基于simulink的數(shù)字調(diào)制解調(diào)仿真(最終版-資料下載頁(yè)
2024-11-07 21:40本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】基于matlab對(duì)simulink的研究。Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平臺(tái)的著名仿真環(huán)境Simulin作為一。種專(zhuān)業(yè)和功能強(qiáng)大且操作簡(jiǎn)單的仿真工具，目前已被越來(lái)越多的工程技術(shù)人員所青睞，本文主要是以simulink為基礎(chǔ)平臺(tái)，對(duì)2ASK、2FSK、2PSK信號(hào)的仿真。本文的主要目的是對(duì)simulink的熟悉和對(duì)數(shù)字通信理論的更加深化和理解。美國(guó)Mathworks公司于1967年推出了矩陣實(shí)驗(yàn)室“MatrixLaboratory”這就。是Matlab最早的雛形。Matlab是一種解釋性執(zhí)行語(yǔ)言，具有強(qiáng)大的計(jì)。工作者不停的在自己的科研過(guò)程中擴(kuò)充Matlab的功能，使其成為了巨大的知識(shí)寶庫(kù)。通?？梢酝ㄟ^(guò)Matlab來(lái)學(xué)習(xí)某個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)，這就是Matlab真正在全世界推廣開(kāi)來(lái)的原因。目前的Matlab版本已經(jīng)可以方便的設(shè)計(jì)漂亮的界面，它可以像VB等語(yǔ)言一樣設(shè)計(jì)漂亮的用戶(hù)接口，另外，,Matlab和其他高級(jí)語(yǔ)言也具有良好的接口，可以方便的實(shí)現(xiàn)與其他語(yǔ)言的混合編。程，進(jìn)一步拓寬了Matlab的應(yīng)用潛力。可以說(shuō)，Matlab已經(jīng)也很有必要成為大學(xué)生的必修課之一，包，它支持線(xiàn)性和非線(xiàn)性系統(tǒng)，連續(xù)、離散時(shí)間模型，或者是兩者的混合。
【正文】 圖 32 正玄信號(hào)參數(shù)設(shè)置 其中 sin 函數(shù)是幅度為 2頻率為 1Hz采樣周期為 的雙精度 DSP 信號(hào) 通信系統(tǒng)仿真 29 圖 33 方波信號(hào)源的參數(shù)設(shè)置 方波信號(hào)是基于采樣的，其幅度設(shè)置為 2，周期為 3，占 1比為 2/3 (3)系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)波形圖 經(jīng)過(guò)上面參數(shù)的設(shè)置后，就可以進(jìn)行系統(tǒng)的仿真下面是示波器顯示的各點(diǎn)的波形圖： 通信系統(tǒng)仿真 30 圖 34 各點(diǎn)的時(shí)間波形圖 由上圖可以看出信息源和載波信號(hào)相乘之后就產(chǎn)生了受幅度控制的 2ASK 信號(hào)。 解調(diào)仿真 2ASK 的解調(diào)分為相干解調(diào)和非相 干解調(diào)法，下面采用相干解調(diào)法對(duì) 2ASK 信號(hào)進(jìn)行解調(diào) (1) 建立 simulink 模型方框圖 相干解調(diào)也叫同步解調(diào)，就是用已調(diào)信號(hào)恢復(fù)出載波 —— 既同步載波。再用載波和已調(diào)信號(hào)相乘，經(jīng)過(guò)低通濾波器和抽樣判決器恢復(fù)出 S(t)信號(hào)， simulink 模型圖如下： 通信系統(tǒng)仿真 31 圖 35 2ASK 相干解調(diào)的 simulink 模型方框圖 （ 2） 參數(shù)設(shè)置 建立好模型之后，開(kāi)始設(shè)置各點(diǎn)的參數(shù)，由于低通濾波器是濾去高頻的載波，才能恢復(fù)出原始信號(hào)，所以為了使已調(diào)信號(hào)的頻譜有明顯的搬移，就要使載波和信息源的頻率有明顯的差別，所以載波的頻 率設(shè)置為 ，所以在此直接使用原載波信號(hào)作為同步載波信號(hào)。 下面是低通濾波器的參數(shù)設(shè)置： 通信系統(tǒng)仿真 32 圖 36 低通濾波器的參數(shù)設(shè)置圖 （ 3） 系統(tǒng)仿真及各點(diǎn)時(shí)間波形圖 通信系統(tǒng)仿真 33 圖 37 2ASK 信號(hào)解調(diào)的各點(diǎn)時(shí)間波形圖 通信系統(tǒng)仿真 34 由上圖可以看出由于載波 頻率的提高使的示波器在波形顯示上出現(xiàn)了一定的困難，不過(guò)要想顯示調(diào)制部分的理想波形只要調(diào)整示波器的顯示范圍即可。 （ 4）誤碼率分析 由于在解調(diào)過(guò)程中沒(méi)有信道和噪聲，所以誤碼率相對(duì)較小，一般是由于碼間串?dāng)_或是參數(shù)設(shè)置的問(wèn)題，由 35圖可以看出此系統(tǒng)的誤碼率為 。 2FSK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 ．調(diào)制仿真 2FSK 信號(hào)是由頻率分別為 f1 和 f2 的兩個(gè)載波對(duì)信號(hào)源進(jìn)行頻率上的控制而形成的，其中f1和 f2 是兩個(gè)頻率有明顯差別的且都遠(yuǎn)大于信號(hào)源頻率的載波信號(hào)， 2FSK 信號(hào)產(chǎn)生的simulink 仿 真模型圖如下所示： 圖 38 2FSK 信號(hào)的 simulink 模型方框圖 通信系統(tǒng)仿真 35 其中 sin wave 和 sin wave1 是兩個(gè) 頻率分別為 f1和 f2的載波， Pulse Generator 模塊是信號(hào)源， NOT實(shí)現(xiàn)方波的反相，最后經(jīng)過(guò)相乘器和相加器生成 2FSK 信號(hào)，各參數(shù)設(shè)置如下： 載波 f1的參設(shè) 圖 39 載波 sin wave 的參數(shù)設(shè)置 其中幅度為 2， f1=1Hz,采樣時(shí)間為 在此選擇載波為單精度信號(hào) 通信系統(tǒng)仿真 36 f2的參數(shù)設(shè)置 圖 310 載波 sin wave1 的參數(shù)設(shè)置 載波是幅度為 2， f2=2,采樣時(shí)間 .為 的單精度信號(hào)。 本來(lái)信號(hào)源 s(t)序列是用隨機(jī)的 0 1信號(hào)產(chǎn)生，在此為了方便仿真就選擇了基于采樣的Pulse Generator 信號(hào)模塊其參數(shù)設(shè)置如下： 通信系統(tǒng)仿真 37 圖 311 Pulse Generator 信號(hào)模塊參數(shù)設(shè)置 其中方波是幅度為 1，周期為 3，占 1 比為 1/3的基于采樣的信號(hào)。 經(jīng)過(guò)以上參數(shù)的設(shè)置后就可以進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，其 各 點(diǎn)的時(shí)間波形如下： 通信系統(tǒng)仿真 38 圖 312 2FSK 信號(hào)調(diào)制各點(diǎn)的時(shí)間波 形 由上圖可以看出經(jīng)過(guò) f1 和 f2 兩個(gè)載波的調(diào)制， 2FSK 信號(hào)有明顯的頻率上的差別。 ．解調(diào)仿真 解調(diào)方框圖如下所示： 通信系統(tǒng)仿真 39 圖 313 2FSK 信號(hào)解調(diào)方框圖 其中 From File 是一個(gè)封裝模塊，就是 2FSK 信號(hào)的調(diào)制模塊，兩個(gè)帶通濾波器分別將 2FSK信號(hào)上下分頻 f1和 f2 ,后面就和 2ASK 信號(hào)的解調(diào)過(guò)程相同，各參數(shù)設(shè)置如下： 通信系統(tǒng)仿真 40 圖 314 2FSK 信號(hào) f1 帶通濾波器參數(shù)設(shè)置 通信系統(tǒng)仿真 41 圖 315 2FSK 信號(hào) f2 帶通濾波器參數(shù)設(shè)置 經(jīng)過(guò)系統(tǒng)仿真后的各點(diǎn)時(shí)間波形如下： 通信系統(tǒng)仿真 42 通信系統(tǒng)仿真 43 圖 315 2FSK 信號(hào)解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形 經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的仿真可以觀察出系統(tǒng)的誤碼率為 ，如下圖所示： 圖 316 2FSK 相干解調(diào)誤碼率 2PSK 的調(diào)制與解調(diào)仿真 ．調(diào)制仿真 在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中 ,當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)離散變化時(shí) ,則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控 (2PSK)信號(hào) . 在此 用已調(diào)信號(hào)載波的 0176。 和 180176。 分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的 1 和 ，其方框圖如下： 圖 317 2PSK 信號(hào)調(diào)制的 simulink 的模型圖 通信系統(tǒng)仿真 44 其中 Sin wave 和 Sin wave1 是反相的載波，正玄脈沖作為信號(hào)源，各個(gè)參數(shù)設(shè)置如下： 圖 318 Sin wave 信號(hào)參數(shù)設(shè)置 通信系統(tǒng)仿真 45 圖 319 Sin wave1 信號(hào)的參數(shù)設(shè)置 由上面兩個(gè)圖可以看出兩個(gè)載波是幅度為 3 頻率為 4Hz 采樣時(shí)間為 的反相信號(hào)。 通信系統(tǒng)仿真 46 圖 320 脈沖信號(hào)的參數(shù)設(shè)置 脈沖信號(hào)是幅度為 2周期為 1占空比為 50%的基于時(shí)間的信號(hào)。 通信系統(tǒng)仿真 47 圖 321 2PSK 調(diào)制的各點(diǎn)時(shí)間波形 解調(diào)仿真 (1)建立 simulink 模型方框圖如下： 圖 322 2PSK 解調(diào)框圖通信系統(tǒng)仿真 48 （ 2） 各點(diǎn)的時(shí)間波形如下所示： 圖 323 2PSK 解調(diào)各點(diǎn)的時(shí)間波形 （ 3）結(jié)果分析 由 322圖可以看出其誤碼率為 ，由于沒(méi)有噪聲的影響所以誤碼率一般在 ，由于系統(tǒng)的 不 準(zhǔn)確性和碼間影響所以誤碼率稍微偏大。 通信系統(tǒng)仿真 49 總結(jié) 本文通過(guò)對(duì)數(shù)字 信號(hào)的 simulink 建模仿真，使我數(shù)字鍵控的概念又有了更深的了解，而且也熟悉了 simulink 軟件的操作，在此非常感謝 胡曼青老師 對(duì)我的指導(dǎo)和支持。 使我在設(shè)計(jì)和論文過(guò)程中非常順利的完成。 由于 個(gè)人能力有限，在設(shè)計(jì)和論文中可能存在種種的不足之處，希望各位教員和評(píng)委予以指出，謝謝！ 致謝 通過(guò)這段時(shí)間的親生經(jīng)歷，我感覺(jué)自己學(xué)到了：收集、整理資料、共同協(xié)作、分析及處理問(wèn)題等許多方面的知識(shí)，我真誠(chéng)感謝這期間 胡曼青老師給予我們的全力幫助，細(xì)心指導(dǎo) 。 參考文獻(xiàn) [1] 王興亮 編著，《數(shù)字 通信原理與技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社， 第二版 [2] 徐明遠(yuǎn) 邵玉斌 編著，《 MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版社，2020 [3] 孫屹 吳磊 編著 , 《 Simulink通信仿真開(kāi) 發(fā)手冊(cè) 》 ,國(guó)防工業(yè) 出版社 ,2020 2020 年 5 月 15 日
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