数字通信系统的matlab仿真

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1、统一通信数字通信系统的matlab仿真■文／谢志远聂立贤摘要：数字通信系统在现在和未来的通信技术领域中扮演着极其重要的角色。现实中的传输信道总是包含了这样那样的干扰和噪音，给信息的传输带来了严重的不稳定性，在采用了合理的调制解调方法以及发送功率后，还是难以满足通信无差错传输的要求。本文从概念，性质等方面对数字传输方式进行了分析，基于频移键控技术对加性高斯白噪声信道、多径瑞利衰落信道传输性能进行了详细的分析；用Matlab软件实现了对数字通信系统的仿真与实现。关键词：数字通信系统频移键控加性高斯白噪声多径瑞利衰落信道一数字通信系统作为当今最重要的

2、、频移键控(FSK)波的初相。信息传输方式，通过纠错编码技术可2FSK信号可以看成是两个不同极大地提高抗干扰性能，同时通过信2FSK不同频率的载波代表1或载波的2ASK信号的叠加：源压缩编码减少冗余度．提高信道利S(t)=s(t)COS(．+)+用率。此外，数字通信系统具有安全——羔一一◆～2F”SKs(t)c0s(03．t+)性好等特点因此研究数字通信系统当这两项不相关时(如载波之在当前形势下有极其重要的意义。间频率差足够大)，它的功率谱密度图1频移键控(2FSK)MATLAB软件系列产品是一套为：高效强大的工程技术数值运算和系吼n=荨f，+

3、卜flX{{．“)+Cf一J1统仿真软件．广泛应用于当今的航Acos2万f，t“1”对应载波Acos2丌t用二进制数字基带信号控制载空航天、汽车制造、半导体制造、电则形成2FSK信号可以写成如下表频的频率实现调制成为移频键控子通信和高等教育等领域被誉为(FSK)。由于二进制基带信号变化“巨人肩膀上的工具”。MATLAB有()∑“g(卜}7){c0s(2f+)时会引起载波的相位突变等问题数值计算功能、符号计算功能、数据又发展出MSK。称为最小移频键控。∑(?Jg(t)4cos(2nfl~t+O,)分析和可视化功能、SIMULINK动态为了进一步降

4、低传输带宽．又发展仿真功能高效率编程功能等．因此当an=1时，对应的传输信号频率出GMSK，成为高斯滚降最小移频键MATLAB被称为“演算纸式”科学计为f：：当0-n=0时．对应的传输信号频控。这三种数字频率调制也是目前算语言。率为f。。上式中，cP,是两个频率应用广泛的调制方式。统一通信二、数字通信系统信道传输道、同轴电缆信道。(2)频移键控(FSK)在AWGN信信道是通信信号的传输通道，道传输可以按传输媒介分成光纤、无为了更加直观和便于比较．建立了线、电缆等按信道是否随时变三个条件基本一致的仿真系统，即相化可以分成恒参、随参信道。信同的信号

5、源(伯努利随机二进制发生图5MSK在高斯白噪声信道的仿真系统号经过信道传输后，可能发生衰器)相同的传输环境(加性高斯白噪变、失真的情况。声环境，FSK的信噪比)和调制解调模由于电子系统的热运动和外块。界环境的随机干扰，信号经过信首先是Simulink中FSK．mdl文件用道后，还要遭受干扰，本文首先于仿真FSK在加性高斯白噪声环境下分析加高斯高斯白噪声信道。的仿真图，如图3所示。1．AWGN信道传输图6GMSK高斯白噪声信道仿真系统(1)AwGN信道模型AWGNfAdditiveWhite件用于仿真GMSK在加性高斯白噪GaussianNois

6、e)信道的简称是加声环境下的仿真图，如图6所示。性高斯白噪声，它也是最简单的仿真结果表明：由以上图形可一种噪声，它存在于各种传输媒图3FSK在高斯白噪声信道的仿真系统以看出在AwGN信道下，调制信号质中，表现为信号围绕平均值的的频谱受到了一定的干扰。同时也一种随即波动过程。加性高斯白(3)最小频移键控(MSK)在AWGN可以看出在误码率为相同数量级的噪声的均值为0方差表现为噪声信道传输条件下，GMSK占有最小的频带密功率的大小。一般情况下，噪声下面是为Simulink中MSK．mdl文件，度。此时MSKf一6dB)、GMSKf一6dB)功率越大

7、，信号的波动就越大．用于仿真MSK在加性高斯白噪声环境的传输环境的信噪比，比FSK(一3dB)接受端接收到的信号的误比特率下的仿真图，如图4所示。还低3dB。综合抗干扰能力、占带宽就越高。AwGN信道模型可以用度最好的为GMSK、MSK次之最后图2来表示。是FSK。2．瑞利信道传输在移动通信系统中．发射端和接收端都可能处于不停的运动状态图2AWGN信道模型简图之中，这种相对运动将产生多谱勒图4MSK在高斯白噪声信道的仿真系统频移。在多径信道中，发射端发出的如图可写成：Y(t)=x(t)+n(4)最小频移键控(MSK)在AWGN信号通过多条路径到

8、达接收端，这(t)信道传输些路径具有不同的延迟和接收强度，其中，n(t)是上图所示的一下面是为Simulink中MSK．mdl文件，它们之间的相互作用