基于matlabsimulink的psk頻帶傳輸系統(tǒng)仿真與性能分析

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1、基于MATLAB/Simulink的PSK頻帶傳輸系統(tǒng)仿真與性能分析摘要本課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)PSK頻帶傳輸系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行仿真與性能分析。本課程設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)為MATLAB/Simulink。在設(shè)計(jì)此頻帶傳輸系統(tǒng)時(shí)，首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，再通過(guò)加入高斯白噪聲傳輸信道，接著在接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)行PSK解調(diào)，最后把輸出的信號(hào)和輸入的信號(hào)進(jìn)行比較。通過(guò)最后仿真結(jié)果可知，該模擬信號(hào)頻帶傳輸通信系統(tǒng)已初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)指標(biāo)并可用于解決一些實(shí)際性的問(wèn)題。關(guān)鍵詞PSK調(diào)制解調(diào)；高斯白噪聲；MATLAB/Simulink1引言通信(Communication

2、)就是信息的傳遞，是指由一地向另一地進(jìn)行信息的傳輸與交換，其目的是傳輸消息。然而，隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對(duì)傳遞消息的要求也越來(lái)越高。在各種各樣的通信方式中，利用“電”來(lái)傳遞消息的通信方法稱為電信(Telecommunication)，這種通信具有迅速、準(zhǔn)確、可靠等特點(diǎn)，且?guī)缀醪皇軙r(shí)間、地點(diǎn)、空間、距離的限制，因而得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。目前，無(wú)論是模擬通信還是數(shù)字通信，在不同的通信業(yè)務(wù)中都得到了廣泛的應(yīng)用。但是，數(shù)字通信的發(fā)展速度已明顯超過(guò)了模擬通信，成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。與模擬通信相比，數(shù)字通信具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，且

3、噪聲不積累；傳輸差錯(cuò)可控；便于用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行處理、變換、存儲(chǔ)；易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕；易于加密處理，且保密性好。數(shù)字通信的缺點(diǎn)是，一般需要較大的帶寬。另外，由于數(shù)字通信對(duì)同步要求高，因而系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜。但是，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜程度大大降低。同時(shí)高效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以及光纖等大容量傳輸媒質(zhì)的使用正逐步使帶寬問(wèn)題得到解決。因此，數(shù)字通信的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛。本課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)PSK頻帶傳輸系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行仿真與性能分析[1]。在設(shè)計(jì)此頻帶傳輸系統(tǒng)

4、時(shí)，首先對(duì)輸入信號(hào)利用相關(guān)的模塊進(jìn)行PSK調(diào)制，再通過(guò)加入高斯白噪聲傳輸信道，接著在接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)行PSK解調(diào)，最后把輸出的信號(hào)和輸入的信號(hào)進(jìn)行比較。1.1設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)的目的主要是仿真通信系統(tǒng)中頻帶傳輸技術(shù)中的PSK調(diào)制。首先產(chǎn)生一段隨機(jī)的二進(jìn)制非歸零碼的基帶信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行PSK調(diào)制后再送入加性高斯白噪聲（AWGN）信道傳輸，在接收端對(duì)其進(jìn)行PSK解調(diào)以恢復(fù)原信號(hào)，觀察還原是否成功，改變AWGN信道的信噪比，計(jì)算傳輸前后的誤碼率，繪制信噪比-誤碼率曲線，并與理論曲線比較進(jìn)行說(shuō)明。1.2設(shè)計(jì)要求（1）本設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)為MATLAB中的S

5、imulink。（2）模型設(shè)計(jì)應(yīng)該符合工程實(shí)際，模塊參數(shù)設(shè)置必須與原理相符合。（3）處理結(jié)果和分析結(jié)論應(yīng)該一致，而且應(yīng)符合理論。（4）獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)并按要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。1.3設(shè)計(jì)平臺(tái)MATLAB/Simulink1.4設(shè)計(jì)步驟（1）根據(jù)課題任務(wù)書要求結(jié)合教材上講授的原理，在紙質(zhì)文檔上畫出課題的電路級(jí)框圖。（2）從設(shè)計(jì)平臺(tái)上找到實(shí)現(xiàn)框圖中每個(gè)方框?qū)?yīng)的功能實(shí)現(xiàn)模塊，并按圖連接方式進(jìn)行連接。（3）按照通信原理教材介紹的原理進(jìn)行每個(gè)模塊的參數(shù)設(shè)置。（4）運(yùn)行模塊，根據(jù)模型的運(yùn)行結(jié)果或出錯(cuò)提示，不斷地修改模型和仿真參數(shù)，直至仿真成功。2

6、基本原理2.1設(shè)計(jì)平臺(tái)簡(jiǎn)介MATLAB集成環(huán)境下的Simulink：MATLAB是一種功能強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算和工程仿真軟件，它的交互式集成界面能夠幫助用戶快速地完成數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、數(shù)字信號(hào)處理、仿真建模、系統(tǒng)控制和優(yōu)化等功能。MATLAB語(yǔ)言采用與數(shù)學(xué)表達(dá)相同的形式，不需要傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，由于MATLAB的這些特性，它已經(jīng)成為科研工作和工程仿真中的高效助手。Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書寫程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)

7、。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。Simulink的儲(chǔ)存模塊，仿真數(shù)據(jù)可以方便地以各種形式保存到工作區(qū)或文件中，供用戶在仿真結(jié)束之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。另外Simulink把具有特定功能的代碼組織成模塊的方式，并且這些模塊可以組織成具有等級(jí)結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)，因此具有內(nèi)在的模塊化設(shè)計(jì)要求。Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具

8、，是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、