基于matlab通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仿真

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1、基于MATLAB的通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真系別電氣工程系專業(yè)電子信息工程姓名劉得隴學(xué)號(hào)25指導(dǎo)教師姓名鐘立華選題關(guān)鍵詞：PSK調(diào)制、NRZ碼型、AWGN信道關(guān)鍵詞介紹PSK調(diào)制：2PSK數(shù)字調(diào)制原理在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中,當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)離散變化時(shí),則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)信號(hào).通常用已調(diào)信號(hào)載波的0°和180°分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的1和0.NRZ碼型：不歸零碼(NRZ,Non-ReturntoZero)基帶傳輸時(shí),需要解決數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示以及收發(fā)兩端之間的信號(hào)同步問(wèn)題。對(duì)

2、于傳輸數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō),最簡(jiǎn)單最常用的方法是用不同的電壓電平來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字,也即數(shù)字信號(hào)由矩形脈沖組成。按數(shù)字編碼方式，可以劃分為單極性碼和雙極性碼，單極性碼使用正（或負(fù)）的電壓表示數(shù)據(jù)；雙極性碼是二進(jìn)制碼，1為反轉(zhuǎn)，0為保持零電平。根據(jù)信號(hào)是否歸零，還可以劃分為歸零碼和非歸零碼，歸零碼碼元中間的信號(hào)回歸到0電平，例如“1”為正電平，“0”為負(fù)電平，每個(gè)數(shù)據(jù)表示完畢后，都會(huì)回歸到零電平狀態(tài)，而非歸零碼沒(méi)有回歸到零電平的過(guò)程，例如“1”為高電平，“0”為低電平。AWGN信道：不考慮通信信道信號(hào)時(shí)，由寬頻帶

3、范圍描述的統(tǒng)計(jì)隨機(jī)無(wú)線噪聲。AWGN，在通信上指的是一種通道模型（channelmodel），此通道模型唯一的信號(hào)減損是來(lái)自于寬帶（Bandwidth）的線性加成或是穩(wěn)定譜密度（以每赫茲瓦特的帶寬表示）與高斯分布振幅的白噪聲。白噪聲是指功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布的噪聲，即其功率譜密度為常數(shù)。一、課題說(shuō)明通信是通過(guò)某種媒體進(jìn)行的信息傳遞，目的是傳輸信息，通信系統(tǒng)是用以完成信息傳輸過(guò)程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，作用是將信息從信源發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)目的地。調(diào)制與解調(diào)在信息的傳輸過(guò)程中占據(jù)著重要的地位，是不可或缺的，因

4、此研究系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過(guò)程就極為重要。MATLAB是集數(shù)值計(jì)算、圖形繪制、圖像處理及系統(tǒng)仿真等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言，它強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和圖形可視化的功能以及豐富的工具箱，為通信系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過(guò)程的分析提供了極大的方便。現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展要求通信系統(tǒng)功能越來(lái)越強(qiáng)，性能越來(lái)越高，構(gòu)成越來(lái)越復(fù)雜；另一方面，要求通信系統(tǒng)技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)縮短周期，降低成本，提高水平。這樣尖銳對(duì)立的兩個(gè)方面的要求，只有通過(guò)使用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)技術(shù)和工具才能實(shí)現(xiàn)。通信系統(tǒng)仿真貫穿通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的全過(guò)程，對(duì)通信系統(tǒng)的發(fā)展起

5、著舉足輕重的作用。本報(bào)告針對(duì)通信系統(tǒng)仿真的探討主要做了以下的工作：(1)介紹了通信系統(tǒng)仿真的相關(guān)內(nèi)容，包括通信系統(tǒng)仿真的一般步驟。(2)對(duì)通信系統(tǒng)中的主要環(huán)節(jié)，如模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。(3)在理解通信系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，利用Simulink強(qiáng)大的仿真功能，對(duì)PSK通信系統(tǒng)進(jìn)行了模型構(gòu)建、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真演示、結(jié)果顯示，并且給出了具體的分析。二、基本原理1、通信系統(tǒng)仿真的一般步驟通信系統(tǒng)仿真一般分成3個(gè)步驟，即仿真建模、仿真實(shí)驗(yàn)和仿真分析。應(yīng)該注意的是，通信系統(tǒng)仿真是一個(gè)螺旋式發(fā)展的過(guò)程，因此

6、，這3個(gè)步驟可能需要循環(huán)多次才能達(dá)到想要的結(jié)果。當(dāng)前系統(tǒng)仿真建模仿真實(shí)驗(yàn)仿真分析結(jié)論分析改造后的系統(tǒng)研究方式圖示2.數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)（DigitalCommunicationSystem,DCS）是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng)，如圖3所示。數(shù)字通信所涉及的技術(shù)問(wèn)題很多，其中主要有信源編碼與譯碼、信道編碼與譯碼、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、同步以及加密與解密等。數(shù)字調(diào)制信道編碼加密信源編碼信息源噪聲源信道受信者信源譯碼信道譯碼解密數(shù)字解調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng)模型與模擬通信相比，數(shù)字通信具有許多優(yōu)良的特性：（1）抗干

7、擾能力強(qiáng)，且噪聲不積累。數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖请x散取值的數(shù)字波形，接收端的目標(biāo)不是精確的還原被傳輸?shù)牟ㄐ危菑氖盏皆肼暩蓴_的信號(hào)中判決出發(fā)送端所發(fā)送的是哪一個(gè)波形。（2）傳輸差錯(cuò)可控。在數(shù)字同喜系統(tǒng)中，可以通過(guò)信道編碼技術(shù)進(jìn)行檢錯(cuò)與糾錯(cuò)，降低誤碼率，提高傳輸質(zhì)量。（3）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)。這種數(shù)字處理的靈活性表現(xiàn)為可以將來(lái)自不同信源的信號(hào)綜合到一起傳輸。（4）易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕。（5）易于加密處理，且保密性好。數(shù)字通信的缺點(diǎn)是，一般需要較大的傳輸帶寬

8、，設(shè)備復(fù)雜。近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜程度和技術(shù)難度大大降低了，數(shù)字傳輸方式日益受到歡迎。數(shù)字處理的靈活性使得數(shù)字傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)字信息既可以來(lái)自計(jì)算機(jī)、電傳機(jī)等數(shù)據(jù)終端的各種數(shù)字代碼，也可以來(lái)自模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理后的脈沖編碼（PCM）信號(hào)等。原理上，數(shù)字信息可以直接用數(shù)字代碼序列表示和傳輸，但在世紀(jì)傳輸中，視系統(tǒng)的要求和信道情況，一般需要進(jìn)行不同形式的編碼，并且選用一組取值有限的離散波形來(lái)表示