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1、第3卷第4期沈阳工程学院学报(自然科学版)Vol13No142007年10月JournalofShenyangInstituteofEngineering(NaturalScience)Oct.2007基于Matlab的现代通信系统的仿真应用富 璇,杨 毅,何思远,杨学成(沈阳工程学院信息工程系,沈阳110136)摘 要:为了适应现代通信系统的发展,介绍了基于Matlab软件的通信系统的2种仿真方法.通过实例阐述了2种方法在通信系统中的实现过程,并验证了Matlab在通信工程的教学和科研中的重要作用.关键词:仿真;通信系统;Matlab中
2、图分类号:TN914;TP391.9文献标识码:A文章编号:1673-1603(2007)04-0367-04 随着人们对通信要求的日益提高,现代通信系统在Matlab通信工具箱中有Matlab函数和及信号处理系统也越来越复杂.事实上,通信系统是一Simulink仿真模块,因此,Matlab的通信仿真可分为用个功能结构相当复杂的系统,对这个系统做出的任何Matlab函数进行的仿真和用Simulink模块框图进行改变都可能影响到整个系统的性能和稳定.因此,在对的仿真2种.前者函数是按照数据流的顺序依次执行,原有的通信系统做改进或建立一个新
3、的系统之前,通即所处理的数据,首先要经过一个运算阶段,然后再激常要对整个系统进行建模和仿真,通过仿真结果衡量活下一个阶段,这称之为数据流仿真.后者在Simulink方案的可行性,从中选择最合理的系统配置和参数设模块框图的仿真中,每个模块在每个时间步长上执行置,然后再应用到实际系统中,这就是通信仿真.通信1次,即所有模块在每个时间步长上同时执行,这称之系统的仿真一般分为建立仿真模型、仿真实验和仿真为时间流仿真.不同的应用会采用2种仿真方式中1结果分析3个部分.种,但其仿真结果是一样的.整个仿真过程的关键是建立仿真模型,仿真模型2 二进制基带
4、传输系统的数据流仿真就是对实际通信系统的模拟和抽象,根据系统的先验知识、实验数据及其机理研究,按照物理原理或者系统在数字通信中,有些场合可以不经过载波调制和辨识的方法,确定模型的类型、结构和参数,然后将数解调过程而让基带信号进行传输.例如,在市区内利用学模型转换成能在计算机上运行的程序或其他模型.电传机直接进行电报通信,或利用中继方式在长距离上直接传输PCM信号等.这种不使用载波调制解调装目前较常用的Matlab、SystemView、NS2等仿真软件,置而直接传送基带信号的系统,被称为基带传输系统,可以实现通信系统的仿真.其结构如图1所
5、示.1Matlab仿真软件Matlab是美国MathWork公司推出的高性能的数值计算和可视化软件,它由最基本的矩阵运算和功能各异的工具箱组成,它集矩阵运算、数值分析、信号处理和图形显示于一体,具有友好的工作界面,广泛应图1 基带传输原理用于信号处理、控制系统、通信系统等科学领域.其语其中,信道信号形成器用来产生适合于信道传输的法规则简单,编程特点贴近人的思维方式,其中的基带信号;信道为可以允许基带信号通过的媒质;接收滤Simulink平台为用户提供了友好的图形界面,模型由波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰;模块组成的框图表示
6、,用户只需要通过拖动鼠标来完抽样判决器是在噪声背景下用来判定与再生基带信号.成仿真模型的建立.在信道中,信号传输的频带宽度是有限的.根据信收稿日期:2007-06-22作者简介:富 璇(1969-),女,长春人,副教授,工学硕士.·368·沈阳工程学院学报(自然科学版)第3卷道的传输函数不同,数字信号通过信道之后,在进行抽效果好,同时噪声的加入也会使得码间串扰增加,从而带样判决的时候可能产生符号间干扰,称为码间串扰.但来误码率的增大.是当信道的传递函数满足奈奎斯特第一准则时,数字信号通过带限信道之后将不会产生码间串扰,其码间串扰的大小可通
7、过观察眼图直观得到,眼图的张开度越大,表明码间串扰越小,否则码间串扰越大.设信道信号形成器的传递函数为GT(ω),物理传输信道的传递函数为C(ω),接收滤波器的传递函数为GR(ω),则带限信道的总传递函数为H(ω)=GT(ω)C(ω)GR(ω)可以证明,在高斯白噪声条件下,当信道信号形成器的传递函数为GT(ω)与接收滤波器GR(ω)匹配3(ω)时,接收段的误码率最低.时,即GT(ω)=GR理想的基带传输系统总的传递函数为理想低通特性,但是在实际的通信系统中,常常将带限信道的总传递函数设计为具有升余弦频谱特性的,称为滚降滤波器.滚降滤波器H
8、(ω)满足(1-α)πT8,0≤
9、ω
10、≤T8T9T9π[1+sin(-ω)],22αT9H(ω)=(1-α)π(1+α)π图2 滚降滤波器的时域和频域特性≤
11、ω
12、≤T9T9(1+α)π0,
13、ω
