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扩频通信系统仿真论文

扩频通信系统仿真论文
扩频通信系统仿真论文

扩频信号处理仿真技术

摘要

本文阐述了扩展信号处理过程的基本原理、主要性能指标及其工作特点,然后根据香农定理,利用MATLAB提供的可视化工具Simulink,建立了扩频通信系统仿真模型,详细讲述了各个模块的设计,并指出了仿真建模过程中所需注意的问题。通过建模深入理解MATLAB/Simulink基本建模仿真方法的实质性,掌握通信系统仿真的思维方法,增强系统建模和设计的自主能力和创造力。并根据给定的参数设置,仿真出结果,证明了所建仿真模型的正确性

Simulation Technology of spread-spectrum signal processing

Abstract

This article elaborated the spread spectrum communication technology's basic principle, the main performance index and the operating feature, then act according to the Shannon theorem, provides visualization tool Simulink using MATLAB, has established the wide frequency communications system simulation model, narrated in detail each module's design, and had pointed out in the simulation model must pay attention question. Through the modeling further understanding the substantive of this simulation based on MATLAB, master the methods of communication system simulation. Enhance the independent ability and creativity of system modeling and design, and according to a given set of parameters, and the simulation the results. Had proven constructs the simulation model the accuracy.

目录

1 绪论 (1)

1.1选题的背景 (1)

1.2选题的主要任务 (2)

2 扩频通信系统 (3)

2.1扩频通信的基本原理 (3)

2.2扩频通信的特点 (3)

2.2.1抗干扰性强 (3)

2.2.2 抗干扰性强 (4)

2.2.3 抗多径干扰 (4)

2.2.4 保密性好 (4)

3 线性调频扩频系统 (5)

2.2 线性调频信号的产生 (5)

2.3 线性调频信号的接收 (5)

4 MATLAB简介 (5)

4.1 MATLAB软件介绍 (5)

4.2 Simulink应用的学习 (6)

4.2.1 Simulink工作平台 (6)

4.2.2 Simulink仿真模块 (8)

4.2.3 Simulink仿真过程 (8)

4.2.2 Simulink模块库 (8)

致谢 (13)

参考文献 (14)

附录 (17)

1 绪论

1.1选题的背景

在现代通信中遇到的一个重要问题就是抗干扰问题。随着通信事业的迅速发展,各类通信网的简历,使得有限的频率资源更加拥挤,相互之间的干扰更为严重,如何防止和降低这种相互之间的干扰,就成为一大难题。

扩展频谱(SS ,Spread Spectrum,简称扩频)技术具有很强的抗干扰性,其多址能力、保密、抗多径等功能倍受人们的关注,被广泛的应用于军事通信和民用通信中。扩频通信系统扩展频谱技术,将信号扩展到很宽的频带上,在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩,恢复成窄带信号。对干扰信号而言,由于与扩频信号不相关,则被扩展到一个很宽的频带上,使之进入信号通频带内的干扰功率大大的降低,相应增加了相关器输出端的信号/干扰比,对大多数认为干扰而言,扩频通信系统都具有很强的对抗能力。

扩频技术的最初构想是在第二次世界大战期间形成的。在战争后期,干扰和抗干扰技术成为决定胜负的重要因素。战后得出了“最好的抗干扰措施就是好的工程设计和扩展工作频率”的结论。跳频通信的思路就是在这段时期出现的:如果对窄带信号使用编码的频率控制,则可以使其在任何时间占据宽频段中的任何一部分,这样敌人要进行干扰就必须维持很宽的频段。另一方面,直序扩频则起源于导航系统中高精度测距。

真正实用的扩频通信系统是在50年代中期发展起来的。麻省理工学院林肯实验室开发的扩频通信系统F9C-A/Rake系统被公认为第一个成功的扩频通信系统,在该系统的研制过程中,首次提出了瑞克(RAKE)接收的概念并成功应用,该系统也是第一个真正实用的宽带通信系统。第一个跳频扩频通信系统BLADES也在这段时期研制成功,在该系统中第一次利用移位寄存序列实现纠错编码。在此期间,喷气实验室(JPL)在其空间任务中完成了伪码产生器的设计以及跟踪环路的设计。

自从扩频通信的概念在50年代开始成熟以后,此后的二十多年扩频通信技术仍得到很大的发展,但都只是局部的发展,如硬件的改进和应用领域的拓展。一直到80年代初期,扩频通信的概念都只是在军事通信系统中得到应用,这种状况到了80年代中期才得到改变。美国联邦通信委员会(FCC)于1985年5月发布了一份关于将扩频技术应用到民用通信的报告。从此,扩频通信技术获得了更加广阔的应用空间。90年代初,在第一代模拟蜂窝通信系统的基础上,出现了PCS研究的热潮。扩频技术为共享频谱提供了可能。使用扩频技术能够实现码分多址,即在多用户通信系统中所有用户共享同一频段,但是通过给每个用户分配不同的扩频码实现多址通信。利用扩频码的自相关特性能够实现对给定用户信号的正确接收;将其他用户的信号看作干扰,利用扩频码的互相关特性,能够有效抑制用户之间的干扰。随着PCS以及蜂窝移动通信的发展,CDMA技术已经成为不可或缺的关键技术。扩频通信技术也在民用通信中找到更为广阔的应用空间,而关于CDMA技术的研究热潮也一直延续到现在。扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用,到

目前为止,其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统,而跳频系统与直扩系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。而线性调频扩频系统则更多的适用于雷达,测距等领域。

1.2选题的主要任务

利用MATLAB中的SIMULINK仿真功能,对扩频通信系统中发射机与接收机中的电路进行仿真。建立扩频通信发射机和接收机电路的仿真模型;给出仿真模型中各仿真模块的仿真波形;通过给系统加入不同的数字信号来检验系统工作的可靠性。

2 扩频通信系统

2.1扩频通信的基本原理

扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)简称扩频通信。扩频通信的基本特征是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展,形成宽带的低功率谱密度的信号来发射。

香农(Shannon)在信息论的研究中得出了信道容量的公式:

C=Blog2(1+S/N) (2-1)

这个公式指示出:如果信息传输速率C不变,则带宽B和信噪比S/N是可以互换的,就是说增加带宽就可以在较低的信噪比的情况下以相同的信息率来可靠的传输信息,甚至在信号被噪声淹没的情况下,只要相应的增加信号带宽,仍然保持可靠的通信,也就是可以用扩频方法以宽带传输信息来换取信噪比上的好处。这就是扩频通信的基本思想和理论依据。

2.2扩频通信的特点

扩频通信技术在发端以扩频编码进行扩频调制,在收端以相关解调技术收信,这一过程使其具有诸多优良特性:

2.2.1抗干扰性强

表示扩频通信特性的一个重要参数是扩频增益G(Spreading Gain),其定义为扩频前的信号带宽B1与扩频后的信号带宽B2之比。G=B2/B1扩频通信中,接收端对接收到的信号做扩频解调,只提取扩频编码相关处理后带宽为B1的信号成份,而排除了扩展到宽带B2中的干扰、噪声和其他用户通信的影响,相当于把接收信噪比提高了G倍。考虑到输出端的信噪比和接收系统损耗,可以认为实际的扩频增益带来的信噪比的改善为:M=G-输出端信噪比一系统损耗公式中的M叫做抗干扰容限。

2.2.2 抗干扰性强

因信号在很宽的频带上被扩展,则单位带宽上的功率很小,即信号功率谱密度很低。信号淹没在白噪声之中,别人难于发现信号的存在,再加之不知扩频编码,就更难拾取有用信号。而极低的功率谱密度,也很少对其他电讯设备构成干扰。

2.2.3 抗多径干扰

多路径干扰是由于在电波传播过程中,遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起反射或散射。这些反射或散射信号同直达路径信号在接收端相互干涉造成干扰。多路径干扰在雷达和通信中都有严重影响。由于在扩频通信系统中增加了扩频调制与解扩过程,这样可以利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时用相关技术从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可以有效地消除无线通信中多径干涉造成的信号衰落现象,因而扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

2.2.4 保密性好

在一定的发射功率下,由于扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以再强噪声背景下,甚至是有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,想进一步检测出信号的特征参数就更难了。所以,扩频系统可实现隐蔽通信;同时,对不同用户使用不同的码,旁人无法窃听他们的通信,因而扩频系统具有高的保密性。

3 线性调频扩频系统

2.2 线性调频信号的产生

线性调频又称为Chirp系统,其发射脉冲信号的载频在信息脉冲持续时间T内作线性变化,其瞬间时频率随时间线性变化。

线性调频信号的产生方法,可由一个锯齿波信号控制压控振荡器(VCO)来实现。振荡频率随锯齿波而变化,因此脉冲信号的载频从原来单一频率展宽为ΔF=B,线性调频信号不需要伪随机码控制,由于这种线性调频信号占用的频带比信息带宽大得多,体现了频谱的扩展,因而也有处理增益。其处理增益为信号带宽与信息信号带宽之比。

2.3 线性调频信号的接收

线性调频技术主要用于雷达中,短波通信中也有应用。在线性调频系统中,发射端用以锯齿波信号控制压控振荡器,就可产生由锯齿波斜率变化的线性调频信号,线性调频信号的接受解调器由匹配滤波器来完成。匹配滤波器由色散延迟线(DDL)构成,这种盐池县对高频成分延时长,对低频成分延时短。因此,频率由高变低的载波信号通过匹配滤波器后,各种频率几乎同时到达输出端,这些信号成分叠加在一起,形成对脉冲时间的压缩,使输出信号的幅度增加,能量集中,形成以相关峰,通过对相关峰的检测,就可把信号检测出来。

4 MATLAB简介

4.1 MATLAB软件介绍

MATLAB最初是Mathworks公司推出的一种数学应用软件,经过多年的发展,开发了包括通信系统在内的多个工具箱,从而成为目前科学研究和工程应用最流行的软件包之一。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个集成环境,广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。它包括一个复杂的由接收器、信号源、线性和非线性组件以及连接件组成的模块库,用户也可以根据需要定制或者创建自己的模块。Simulink的主要特点在于使用户可以通过

简单的鼠标操作和拷贝等命令建立起直观的系统框图模型,用户可以很随意地改变模型中的参数,并可以马上看到改变参数后的结果,从而达到方便,快捷地建模和仿真的目的。

4.2 Simulink应用的学习

4.2.1 Simulink工作平台

启动Simulink,通常有两种方法:

(1)在MATLAB命令窗口中直接输入Simulink命令;

(2)在MATLAB工具栏上单击Simulink按钮,下图A所示。

图1

这样就可打开了Simulink的Simulink Library Brower(库模块浏览器),如图B所示。在菜单栏中执行File/New/Model命令,就建立了一个名为untitled的模型窗口,如图C 所示。在建立了空的模块窗口后,用户可以在此窗口中创建自己需要的Simulink模型。

图2库模块浏览器

图3新建的空白模块窗口

4.2.2 Simulink仿真模块

通常,Simulink仿真系统包括输入(Input)、状态(states)和输出(Output)三个部分。

·输入模块:即信号源模块,包括常数字信号源和用户自定义信号;

·状态模块:即被模拟的系统模块,是系统建模的核心和主要部分;

·输出模块:即信号显示模块,它能够以图形方式、文件格式进行显示。

4.2.3 Simulink仿真过程

1.初始化阶段

①对模型的参数进行估计,得到它们实际计算的值。

②展开模型的各个层次;

③按照更新的次序对模型进行排序;

④确定那些显式化的信号属性,并检查每个模块是否能够接受连接它们输入端的信号;

⑤确定所有非显式的信号采样时间模块的采样时间;

⑥分配和初始化存储空间,以便存储每个模块的状态和当前值的输出。

2.模型执行阶段

模型仿真是通过数值积分来进行完成的,计算数值积分可以采用以下两步来进行:

①按照秩序计算每个模块的积分;

②根据当前输入和状态来决定状态的微分,得到微分矢量,然后把它返回给解法器,以计算下一个采样点的状态矢量。在每一个时间步中,Simulink依次解决下列问题:·按照秩序更新模块的输出;

·按照秩序更新模块的状态;

·检查模块连续状态的不连续点;

·计算下一个仿真时间步的时间。

在库模块浏览器中单击Simulink前面的“+”号,就能够看到Simulink的模块库,如图B 所示。

4.2.2 Simulink模块库

在连续模块(Continuous)库中包括了常见的连续模块,这些模块如图所示。

图4

1.函数与表格模块库(Function & Table)

函数与表格模块库(Function & Table)主要实现各种一维、二维或者更高维函数的查表,另外用户还可以根据自己需要创建更复杂的函数。该模块库包括多个主要模块、如图5所示。

图5

2.数学模块库(Math)

数学模块库(Math)包括多个数学运算模块,如图6所示。

图6

3. 非线性模块(Nonlinear)

非线性模块(Nonlinear)中包括一些常用的非线性模块,如图7所示。

图7

.信号与系统模块库(signals & Systems)

信号与系统模块库(signals &Systems)包括的主要模块如图8所示。

图8

5.信号输出模块(Sinks)

信号输出模块(Sinks)包括的主要模块如图9所示。

图9

6.信号源模块库(Sources)

信号源模块库(Sources)包括的主要模块如图10所示。

图10

图2-1 c)薄膜结构图2-1 d)半对称腔结构

表2-1 机器人自由度配置表

公式的编号用圆括号括起放在公式右边行末。序号一律用阿拉伯数字连续编序(如:(45))或逐章编序(如(6-10)),公式与序号之间不加虚线。

公式应尽量采用公式编辑应用程序输入,选择默认格式,公式号右对齐,公式调整至基本居中[1]。

致谢

值此大学毕业之前,谨向我的指导老师致以最诚挚的谢意。

参考文献

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以下是说明文字,正式成文后请删除。

1.模板的使用方法:

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2.参考文献写作应注意的问题

(1)参考文献是毕业设计(论文)不可缺少的组成部分,在毕业设计(论文)的撰写过程中应承认和尊重他人的知识成果,参考与引用的内容必须注明,杜绝抄袭、剽窃他人成果。同时,引用的资料应具有权威性,并对毕业设计(论文)有直接的参考价值。

(2)要求查阅文献15篇(含)以上,其中外文文献3篇(含)以上,近三年公开发表的文献3篇(含)以上,书籍不超过5本,期刊([J])和论文集([C])8篇(含)以上,包括导师指定的全部参考文献。

(3)列出的参考文献在毕业论文正文中必须有引用,参考文献按照毕业论文正文中引用出现的顺序统一编号。

(4)毕业论文正文中对参考文献的引用采用后标[16]表示。

(5)各类参考文献条目的编排格式。

参考文献的来源分为连续出版物、专著、专利文献、国际(国家)标准及电子文献等几类,各类参考文献条目的编排格式和示例如下。

A. 连续出版物:

[序号] 主要责任者.文献题名[J].刊名,出版年份,卷号(期号).

例如: [1] 袁庆龙,候文义.Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究[J].太原理工大学学报,2001,32(1).

B. 专著

[序号] 主要责任者.文献题名[M].出版地:出版者,出版年.

例如:[2] 刘国钧,王连成.图书馆史研究[M]. 北京:高等教育出版社,1979.

C. 论文集

[序号] 主要责任者.文献题名[C]. 主编.论文集名.出版地:出版者,出版年.

例如:[3] 孙品一.高校学报编辑工作现代化特征[C].中国高等学校自然科学学报研究会.科技编辑学论文集(2).北京:北京师范大学出版社,1998.

D. 学位论文

[序号] 主要责任者.文献题名[D].保存地:保存单位,年份.

例如:[4] 张和生.地质力学系统理论[D].太原:太原理工大学,1998.

E. 报告

[序号] 主要责任者.文献题名[R].报告地:报告会主办单位,年份.

例如:[5] 冯西桥.核反应堆压力容器的LBB分析[R]. 北京:清华大学核能技术设计研究院,1997.

F. 专利文献

[序号] 专利所有者.专利题名[P].专利国别:专利号,发布日期.

例如:[6]姜锡洲.一种温热外敷药制备方案[P].中国专利:881056078,1983-08-12.

G. 国际、国家标准

[序号] 标准代号,标准名称[S].出版地:出版者,出版年.

例如:[7] GB/T 16159—1996,汉语拼音正词法基本规则[S].北京:中国标准出版社,1996.

H.报纸文章

[序号] 主要责任者.文献题名[N].报纸名,出版日期(版次).

例如:[8] 谢希德.创造学习的思路[N].人民日报,1998-12-25(10).

I.电子文献

[序号] 主要责任者.电子文献题名[文献类型/载体类型].电子文献的出版或可获得地址,发表或更新的期/引用日期(任选).

例如:[9] 王明亮.中国学术期刊标准化数据库系统工程的建设[EB/OL].

https://www.doczj.com/doc/2a12576799.html,/pub/wml.txt/9808 10-2.html,1998-08-16/1998-10-04.

(6)文献类型的标注方法

根据GB3469-83《文献类型与文献载体代码》的规定,以下各种参考文献类型用英文大写字母方式标注:专著[M],论文集[C],报纸文章[N],期刊文章[J],学位论文[D],报告[R],标准[S],专利[P],单篇论文[A],其它[Z]。电子文献类型:数据库(database)[DB],计算机程序(computer program)[CP],电子公告(electronic bulletin board)[EB]。

(7)载体类型标识的标注方法

以纸张为载体的文献在引做参考文献时不必注明其载体类型。

对于非纸张型载体的电子文献,当被引用为参考文献时,需在参考文献类型标识中同时标明其载体类型,用英文大写字母标注:

磁带(magnetic)[MT],磁盘(disk)[DK],光盘[CD],联机网络(online)[OL]。

电子文献类型与载体类型标识基本格式为[文献类型标识/载体类型标识]

例如:

[DB/OL]——联机网上数据(database online);

[DB/MT]——磁带数据库(database on magnetic tape);

[M/CD]——光盘图书(monograph on CD ROM);

[CP/CK]——磁盘软件(computer program on disk);

[J/OL]——网上期刊(serial online);

[EB/OL]——网上电子公告(electronic bulletin board online)。

(8)参考文献示例:

[1]D.Spinellis,K.Raptis. Component mining: a process and its pattern language[J].

Information and Software Technology, 2006(42).

[2]杨芙清,梅宏,李克勤. 软件复用与软件构件技术[J]. 电子学报, 1999, 27(2).

[3]杨芙清.软件复用及相关技术[J].计算机科学, 1999, 26(5).

[4]Nenad Medvidovic,Richard Taylor. A Classification and Comparison Framework for

Software Architecture Description Languages[J]. IEEE Transactions on Software Engineering, 2005, 25(1).

[5]窦郁宏,陈松乔. 程序挖掘中需求描述的研究[J]. 计算机工程与应用, 2006, 10.

[6]杨瑞林,李力军.新型低合金高强韧性耐磨钢的研究[J]. 钢铁, 1999(7).

[7]贾名字.工程硕士论文撰写规范[D]. 硕士学位论文, 上海交通大学, 2007.

[8]胡海洋,杨玫.Cogent后组装技术研究与实现[J]. 电子学报, 2002, 30(12).

[9]袁庆龙,候文义.Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究[J].太原理工大学学报,

2001, 32(1).

[10]刘国钧,王连成.图书馆史研究[M]. 北京:高等教育出版社, 1979.

[11]孙品一.高校学报编辑工作现代化特征[C].中国高等学校自然科学学报研究会.科

技编辑学论文集(2).北京:北京师范大学出版社, 1998.

[12]张和生.地质力学系统理论[D].太原:太原理工大学, 1998.

[13]冯西桥.核反应堆压力容器的LBB分析[R]. 北京:清华大学核能技术设计研究院,

1997.

[14]姜锡洲.一种温热外敷药制备方案[P].中国专利:881056078,1983-08-12.

[15]G B/T 16159—1996,汉语拼音正词法基本规则[S].北京:中国标准出版社,1996.

[16]谢希德.创造学习的思路[N].人民日报,1998-12-25(10).

[17]王明亮.中国学术期刊标准化数据库系统工程的建设[EB/OL].

[18]h ttp://https://www.doczj.com/doc/2a12576799.html,/pub/wml.txt/9808 10-2.html, 1998-08-16/1998-10-04.

[19]任洪敏,钱乐秋.构件组装及其形式化推导研究[J]. 软件学报, 2007, 14(6).

附录

通信系统仿真经典.doc

题目基于SIMULINK的通信系统仿真 摘要 在模拟通信系统中,由模拟信源产生的携带信息的消息经过传感器转换成电信号,模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道,最终解调还原成电信号;在数字传输系统中,数字信号对高频载波进行调制,变为频带信号,通过信道传输,在接收端解调后恢复成数字信号。本文应用了幅度调制以及键控法产生调制与解调信号。 本论文中主要通过对SIMULINK工具箱的学习和使用,利用其丰富的模板以及本科对通信原理知识的掌握,完成了AM、DSB、SSB、2ASK、2FSK、2PSK三种模拟信号和三种数字信号的调制与解调,以及用SIMULINK进行设计和仿真。首先我进行了两种通信系统的建模以及不同信号系统的原理研究,然后将学习总结出的相应理论与SIMULINK中丰富的模块相结合实现仿真系统的建模,并且调整参数直到仿真波形输出,观察效果,最终对设计结论进行总结。 关键词通信系统调制 SIMULINK

目录 1. 前言 (1) 1.1选题的意义和目的 (1) 1.2通信系统及其仿真技术 (2) 3. 现代通信系统的介绍 (7) 3.1通信系统的一般模型 (7) 3.2模拟通信系统模型和数字通信系统模型 (7) 3.2.1 模拟通信系统模型 (7) 3.2.2 数字通信系统模型 (8) 3.3模拟通信和数字通信的区别和优缺点 (9) 4. 通信系统的仿真原理及框图 (12) 4.1模拟通信系统的仿真原理 (12) 4.1.1 DSB信号的调制解调原理 (12) 4.2数字通信系统的仿真原理 (16) 4.2.1 ASK信号的调制解调原理 (16) 5. 通信系统仿真结果及分析 (21) 5.1模拟通信系统结果分析 (21) 5.1.1 DSB模拟通信系统 (21) 5.2仿真结果框图 (24) 5.2.1 DSB模拟系统仿真结果 (24) 5.3数字通信系统结果分析 (28) 5.3.1 ASK数字通信系统 (28) 5.4仿真结果框图 (35) 5.4.1 ASK数字系统仿真结果 (35)

Matlab通信系统仿真实验报告

Matlab通信原理仿真 学号: 2142402 姓名:圣斌

实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的: 1、掌握MATLAB的基本绘图方法; 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境: 1、实验设备:计算机 2、软件环境:MATLAB R2009a 三、实验内容: 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能,只要在命令行窗口输入相应的命令,结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下: x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x,y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x,y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图: 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型,MATLAB中提供了多种颜色和线型,并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图: MATLAB程序如下: x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);

MATLAB通信系统仿真实验报告1

MATLAB通信系统仿真实验报告

实验一、MATLAB的基本使用与数学运算 目的:学习MATLAB的基本操作,实现简单的数学运算程序。 内容: 1-1要求在闭区间[0,2π]上产生具有10个等间距采样点的一维数组。试用两种不同的指令实现。 运行代码:x=[0:2*pi/9:2*pi] 运行结果: 1-2用M文件建立大矩阵x x=[0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.11.21.31.41.51.61.71.81.9 2.12.22.32.42.52.62.72.82.9 3.13.23.33.43.53.63.73.83.9] 代码:x=[0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.11.21.31.41.51.61.71.81.9 2.12.22.32.42.52.62.72.82.9 3.13.23.33.43.53.63.73.83.9] m_mat 运行结果: 1-3已知A=[5,6;7,8],B=[9,10;11,12],试用MATLAB分别计算 A+B,A*B,A.*B,A^3,A.^3,A/B,A\B. 代码:A=[56;78]B=[910;1112]x1=A+B X2=A-B X3=A*B X4=A.*B X5=A^3 X6=A.^3X7=A/B X8=A\B

运行结果: 1-4任意建立矩阵A,然后找出在[10,20]区间的元素位置。 程序代码及运行结果: 代码:A=[1252221417;111024030;552315865]c=A>=10&A<=20运行结果: 1-5总结:实验过程中,因为对软件太过生疏遇到了些许困难,不过最后通过查书与同学交流都解决了。例如第二题中,将文件保存在了D盘,而导致频频出错,最后发现必须保存在MATLAB文件之下才可以。第四题中,逻辑语言运用到了ij,也出现问题,虽然自己纠正了问题,却也不明白错在哪了,在老师的讲解下知道位置定位上不能用ij而应该用具体的整数。总之第一节实验收获颇多。

基于Multisim的调频通信系统仿真毕业设计论文

LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 题目基于Multisim的调频通信系统仿真Simulation of frequency modulation communication system based on Multisim 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明

本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真

基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真 1.实验原理:直接序列扩频(DSSS)是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调 制方式在发端与扩展信号的频谱,而在收端,用相同的扩频码序去进行解扩,把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。它是一种数字调制方法,具体说,就是将信源与一定的PN码(伪噪声码)进行摸二加。例如说在发射端将"1"用11000100110,而将"0"用00110010110去代替,这个过程就实现了扩频,而在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成"1"是00110010110就恢复成"0",这就是解扩。这样信源速率就被提高了11倍,同时也使处理增益达到10DB以上,从而有效地提高了整机倍噪比。 1.1 直扩系统模型 直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机码(PN码)扩展到一个很宽的频带上去,在接收端用与发送端相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出发送的信号。对干扰信号而言,与伪随机码不相关,在接收端被扩展,使落入信号通频带的干扰信号功率大大降低,从而提高了相关的输出信噪比,达到了抗干扰的目的。直扩系统一般采用频率调制或相位调制的方式来进行数据调制,在码分多址通信中,其调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等方式,本实验中采取BPSK方式。 直扩系统的组成如图1所示,与信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流,伪随机码产生器产生伪随机码c(t),每个伪随机码的码元宽度为Tc (Tc<

(完整版)基于matlab的通信系统仿真毕业论文

创新实践报告
报 告 题 目: 学 院 名 称: 姓 名:
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽
班 级 学 号: 指 导 老 师: 温 靖

二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言........................................................................................................................ 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成 ............................................................................................................... 4 2.2 信道编译码 ........................................................................................................................ 4 2.2.1 卷积码的原理 ........................................................................................................ 4 2.2.2 译码原理 ................................................................................................................ 5 2.3 调制与解调 ....................................................................................................................... 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 .................................................................................................. 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ...................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调 ................................................................................................. 7 2.4 信道 .................................................................................................................................... 8

扩频通信及matlab仿真

扩 频 通 信 及Matlab 仿 真 江西师范大学 物理与通信电子学院2009级通信工程(2)班姓名xxx 学号xxxxxxxx

目录 一、摘要 (3) 二、数字通信原理 (4) 三、衰落信道与抗衰落技术 (5) 四、多址通行 (6) 五、扩频通信原理 (6) 六、直接序列扩频通信 (8) 七、基于matlab的直接序列扩频仿真 (10) 八、结束语 (13) 九、参考书目 (14) 十、致谢 (15)

摘要 扩频通信即扩展频谱通信,它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信技术自50年代中期美国军方开始研究,一直为军事通信所独占,广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域,直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术现已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。本文根据扩频通信的原理,利用MATALB对扩频通信中最常用的直扩通信系统进行了仿真。

数字通信原理: 1)所谓数字通信就是利用数字传输技术来进行的通信。它包括对模拟信号的编码和调制,传输媒介以及对数字信号的解调和解码。 2)典型的数字通信系统模型如图1-1: 图1-1 信源:信息的来源一般是模拟信号。 信源编码:模拟信号转变为数字信号; 信号压缩处理;信号的高效率编码。 信道编码:检错、纠错编码,提高信号抗干扰能力;

信息加密,防止信息被窃取。 调制变换:波形编码,信号调制,使基带信号适合在特定的 道中传输。 传输媒介:有线、无线信道,网络交互设备。 解调、信道译码、信源译码:对信号作上述处理相反对变换。 信宿:信息的最终传输目的地 衰落信道与抗衰落技术: 1)衰落信道的产生:无线通信是基于电磁波在空间中的传播来实现信息的传递的。无线信道的电波传播特性与电波传播的环境密切相关。电波环境主要包括:地形地貌、各种建筑物、气候气象、电磁干扰、移动体的运动速度和工作频段等。因此在实际应用中不可避免的产生衰落信道。 2)衰落信道主要包括:阴影衰落和多径衰落。 3)抗衰落技术主要包括:①空间分集技术 ②Rake接收方式 ③信道交织技术 ④多载波传输技术 ⑤信道均衡技术 ⑥扩频通信技术等等

MIMO-OFDM通信系统仿真报告

目录 目录 (i) 摘要: (1) 1,系统总论 (1) 2,OFDM调制和解调 (2) 3,循坏前缀 (4) 4,信道估计 (6) 5,OFDM误码率分析 (8) 6,总结与感想 (9) 7,主要程序附录 (10)

MIMO-OFDM 通信系统仿真 摘要 MIMO-OFDM 是第四代通信系统中的核心技术,是结合OFDM 和MIMO 而得到的一种新技术。OFDM (正交频分复用技术)的核心能力就是将信道分成许多正交子信道,在每个子信道上进行窄带调制和传输,这样既减少了子信道之间的相互干扰,同时又提高了频率利用率。其实,就是指OFDM 的抗多径衰落的能力。MIMO (多输入多输出)技术是目前最常见的无线技术之一,最早是由Marconi 于1908年提出的,利用多天线来抑制信道衰落。本文的主要内容是涉及MIMO 和OFDM 的部分,讨论了它是实现原理和在瑞利信道中的MATLAB 仿真效果。最后,给出了同时存在加性高斯白噪声下的误码率随着信噪比变化的仿真曲线。 关键词:MIMO-OFDM ,瑞利信道,QPSK 调制,信道估计,MATLAB 仿真。 1,系统总论 下图给出的是整个MIMO-OFDM 通信系统的流程图: 信源比特流QPSK 调制MIMO-OFDM 瑞利信道信道估计 解MIMO- OFDM 解QPSK 信宿误码率 (BER )计算 AWGN 图1,系统总体流程图 从图中可以看到,这个通信系统大概包括信源编码、比特流形成、QPSK 调制、MIMO-OFDM 信号形成、瑞利信道和加性高斯白噪声、解MIMO-OFDM 信号、解QPSK 调制、信宿解码。 其中信源编码部分主要是把信源要发送的字符串转换成ASCII 码,比如我们要发送字符串'Hello',则其对应输出为‘0100100001100101011011000110110001101111’。QPSK 和解QPSK 部分是两个对应的模块,QPSK 又叫4QAM 它是信号星座调制中一种最简单的形式。QPSK 调制后一个符号可以携带2个比特的信息,频带利用率可以将近提高1倍。 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。它能充分利用空间资源,通过多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,可以成倍的提高系统信道容量,显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

扩频通信系统仿真论文

扩频信号处理仿真技术 摘要 本文阐述了扩展信号处理过程的基本原理、主要性能指标及其工作特点,然后根据香农定理,利用MATLAB提供的可视化工具Simulink,建立了扩频通信系统仿真模型,详细讲述了各个模块的设计,并指出了仿真建模过程中所需注意的问题。通过建模深入理解MATLAB/Simulink基本建模仿真方法的实质性,掌握通信系统仿真的思维方法,增强系统建模和设计的自主能力和创造力。并根据给定的参数设置,仿真出结果,证明了所建仿真模型的正确性

Simulation Technology of spread-spectrum signal processing Abstract This article elaborated the spread spectrum communication technology's basic principle, the main performance index and the operating feature, then act according to the Shannon theorem, provides visualization tool Simulink using MATLAB, has established the wide frequency communications system simulation model, narrated in detail each module's design, and had pointed out in the simulation model must pay attention question. Through the modeling further understanding the substantive of this simulation based on MATLAB, master the methods of communication system simulation. Enhance the independent ability and creativity of system modeling and design, and according to a given set of parameters, and the simulation the results. Had proven constructs the simulation model the accuracy. 目录 1 绪论 (1) 1.1选题的背景 (1) 1.2选题的主要任务 (2) 2 扩频通信系统 (3) 2.1扩频通信的基本原理 (3) 2.2扩频通信的特点 (3) 2.2.1抗干扰性强 (3) 2.2.2 抗干扰性强 (4) 2.2.3 抗多径干扰 (4) 2.2.4 保密性好 (4) 3 线性调频扩频系统 (5)

扩频通信系统仿真实验

重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告 专业:通信工程专业11级 学号: 姓名: 实验所属课程:移动通信原理与应用 实验室(中心):信息技术软件实验室 指导教师:李益才 2013年11月

一、题目 扩频通信系统仿真实验 二、仿真要求 扩频通信系统的多用户数据传输 ①传输的数据随机产生,要求采用频带传输(BPSK调制); ②扩频码要求采用周期为63(或127)的m序列; ③仿真从基站发送数据到三个不同的用户,各不同用户分别进行数据接收; ④设计三种不同的功率延迟分布,从基站到达三个不同的用户分别经过多径衰落(路径数分别为2,3,4); ⑤三个用户接收端分别解出各自的数据并与发送前的数据进行差错比较。三、仿真方案详细设计 整个实验主要通过matlab仿真,产生基带信号,产生M序列,并且进行BPSK调制以及扩频和解扩等,实现三个不同用户不同径的数量的多径衰落,最终得出误码率。

整个通信系统的总体框图如下: 扩频通信发射机设计 扩频通信接收机设计

由流程图可知,整个设计主要由发送端、信道和接收机组成。 其中发射端主要完成m序列的产生,随机0,1序列的产生。然后利用m序列对产生的随机序列进行扩频,然后再用cos(wt)对其进行调制。 信道主要模拟信号的多径传输,在这个信道中一共有三个用户的数据进行传输,用户一经过了2径衰落,用户二经过了3径衰落,用户三经过了4径衰落。 接收端接收到的信号是几路多径信号的加噪后的叠加,首先要完成信号的解扩,然后再解调,滤波,抽样判决最后分别与原始信号比较并统计误码率现对主要功能部分进行详细描述: 1.主程序流程图

基于simulink的通信系统仿真本科毕设论文

摘要 随着科学技术的发展,计算机仿真技术呈现出越来越强大的活力,它大大节省了人力、物力和时间成本,在当今教学、科研、生产等各个领域发挥着巨大的作用。使用MATLAB和SIMULINK作为辅助教学软件,一方面可以摆脱繁杂的大规模计算;另一方面还可以使学生有机会自己动手构建模型,所花费的代价要远小于实际建模。Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulink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。 本文主要探究数字频带通信系统的各种传输方式的优良特性,分别为ASK、FSK、PSK、QPSK几种基本但是非常重要的方式,并通过使用MATLAB中SIMULINK功能对各种方式进行仿真,展示数字通信系统的工作过程,最后通过数字信号的分析可以得出各种数字通信方式的误码率,并且分析得出QPSK为最佳的传输方式。主要由于QPSK信号的相位是四个正交的点,这样相对别的方式拥有最好的欧氏距离,也就是说抗干扰能力最强,而且QPSK信号产生非常简单,所以QPSK在日常数字传输中得到广泛应用。 关键字:数字通信系统,Matlab,ASK,FSK,PSK,仿真.

Abstract With the development of science and technology, computer simulation technology becomes more and more powerful vitality, it saves the manpower, material resources and time , it plays an important role in the teaching, scientific research, production and other fields. MATLAB with its powerful function in simulation software in many science and engineering talent showing itself, it becomes the most popular international computing software tools. MATLAB not only has strong function and easy operation, the user can concentrates on the research questions, and it doesn't need to spend too much time on programming. MATLAB and SIMULINK are used as the auxiliary teaching software, one can get rid of the large-scale complicated computation; on the other hand, also can make the students have the opportunity to do-it-yourself model construction, the cost to be far less than the actual modeling. Simulink is Mathworks's famous Simulink simulation environment based on Matlab platform as a professional and functional simulation tool with powerful and simple operation, it has been favored by more and more engineering and technical personnel, it builds the modeling method building is simple and intuitive, and has been in various fields has been widely applied. The excellent properties of various transmission methods this paper mainly research on digital band communication system, respectively ASK, FSK, PSK, QPSK several basic but very important, and by using the SIMULINK function in MATLAB of various simulation, to show the reader the work process of digital communication system, finally, through the analysis of digital signal can be obtained. Rate of various digital communication mode, and analysis of the transmission mode of QPSK the best. Mainly due to the phase of the QPSK signal is four orthogonal, so relative to other ways to have the best Euclidean distance, that is to say the anti-interference ability is the strongest, and the QPSK signal generation is very simple, so

通信工程系统仿真实验报告

通信原理课程设计 实验报告 专业:通信工程 届别:07 B班 学号:0715232022 姓名:吴林桂 指导老师:陈东华

数字通信系统设计 一、 实验要求: 信源书记先经过平方根升余弦基带成型滤波,成型滤波器参数自选,再经BPSK ,QPSK 或QAM 调制(调制方式任选),发射信号经AWGN 信道后解调匹配滤波后接收,信道编码可选(不做硬性要求),要求给出基带成型前后的时域波形和眼图,画出接收端匹配滤波后时域型号的波形,并在时间轴标出最佳采样点时刻。对传输系统进行误码率分析。 二、系统框图 三、实验原理: QAM 调制原理:在通信传渝领域中,为了使有限的带宽有更高的信息传输速率,负载更多的用户必须采用先进的调制技术,提高频谱利用率。QAM 就是一种频率利用率很高的调制技术。 t B t A t Y m m 00sin cos )(ωω+= 0≤t ≤Tb 式中 Tb 为码元宽度t 0cos ω为 同相信号或者I 信号; t 0s i n ω 为正交信号或者Q 信号; m m B A ,为分别为载波t 0cos ω,t 0sin ω的离散振幅; m 为 m A 和m B 的电平数,取值1 , 2 , . . . , M 。 m A = Dm*A ;m B = Em*A ; 式中A 是固定的振幅,与信号的平均功率有关,(dm ,em )表示调制信号矢量点在信号空

间上的坐标,有输入数据决定。 m A 和m B 确定QAM 信号在信号空间的坐标点。称这种抑制载波的双边带调制方式为 正交幅度调制。 图3.3.2 正交调幅法原理图 Pav=(A*A/M )*∑(dm*dm+em*em) m=(1,M) QAM 信号的解调可以采用相干解调,其原理图如图3.3.5所示。 图3.3.5 QAM 相干解调原理图 四、设计方案: (1)、生成一个随机二进制信号 (2)、二进制信号经过卷积编码后再产生格雷码映射的星座图 (3)、二进制转换成十进制后的信号 (4)、对该信号进行16-QAM 调制 (5)、通过升余弦脉冲成形滤波器滤波,同时产生传输信号 (6)、增加加性高斯白噪声,通过匹配滤波器对接受的信号滤波 (7)、对该信号进行16-QAM 解调 五、实验内容跟实验结果:

基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计毕业设计论文

基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计 摘要 随着移动通信技术的发展,以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK 等调制方式,逐渐被许多优秀的调制技术所替代。本文主要介绍了QPSK调制与解调的实现原理框图,用MATLAB软件中的SIMULINK仿真功能对QPSK调制与解调这一过程如何建立仿真模型,通过对仿真模型的运行,得到信号在QPSK 调制与解调过程中的信号时域变化图。通过该软件实现方式,可以大大提高设计的灵活性,节约设计时间,提高设计效率,从而缩小硬件电路设计的工作量,缩短开发周期。 关键词 QPSK,数字通信,调制,解调,SIMULINK -I-

Abstract As mobile communications technology, and previously in the adoption of digital cellular system, ASK, FSK PSK modulation, etc. Gradually been many excellent mod ulation technology substitution, where four phase-shift keying QPSK technology is a wireless communications technology in a binary modulation method. This article prim arily describes QPSK modulation and demodulation of the implementation of the prin ciple of block diagrams, focuses on the MATLAB SIMULINK software emulation in on QPSK modulation and demodulation the process how to build a simulation model, through the operation of simulation model, I get signal in QPSK modulation and dem odulation adjustment process domain change figure. The software implementation, ca n dramatically improve the design flexibility, saving design time, increase efficiency, design to reduce the workload of hardware circuit design, and shorten the developmen t cycle. Keywords QPSK, Digital Communication,modulation,demodulation,SIMULINK -II-

扩频通信系统的systemvue仿真

扩频通信系统的systemvue仿真研究 【摘要】由于通信技术的迅猛发展,在无线通信中扩频通信技术的应用越来越广泛。扩频通信技术具有抗干扰能力强等诸多优点,使该技术越来越受到人们的关注。到目前为止,其最主要的两个应用领域是移动通信系统和军事抗干扰通信,而直扩系统和跳频系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。 SystemView是一种基于Windows平台,主要用于通信系统与电路的设计、仿真和分析,是一个系统仿真分析的可视化软件工具。 本论文主要是以扩频通信系统的理论为基础实现扩频系统SystemView的仿真分析。本论文主要内容是直接序列扩频系统的仿真分析,扩频增益和扩频码序列对系统性能的影响等相关问题,并给出相应仿真结果。 【关键字】扩频通信 SystemView 仿真

Spread spectrum communication system of systemvue simulation 【Abstract】As an important branch of communication ,spread spectrum communication is also channel of communication system development direction.It has strong anti-jamming capability,good secrecy,realize muti-assess communicatiom easily.Therefore, this technology is getting people's attention increasingly.So far,two of its main application fields is still mobile communication system and military anti-jamming communication.The direct sequences spread spectrum system and the frequency hopping system in the two respectively application is the most spread spectrum way. SystemView is based on Windows platforms, mainly for the circuit and communication system design,simulation and analysis of EDA software.It is a powerful dynamic system analysis tools. In this paper mainly with the theory of systems for fundamental to realize system simulation by the SystemView. The main content of this paper is the simulation analysis of direct sequence spread spectrum, spread spectrum gain and spread spectrum yards sequence effect the performance of the system and other related problems, and gives corresponding simulation results. 【Keywords】Spread spectrum communication SystemView simulation

OFDM系统仿真实验报告

无线通信——OFDM系统仿真

一、实验目的 1、了解OFDM 技术的实现原理 2、利用MATLAB 软件对OFDM 的传输性能进行仿真并对结论进行分析。 二、实验原理与方法 1 OFDM 调制基本原理 正交频分复用(OFDM)是多载波调制(MCM)技术的一种。MCM 的基本思想是把数据流串并变换为N 路速率较低的子数据流,用它们分别去调制N 路子载波后再并行传输。因子数据流的速率是原来的1/N ,即符号周期扩大为原来的N 倍,远大于信道的最大延迟扩展,这样MCM 就把一个宽带频率选择性信道划分成N 个窄带平坦衰落信道,从而“先天”具有很强的抗多径衰落和抗脉冲干扰的能力,特别适合于高速无线数据传输。OFDM 是一种子载波相互混叠的MCM ,因此它除了具有上述毗M 的优势外,还具有更高的频谱利用率。OFDM 选择时域相互正交的子载波,创门虽然在频域相互混叠,却仍能在接收端被分离出来。 2 OFDM 系统的实现模型 利用离散反傅里叶变换( IDFT) 或快速反傅里叶变换( IFFT) 实现的OFDM 系统如图1 所示。输入已经过调制(符号匹配) 的复信号经过串P 并变换后,进行IDFT 或IFFT 和并/串变换,然后插入保护间隔,再经过数/模变换后形成OFDM 调制后的信号s (t ) 。该信号经过信道后,接收到的信号r ( t ) 经过模P 数变换,去掉保护间隔以恢复子载波之间的正交性,再经过串/并变换和DFT 或FFT 后,恢复出OFDM 的调制信号,再经过并P 串变换后还原出输入的符号。 图1 OFDM 系统的实现框图 从OFDM 系统的基本结构可看出, 一对离散傅里叶变换是它的核心,它使各子载波相互正交。设OFDM 信号发射周期为[0,T],在这个周期内并行传输的N 个符号为001010(,...,)N C C C -,,其中ni C 为一般复数, 并对应调制星座图中的某一矢量。比如00(0)(0),(0)(0)C a j b a b =+?和分别为所要传输的并行信号, 若将

MATLAB 2psk通信系统仿真报告

实验一 2PSK调制数字通信系统 一实验题目 设计一个采用2PSK调制的数字通信系统 设计系统整体框图及数学模型; 产生离散二进制信源,进行信道编码(汉明码),产生BPSK信号; 加入信道噪声(高斯白噪声); BPSK信号相干解调,信道解码; 系统性能分析(信号波形、频谱,白噪声的波形、频谱,信道编解 二实验基本原理 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。 数字调制技术的两种方法:①利用模拟调制的方法去实现数字式调制,即把数字调制看成是模拟调制的一个特例,把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理;②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法,比如对载波的相位进行键控,便可获得相移键控(PSK)基本的调制方式。 图1 相应的信号波形的示例 1 0 1 调制原理 数字调相:如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,它们应处于"同相"状态;如果其中一个开始得迟了一点,就可能不相同了。如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为"反相"。一般把信号振荡一次(一周)作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期,我们说两个波的

相位差180度,也就是反相。当传输数字信号时,"1"码控制发0度相位,"0"码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动,也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变。在2PSK中,通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此,2PSK信号的时域表达式为(t)=Acos t+) 其中,表示第n个符号的绝对相位: = 因此,上式可以改写为 图2 2PSK信号波形 解调原理 2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的,所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘,然后用低通滤波器滤除高频分量,在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1,负抽样值判为0. 2PSK信号相干解调各点时间波形如图 3 所示. 当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错.

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