详解matlab simulink 通信系统建模与仿真
第10章 CDMA系统仿真 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]
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本章内容
10.1 扩频通信基本原理
• 10.1.1 理论基础 • 10.1.2 扩频通信系统的分类 • 10.1.3 扩频通信的重要参数
10.2 扩频码序列
• 10.2.1 m序列 • 10.2.2 Gold序列
10.3 直接序列扩频通信系统仿真 10.4 cdma 2000通信系统的仿真
10.4.2 cdma2000系统的物理层相关 技术
编码技术:前向链路采用卷积码或Turbo码来 作为前向差错控制
交织技术
扩频码:PN码、Walsh码和准正交函数
前向链路复扩频
复扩频
I
Walsh码
Q
PNI PNQ
+
-
+
-
基带 滤波器
基带 滤波器
I
+ cos 2 fct
在cdma 2000系统中，前向信道和反向信道可以采用多种 传输速率和帧长，这些传输速率和帧长可以划分成不同的 无线配置。cdma 2000前向信道共有9种无线配置（RC） 方式。其中前向链路RC1和RC2是分别对应于IS-95中的两 种传输速率。RC3~RC5对应cdma 2000 1x，RC6~RC9 则对应cdma 2000 3x。
数据输出
+
Q
sin 2 fct
10.4.3 前向基本信道简介
前向基本信道属于前向业务信道，用于给一个指定的基站传 输用户和信令的信息，每一个前向业务信道占用一个前向基 本信道。除配置为RC1和RC2时F-FCH的帧长应为20ms外， 其余7种配置下F-FCH的帧长都有5ms和20ms2种选择。数 据速率和帧长的变化范围都必须以帧为单位，即后一帧和前 一帧的数据速率和帧长可以不一样，但在一帧之内必须是保 持不变的。尽管各帧之间的数据速率可以变化，但调制符号 速率（交织器输入端）必须保持为一个常数，这一点是通过 对不大于7.2kbps的数据速率进行码重复而实现的。前向基 本信道工作在RC1时，传输信息的可变速率有9600，4800， 2400和1200bps，当工作在RC3、RC4、RC6和RC7时，可 变数据速率有9600，4800，2700和1500bps。
Matlab平台下的通信系统建模与仿真
Matlab平台下的通信系统建模与仿真2.1 Matlab平台简介及MATLAB的特点2.1.1 Matlab平台简介MATLAB软件的最初版本是由Cleve Moler博士等组成的名为MathWorks 公司在1992年推向市场的，软件名称MATLAB为矩阵（matrix）和实验室（laboratory）两个英文单词的前三个字母的组合（即矩阵实验室）。
所以，MATLAB非常适合矩阵运算,这也是MATLAB软件的最大特点之一。
2.1.2 MATLAB的特点（1）语言简洁，使用方便，运算符丰富，库函数极其丰富。
利用其丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务。
（2）语法限制不严格，程序设计自由。
例如，在MATLAB里，用户无需对矩阵预定义就可以使用。
（3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环、while循环、break 语句和if语句），又有面向对象编程的特性。
（4）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。
（5）MATLAB的图形功能强大。
数据的可视化非常简单,同时MATLAB 还具有较强的编辑图形界面的能力。
（6）MATLAB的缺点是软件成本高；其次MATLAB的程序不用编译等预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行，和其他高级程序相比，程序的执行速度较慢。
（7）MATLAB由核心部分和各种可选的工具箱两部分组成。
核心部分中包含数百个核心内部函数。
MATLAB的另一重大特色是功能强劲的工具箱。
其工具箱又可分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。
功能性工具箱能用于多种学科，主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能。
而学科性工具箱是专业性比较强的，如control、toolbox、signal processing toolbox、communication toolbox等。
（8）源程序的开放性。
2.2 Matlab平台下的系统建模与仿真方法在上一章我们介绍了OFDM系统的基本原理，阐明了如果在通信系统中一如OFDM可以提高系统的抗多径干扰能力，从而提高系统的稳定性和可靠性。
第五章 Simulink系统建模与仿真
本章重点
Simulink基本结构 Simulink模块 系统模型及仿真
一、Simulink简介
Simulink 是MATLAB 的工具箱之一，提供交互式动态系统
建模、仿真和分析的图形环境
可以针对控制系统、信号处理及通信系统等进行系统的建 模、仿真、分析等工作 可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及 混合系统；单任务、多任务离散事件系统。
从模块库中选择合适的功能子模块并移至编辑窗口中，按 设计要求设置好各模块的参数，再将这些模块连接成系统 Simulink的仿真过程就是给系统加入合适的输入信号模块 和输出检测模块，运行系统，修改参数及观察输出结果等
过程
二、Simulink的基本结构
Simulink窗口的打开
命令窗口：simulink 工具栏图标：
三、Simulink模型创建
7、信号线的标志
信号线注释：双击需要添加注释的信号线，在弹出的文本编辑 框中输入信号线的注释内容
信号线上附加说明：（1） 粗线表示向量信号：选中菜单Forma t|Wide nonscalar lines 即可以把图中传递向量信号的信号线用粗 线标出；（2）显示数据类型及信号维数：选择菜单Format|Port data types 及Format|Signaldimensions，即可在信号线上显示前 一个输出的数据类型及输入/输出信号的维数；（3） 信号线彩 色显示：选择菜单Format|Sample Time Color，SIMULINK 将用 不同颜色显示采样频率不同的模块和信号线，默认红色表示最 高采样频率，黑色表示连续信号流经的模块及线。
同一窗口内的模块复制： （1）按住鼠标右键，拖动鼠标到目标
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。
matlab与simulink设计与建模
matlab与simulink设计与建模一、Matlab与Simulink简介1.Matlab是一种高级编程语言，广泛应用于数学计算、算法实现、数据可视化等领域。
它具有丰富的函数库，可以轻松实现各种数学运算、矩阵操作和图形绘制等功能。
2.Simulink是Matlab的一个组件，主要用于模拟和分析动态系统。
它提供了一套基于图形的建模环境，用户可以通过拖放模块搭建复杂的系统模型，并进行仿真与分析。
二、Matlab与Simulink的应用领域1.数学计算与算法实现：Matlab可以用于解决数学问题、实现算法和编写计算程序，如线性代数运算、概率论与数理统计、图像处理等。
2.控制系统设计与分析：利用Matlab和Simulink的丰富函数库和工具箱，可以方便地进行控制系统的设计、仿真和分析。
3.通信系统设计与仿真：Simulink提供了一系列与通信系统设计相关的模块，如信号源、调制解调、信道、检测等，可以用于搭建和仿真各种通信系统。
4.信号处理与分析：Matlab和Simulink具有丰富的信号处理函数和模块，可以用于信号生成、滤波、变换、识别等任务。
三、Matlab与Simulink的基本操作与技巧1.变量与数据类型：Matlab中的变量需声明，支持标量和矩阵类型。
Simulink中的变量在模型搭建过程中自动创建。
2.矩阵运算与函数调用：Matlab中可以使用内置函数进行矩阵运算，如加减乘除、求逆、迹等。
Simulink中的函数调用主要通过模块的参数设置实现。
3.图形绘制与数据分析：Matlab提供了丰富的绘图函数，可以创建各种图形；Simulink仿真结果可通过图表进行展示和分析。
四、Simulink建模与仿真1.建模基本步骤：创建模型、配置模块参数、连接模块、设置仿真参数、运行仿真、分析结果。
2.仿真参数设置与优化：包括求解器设置、仿真时间、输出设置等，需根据模型特点进行优化。
3.模型验证与测试：通过与其他软件或实验数据进行对比，检验模型的正确性和准确性。
学习使用MATLABSimulink进行系统仿真
学习使用MATLABSimulink进行系统仿真【第一章：引言】在如今数字化时代，仿真已成为系统设计与优化的重要工具。
系统仿真能够帮助工程师在产品开发的早期阶段快速验证设计，预测产品性能，并提供有关系统行为的深入洞察。
由于其易用性和广泛应用领域，MATLABSimulink成为了工程界最受欢迎的仿真工具之一。
本文将介绍如何学习使用MATLABSimulink进行系统仿真，并强调其专业性。
【第二章：MATLABSimulink概览】MATLABSimulink是一个具有图形化界面的仿真环境，可用于建模、仿真和分析各种复杂动态系统。
它使用块状图形表示系统的组成部分，并通过连接输入和输出端口模拟系统的行为。
用户可以通过简单拖拽和连接块状元件来构建仿真模型，并通过调整参数和设置仿真参数来进行模拟分析。
【第三章：基本建模技巧】在使用MATLABSimulink进行系统仿真之前，掌握基本的建模技巧至关重要。
首先，需要熟悉各种块状元件的功能和用途，例如传感器、执行器、逻辑运算器等。
其次，理解信号流和数据流的概念，以及如何在模型中正确地引导信号传递和数据流动。
最后，学习使用条件语句、循环语句等控制结构来实现特定的仿真逻辑。
【第四章：系统模型的构建】在使用MATLABSimulink进行系统仿真时，首先需要根据实际系统的需求和特点进行系统模型的构建。
这包括确定系统的输入和输出，以及分析系统的功能和性能要求。
然后，使用块状元件将系统的各个组成部分建模，并建立各个组件之间的联系和依赖关系。
在构建模型的过程中，要注意选择恰当的块状元件和参数设置，以确保模型的合理性和可靠性。
【第五章：仿真参数设置与分析】为了获得准确且可靠的仿真结果，需要合理设置仿真参数。
常见的仿真参数包括仿真时间、步长和求解器类型等。
仿真时间应根据系统的实际运行时间确定，步长要足够小以保证仿真的精度，而求解器类型则根据系统的特点选择。
完成仿真后，还需要对仿真结果进行分析，以评估系统的性能和进行优化调整。
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。
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。
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详解matlab simulink 通信系统建模与仿真
MATLAB Simulink是一款广泛应用于通信系统建模和仿真的工具。
它提供了一种直观的方式来设计和测试通信系统，使得工程师可以更快地开发出高质量的通信系统。
本文将详细介绍MATLAB Simulink在通信系统建模和仿真方面的应用。
一、MATLAB Simulink的基本概念
MATLAB Simulink是一种基于图形化界面的建模和仿真工具。
它可以通过拖拽和连接不同的模块来构建一个完整的系统模型。
每个模块代表了系统中的一个组件，例如滤波器、调制器、解调器等。
用户可以通过设置每个模块的参数来调整系统的性能。
二、通信系统建模
在MATLAB Simulink中建立通信系统模型的第一步是选择合适的模块。
通信系统通常包括以下几个部分：
1.信源：产生数字信号，例如文本、音频或视频。
2.编码器：将数字信号转换为模拟信号，例如调制信号。
3.信道：模拟信号在信道中传输，可能会受到干扰和噪声的影响。
4.解码器：将接收到的模拟信号转换为数字信号。
5.接收器：接收数字信号并进行后续处理，例如解码、解调、解密等。
在MATLAB Simulink中，每个部分都可以用一个或多个模块来表示。
例如，信源可以使用“信号生成器”模块，编码器可以使用“调制器”模块，解码器可以使用“解调器”模块等。
三、通信系统仿真
在建立通信系统模型后，可以使用MATLAB Simulink进行仿真。
仿
真可以帮助工程师评估系统的性能，例如误码率、信噪比等。
仿真还
可以帮助工程师优化系统的设计，例如调整滤波器的参数、改变编码
器的类型等。
在MATLAB Simulink中，可以使用“仿真器”模块来进行仿真。
用
户可以设置仿真的时间范围、仿真步长等参数。
仿真器会根据系统模
型和参数进行仿真，并输出仿真结果。
用户可以使用MATLAB的绘图工具来可视化仿真结果，例如绘制误码率曲线、信号波形等。
四、MATLAB Simulink的优点
MATLAB Simulink具有以下几个优点：
1.直观易用：MATLAB Simulink提供了一个直观的图形化界面，使得工程师可以更快地建立和调整系统模型。
2.高效精确：MATLAB Simulink使用高效的数值计算算法，可以在较短的时间内进行大规模的仿真。
3.灵活可扩展：MATLAB Simulink支持用户自定义模块和函数，可以满足不同应用场景的需求。
4.丰富的工具箱：MATLAB Simulink提供了丰富的工具箱，包括通信系统、控制系统、图像处理等，可以满足不同领域的需求。
五、总结
MATLAB Simulink是一款广泛应用于通信系统建模和仿真的工具。
它提供了一种直观的方式来设计和测试通信系统，使得工程师可以更快地开发出高质量的通信系统。
在使用MATLAB Simulink时，需要选择合适的模块来构建系统模型，并进行仿真来评估系统性能。
MATLAB Simulink具有直观易用、高效精确、灵活可扩展、丰富的工具箱等优点，可以满足不同应用场景的需求。