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matlab 通信仿真案例
在MATLAB中，通信仿真是一个常见的应用领域，可以用于模拟
和分析数字通信系统的性能。
下面我将从多个角度介绍几个常见的
通信仿真案例。
1. OFDM系统仿真，OFDM（正交频分复用）是一种常见的多载
波调制技术，用于高速数据传输。
你可以使用MATLAB来建立一个基
本的OFDM系统仿真模型，包括信道估计、均衡和解调等模块。
通过
仿真可以分析系统在不同信噪比下的误码率性能，优化系统参数以
及算法设计。
2. 无线通信系统仿真，你可以使用MATLAB建立一个简单的无
线通信系统仿真模型，包括传输信道建模、调制解调、信道编码、
多天线技术等。
通过仿真可以评估系统的覆盖范围、传输速率、抗
干扰能力等性能指标。
3. MIMO系统仿真，MIMO（多输入多输出）技术在无线通信中
得到了广泛应用。
你可以使用MATLAB建立一个MIMO系统仿真模型，包括空间多路复用、信道估计、预编码等。
通过仿真可以分析系统
的信道容量、波束赋形技术对系统性能的影响等。
4. LTE系统仿真，LTE（长期演进）是目前移动通信领域的主流技术之一。
你可以使用MATLAB建立一个LTE系统仿真模型，包括物理层信号处理、上下行链路传输、信道编码解码等。
通过仿真可以评估系统的覆盖范围、传输速率、干扰抑制能力等性能指标。
以上是一些常见的通信仿真案例，通过MATLAB你可以方便地建立仿真模型，分析系统性能，并优化系统设计。
希望这些案例能够帮助到你。
双音多频拨号系统仿真设计报告首先，我们需要了解双音多频拨号系统的原理。
在DTMF系统中，每个按键都被映射到一个由两个频率组成的音调。
这些频率包括低频组（697Hz,770Hz,852Hz,941Hz）和高频组（1209Hz,1336Hz,1477Hz,1633Hz）。
通过同时发送低频和高频信号，我们就可以识别出用户所按下的按键。
为了设计一个可靠的DTMF拨号系统，我们需要进行系统的仿真设计。
首先，我们需要使用MATLAB等工具来实现DTMF信号的产生。
这可以通过使用矩阵乘法来实现，其中每个按键对应一个DTMF信号，并且通过调整每个信号的振幅和长度来控制其音调。
在仿真时，我们可以模拟用户按下按键来产生相应的DTMF信号。
然后，我们需要设计一个数字滤波器来对DTMF信号进行分析和处理。
这个数字滤波器通常被称为带通滤波器，它可以对特定的频率范围内的信号进行增益。
为了实现这个滤波器，我们需要使用数字滤波器设计工具，例如巴特沃斯滤波器或IIR滤波器。
通过将DTMF信号传递给数字滤波器，我们可以将其分解成低频组和高频组，并且可以判断出用户所按下的按键。
通过以上的仿真设计，我们可以模拟出一个完整的双音多频拨号系统。
通过调整输入的按键和观察界面显示的结果，我们可以验证系统的正确性和可靠性。
此外，通过对系统进行性能测试，我们还可以评估系统的响应时间和稳定性等指标。
总结起来，双音多频拨号系统仿真设计报告主要介绍了DTMF系统的原理和设计过程。
通过使用MATLAB等工具，我们可以实现DTMF信号的产生和分析，并通过设计合适的数字滤波器进行信号处理。
通过设计一个交互式界面，我们可以模拟整个DTMF拨号系统的运行过程，并评估其性能和可靠性。
1．双音频拨号电话背景当前，话机从提高集成度到与其他技术结合发展，以提高电话机的功能，并行成各种功能的电话机，如录音电话机，无绳电话机，电视电话机，语音拨号电话机，数字电话机。
特别是随着通信与计算机技术的结合，使通讯技术日新月异，名目繁多的新通信业务应运生，随着机电式交换机被数字程控交换机的取代，拨好慢，易错号的老式电话拨号系统早已不再使用，市场上也早已有双音频拨号的电话机。
电话机按种类分别有按键式电话机和拨盘式电话机。
其中又有脉冲式电话机（PULSE）和双音频电话机（TONE）。
拨盘式电话机属于脉冲式电话机，这类逐步淘汰的产品不宜选用。
双音频电话机具有接通速度快、声音清晰等很多优点，而且对于电话新功能的使用来说，双音频电话机是不可缺的。
在打这种电话时，按键后听到的不再是1至10个脉冲的“嗒嗒——”声音，而是一种短促悦耳的电子音乐，这种声音从号码０到９都是都是由两个音频信号组成的，因而称为双音频电话。
双音频电话拨号系统的应用优点：（1）发号快。
使用双音频电话机，打一电话的拨号时间约为１S，而脉冲拨号系统（拨号式电话机），一般数字较小的７位号码要占用７s左右，如电话号码中数字较大，则拨号时间约为10s.所以，双音频电话机缩短了每个电话在电话网中占用拨号时间，提高了电话网的利用率（2）双音频拨号抗干扰强，不易错号。
脉冲话机的发号准确性要求脉冲断续比和速率符合标准，否则要错号。
有一种老式话机是依靠机械触点式开关的通段产生一系列脉冲电流，就往往易产生错号。
（3）可开展各项电信新业务。
新业务如：缩位拨号，呼叫等待、转移呼叫、叫醒服务、会议电话等。
中国电话卡的“200”业务以及“127”自动寻呼的部分自动功能、“388”“460”语音信箱、“800”对方付费业务等，也只限于双音频话机使用电话网是世界最大的通讯网，特别是当人类进入科技信息时代的今天，一定要充分发挥电话网资源。
通讯网的运行效率每提高1%，每年可以竟增30亿员收益，双音频话机的应用，缩短了电话拨号所占用的时间，随着数字电话机的出现，两根电话线上除了能通电话外，还可以同时传送传真，进行网络通信这也是本文分析双音频电话拨号的意义所在。
实验报告课程名称：现代通信原理实验任课教师：李波实验名称：基于MATLAB的扩频和跳频通信系统仿真研究年级：13级专业：控制工程姓名：李义学号：12013002346日期：2013年10月10日云南大学信息学院一、 实验目的根据通信理论知识熟练的运用MATLAB 进行直序列扩频和跳频扩频的仿真研究。
二、 实验内容1.Matlab/simulink 通信系统仿真。
2.用matlab 实现直序列扩频和跳频扩频。
三、 实验平台硬件平台：笔记本电脑软件平台：windows7操作系统、Matlab R2013a四、扩展频谱通信知识1．理论基础通信技术和通信理论的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题开展的。
所以，有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。
有效性，是指通信系统传输信息效率的高低。
这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。
在模拟通信系统中，多路复用技术可提高系统的有效性。
显然，信道复用程度越高，系统传输信息的有效性就越好。
在数字通信系统中，由于传输的是数字信号，因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。
可靠性，是指通信系统可靠地传输信息。
由于信息在传输过程中受到干扰，收到的与发出的信息并不完全相同。
可靠性就是用来衡量收到信息与发出信息的符合程度。
因此，可靠性决定于系统抵抗干扰的性能，也就是说，决定于通信系统的抗干扰性。
在模拟通信系统中，传输可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。
在数字通信系统中，传输可靠性是用差错率来衡量的。
扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力，首先在军用通信系统中得到了应用。
近年来，扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速。
扩频通信是扩展频谱通信的简称。
我们知道，频谱是电信号的频域描述。
承载各种信息(如语音、图象、数据等)的信号一般都是以时域来表示的，即表示为一个时间的函数)(t f 。
信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。
知识就昱力量MATLAB 电话拨号音的合成与识别1. 实验目的1.本实验内容基于对电话通信系统中拨号音合成与识别的仿真实现。
主要涉及到电话拨号音合成的基本原 理及识别的主要方法，利用 MATLAB 软件以及FFT 算法实现对电话通信系统中拨号音的合成与识别。
并进一步利用 MATLAB 中的图形用户界面 GUI 制作简单直观的模拟界面。
使其对电话通信系统拨号音 的合成与识别有个基本的了解。
2. 能够利用矩阵不同的基频合成 0 — 9不同按键的拨号音，并能够对不同的拨号音加以正确的识别，实 现由拨号音解析出电话号码的过程。
进一步利用 GUI 做出简单的图形操作界面。
要求界面清楚，画面简洁，易于理解，操作简单。
从而实现对电话拨号音系统的简单的实验仿真。
2.实验原理 1. DTMF 信号的组成双音多频 DTMF ( Dual Tone Multi-Frequency )信号，是用两个特定的单音频率信号的组合来代表数 字或功能。
在DTMF 电话机中有16个按键，其中10个数字键0 — 9， 6个功能键*、#、A 、D 。
其中12个按键是我们比较熟悉的按键，另外由第4列确定的按键作为保留，作为功能 1209Hz 、 1336Hz 、 1477H:、 1633Hz 高频群。
从低频群和高频群任意各抽出一种频率进行组合, 共有16种组合，代表16种不同的数字键或功能，每个按键唯一地由一组行频和列频组成，如表 示。
V4 Z Z.+DTMF 的组合功能3. 实验步骤1. DTMF 信号的产生合成现在将对上节制作的图形电话拨号面板上的各控件单位的动作和变化进行设置， 即对tu1.m 文件进行编辑。
其主要的功能是使对应的按键，按照表1的对应关系产生相应的拨号音，完成对应行频及列频的叠加输岀。
此外，对于图形界面的需要，还要使按键的号码数字显示在拨号显示窗口中。
键留为今后他用。
根据CCITT 建议，国际上采用 697Hz 、770Hz 、 852Hz 、 941Hz 低频群及■I知识就昱力量鉴于CCITT对DTMF信号规定的指标，这里每个数字信号取1000个采样点模拟按键信号，并且每两个数字之间用100个0来表示间隔来模拟静音。
通信系统原理综设实验报告基于Matlab的CDMA系统的仿真设计教师评语：关键字：cdma，matlab，simulink，多用户检测，滤波器，抽样判决器希望你们都能理解这个系统，并且完善它，免费提供给下届师弟师妹。
老师真心坑爹。
Matlab2011，百度网盘mdl文件下载地址：一、引言CDMA是指在各发送端使用不相同、相互（准）正交的地址码调制所传送的信息，而在接收端在利用码型的（准）正交性，通过相关检测，从混合信号中选出相应的信号的一种技术。
实现CDMA的理论基础是扩频通信，即在发送端将待发送的数据用伪随机码进行调制，实现频谱扩展，然后进行传输，而在接收端则采用同样的编码进行解扩及相关处理，恢复原始的数据信息。
该实验系统通过对多用户下的DS-CDMA系统进行仿真设计，说明DS-CDMA通信系统的基本实现方式，实现PSK调制与解调，加入信道噪声，并实现多用户检测。
在增加用户的情况下，分别检测系统的误码率。
二、系统框图及分析图1DS-CDMA利用不同的地址码（PN序列）区分用户，地址码与用户数据（信码）相乘后得到扩频信号，经信道传输后，在接受端与本地地址码进行相关检测后，从中将地址码与本地地址码一致的用户数据选出，把不一致的用户除掉。
从而实现了利用正交地址码序列区分用户，体现了码分多址的通信方式。
三、系统具体实现及分析1、扩频设计1.1 基本原理扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
（1）扩频通信的理论基础①香农公式②公式分析A、在给定的传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比S／N是可以互换的。
即可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比情况下，传输信息。
B、扩展频谱换取信噪比要求的降低，正是扩频通信的重要特点，并由此为扩频通信的应用奠定了基础。
基于Matlab的语音通信系统仿真摘要：基于一个语音信号处理系统,采用MATLAB/SIMULINK来对系统进行可视化建模,动态仿真。
主要通信过程为抽样、量化、编码、调制解调、缩短卷积码加交织的差错控制等,并给出了几种调制解调的主要特性。
详细分析其模型建立,参数设置,为实际系统的建立提供了参考和依据。
关键词：13折线；PCM编码解码；PSK调制解调；Matlab；仿真引言系统仿真技术也称为系统模拟技术，所谓电子通信系统的计算机仿真，就是利用计算机对实际电子通信系统的物理模型或数学模型进行试验，通过这样的模型试验来对一个实际系统的性能和工作状态进行分析和研究。
当在实际电子通信系统中进行试验研究比较困难或者根本无法实现时，仿真技术就成为必然的选择。
利用13 折线PCM编解码，并使用PSK调制，通过高斯噪声信道，接收采用锁相定时提取，恢复PCM解码波形,，从而构建了一组完整的语音通信系统的仿真模型。
在MATLAB的命令视窗下输入simulink指令，则会打开untitled和library simulink两个视窗。
library simulink有7个子库，其中source是信号源子库，sinks 是显示器子库。
子库中的任何模块都可以拖动到untitled视窗,用鼠标把模块用连线按输入输出关系连接起来，就构成了仿真系统。
在untitled视窗的菜单选simulation中的start，开始进行仿真，仿真执行完毕后，示波器上会显示出信号波形。
1、编码部分（1）PCM原理脉冲编码调制(PCM)是公众固定电话系统中的话音编码方法。
首先，通过带通滤波器将电话话音信号的频谱范围限制在300Hz—3400Hz之间，并放大到适合的程度(波形电压范围在[－1，+1 ] V之间)，然后以每秒8000次对模拟话音信号进行取样，最后对样值进行非均匀量化，形成256种不同量化电平值，并以8bit来表示每一个样值。
（2）A律13折线编码器的实现A律13折线的产生是从不均匀量化的基点出发，设法用1 3段折线逼近A=87．6的A律压缩特性。
信息处理技术实践课程报告2011 -----2012 学年第一学期专业:电子信息工程技术班级: ********** 学号: 38 姓名: 熊世华同组者：陈静、韦庭安****: ***摘要双音多频（Dual Tone Multi Frequency, DTMF）信号是音频电话中的拨号信号，由美国AT&T贝尔公司实验室研制，并用于电话网络中。
DTMF信号在电话中有两种作用，一个是用拨号信号去控制交换机接通被叫的用户电话机，另一个作用是控制电话机的各种动作，如播放留言、语音信箱等。
MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言,MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高,深受广大科技工作者的欢迎。
特别是MATLAB还具有信号分析工具箱,不需具备很强的编程能力,就可以很方便地进行信号分析、处理和设计。
所以该课程设计利用MATLAB进行仿真，编写代码，运行程序，根据提示键入8位电话号码如12345678，回车后可以听见8位电话号码对应的DTMF 信号的声音，并输出相应的8幅频谱图，最后显示检测到的电话号码12345678。
说明DTMF信号的参数：采样频率、DFT的变换点数以及观测时间的确定原则。
关键词多音双频频谱图采样频率目录1引言 ............................................... - 4 - 2课程设计题目描述和要求.............................. - 5 - 3课程设计报告内容 ................................... - 6 -3.1信号的产生及算法实现................................................................................................ - 6 -3.2详细设计...................................................................................................................... - 10 -3.3结果分析...................................................................................................................... - 12 - 总结................................................ - 14 -1引言双音多频（Dual Tone Multi Frequency ， DTMF ）信号是音频电话中的拨号信号，由美国AT&T 贝尔公司实验室研制，并用于电话网络中。
这种信号制式具有很高的拨号速度，且容易自动监测识别，很快就代替了原有的用脉冲计数方式的拨号制式。
这种双音多频信号制式不仅用在电话网络中，还可以用于传输十进制数据的其它通信系统中，用于电子邮件和银行系统中。
这些系统中用户可以用电话发送DTMF 信号选择语音菜单进行操作。
DTMF 信号系统是一个典型的小型信号处理系统，它要用数字方法产生模拟信号并进行传输，其中还用到了D/A 变换器；在接收端用A/D 变换器将其转换成数字信号，并进行数字信号处理与识别。
为了系统的检测速度并降低成本，还开发一种特殊的DFT 算法，称为戈泽尔(Goertzel)算法，这种算法既可以用硬件（专用芯片）实现，也可以用软件实现。
下面首先介绍双音多频信号的产生方法和检测方法，包括戈泽尔算法，最后进行模拟实验。
下面先介绍电话中的DTMF 信号的组成。
在电话中，数字0~9的中每一个都用两个不同的单音频传输，所用的8个频率分成高频带和低频带两组，低频带有四个频率：679Hz ，770Hz ，852Hz 和941Hz ；高频带也有四个频率：1209Hz ，1336Hz ，1477Hz 和1633Hz.。
每一个数字均由高、低频带中各一个频率构成，例如1用697Hz 和1209Hz 两个频率，信号用)2sin()2sin(21t f t f ππ+表示，其中Hz f 6791=，Hz f 12092=。
这样8个频率形成16种不同的双频信号。
具体号码以及符号对应的频率如表1所示。
表中最后一列在电话中暂时未用。
表1 双频拨号的频率分配DTMF 信号在电话中有两种作用，一个是用拨号信号去控制交换机接通被叫的用户电话机，另一个作用是控制电话机的各种动作，如播放留言、语音信箱等。
2课程设计题目描述和要求DTMF （Double Tone Multi Frequency,双音多频）信号是音频电话拨号信号，由美国AT&T 贝尔实验室开发。
作为实现电话号码快速可靠传输的一种技术，它具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度，因此，可广泛用于电话通信系统中。
但绝大部分是用作电话的音频拨号。
另外，它也可以在数据通信系统中广泛地用来实现各种数据流和语音等信息的远程传输。
这种拨号方法取代了脉冲拨号，在DTMF 通信系统中共有8 个频率,分为4 个高频音和4 个低频音. 用1 个高频音和1 个低频音的组合来表示一个信号. 这样,共能提供16 种组合,分别代表16 种信号. 图一为电话按键与信号频率的对应关系。
图一 DTMF 编码各种DTMF 信号的应用都离不开DTMF 信号的检测，这是DTMF 信号应用的关键。
对它的检测，主要通过数字信号处理的算法以及硬件实现。
本文主要通过679HZ770HZ852HZ941HZ1290HZ 1366HZ 1477HZ 1633HZ行 频率列 频 率MATLAB 的软件编程来实现DTMF 信号的仿真检测，从频域分析了快速傅立叶变换（FFT ）和GOERTZEL 两种方法，并对GOERTZEL 算法进行了详细的推导，提出采用Goertzel 算法来实现DTMF 信号的检测。
3课程设计报告内容 3.1信号的产生及算法实现DTMF 编码, 是将电话拨号盘上的数字0～ 9, 字母A ～D,及*/E 、#/F, 共16 个字符, 用音频范围的8 个频率表示出来。
具体来说, 将8个频率分为高频群和低频群两组, 分别作为列频和行频。
每一个键的频率模式由来自于列频和行频的两个频率叠加而成。
DTMF 信号所规定的指标是: 传送/接收率为每秒10 个数字, 或每个数字100m s 。
每个数字传送过程中, 信号必须存在至少45 ms, 且不得多于55ms, 100ms 里的其余时间是静音。
1）、DTMF 信号的产生假设时间连续的 DTMF 信号用)2sin()2sin()(21t f t f t x ππ+=表示，式中21f f 和是按照表1选择的两个频率，1f 代表低频带中的一个频率，2f 代表高频带中的一个频率。
显然采用数字方法产生DTMF 信号，方便而且体积小。
下面介绍采用数字方法产生DTMF 信号。
规定用8KHz 对DTMF 信号进行采样，采样后得到时域离散信号为)8000/2sin()8000/2sin()(21n f n f n x ππ+=形成上面序列的方法有两种，即计算法和查表法。
用计算法求正弦波的序列值容易，但实际中要占用一些计算时间，影响运行速度。
查表法是预先将正弦波的各序列值计算出来，寄存在存储器中，运行时只要按顺序和一定的速度取出便可。
这种方法要占用一定的存储空间，但是速度快。
因为采样频率是8000Hz ，因此要求每125ms 输出一个样本，得到的序列再送到D/A 变换器和平滑滤波器，输出便是连续时间的DTMF 信号。
DTMF 信号通过电话线路送到交换机。
2）、DTMF 信号的检测检测中采用了频域的方法，N 点数据的DFT 公式为:它的好处是可以得到DFT 的所有N 点的值。
也就是通过DFT 可以计算出信号中所包含的频率成分。
具体实现时，由于它的计算量非常大，因而主要使用它的快速算法——快速傅立叶变换（FFT ）[3,4]。
对上述产生的DTMF 信号，经过200点FFT 运算得到DTMF 信号的频谱X （K ）（如图二所示）。
根据结果中两条谱线的位置K 值可知其频率分别为820HZ 和1290HZ ，即对应了电话号码盘的数字“7”。
从图中可以看出，FFT 运算中出现了两个问题：1、由于数据的截断，带来了频谱泄漏误差；2、通过FFT 运算，计算出了200点的频谱，而DTMF 信号只需8个频率点，计算效率大大降低。
为解决这个问题，文中采用了GOERTZEL 算法[5]。
图二 “7”的DTMF 编码FFT 频谱GOERTZEL 算法本身也是对DFT 的快速运算，但可以有选择地计算个别点处的DFT ，而对不需要的点不进行计算。
GOERTZEL 算法原理如下：GOERTZEL 算法实质是一个两极点的IIR 滤波器，其算法原理框图如图三所示：1,...,1,0)()]([)(10-===∑-=N k W n x n x DFT k X N n knN图三 GOERTZEL 算法原理框图由图可知：)1()()()(0)2()1()2cos(2)()(2--==≤≤---+=-N v e N v N y k X Nn n v n v N kn x n v k k Nj k k k k k ππ具体推导如下:)()()(10)(DFT W n x k X N n N n k N∑-=-=令n=m∑-=-=1)()()(N m N m k N W m x k X =()kn N X n W -*(n=N)所以对序列X(n)的DFT 等价于X(n)与系统传递函数()kn N h n W -=的第N 个卷积值.对()kn N h n W -=进行Z 变换可得:X(n)V k (n)k Nw -Y k (n)11()1k n H z W Z --=-=)1(2cos211121----+-Z W Z k NZ kN π因此, H(z)可看作是级联型网络:2112cos 211)(--+-=Z k NZ z H π12()(1)k N H z W Z -=-因此)()2()1(2cos2)(n X n V n kV Nn V +---=π其中V(-1)=V(-2)=0.()()(1)kN y n V n W V n =--.因而,系统输出的功率谱为:)1()()2cos(2)1()()(222---+=n v n v k Nn v n v n y π 其中n = N图四 “7”的DTMF 编码GOERTZEL 功率谱根据以上算法，使用MATLAB 语言具体实现，程序如下： k=f/fn;vk(1)=0;vk(2)=0;for i1=1:8w=2*cos(2*pi*k(i1)/N);for i2=3:202vk(i2)=w.*vk(i2-1)-vk(i2-2)+x(i2);end;Xk(i1)=vk(202).^2+vk(201).^2-w*vk(202)*vk(201);end;程序运行结果如图四所示。
