基于SIMULINK的通信系統(tǒng)仿真

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1、基于SIMULINK的通信系統(tǒng)仿真摘要在模擬通信系統(tǒng)中，由模擬信源產(chǎn)生的攜帶信息的消息經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，模擬基帶信號在經(jīng)過調(diào)制將低通頻譜搬移到載波頻率上適應(yīng)信道，最終解調(diào)還原成電信號；在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，數(shù)字信號對高頻載波進(jìn)行調(diào)制，變?yōu)轭l帶信號，通過信道傳輸，在接收端解調(diào)后恢復(fù)成數(shù)字信號。本文應(yīng)用了幅度調(diào)制以及鍵控法產(chǎn)生調(diào)制與解調(diào)信號。本論文中主要通過對SIMULINK工具箱的學(xué)習(xí)和使用，利用其豐富的模板以及本科對通信原理知識的掌握，完成了AM、DSB、SSB、2ASK、2FSK、2PSK三種模擬信號和三種數(shù)字信

2、號的調(diào)制與解調(diào)，以及用SIMULINK進(jìn)行設(shè)計和仿真。首先我進(jìn)行了兩種通信系統(tǒng)的建模以及不同信號系統(tǒng)的原理研究，然后將學(xué)習(xí)總結(jié)出的相應(yīng)理論與SIMULINK中豐富的模塊相結(jié)合實現(xiàn)仿真系統(tǒng)的建模,并且調(diào)整參數(shù)直到仿真波形輸出，觀察效果，最終對設(shè)計結(jié)論進(jìn)行總結(jié)。關(guān)鍵詞通信系統(tǒng)調(diào)制SIMULINK???I目錄1.前言11.1選題的意義和目的11.2通信系統(tǒng)及其仿真技術(shù)23.現(xiàn)代通信系統(tǒng)的介紹73.1通信系統(tǒng)的一般模型73.2模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型73.2.1模擬通信系統(tǒng)模型73.2.2數(shù)字通信系統(tǒng)模型83.3模

3、擬通信和數(shù)字通信的區(qū)別和優(yōu)缺點94.通信系統(tǒng)的仿真原理及框圖124.1模擬通信系統(tǒng)的仿真原理124.1.1DSB信號的調(diào)制解調(diào)原理124.2數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真原理164.2.1ASK信號的調(diào)制解調(diào)原理165.通信系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析215.1模擬通信系統(tǒng)結(jié)果分析215.1.1DSB模擬通信系統(tǒng)215.2仿真結(jié)果框圖245.2.1DSB模擬系統(tǒng)仿真結(jié)果245.3數(shù)字通信系統(tǒng)結(jié)果分析28IV5.3.1ASK數(shù)字通信系統(tǒng)285.4仿真結(jié)果框圖355.4.1ASK數(shù)字系統(tǒng)仿真結(jié)果35IV1.前言1.1選題的意義和目的隨著現(xiàn)代通

4、信系統(tǒng)的飛速發(fā)展,計算機(jī)仿真已經(jīng)成為分析和設(shè)計通信系統(tǒng)的主要工具,在通信系統(tǒng)的研發(fā)和教學(xué)中具有越來越重要的意義。計算機(jī)仿真是衡量系統(tǒng)性能的工具,它通過構(gòu)建模型運行結(jié)果來分析實物系統(tǒng)的性能從而為新系統(tǒng)的建立或原系統(tǒng)的改造提供可靠的參考。通過仿真,可以降低新系統(tǒng)失敗的可能性,消除系統(tǒng)中潛在的瓶頸,優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能。因此,仿真是通信系統(tǒng)研究和工程建設(shè)中不可缺少的環(huán)節(jié)。仿真也稱模擬,在本質(zhì)上,系統(tǒng)的計算機(jī)仿真就是根據(jù)實際的物理系統(tǒng)的運行原理建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)描述并進(jìn)行計算機(jī)數(shù)值求解。根據(jù)實際的目標(biāo)問題提出相應(yīng)的數(shù)學(xué)描述,通常可

5、以表達(dá)為一系列數(shù)學(xué)方程以及一系列邊界條件。把系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述稱為系統(tǒng)的仿真模型。用計算機(jī)語言重新表達(dá)的數(shù)學(xué)模型稱為系統(tǒng)的計算機(jī)仿真模型。對用戶而言,使用仿真軟件的平臺不同,所建立的計算機(jī)仿真模型形式也不同,可以是字符形式的一系列程序代碼,也可以是圖形化的一些列一組信號流程圖、系統(tǒng)方框圖或者狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。在當(dāng)代社會中，信息的交換日益頻繁，隨著通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及它們的密切結(jié)合，通信能克服對空間和時間的限制，大量的、遠(yuǎn)距離的信息傳遞和存取已成為可能。展望未來，通信技術(shù)正在向數(shù)字化、智能化、綜合化、寬帶化、個人化方向迅

6、速發(fā)展，各種新的電信業(yè)務(wù)也應(yīng)運而生，正沿著信息服務(wù)多種領(lǐng)域廣泛延伸。Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計。同時有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。21從理論上對通信系統(tǒng)進(jìn)行深入細(xì)致

7、的研究是非常必要的，本文對通信系統(tǒng)中的一些重要環(huán)節(jié)，如數(shù)字信號的調(diào)制解調(diào)，模擬信號的數(shù)字化傳輸?shù)扔兄钊氲难芯繉W(xué)習(xí)。本文在深刻理解通信系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，利用MATLAB提供的通信工具箱和信號處理工具箱中的模塊，對通信系統(tǒng)中的典型信號進(jìn)行了模型構(gòu)建、系統(tǒng)設(shè)計、仿真演示、結(jié)果顯示。通過系統(tǒng)的仿真與分析可以看出Simulink在系統(tǒng)建模和仿真中的巨大優(yōu)勢，是學(xué)習(xí)、研究和設(shè)計通信系統(tǒng)強(qiáng)有力的工具。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外通信技術(shù)的發(fā)展中，通信系統(tǒng)的仿真技術(shù)是一個技術(shù)重點。著重關(guān)注模擬通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的基本原理以及抗

8、噪聲性能，并在MATLAB軟件平臺上仿真實現(xiàn)幾種常見的調(diào)制方式。最常用最重要的模擬調(diào)制方式是用正弦波作為載波的幅度調(diào)制和角度調(diào)制。利用MATLAB對模擬調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，將結(jié)合MATALB模塊和Simulink工具箱的實現(xiàn)，并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析，從而更深入地掌握模擬調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)知識。通信系統(tǒng)的一般模型實現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的