基于MATLAB的通信系统的设计与仿真毕业论文
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目录1.实习目的 (3)2.实习任务 (4)3.实习要求 (4)4.实习过程 (6)5.实习体会 (10)6.参考文献 (10)MATLAB及Simulink建模环境简介MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
Simulink是Matlab中的一种可视化仿真工具,它为用户提供了仿真用方框图进行建模的图形接口,与传统的仿真软真包括用微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点。
特别是用Simulink创建的模型可以具有递阶层次结构,即允许用户建立自己的子系统。
Simulink 面向不同应用领域提供了不同的模块库,本文主要采用Simulink的输入源、接收源和数学运算等基本模块库来进行系统建模和仿真。
一、实习目的系统建模和仿真技术已经日益成为现代理工科各专业进行科学探索、系统可行性研究和工程设计不可缺少的重要环节。
传统的仿真技术基于C语言等计算机专业编程工具,编程的工作量极大,仿真程序的可读性、可重用性、可靠性都很难适应大型复杂通信系统仿真的需要。
通信与电子工程师和科研工作者迫切需要一种仿真工具,以摆脱繁杂的编程工作,将精力和时间集中到解决科学问题、提出和验证创新思想和算法。
通过实习掌握一些通信系统的基本原理,了解一些基本应用.在此基础上,使用MATLAB软件实现变成。
掌握MATLAB界面的各主要窗口、主菜单和控制按钮的用处,并能熟练操作。
熟悉SIMULINK仿真集成环境,学会模块的参数设置、建立模型并仿真。
二、实习任务任务一:调幅广播系统的仿真采用接收滤波器Analog Filter Design模块,在同一示波器上观察调幅信号在未加入噪声和加入噪声后经过滤波器后的波形。
采用另外两个相同的接收滤波器模块,分别对纯信号和纯噪声滤波,利用统计模块计算输出信号功率和噪声功率,继而计算输出信噪比,用Disply显示结果。
北京邮电大学世纪学院毕业设计(论文)题目基于Matlab的数字基带通信系统仿真学号学生姓名专业名称通信与信息工程所在系(院) 通信与信息工程系指导教师年月日北京邮电大学世纪学院毕业设计(论文)任务书备注1、由指导教师撰写,可根据长度加页,一式三份,教务处、系(院)各留存一份,发给学生一份,任务完成后附在论文内;2、凡审核不通过的任务书,请重新申报。
题目数字基带传输系统的仿真摘要本论文主要研究了数字信号的基带传输的基本概念及数字信号基带传输的传输过程和如何用MATLAB软件仿真设计数字基带传输系统。
本文首先介绍了MATLAB仿真软件。
然后介绍了本课题的理论依据,包括数字通信,数字基带传输系统的组成及数字基带信号的传输过程。
接着介绍了数字基带传输系统的特性包括数字PAM信号功率普密度及常用线路码型,并通过比较最终选择双极性不归零码。
之后介绍了数字基带信号的最佳接收的条件以及如何通过示波器观察基带信号的波形。
最后按照仿真过程基本步骤用MATLAB的仿真工具实现了数字基带传输系统的仿真过程,对系统进行了分析。
关键词数字基带传输系统 MATLAB 计算机仿真Title Digital Base Band Transmission System SimulationAbstractThis paper mainly studies the baseband transmission of digital signal and the basic concept of baseband transmission of digital signal in the transmission process and how to use MATLAB software to design and Simulation of digital baseband transmission system. This paper first introduces MATLAB simulation software. Then introduces the theoretical basis, including digital communication, digital baseband transmission system and digital baseband signal transmission process. Then it introduces the characteristics of digital baseband transmission system includes the digital PAM signal power spectrum density and commonly used line code, and through the comparison of the final choice of bipolar nrz. After introducing the digital baseband signal received by the best conditions and how the baseband signal waveform oscilloscope observation. Finally, in accordance with the basic steps of simulation process using MATLAB simulation tool to achieve the digital baseband transmission system simulation process, has carried on the system analysis.Keywords Digital Base Band Transmission System Computer simulation1.序论 (1)1.1 数字基带传输系统概述 (1)2. MATLAB基本知识 (4)2.1 MATLAB简介 (4)2.2 MATLAB特点 (4)2.3 MATLAB优势 (5)2.4 MATLAB常用函数 (7)2.5 MATLAB常用工具箱 (8)3.数字基带传输系统的简介 (10)3.1 研究意义 (10)3.2数字基带传输系统 (10)3.2.1 基带传输系统简介 (10)3.2.2 基带传输系统结构图 (11)3.2.3 基带传输过程 (11)4.综合研究基带传输系统的特性 (13)4.1数字PAM信号 (13)4.2数字PAM信号功率谱密度 (14)4.2.1单极性不归零码(NRZ) (14)4.2.2 双极性不归零码 (15)4.2.3 单极性归零码(RZ) (15)4.2.4双极性归零码 (16)4.2.5差分码(相对码) (17)4.3常用线路码型 (18)4.3.1 AMI码 (19)4.3.2 HDB3码 (19)4.3.3 CMI码 (20)4.3.4 数字双向码 (20)4.4数字基带信号的最佳接收 (20)4.5带限系统下的基带信号 (21)4.5.1 抽样点无码间干扰的基带成型 (21)4.5.2 升余弦滚降系统 (21)4.5.3 最佳基带系统 (21)4.5.4 基带信号眼图 (22)4.6 部分响应系统 (24)5.基带传输系统的设计及仿真 (25)5.1随机信号的产生 (26)5.1.1 高斯噪声的产生 (26)5.1.2 随机码序列的产生 (26)5.1.3 产生数字基带信号的一般方法 (26)5.1.4 NRZ及RZ信号的产生 (27)5.1.5 眼图 (28)5.2 误码率 (28)5.2.1取样判决 (28)5.2.2 误码率测量 (28)5.4 实验结果 (29)6.通信系统发展前景 (31)6.1 3G技术 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于MATLAB控制系统的仿真与应用毕业设计论文目录一、内容概括 (2)1. 研究背景和意义 (3)2. 国内外研究现状 (4)3. 研究目的和内容 (5)二、MATLAB控制系统仿真基础 (7)三、控制系统建模 (8)1. 控制系统模型概述 (10)2. MATLAB建模方法 (11)3. 系统模型的验证与校正 (12)四、控制系统性能分析 (14)1. 稳定性分析 (14)2. 响应性能分析 (16)3. 误差性能分析 (17)五、基于MATLAB控制系统的设计与应用实例分析 (19)1. 控制系统设计要求与方案选择 (20)2. 基于MATLAB的控制系统设计流程 (22)3. 实例一 (23)4. 实例二 (25)六、优化算法在控制系统中的应用及MATLAB实现 (26)1. 优化算法概述及其在控制系统中的应用价值 (28)2. 优化算法介绍及MATLAB实现方法 (29)3. 基于MATLAB的优化算法在控制系统中的实践应用案例及分析对比研究31一、内容概括本论文旨在探讨基于MATLAB控制系统的仿真与应用,通过对控制系统进行深入的理论分析和实际应用研究,提出一种有效的控制系统设计方案,并通过实验验证其正确性和有效性。
本文对控制系统的基本理论进行了详细的阐述,包括控制系统的定义、分类、性能指标以及设计方法。
我们以一个具体的控制系统为例,对其进行分析和设计。
在这个过程中,我们运用MATLAB软件作为主要的仿真工具,对控制系统的稳定性、动态响应、鲁棒性等方面进行了全面的仿真分析。
在完成理论分析和实际设计之后,我们进一步研究了基于MATLAB 的控制系统仿真方法。
通过对仿真模型的建立、仿真参数的选择以及仿真结果的分析,我们提出了一种高效的仿真策略。
我们将所设计的控制系统应用于实际场景中,通过实验数据验证了所提出方案的有效性和可行性。
本论文通过理论与实践相结合的方法,深入探讨了基于MATLAB 控制系统的仿真与应用。
1 绪论通信就是把信息从一地有效地传递到另一地,及消息传递的全过程。
通信是由通信系统来实现的,通信系统是只完成信息传递的传输介质和全部设备的总称。
现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现,前者称为无线通信系统,后者称为有线通信系统。
1.1 课题的研究背景及意义1.1.1 通信系统研究背景实际的通信系统是一个功能结构相当复杂的系统,对这个系统作出的任何改变(如改变某个参数的设置、改变系统的结构等)都可能影响到整个系统的性能和稳定。
因此,在对原有的通信系统作出改进或建立一个新系统之前,通常需要对这个系统进行建模和仿真,通过仿真结果衡量方案的可行性,从中选择最合理的系统配置和参数设置,然后再应用于实际系统中,这个过程就是通信系统仿真[1]。
在通信技术快速发展的今天,人们对通信系统的性能以及造价都提出了比较高的要求,于是通信仿真便应运而生。
仿真是衡量系统性能的工具,它通过仿真模型的仿真结果来推断原系统的性能,从而为新系统的建立或原系统的改造提供可靠的参考。
现代计算机科学技术快速发展,已经研发出了新一代的可视化的仿真软件。
这些功能强大的仿真软件,使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷,由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展[2]。
通过仿真.可以降低新系统失败的可能性,消除系统中潜在的弊端,防止对系统中某些功能部件造成过量的负载,优化系统的整体性能,因此,仿真是科学研究和工程建设中不可缺少的方法。
计算机辅助分析和设计技术发展十分迅速,出现了大量实用仿真软件与工具,并应用于通信系统建模、分析和设计,使得通信系统仿真发展很快。
计算机辅助技术基本上有两大类,一是基于公式的方法,用计算机计算复杂的公式;二是用计算机仿真系统的信号波形,即波形级仿真。
现代计算机软硬件技术的快速发展,新一代的可视化的仿真软件的使用使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷,推动了通信系统仿真的快速发展。
基于matlab的毕业论文近年来,随着计算机技术的迅速发展和社会的不断进步,人工智能技术的应用越来越广泛,同时也越来越受到人们的关注。
而基于matlab的毕业论文也是人工智能领域研究成果的一种典型体现,本文将以基于matlab的毕业论文为研究对象,阐述其研究现状及意义。
一、基于matlab的毕业论文研究现状1.1 研究背景人工智能领域在近几年来得到了越来越广泛的应用和研究。
基于matlab的毕业论文是人工智能领域的重要研究成果之一。
matlab是一种十分强大的数学计算工具,可以帮助研究人员快速实现各种人工智能算法的研究和开发,并且可扩展性和可移植性非常好。
1.2 研究内容基于matlab的毕业论文的研究内容主要包括:神经网络、机器学习、深度学习、计算机视觉等领域的研究。
其中,神经网络的研究是基于matlab的毕业论文研究的重点之一。
神经网络是将人工神经元模拟到计算机上,通过对神经元之间的连接关系和权重进行学习,实现对输入数据的自适应分析和处理,是人工智能的重要组成部分。
1.3 研究方法基于matlab的毕业论文的研究方法主要包括:算法设计、仿真实验、结果分析等方面。
在算法设计方面,研究人员需要根据具体问题的特点选择合适的算法;在仿真实验方面,研究人员需要使用matlab进行算法的实现和测试;在结果分析方面,研究人员需要结合实验结果对算法进行进一步分析和优化。
二、基于matlab的毕业论文的意义基于matlab的毕业论文具有重要的研究和应用价值。
2.1 推动人工智能技术的发展基于matlab的毕业论文通过对人工智能领域的研究和探索,促进了人工智能技术的发展。
研究人员在毕业论文中所提出的算法和方法,可用于人工智能领域的各种应用场景,为技术发展提供了强有力的支持。
2.2 打开人工智能应用新局面基于matlab的毕业论文的研究结果,可用于人工智能应用新局面的研发和创新。
例如,在计算机视觉领域,研究人员通过基于matlab的毕业论文所提出的算法,实现了对图像的自动分类和标记,为图像处理和分析提供了重要的技术支持。
毕业论文FSK调制技术及其MATLAB仿真院系资讯管理系班级姓名学号指导教师职称提交时间基于MATLAB的FSK调制系统设计(SIMULINK仿真)中文摘要:移频键控(FSK)是数据通信中最常用的一种调制方式。
FSK方法简单易于实现,并且解调不需要恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能较强。
缺点是占用频带较宽,频带利用不够经济。
FSK主要应用于低中速数据传输,以及衰落信道和频带较宽的信道中。
MATLAB 可以用来进行通信领域的研究、开发、系统设计和仿真。
阐述了计算机仿真的发展概况,及其重要意义,着重介绍了MATLAB的基础知识和其重要工具--动态仿真软件SIMULINK的基本操作。
利用MATLAB中的仿真工具SIMULINK建立了FSK仿真模型,并对仿真模型进行了测试,经结果分析表明,仿真结果与理论基本一致。
关键词:FSK ;MATLAB ;仿真;调制解调Title :FSK modulation system design based on MATLABAbstract: Frequency Shift Keying (FSK) is a data communication most commonly used as a modulation mode. FSK method is simple, easy to implement, and demodulation not restore local carrier, ATM, Anti-noise and anti-fading strong performance. The drawback is a wide band occupation, the economy enough bandwidth utilization. Hence, FSK is mainly applied into data transport in low or medium rate and in fading channel or channels with relative wide bandwidth. MATLAB can be used for communications in the research, development, system design and simulation. Expounded on the development of computer simulation profiles and its significance MATLAB highlights of the basic knowledge and its important tools -- dynamic simulation software SIMULINK base the operation. Using MA TLAB Simulink simulation tools were established FSK modulation model coherent, as well as simulation models were tested, the results show that the simulation results agreed with the basic theory.Keywords:FSK ; MATLAB ; simulation ; modulation; demodulation目录第1章绪论 (5)1.1课题研究背景方法及目的 (6)1.2 课题设计要求 (7)1.3 课题设计步骤 (7)1.4 MA TLAB概述 (7)第2章FSK系统的理论综述 (13)2.1数字调制解调 (13)2.2 频移键控(FSK) (14)2.2.1 FSK的调制原理 (14)2.2.2 FSK的解调原理 ....................................................................................... 错误!未定义书签。
毕业论文基于MATLAB的通信系统的设计与仿真摘要通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称,作用是将信息从信源发送到一个或多个目的地。
调制与解调在信息的传输过程中占据着重要的地位,是不可或缺的,因此研究系统的调制和解调过程就极为重要。
MATLAB是集数值计算、图形绘制、图像处理与系统仿真等强大功能于一体的科学计算语言,它强大的矩阵运算和图形可视化的功能以与丰富的工具箱,为通信系统的调制和解调过程的分析提供了极大的方便。
本论文首先介绍了通信系统的概念,进而引出调制和解调,然后介绍了我们常用的几种调制和解调的方法。
由于MATLAB具有的强大功能所以详细介绍了MATLAB通信系统工具箱,并给出了基于MATLAB的通信系统的调制与解调的实现,运用MATLAB仿真软件进行仿真。
[关键词]:通信系统调制与解调 MATLABABSTRACTCommunication system is used to complete the information transmission process of the floorboard of the technology system, is used to send information from the source to one or more destinations. Modulation and demodulation in the process of information transmission occupies the important position, is indispensable, so the system of modulation and demodulation process is extremely important. MATLAB numerical computation, graphics rendering, image processing and system simulation, and powerful functions in the integration of scientific computing language, its powerful function of matrix and graph visualization and rich toolkit, for the analysis of the communication system of modulation and demodulation process provides a great convenience.This paper firstly introduces the concept of communication system, which lead to modulation and demodulation, and then introduces our commonly used several kinds of modulation and demodulation method.[Key words]:Communication systemModulation and demodulation MATLAB目录前言3第一章通信系统的调制与解调4第一节通信系统的概念4一、模拟通信系统4二、数字通信系统5三、QAM调制解调原理13第二节多进制正交幅度调制与相干解调原理框图16一、正交调制原理框图16二、相干解调原理框图17第二章 MATLAB通信系统工具箱17第三章 MATLAB的模拟调制和解调实例19 第一节用MATLAB分析双边带幅度调制(DSM-AM)19第二节用MATLAB分析相干解调过程21 第三节基于MATLAB的多进制正交幅度调制与相干解调设计与仿真24一、对系统进行分析与设计24二、随机信号的生成24三、星座图映射25四、波形成形(平方根升余弦滤波器)27五、调制28六、加入高斯白噪声之后解调28七、误码率曲线31八、16-QAM载波调制信号在AWGN信道下的性能31第四节仿真结果与分析33结论36致 37参考文献37前言通信按照传统的理解就是信息的传输,在当今高度信息化得社会,信息和通信已经成为现代社会的“命脉”。
信息作为一种资源,只有通过广泛的传播与交流,才能产生利用价值,促进社会成员之间的合作,推动社会生产力的发展,创造出巨大的经济效益。
而通信作为传输信息的手段或方式,与传感技术、计算机技术相互融合,已经成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力,所以未来的通信对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。
在信息传输过程中,要求天线的尺寸要和信号的波长相比拟,信号才能有效的被辐射。
对于语音信号来说,相应的天线尺寸要在几十公里以上,实际上不可能实现,所以需要经过调制将信号频谱搬移到较高的频率围,如果不进行调制就把信号直接辐射出去,那么各电台所发出信号的频率就会一样。
调制作用的实质就是使一样频率围的信号分别依托于不同频率的载波上,接收机就可以分离出所需的频率信号,不致互相干扰。
有时信号过于复杂,人工计算其调制和解调过程较难实现,对其结果的分析又缺乏可视化的直观表现,影响了所得结果在实际生活中的应用,美国MathWorks 公司开发的MATLAB解决了这一问题。
它应用于自动控制、数学计算、信号分析、信号处理等诸多领域,也是国高校和研究部门进行许多科学研究的重要工具。
MATLAB的出现给通信系统的分析提供了极大的方便。
第一章通信系统的调制与解调第一节通信系统的概念通信是为了传输信息,通信系统就是将信息从信源发送到一个或多个目的地,对于电通信来说,首先要把消息转变成电信号,然后经过发送设备,将信号送入信道,在接收端利用接受设备对接收信号作相应的处理后,送给信宿再转换为原来的消息,这一过程可利用图1.1所示的通信系统一般模型来概括。
图1.1 通信系统的一般模型通信(Communication)传输的消息是多种多样的,可以分成两大类:一类称为连续消息;另一类称为离散消息。
消息的传递是通过它的物理载体电信号来实现的,按信号参量的取值不同,可以把信号分为两类:模拟信号和数字信号。
通常按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,相应的可以把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
一、模拟通信系统模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统,其模型如图 1.2所示,其中包含两种重要变换。
第一种变换是,在发送端把连续消息变换成原始电信号,在接收端进行相反的变换,这种变换由信源和信宿来完成,通常称为原始电信号为基带信号,基带的意思是指信号的频谱从零频附近开始。
有些信道可以直接传输基带信号,而以自由空间作为信道的无线电传输却无法直接传输这些信号。
因此,模拟通信系统中常常需要进行第二种变换:把基带信号变换成适合在信道中传输的信号,并在接收端进行反变换。
完成这种变换和反变换的通常是调制器和解调器。
图1.2 模拟通信系统模型二、数字通信系统数字通信系统(Digital Communication System,DCS)是利用数字信号来传递信息的通信系统,如图1.3所示。
数字通信所涉与的技术问题很多,其中主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以与加密与解密等。
图1.3 数字通信系统模型与模拟通信相比,数字通信具有许多优良的特性:(1)、抗干扰能力强,且噪声不积累。
数字通信系统中传输的是离散取值的数字波形,接收端的目标不是精确的还原被传输的波形,而是从收到噪声干扰的信号中判决出发送端所发送的是哪一个波形。
(2)、传输差错可控。
在数字同喜系统中,可以通过信道编码技术进行检错与纠错,降低误码率,提高传输质量。
(3)、便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。
这种数字处理的灵活性表现为可以将来自不同信源的信号综合到一起传输。
(4)、易于集成,使通信设备微型化,重量轻。
(5)、易于加密处理,且性好。
数字通信的缺点是,一般需要较大的传输带宽,设备复杂。
近年来,随着大规模集成电路的出现,数字系统的设备复杂程度和技术难度大大降低了,数字传输方式日益受到欢迎。
数字处理的灵活性使得数字传输系统中传输的数字信息既可以来自计算机、电传机等数据终端的各种数字代码,也可以来自模拟信号经过数字化处理后的脉冲编码(PCM)信号等。
原理上,数字信息可以直接用数字代码序列表示和传输,但在世纪传输中,视系统的要求和信道情况,一般需要进行不同形式的编码,并且选用一组取值有限的离散波形来表示,这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号,也可以是调制后的信号。
未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始,称为数字基带信号。
1、调制和解调的概念调制:把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程,广义的调制分为基带调制和带通调制(也称为载波调制)。
在无线通信中和其他大多数场合,调制均指载波调制。
载波调制,就是用调制信号去控制载波的参数的过程,使载波的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。
调制信号是指来自信源的消息信号(基带信号),这些信号可以是模拟的,也可以是数字的。
未受调制的周期性振荡信号称为载波,它可以是正弦波,也可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。
载波调制后称为已调信号,它含有调制信号的全部特征。
解调:将已调信号中的调制信号恢复出来,是调制的逆过程。
调制方式不同,解调方法也不一样。
解调可以分为正弦波解调(有时也称为连续波解调)。
正弦波解调还可再分为幅度解调、频率解调和相位解调,此外还有一些变种如单边带信号解调、残留边带信号解调等。
同样,脉冲波解调也可分为脉冲幅度解调、脉冲相位解调、脉冲宽度解调和脉冲编码解调等。
调制方式有很多,根据调制信号是模拟信号还是数字信号,载波是连续波(通常是正弦波)还是脉冲序列,相应的调制方式有模拟连续波调制(简称模拟调制)、数字连续波调制(简称数字调制)、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。
最重要和最常用的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。
常见的调幅、双边带、单边带和残留边带等调制就是幅度调制的几个典型实例。
解调的方法可以分为两类:相干解调和非相干解调(包络检波)。
解调过程与采用何种解调方式有关,对于常规幅度调制,一般用包络检波进行解调,由于在这种解调方式中,接收机对载波频率和相应精度的了解是无关紧要的,所以解调过程相对简单。
对于DSB-AM调制和SSB-AM调制,用相干解调的方法,它要求在接收机中有一个与载波同频同相的信号,接收机中产生所需要的正弦波振荡器,为本地振荡器。
数字通信系统中,发送信号某一参数的离散取值(如正弦波的振幅、频率、相位等)于所承载消息的数字信号(即离散符号)之间通常是一种一一对应关系。