simulink通信系统建模与仿真
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基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名:XX完成时间:XX年XX月XX日一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明)AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。
AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
DSB调制在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号;表示把的所有频率成分均相移,称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
simulink建模与仿真基础1200字-回复Simulink是一款非常强大的建模与仿真工具,广泛应用于控制系统、信号处理、通信系统等领域。
在使用Simulink进行建模与仿真之前,我们需要了解一些Simulink的基础知识。
首先,Simulink中的建模是通过将系统分解成一系列的模块,然后通过连接这些模块来实现对整个系统的建模。
这些模块可以是基础模块,也可以是自定义的子系统模块。
通过这种方式,我们可以将系统的复杂度降低,并且可以更好地理解系统的工作原理。
其次,Simulink中的仿真是指对建模后的系统进行动态仿真,即对系统进行各种输入条件下的模拟运行,并观察系统的响应。
通过仿真可以发现系统中的问题,如稳定性问题、鲁棒性问题等,并进行相关的调试与优化。
在使用Simulink进行建模与仿真时,我们需要先对系统的数学模型进行建立。
可以使用Simulink提供的建模工具,如基本的数学运算、积分、微分等,也可以通过使用MATLAB函数进行自定义建模。
同时,我们还可以使用Simulink 提供的各种信号源、传感器、执行器等进行系统的输入与输出。
在建模过程中,我们还需要选择适当的仿真参数,如仿真时间、步长等。
仿真时间决定了仿真的时间范围,而步长则决定了仿真的精度。
根据系统的特点,我们需要选择合适的参数来保证仿真的准确性与效率。
建模与仿真完成后,我们可以通过Simulink提供的结果可视化工具,如波形显示、频谱分析等,来分析系统的仿真结果。
同时,我们还可以使用Simulink提供的调试工具,如断点调试、单步执行等,来对系统进行调试与验证。
Simulink的建模与仿真基础包括了以上内容,希望对你有所帮助。
Simulink 是一种功能强大的建模和仿真环境,可用于工程和科学应用。
它将数学建模、仿真和分析应用程序与设计自主性结合在一个直观的环境中。
基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名:XX完成时间:XX年XX月XX日一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明)AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。
AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
DSB调制在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号;表示把的所有频率成分均相移,称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真教学设计MATLAB/Simulink是一款广泛应用于各个领域的数学工具,其中Simulink可用于建立系统级仿真模型,以便进行电子、机械、流体和控制系统等领域内的实验分析和设计。
在通信领域中,Simulink非常适合建立通信系统的仿真模型,并用于进行传输计算、信道建模、信号处理和多模调制等。
本文将介绍MATLAB/Simulink通信系统模型的建立,及如何将其应用于通信系统教学设计。
通信系统模型建立数字调制数字调制是通信系统中的关键技术之一。
首先,我们需要在Simulink中建立基带信号源,并使用Math Function模块产生载波信号。
Modulation 模块可用于将基带信号和载波信号结合起来。
为了使得调制系统工作稳定和正常,通常在模型中加入Equalization和Resampling模块,以消除接收端接收到的噪声和信号失真。
当系统处理完成后,我们可以使用Scope模块来对模型工作情况进行进一步的分析。
数字解调数字解调需要在接收端建立解调器模型。
接收端模型包括匹配滤波器、采样器、时钟恢复器、色散补偿器和多值/二次干扰恢复器。
在这个模型中,也需要添加Equalization和Resampling模块以消除接收端所受的噪声和信号失真。
在接收端处理完成之后,我们也可以使用Scope模块对模型结果进行进一步分析。
信道建模信道建模是通信系统中另一个关键环节。
在Simulink中建造通信信道仿真模型,需要引入建立通信信道的数学模型,并建立符合通道模型的信道传输系统。
在建立仿真模型中,包括噪声源、多路复用技术、OFDM技术、信号调制和解调技术。
对于每个信道结构,我们都可以建立相应的仿真模型,进行仿真分析。
OFDM信息传输系统OFDM技术利用多个正交子载波来传输信息,以提高通信质量和可靠性,同时提高频带利用率。
OFDM系统建模主要包括加脉冲造型、IFFT、添加循环前缀、调制调制、运动模糊和色散模拟、反向调制、解压缩、去定时和轻度等模块。
电子信息课程设计题目:Matlab/Simulink通信系统建模与仿真班级:2008级电子(1)班学号:200895024026姓名:白阳电子信息课程设计Matlab/Simulink通信系统建模与仿真一、设计目的:学习Matlab/Simulink的功能及基本用法,对给定系统进行建模与仿真。
二、基本知识:Simulink是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,依托于MATLAB丰富的仿真资源,可应用于任何使用数学方式进行描述的动态系统,其最大优点是易学、易用,只需用鼠标拖动模块框图就能迅速建立起系统的框图模型。
三、设计内容:1、基本练习:(1)启动SIMULINK:先启动MATLAB,在命令窗口中键入:simulink,回车;或点击窗口上的SIMULINK图标按钮。
图(1)建立simulink(2)点击File\new\Model或白纸图标,打开一个创建新模型的窗口。
(3)移动模块到新建的窗口,并按需要排布。
(4)连接模块:将光标指向起始模块的输出口,光标变为“+”,然后拖动鼠标到目标模块的输入口;或者,先单击起始模块,按下Ctrl键再单击目标模块。
(5)在连线中插入模块:只需将模块拖动到连线上。
(6)连线的分支与改变:用鼠标单击要分支的连线,光标变为“+”,然后拖动到目标模块;单击并拖动连线可改变连线的路径。
(7)信号的组合:用Mux模块可将多个标量信号组合成一个失量信号,送到另一模块(如示波器Scope)。
(8)生成标签信号:双击需要加入标签的信号线,会出现标签编辑框,键入标签文本即可。
或点击Edit\Signal Properties。
传递:选择信号线并双击,在标签编辑框中键入<>,并在该尖括号内键入信号标签即可。
四、建立模型1. 建立仿真模型(1)在simulink library browser中查找元器件,并放置在创建的新模型的窗口中,连接元器件,得到如下的仿真模型。
simulink建模与仿真流程我们需要在Simulink中创建一个新的模型。
打开Simulink软件后,选择“File”菜单中的“New”选项,然后选择“Model”来创建一个新的模型。
接着,我们可以在模型中添加各种组件,如信号源、传感器、执行器等,以及各种数学运算、逻辑运算和控制算法等。
在建模过程中,我们需要定义模型的输入和输出。
在Simulink中,可以使用信号源模块来定义模型的输入信号,如阶跃信号、正弦信号等。
而模型的输出信号可以通过添加显示模块来实现,如示波器模块、作用域模块等。
接下来,我们需要配置模型的参数。
在Simulink中,可以通过双击组件来打开其参数设置对话框,然后根据需求进行参数配置。
例如,对于控制系统模型,我们可以设置控制器的增益、采样时间等参数。
完成模型的配置后,我们可以进行仿真运行。
在Simulink中,可以选择“Simulation”菜单中的“Run”选项来运行仿真。
在仿真过程中,Simulink会根据模型的输入和参数进行计算,并生成相应的输出结果。
我们可以通过示波器模块来实时显示模型的输出信号,以便进行结果分析和调试。
在仿真过程中,我们可以通过修改模型的参数来进行参数调优。
例如,可以改变控制器的增益值,然后重新运行仿真,观察输出结果的变化。
通过不断调整参数,我们可以优化模型的性能,使其达到设计要求。
除了单一模型的仿真,Simulink还支持多模型的联合仿真。
通过将多个模型进行连接,可以实现系统级的仿真。
例如,我们可以将控制系统模型和物理系统模型进行连接,以实现对整个控制系统的仿真。
在仿真完成后,我们可以对仿真结果进行分析和评估。
Simulink提供了丰富的分析工具,如频谱分析、时域分析和稳定性分析等。
通过对仿真结果的分析,我们可以评估模型的性能,并进行进一步的改进和优化。
Simulink建模与仿真流程包括创建模型、添加组件、定义输入输出、配置参数、运行仿真、参数调优、联合仿真和结果分析等步骤。
Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计一、教学目标本课程旨在通过【Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析】的教学,使学生掌握如下知识和能力:1.了解数字通信系统基本概念及其发展过程;2.掌握数字通信系统的建模方法和仿真技术;3.能够通过实例分析,掌握数字通信系统的性能分析方法;4.能够设计数字通信系统并进行仿真。
二、教学内容1. 数字通信系统概述•数字通信系统基本概念•数字通信系统的应用领域及其发展历程2. 数字通信系统建模方法•数字信号的基本特性•采样、量化和编码的基本原理•数字调制技术•误差控制编码技术3. 数字通信系统的仿真技术•Simulink仿真环境的基本概念和使用方法•通信系统仿真模型设计方法4. 数字通信系统的性能分析方法•常见数字通信系统的性能参数及其定义•数字通信系统的误码率分析方法5. 数字通信系统设计与仿真实例分析•基于Matlab/Simulink的通信系统建模和仿真实例分析三、教学方法本课程采用主题讲授和案例分析相结合的教学模式。
主要教学方法包括:1.讲授:教师通过课堂讲解授予基本概念、原理和技术,并采取案例分析的方法,使学生逐步领悟和掌握学习内容。
2.实验:采用Matlab/Simulink仿真软件进行数字通信系统建模和仿真实验。
3.课堂讨论:设计选题和应用实践案例的课堂讨论。
四、教学评估本课程的教学评估主要通过期末考试、实验报告和作业完成情况来进行。
1. 期末考试期末考试采用闭卷考试形式,主要测试学生对数码通信系统理论的掌握情况,考核内容覆盖课程中所讲述的主要内容。
2. 实验报告实验报告要求学生通过Matlab/Simulink仿真软件对数字通信系统进行建模和仿真,并撰写学习笔记和所完成实验的结果分析。
3. 作业完成情况教师将根据课堂讨论和布置的作业对学生的学习情况进行评估。
五、教学资源教师将为本课程提供以下教学资源:1.选取优秀的课程设计案例,供学生进行仿真和分析;2.为学生提供Matlab/Simulink仿真软件的操作指导和优秀的资源链接。
基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名:XX完成时间:XX年XX月XX日一、实验原理(调制、解调的原理框图及说明)AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中,为外加的直流分量;可以是确知信号也可以是随机信号,但通常认为其平均值为0,即。
AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。
AM相干解调原理框图如下。
相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
AM包络检波解调原理框图如下。
AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。
包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。
DSB调制在幅度调制的一般模型中,若假设滤波器为全通网络(=1),调制信号中无直流分量,则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号(DSB)。
DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘,其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调,其原理框图与AM信号相干解调时完全相同,如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。
滤波法SSB调制原理框图如下所示。
图中的为单边带滤波器。
产生SSB信号最直观方法的是,将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。
产生上边带信号时即为,产生下边带信号时即为。
滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。
图中,为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对中的任意频率分量均相移。
相移法SSB调制时域表达式如下。
式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号;表示把的所有频率成分均相移,称是的希尔伯特变换。
SSB解调SSB只能进行相干解调。
实验三通信系统的Simulink仿真一、实验目的1、提高独立学习的能力;2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力;,3、学习用Matlab simulink实现通信系统的仿真的使用;4、掌握数字载波通信系统的基本原理。
二、实验原理1. Simulink简介Simulink是Matlab中的一个建立系统方框图和基于方框图的系统仿真环境,是一个对动态系统进行建模、仿真和仿真结果可视化分析的软件包。
Simulink采用基于时间流的链路级仿真方法,将仿真系统建模与工程中通用的方框图设计方法统一起来,可以更加方便地对系统进行可视化建模,并且仿真结果可以近乎“实时”地通过可视化模块,如示波器模块、频谱仪模块以及数据输入输出模块等显示出来,使系统设计、仿真调试和模型检验工作大为简便。
SIMULINK 模型有以下几层含义:(1)在视觉上表现为直观的方框图;(2)在文件上则是扩展名为mdl 的ASCII代码;(3)在数学上表现为一组微分方程或差分方程;(4)在行为上则模拟了实际系统的动态特性。
SIMULINK 模型通常包含三种“组件”:(1)信源( Sources):可以是常数、时钟、白噪声、正弦波、阶梯波、扫频信号、脉冲生成器、随机数产生器等信号源;(2)系统( System):即指被研究系统的SIMULINK 方框图;(3)信宿( Sink):可以是示波器、图形记录仪等。
2. 通信常用模块库及模块编辑功能简介通信中常用的MATLAB工具箱有:Simulink 库,Communications Blockset(通信模块集),DSP Blockset (数字信号处理模块集)。
其中对单个模块的主要编辑功能如下:1) 添加模块:模块库中的模块可以直接用鼠标进行拖曳(选中模块,按住鼠标左键不放)而放到模型窗口中进行处理;2) 选取模块;3) 复制与删除模块;4) 模块名的处理模块命名:先用鼠标在需要更改的名称上单击一下,然后直接更改即可。
了解MATLABSimulink进行系统建模与仿真MATLAB Simulink是一款功能强大的工具,专门用于系统建模和仿真。
它可以帮助工程师和科研人员设计复杂的系统、开展仿真分析,并支持快速原型设计和自动生成可执行代码。
本文将详细介绍MATLAB Simulink的基本概念、系统建模与仿真流程,以及其在各个领域中的应用。
第一章:MATLAB Simulink简介MATLAB Simulink是MathWorks公司开发的一款图形化建模和仿真环境。
它包含了一系列模块,可以通过简单地拖拽和连接来模拟和分析复杂的系统。
Simulink中的模块代表不同的系统组件,例如传感器、执行器、控制器等。
用户可以通过连接这些模块来构建整个系统,并通过仿真运行模型以评估系统的性能。
第二章:系统建模基础系统建模是使用Simulink进行系统设计的关键步骤。
在建模之前,需要明确系统的输入、输出和所涉及的物理量。
Simulink提供了广泛的模块库,包括数学运算、信号处理、控制等,这些模块可以方便地应用到系统中。
用户可以选择合适的模块,并通过线连接它们来形成系统结构。
此外,Simulink还支持用户自定义模块,以满足特定的需求。
第三章:MATLAB与Simulink的联合应用MATLAB和Simulink是密切相关的工具,它们可以互相配合使用。
MATLAB提供了强大的数学计算和数据分析功能,可以用于生成仿真所需的输入信号,以及分析仿真结果。
同时,Simulink也可以调用MATLAB代码,用户可以在模型中插入MATLAB函数块,以实现更复杂的计算和控制逻辑。
第四章:系统仿真与验证系统仿真是利用Simulink来验证系统设计的重要步骤。
通过设置仿真参数和初始条件,用户可以运行模型来模拟系统的行为。
仿真可以包括不同的输入场景和工况,以验证系统在不同条件下的性能和稳定性。
Simulink提供了丰富的仿真分析工具,例如波形显示器、频谱分析等,可以帮助用户分析仿真结果并进行必要的调整。
通信系统建模与仿真课程设计2008 级通信工程专业0813072 班级题目基于SIMULINK的2ASK频带传输系统的仿真姓名李春艳学号081307211 指导教师胡娟闫利超贾晓兰2011年6月1日1 任务书试建立一个ASK 频带传输模型,产生一段随机的二进制非归零码的基带信号,对其进行ASK 调制后再送入加性高斯白噪声(AWGN )信道传输,在接收端对其进行ASK 解调以恢复原信号,观察还原是否成功,改变AWGN 信道的信噪比,计算传输前后的误码率,绘制信噪比-误码率曲线,并与理论曲线比较进行说明。
另外,对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。
2 二进制振幅键控(2ASK )的理论分析2.1 2ASK 调制原理振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。
当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控。
设发送的二进制符号序列由0、1序列组成,发送0符号的概率为P ,发送1符号的概率为1-P ,且相互独立。
该二进wctnTs t ang wct t s t sASK cos ])([cos )()(∑-==制符号序列可表示为 其中:⎩⎨⎧=10an 0是以概率p 出现,而1是以概率1-p 出现。
二进制振幅键控信号时间波型如图1 所示。
由图1 可以看出,2ASK 信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK 信号)。
二进制振幅键控信号的产生方法如图2 所示,图(a)是采用模拟相乘的方法实现, 图(b)是采用数字键控的方法实现。
由图1 可以看出,2ASK 信号与模拟调制中的AM 信号类似。
所以,对2ASK 信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图3 所示。
2ASK 信号非相干解调过程的时间波形如图4 所示。
图2-1 二进制振幅键控信号时间波型2ASK 信号的功率谱密度由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程,•所以调制后的二进制数字信号也是一个随机过程,因此在频率域中只能用功率谱密度表示。
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。
课程设计报告目录一、课程设计内容及要求....................................... 错误!未定义书签。
(一)设计内容............................................. 错误!未定义书签。
(二)设计要求............................................. 错误!未定义书签。
二、系统原理介绍................................................... 错误!未定义书签。
(一)系统组成结构框图............................. 错误!未定义书签。
(二)各模块原理......................................... 错误!未定义书签。
1.信源模块............................................. 错误!未定义书签。
2.信源编码模块..................................... 错误!未定义书签。
3.QPSK调制模块 ................................. 错误!未定义书签。
4.信道模块............................................. 错误!未定义书签。
5.QPSK解调模块 ................................. 错误!未定义书签。
6.误码率模块......................................... 错误!未定义书签。
三、系统方案设计................................................... 错误!未定义书签。
(一)方案论证............................................. 错误!未定义书签。
通信系统建模与仿真课程设计2008 级通信工程专业0813072 班级题目基于SIMULINK的2ASK频带传输系统的仿真姓名李春艳学号081307211 指导教师胡娟闫利超贾晓兰2011年6月1日1 任务书试建立一个ASK 频带传输模型,产生一段随机的二进制非归零码的基带信号,对其进行ASK 调制后再送入加性高斯白噪声(AWGN )信道传输,在接收端对其进行ASK 解调以恢复原信号,观察还原是否成功,改变AWGN 信道的信噪比,计算传输前后的误码率,绘制信噪比-误码率曲线,并与理论曲线比较进行说明。
另外,对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。
2 二进制振幅键控(2ASK )的理论分析2.1 2ASK 调制原理振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。
当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控。
设发送的二进制符号序列由0、1序列组成,发送0符号的概率为P ,发送1符号的概率为1-P ,且相互独立。
该二进wctnTs t ang wct t s t sASK cos ])([cos )()(∑-==制符号序列可表示为 其中:⎩⎨⎧=10an 0是以概率p 出现,而1是以概率1-p 出现。
二进制振幅键控信号时间波型如图1 所示。
由图1 可以看出,2ASK 信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK 信号)。
二进制振幅键控信号的产生方法如图2 所示,图(a)是采用模拟相乘的方法实现, 图(b)是采用数字键控的方法实现。
由图1 可以看出,2ASK 信号与模拟调制中的AM 信号类似。
所以,对2ASK 信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),其相应原理方框图如图3 所示。
2ASK 信号非相干解调过程的时间波形如图4 所示。
图2-1 二进制振幅键控信号时间波型2ASK 信号的功率谱密度由于二进制的随机脉冲序列是一个随机过程,•所以调制后的二进制数字信号也是一个随机过程,因此在频率域中只能用功率谱密度表示。
2ASK 信号功率谱密度的特点如下:(1)由连续谱和离散谱两部分构成,连续谱由信号g(t)经线性调制后决定,离散谱由载波分量决定;(2)已调信号波形的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。
2ASK 信号功率谱密度推导:已知t nT t g a t e c S n n ωcos )()(0⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∑t t s c ωc o s )(=,设)(0t e 的功率谱为)(f P e ,s(t)的功率谱为)(f P s 。
则[])()(41)(fc f Ps fc f Ps f P e -++=,2)()1()(f G P P f f P s s -=2)1(P f s -+∑m smf G )()(s mf f -δ,sfT j s s s e fT fT T f G πππ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=sin )(。
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--+++=22)()(sin )()(sin 16)(s c s c sc sc s e T f f T f f T f f T f f T f P ππππ[])()(161c c f f f f -+++δδ图2-2 2ASK信号的功率谱密度示意图在二进制数字振幅调制中,载波的幅度随着调制信号的变化而变化,实现这种调制的方式有两种:(1)模拟相乘法:通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号,这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为模拟相乘法,其电路如图2-3所示。
在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。
(2)数字键控法:用开关电路控制输出调制信号,当开关接载波就有信号输出,当开关接地就没信号输出,其电路如图2-4所示。
图2-3模拟相乘法图2-4数字键控法2.2 2ASK解调原理2ASK/OOK信号有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),相应的接收系统如图2-5、图2-6所示。
图2-5非相干解调方式图2-6 相干解调方式抽样判决器的作用是:信号经过抽样判决器,即可确定接收码元是“1”还是“0”。
假设抽样判决门限为b ,当信号抽样值大于b 时,判为“1”码;信号抽样值小于b 时,判为“0”码。
当本实验为简化设计电路,在调制的输出端没有加带通滤波器,并且假设信道时理想的,所以在解调部分也没有加带通滤波器。
图2-7 2ASK 信号非相干解调过程的时间波形1110101abcd32ASK频带系统设计方案信源选择伯弄利发生器产生二进制码,经过频率转换器转换成需要频率。
产生信源的模块如上图所示,及产生的二进制码如上图所示。
调制方式选择模拟相乘法进行调制。
解调方式选择相关解调方式包络检波两种解调方式。
两种解调方式形成对比,比较那种误码率较低。
信道按要求选择AWGN高斯白噪声信道。
抽样判决器选择选择Relay.4SIMULINK下2ASK系统的设计<1> 伯努利二进制发生器模块ernoulli Binary Generator的参数设置为:Probability of a zero 0概率设为0.5,initial seed设为61,Sample time抽样时间为1S,Sample per frame是输入信息码为1。
图3-5 伯努利二进制发生器模块参数设置<2>调制过程:调制过程的模块图如下图所示:调制过程包含信源(波弄利发生器和频率转换器)、载波(信号发生器)乘法器。
伯弄利二进制发生器模块的参数设置如下图:零的概率为0.5,采样时间设置为0.1,,载波是运用信号发生器来产生的:波形设置为:sine波形,时间默认,幅值设置为2,频率选择为100HZ,截图如下:调制的波形如上图所示:第一栏为为信源,第二栏为调制之后的波形,第三栏为载波波形。
<3> 解调过程;运用了两种解调方法:相干解调和包络解调。
相干解调主要有相乘器,低通滤波器和载波。
载波要与调制时的载波频率相同。
包络解调有saturation作为整流器,低通滤波器与相干解调的低通滤波器的设置相同,低通滤波器的参数设置如下。
整流器(saturation)的参数设置如下图:上限值设置为1,下限值设置为0<4> 信道:包含零阶转换器、加性高斯白噪声,带通滤波器零阶转换器的设置如下图所示:采样时间设置为0.0001加性高斯白噪声的设置:信噪比设置为20,采样时间设置为0.001带通滤波器的设置如下图所示:<5> 抽样判决器:抽样判决器的参数设置如下图所示:<6> ASK信号调制与解调整体图形如下图所示:5仿真结果分析上图为信号经过频率转换器之后的波形。
下图为信源与载波经过乘法器相乘之后的结果,及调制之后的波形。
由上面的理论可得,载波与1相乘有波形,与0相乘为0.下图为信号波形进过加性高斯白噪声并且经过带通的波形。
噪声对信号有影响,使得波形产生毛刺。
上图是经过相干解调和包络解调之后并且与源码元对比的图。
第一栏为相干解调波形,第二栏是包络解调波形,第三栏是源码元的波形。
下图分别是发送设备和接受设备的功率谱图,有图可得,在发送和接受端功率谱不变。
理想信噪比-误码率曲线和实际中的信噪比-误码率曲线的对比clear all;a=0.01;SNR_dB=0:0.3:20;SNR1=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,15,19,25,30];ask_pe1[0.2889,0.2601,0.2599,0.2593,0.2588,0.2599,0.2578,0.2583,0.258 3,0.2578,0.2583,0.2583,0.2593,0.2583,0.2583];SNR=10.^(SNR_dB./10);SNR2=a.^2./(2*SNR);for i=1:length(SNR_dB)ask_pe0=0.5*erfc(sqrt(a.^2./(8*SNR2)));endsemilogy(SNR_dB,ask_pe0,'r');hold on;semilogy(SNR_dB,ask_pe1,'b');hold on;legend(' ÀíÂÛ2ASK','ʵ¼Ê2ASK');axis([-6,20,1/1e7,1]);xlabel('SNR_dB');ylabel('Pe');6遇到的问题及解决的方法1、载波波形为一条直线。
解决办法:是应为系统采样时间太长了,及频率太小了。
将采样时间设置为1e-5,输出波形即为正弦波。
2、加入加性高斯白噪声时系统出错。
解决办法:在加性高斯白噪声两边分别加入零阶转换器。
使得输入加性高斯白噪声信道的信号为离散的。
3、在解调时没有加噪声出现误码率。
解答办法:出现误码数据时,可以根据示波器的输出波形,合理修改误码器中的receive delay的数据就可以使误码数据为零。
4、示波器中的波形只出现一部分。
解决办法:双击示波器,修改data history中的limit data points to last的数据,再重新运行Simulink观察示波器即可看到准确图形。
5、解调波形时无失真,但解码后波形严重失真。
解决办法:这是由于信号经过低通滤波器后会产生时延,而本次课程设计中信号是以帧的形式进行传输,因而在解调输出端若直接使用解调信号,将会产生严重失真。
因而,要在解调输出端加入延时模块,使其延时的比特数恰好等于一帧所含的比特数。
系统的时延可从解调信号的波形图中看出,加入的模块数等于一帧所含的比特数减去系统时延的比特数。
7结束语本次课程设计,我的任务是用Simulink来实现2ASK调制解调系统。
开始我对2ASK和Simulink了解特别少,通过查阅相关资料,我熟悉了2ASK调制解调原理,弄懂了2ASK与Simulink的关系,加深了对通信原理的认识。
经过几天忙碌的课程设计我体会到了很多。
因为我们以后会经常用到系统仿真来设计我们所需的通信系统,需要从仿真结果检验出我们所设计的系统是否达到目标,从中及时发现并解决设计问题,不断地改进和优化方案,这样可以提高效率,节约投资,缩短开发设计时间。
因此,了解和掌握通信系统仿真对于通信专业学生而言尤其重要。
这次课程设计使得我了解了自己,通过这次的课程设计,我知道我没耐心,在仿真过程中会经常出错,出几次就急了。
为了克服这个缺点。
我反复的做了几遍这次的设计。
为此从未通宵的我,花了整整一个晚上。
知道这不是好习惯,但是心里还是小有成就感的。