因而各条路径中的发射波到达接收机的时间、相位都不相同。
不同相位的多个信号在接收端叠加，如果同相叠加会使信号幅度增强，而反相叠加则会削弱信号幅度。
当发射机和接收机之间的距离在较小的尺度上（数个波长）变化时，接收信号的功率发生急剧的变化，称之为小尺度衰落。
路径损耗与阴影衰落合并在一起反映了无线信道在大尺度上对传输信号的影响，称为大尺度衰落，因为这种衰落对信号的影响反映为信号随传播距离的增加而缓慢起伏变化，所以也称慢衰落。
小尺度衰落又称快衰落，它反映了无线信号在较短的距离或时间之内的快速变化特性。
实际测量发现，快衰落情况下，在非常短的距离内，接收机信号的起伏可达10-30dB。
1.2.2多径效应1.瑞利／莱斯衰落在无线通信中，来自发射机的射频信号在传播过程中往往受到各种障碍物和其他移动物体的影响，以致到达接收端的信号是来自不同传播路径的信号之和。
如果各条路径信号的幅值和到达接收天线的方位角是随机的且满足统计独立，则接收信号的包络服从瑞利（Rayleigh）分布。
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2．多普勒扩展
多普勒扩展描述了无线信道的时变性所引起的接收信号的频谱展宽程度。
当发射机在无线信道上发送一个频率为0f 的单频正弦波时，由于前述的多普勒效应，接收信号的频谱被展宽，将包含频率为0f -d f ～0f +d f 的频谱分量，其中d f 为多普勒频移，这一频谱称为多普勒频谱。
接收信号的多普勒频谱上不等于0的频率范围定义为多普勒扩展，用d B 来表示。
如果所传送的基带信号的带宽s B 远大于d B ，则在接收机中多普勒扩展的影响可忽略，这种信道可看作慢衰落信道。
通常，根据s B 和d B 的关系，我们将无线信道分为慢衰落信道（s B >d B ）和快衰落信道（s B <d B ）。
1.3 多载波技术
1.3.1 多载波技术简介
近年来受到人们广泛关注的一项宽带传输新技术是以正交频分复用（OFDM ）为代表的多载波传输技术[10 -12]。
多载波传输把数据流分解为若干个独立的子比特流，这样每个子数据流将具有低得多的比特速率，用这样的低比特率形成的低速率多状态符号再去调制相应的子载波，从而构成多个低速率符号并行发送的传输系统。
OFDM 是多载波传输方案的实现方式之一，在非对称数字用户线（ADSL ）中，OFDM 也被称为离散多音（DMT ）调制。
OFDM 利用逆快速傅立叶变换（IFFT ）和快速傅立叶变换（FFT ）来分别实现调制和解调，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。
除了OFDM 方式之外，人们还
提出了许多其他的实现多载波调制的方式，如矢量变换方式[13]、
基于小波变换的DWMT 方式[14, 15]、采用滤波器组的滤波多音（FMT ）调制方式[16, 17]等，但这些方式与OFDM 相比，实现复杂度相对较高，因而在实际系统中很少采用。
在本文中主要讨论基于OFDM 的多载波传输技术。
与传统的单载波系统和CDMA 系统相比，OFDM 系统的主要优势在于： 1. 可以有效地对抗多径传播所造成的符号间干扰，与其他实现方法相比，多载波系统实现复杂度较低；
2. 在变化相对较慢的信道上，多载波系统可以根据每个子载波的信噪比来优化分配每个子载波上传送的信息比特，从而大大提高系统传输信息的容量；
3. 多载波系统可以有效对抗窄带干扰，因为这种干扰仅仅影响系统的一小部分子载波；
4. 在广播应用中，利用多载波系统可以实现非常具有吸引力的单频网络。
与传统的单载波传输系统相比，OFDM系统的主要缺点在于：
1. 对于载波频率偏移和定时误差的敏感程度比单载波系统要高；
2. 多载波系统中的信号存在较高的峰值平均功率比（PAR）使得它对放大器的线性要求很高。
1.3.2 多载波技术的发展
多载波调制本质上是一种频分复用技术。
频分复用（FDM）技术早在19世纪以前就已经被提出，它把可用带宽分成若干相互隔离的子频带，同时分别传送一路低速信号（如电报），从而达到信号复用的目的。
各子载波上的被调制数据可以来自同一信号源，也可以来自不同信号源。
这种传统的多载波传输方式复杂性比较高，因为各子载波都需要自己的模拟前端，同时为了使得接收机可以区分各子频带，各子频带之间必须有足够的间隔，从而避免经过信道后发生频谱混叠，所以频谱效率通常很低。
但是在这种并行传输机制下，因为各载波上的数据速率较低，相应的信号的码元符号周期较长并远大于信道的最大时延扩展，从而可以有效地减小由于信道单位时延扩展引起的符号间干扰问题。
为了提高FDM技术的频谱利用率，G.A.Doelz等[18]在20世纪50年代提出了Kineplex系统。
该系统的设计目标是在严重多径衰落高频无线信道中实现数据传输。
系统使用了20个子载波，使用差分QPSK调制，且实现方式几乎和现代的OFDM一样：相邻子载波间的间隔近似等于子载波的符号速率，从而保证各子载波的频谱互相重叠，但又是正交的，于是可以大大地提高频谱利用率，但系统仍采用了传统的多载波调制系统实现方式。
随后的多载波系统[19, 20]也是利用类似的技术提高频谱利用率。
kf f 以上系统中的子载波频谱没有经过滤波，各子载波频谱形状均为sin()/
函数形式。
为了限制系统频谱，R.W.Chang等分析了多载波通信系统中如何使经。