基于-MATLAB-的QPSK系統(tǒng)仿真設(shè)計與實現(xiàn)(完整資料)

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基于MATLAB的QPSK系統(tǒng)仿真設(shè)計與實現(xiàn)(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）通信系統(tǒng)仿真設(shè)計實訓(xùn)報告

課題名稱:基于MATLAB的QPSK系統(tǒng)仿真設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)生學(xué)號：學(xué)生姓名:所在班級:任課教師：2016年10月25日

目錄TOC\o"1-3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc328571992"1。1QPSK系統(tǒng)的應(yīng)用背景簡介3HYPERLINK\l”_Toc328571993”1.2QPSK實驗仿真的意義3HYPERLINK\l”_Toc328571994”1.3實驗平臺和實驗內(nèi)容3HYPERLINK\l”_Toc328571995”1。3。1實驗平臺3HYPERLINK\l”_Toc328571996”實驗內(nèi)容3HYPERLINK\l”_Toc328571997”二、系統(tǒng)實現(xiàn)框圖和分析4HYPERLINK\l”_Toc328571998"2.1、QPSK調(diào)制部分，42.2、QPSK解調(diào)部分5HYPERLINK\l”_Toc328572000”三、實驗結(jié)果及分析6HYPERLINK\l”_Toc328572001"3.1、理想信道下的仿真6HYPERLINK\l”_Toc328572002"3。2、高斯信道下的仿真7HYPERLINK\l”_Toc328572003”3.3、先通過瑞利衰落信道再通過高斯信道的仿真8HYPERLINK\l”_Toc328572004"總結(jié)：10HYPERLINK\l”_Toc328572004”參考文獻(xiàn)：11附錄121.1QPSK系統(tǒng)的應(yīng)用背景簡介QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying的縮略語簡稱，意為正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式。在19世紀(jì)80年代初期,人們選用恒定包絡(luò)數(shù)字調(diào)制。這類數(shù)字調(diào)制技術(shù)的優(yōu)點是已調(diào)信號具有相對窄的功率譜和對放大設(shè)備沒有線性要求，不足之處是其頻譜利用率低于線性調(diào)制技術(shù)。19世紀(jì)80年代中期以后,四相絕對移相鍵控（QPSK)技術(shù)以其抗干擾性能強(qiáng)、誤碼性能好、頻譜利用率高等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于數(shù)字微波通信系統(tǒng)、數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)、寬帶接入、移動通信及有線電視系統(tǒng)之中。1.2QPSK實驗仿真的意義通過完成設(shè)計內(nèi)容,復(fù)習(xí)QPSK調(diào)制解調(diào)的基本原理，同時也要復(fù)習(xí)通信系統(tǒng)的主要組成部分，了解調(diào)制解調(diào)方式中最基礎(chǔ)的方法。了解QPSK的實現(xiàn)方法及數(shù)學(xué)原理。并對“通信”這個概念有個整體的理解，學(xué)習(xí)數(shù)字調(diào)制中誤碼率測試的標(biāo)準(zhǔn)及計算方法。同時還要復(fù)習(xí)隨機(jī)信號中時域用自相關(guān)函數(shù)，頻域用功率譜密度來描述平穩(wěn)隨機(jī)過程的特性等基礎(chǔ)知識，來理解高斯信道中噪聲的表示方法,以便在編程中使用。理解QPSK調(diào)制解調(diào)的基本原理，并使用MATLAB編程實現(xiàn)QPSK信號在高斯信道和瑞利衰落信道下傳輸，以及該方式的誤碼率測試。復(fù)習(xí)MATLAB編程的基礎(chǔ)知識和編程的常用算法以及使用MATLAB仿真系統(tǒng)的注意事項,并鍛煉自己的編程能力，通過編程完成QPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真，以及誤碼率測試，并得出響應(yīng)波形.在完成要求任務(wù)的條件下，嘗試優(yōu)化程序。通過本次實驗，除了和隊友培養(yǎng)了默契學(xué)到了知識之外，還可以將次實驗作為一種推廣，讓更多的學(xué)生來深入一層的了解QPSK以至其他調(diào)制方式的原理和實現(xiàn)方法?？梢苑奖銓W(xué)生進(jìn)行測試和對比。足不出戶便可以做實驗。1.3實驗平臺和實驗內(nèi)容1。3.1實驗平臺本實驗是基于Matlab的軟件仿真,只需PC機(jī)上安裝MATLAB6.0或者以上版本即可。(本實驗附帶基于MatlabSimulink（模塊化）仿真,如需使用必須安裝simulink模塊)實驗內(nèi)容1.構(gòu)建一個理想信道基本QPSK仿真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有a.基帶輸入波形及其功率譜b.QPSK信號及其功率譜c.QPSK信號星座圖2。構(gòu)建一個在AWGN（高斯白噪聲）信道條件下的QPSK仿真系統(tǒng)，要求仿真結(jié)果有a.QPSK信號及其功率譜b。QPSK信號星座圖 c.高斯白噪聲信道條件下的誤碼性能以及高斯白噪聲的理論曲線，要求所有誤碼性能曲線在同一坐標(biāo)比例下繪制3驗可選做擴(kuò)展內(nèi)容要求:構(gòu)建一個先經(jīng)過Rayleigh（瑞利衰落信道)，再通過AWGN（高斯白噪聲）信道條件下的條件下的QPSK仿真系統(tǒng),要求仿真結(jié)果有a.QPSK信號及其功率譜b.通過瑞利衰落信道之前和之后的信號星座圖，前后進(jìn)行比較c.在瑞利衰落信道和在高斯白噪聲條件下的誤碼性能曲線，并和二.2。c中所要求的誤碼性能曲線在同一坐標(biāo)比例下繪制二、系統(tǒng)實現(xiàn)框圖和分析2。1、QPSK調(diào)制部分，原理框圖如圖1所示1(t）＝QPSK信號s（t）QPSK信號s（t）二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列極性NRZ電平編碼器分離器2（t）＝ 圖1原理分析：基本原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)QPSK與二進(jìn)制PSK一樣，傳輸信號包含的信息都存在于相位中。的別的載波相位取四個等間隔值之一，如л/4,3л/4,5л/4,和7л/4。相應(yīng)的，可將發(fā)射信號定義為0≤t≤TSi（t）＝0。，其他其中,i＝1，2，2,4；E為發(fā)射信號的每個符號的能量，T為符號持續(xù)時間,載波頻率f等于nc/T，nc為固定整數(shù)。每一個可能的相位值對應(yīng)于一個特定的二位組。例如,可用前述的一組相位值來表示格雷碼的一組二位組：10，00，01,11。下面介紹QPSK信號的產(chǎn)生和檢測.如果a為典型的QPSK發(fā)射機(jī)框圖。輸入的二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列首先被不歸零（NRZ）電平編碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為極性形式,即負(fù)號1和0分別用和－表示.接著,該二進(jìn)制波形被分接器分成兩個分別由輸入序列的奇數(shù)位偶數(shù)位組成的彼此獨立的二進(jìn)制波形，這兩個二進(jìn)制波形分別用a1(t），和a2(t)表示。容易注意到，在任何一信號時間間隔內(nèi)a1（t)，和a2（t）的幅度恰好分別等于Si1和Si2，即由發(fā)送的二位組決定。這兩個二進(jìn)制波形a1（t）,和a2（t）被用來調(diào)制一對正交載波或者說正交基本函數(shù)：1(t）＝，2（t）＝.這樣就得到一對二進(jìn)制PSK信號.1（t)和2（t）的正交性使這兩個信號可以被獨立地檢測。最后，將這兩個二進(jìn)制PSK信號相加，從而得期望的QPSK。2.2、QPSK解調(diào)部分,原理框圖如圖2所示：1（t）同相信道門限＝0發(fā)送二進(jìn)制序列的估計判決門限發(fā)送二進(jìn)制序列的估計判決門限低通filrer判決門限復(fù)接器接收信號x（t）低通filrer2（t）正交信道門限＝0 圖2原理分析:QPSK接收機(jī)由一對共輸入地相關(guān)器組成。這兩個相關(guān)器分別提供本地產(chǎn)生地相干參考信號1（t）和2（t）。相關(guān)器接收信號x（t)，相關(guān)器輸出地x1和x2被用來與門限值0進(jìn)行比較。如果x1>0,則判決同相信道地輸出為符號1;如果x1〈0,則判決同相信道的輸出為符號0。;類似地。如果正交通道也是如此判決輸出.最后同相信道和正交信道輸出這兩個二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列被復(fù)加器合并，重新得到原始的二進(jìn)制序列。在AWGN信道中，判決結(jié)果具有最小的負(fù)號差錯概率。三、實驗結(jié)果及分析根據(jù)圖1和圖2的流程框圖設(shè)計仿真程序，得出結(jié)果并且分析如下：3.1、理想信道下的仿真，實驗結(jié)果如圖3所示 圖3實驗結(jié)果分析： 如圖上結(jié)果顯示，完成了QPSK信號在理想信道上的調(diào)制，傳輸,解調(diào)的過程，由于調(diào)制過程中加進(jìn)了載波，因此調(diào)制信號的功率譜密度會發(fā)生變化.并且可以看出調(diào)制解調(diào)的結(jié)果沒有誤碼。3.2、高斯信道下的仿真，結(jié)果如圖4所示: 圖4實驗結(jié)果分析： 由圖4可以得到高斯信道下的調(diào)制信號，高斯噪聲，調(diào)制輸出功率譜密度曲線和QPSK信號的星座圖. 在高斯噪聲的影響下，調(diào)制信號的波形發(fā)生了明顯的變化，其功率譜密度函數(shù)相對于圖1中的調(diào)制信號的功率譜密度只發(fā)生了微小的變化，原因在于高斯噪聲是一個均值為0的白噪聲,在各個頻率上其功率是均勻的，因此此結(jié)果是真確的.星座圖反映可接收信號早高斯噪聲的影響下發(fā)生了誤碼，但是大部分還是保持了原來的特性.3.3、先通過瑞利衰落信道再通過高斯信道的仿真。實驗結(jié)果如圖5所示： 圖5實驗結(jié)果分析： 由圖5可以得到瑞利衰落信道前后的星座圖，調(diào)制信號的曲線圖及其功率譜密度。最后顯示的是高斯信道和瑞利衰落信道的誤碼率對比.由圖可知瑞利衰落信道下的誤碼率比高斯信道下的誤碼率高。至此,仿真實驗就全部完成。結(jié)論本論文運用MATLAB中的動態(tài)仿真工具箱Simulink仿真實現(xiàn)了PCM系統(tǒng)的全部過程。根據(jù)PCM系統(tǒng)的組成原理,在Simulink模塊庫中找到相應(yīng)的模塊,然后選擇合適的模塊以及設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)，建立了PCM通信系統(tǒng)的仿真模型，最后在給定仿真的條件下，運行了仿真系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明：1.在正常的信噪比條件下，該通信系統(tǒng)失真較小,達(dá)到了預(yù)期的目的。2。Simulink仿真工具箱操作簡單方便、調(diào)試直觀，為通信系統(tǒng)的軟件仿真實現(xiàn)提供了極大的方便。參考文獻(xiàn)：1、《MATLAB寶典》陳杰等編著電子工業(yè)出版社2、《MATLAB信號處理》劉波，文忠,曾涯編著北京電子工業(yè)出版社3、《數(shù)字信號處理的MATLAB實現(xiàn)》萬永革編著北京科學(xué)出版社4、網(wǎng)上資料附錄MATLAB程序%調(diào)相法clearallcloseallt=［-1:0。01:7-0。01］;tt=length（t)；x1=ones（1,800)；fori=1:ttif(t(i）〉=-1&t（i）<=1）｜（t（i)>=5&t（i）<=7);x1(i)=1;elsex1(i）=—1；endendt1=[0：0。01:8-0。01];t2=0：0。01：7-0.01;t3=-1:0。01:7.1-0。01；t4=0：0.01:8。1-0.01;tt1=length（t1);x2=ones(1,800）；fori=1：tt1if（t1（i)>=0&t1（i）<=2)|(t1(i）〉=4&t1(i)〈=8）;x2(i)=1；elsex2（i）=—1;endendf=0：0。1：1；xrc=0.5+0.5*cos（pi*f）;y1=conv（x1,xrc)/5。5；y2=conv（x2，xrc）/5。5;n0=randn(size(t2)）；f1=1;i=x1。*cos（2＊pi＊f1＊t）；q=x2。＊sin（2＊pi＊f1*t1);I=i(101：800）;Q=q(1：700)；QPSK=sqrt（1/2）.*I+sqrt(1/2)。*Q;QPSK_n=（sqrt(1/2）.*I+sqrt（1/2)。*Q）+n0；n1=randn(size(t2）);i_rc=y1。＊cos(2*pi＊f1＊t3)；q_rc=y2。＊sin（2＊pi*f1*t4)；I_rc=i_rc(101：800）;Q_rc=q_rc（1:700）；QPSK_rc=（sqrt（1/2)。＊I_rc+sqrt（1/2).*Q_rc）；QPSK_rc_n1=QPSK_rc+n1；figure(1）subplot(4，1，1);plot（t3，i_rc);axis(［—18-11］）;ylabel（’a序列’)；subplot（4，1，2）；plot(t4,q_rc）;axis（[—18—11］）;ylabel(’b序列’）;subplot（4，1,3）；plot（t2，QPSK_rc）;axis([—18—11］);ylabel（'合成序列’);subplot（4，1，4）；plot（t2,QPSK_rc_n1)；axis(［—18-11]）；ylabel(’加入噪聲'）；效果圖：%設(shè)定T=1,加入高斯噪聲clearallcloseall％調(diào)制bit_in=randint(1e3，1,[01]）;bit_I=bit_in（1:2：1e3)；bit_Q=bit_in(2：2：1e3)；data_I=-2＊bit_I+1;data_Q=—2＊bit_Q+1；data_I1=repmat（data_I'，20，1）;data_Q1=repmat(data_Q’,20，1）;fori=1:1e4data_I2（i）=data_I1(i）；data_Q2（i)=data_Q1（i)；end；f=0：0。1：1；xrc=0。5+0.5＊cos（pi＊f）；data_I2_rc=conv(data_I2，xrc）/5.5；data_Q2_rc=conv(data_Q2，xrc)/5。5；f1=1；t1=0：0。1:1e3+0。9;n0=rand（size(t1）)；I_rc=data_I2_rc.*cos（2＊pi＊f1*t1)；Q_rc=data_Q2_rc.*sin（2*pi*f1*t1)；QPSK_rc=（sqrt(1/2）.＊I_rc+sqrt(1/2).*Q_rc)；QPSK_rc_n0=QPSK_rc+n0；%解調(diào)I_demo=QPSK_rc_n0.＊cos(2*pi*f1*t1);Q_demo=QPSK_rc_n0。*sin（2＊pi＊f1＊t1）；%低通濾波I_recover=conv（I_demo,xrc）;Q_recover=conv（Q_demo,xrc）;I=I_recover(11:10010);Q=Q_recover（11:10010)；t2=0：0。05:1e3-0.05；t3=0：0。1：1e3-0。1;％抽樣判決data_recover=［]；fori=1：20：10000data_recover=[data_recoverI(i：1：i+19）Q(i：1：i+19）］;end；bit_recover=［］；fori=1：20:20000ifsum(data_recover（i:i+19））〉0data_recover_a（i:i+19）=1；bit_recover=［bit_recover1］；elsedata_recover_a（i:i+19)=-1;bit_recover=［bit_recover—1］；endenderror=0；dd=—2*bit_in+1；ddd=［dd’］；ddd1=repmat(ddd，20，1）;fori=1:2e4ddd2(i)=ddd1(i);endfori=1:1e3ifbit_recover(i）~=ddd(i）error=error+1；endendp=error/1000;figure（1)subplot（2，1,1);plot（t2，ddd2）；axis(［0100-22])；title（'原序列’）;subplot(2,1,2）；plot（t2，data_recover_a）；axis(［0100—22]）；title（'解調(diào)后序列’）;效果圖：%設(shè)定T=1,不加噪聲clearallcloseall％調(diào)制bit_in=randint(1e3，1，[01]）;bit_I=bit_in(1：2:1e3）；bit_Q=bit_in(2：2:1e3)；data_I=—2＊bit_I+1;data_Q=—2*bit_Q+1;data_I1=repmat(data_I’,20,1)；data_Q1=repmat（data_Q'，20，1)；fori=1:1e4data_I2(i）=data_I1(i）;data_Q2(i）=data_Q1(i)；end；t=0:0.1：1e3-0.1;f=0:0.1:1；xrc=0。5+0.5＊cos（pi＊f）;data_I2_rc=conv(data_I2，xrc)/5.5;data_Q2_rc=conv（data_Q2，xrc)/5。5;f1=1；t1=0:0。1:1e3+0。9；I_rc=data_I2_rc.*cos（2＊pi＊f1＊t1）；Q_rc=data_Q2_rc.*sin（2＊pi*f1*t1);QPSK_rc=(sqrt(1/2）。*I_rc+sqrt（1/2)。＊Q_rc）；%解調(diào)I_demo=QPSK_rc.＊cos(2＊pi*f1*t1）；Q_demo=QPSK_rc.*sin（2＊pi＊f1*t1);I_recover=conv（I_demo，xrc);Q_recover=conv（Q_demo，xrc）；I=I_recover（11：10010)；Q=Q_recover（11：10010）;t2=0:0。05：1e3-0.05;t3=0：0.1：1e3—0.1；data_recover=［］;fori=1:20：10000data_recover=[data_recoverI(i：1:i+19)Q(i：1:i+19)］；end;ddd=—2*bit_in+1；ddd1=repmat(ddd’,10,1);fori=1:1e4ddd2(i)=ddd1(i)；endfigure(1)subplot（4，1，1)；plot(t3,I);axis（［020-66]）;subplot(4，1,2）;plot（t3,Q);axis（［020-66］）；subplot(4,1,3);plot(t2,data_recover）;axis(［020-66]）;subplot（4,1，4）;plot(t，ddd2);axis（［020—66]）;效果圖:%QPSK誤碼率分析SNRindB1=0:2:10;SNRindB2=0：0.1：10；fori=1：length（SNRindB1）[pb,ps］=cm_sm32(SNRindB1（i)）；smld_bit_err_prb（i）=pb;smld_symbol_err_prb(i）=ps;end;fori=1：length(SNRindB2）SNR=exp（SNRindB2（i)＊log（10）/10）；theo_err_prb（i)=Qfunct（sqrt（2*SNR））；end;title(’QPSK誤碼率分析’）；semilogy（SNRindB1，smld_bit_err_prb，’*')；axis（［01010e—81］)；holdon；％semilogy（SNRindB1,smld_symbol_err_prb，'o'）;semilogy（SNRindB2，theo_err_prb);legend（’仿真比特誤碼率','理論比特誤碼率'）;holdoff;function［y]=Qfunct(x)y=（1/2)＊erfc（x/sqrt（2））；function［pb,ps］=cm_sm32(SNRindB)N=10000;E=1；SNR=10^(SNRindB/10）;sgma=sqrt（E/SNR)/2;s00=[10]；s01=[01］;s11=［—10］;s10=[0-1];fori=1：Ndsource1(i)=［1011000101101011];numofsymbolerror=0;numofbiterror=0;fori=1：Nn=sgma*randn（size（s00)）；if(（dsource1（i）==0)&（dsource2（i）==0))r=s00+n;elseif（（dsource1（i）==0）&（dsource2（i)==1））r=s01+n；elseif（(dsource1（i)==1）＆（dsource2（i）==0））r=s10+n;elser=s11+n；end；c00=dot(r，s00）;c01=dot（r，s01)；c10=dot(r，s10）；c11=dot（r，s11）;c_max=max([c00c01cif（c00==c_max)decis1=0；decis2=0;elseif（c01==c_max）decis1=0;decis2=1；elseif（c10==c_max）decis1=1;decis2=0；elsedecis1=1;decis2=1;end;symbolerror=0;if(decis1～=dsource1（i））numofbiterror=numofbiterror+1；symbolerror=1;end;if（decis2～=dsource2(i））numofbiterror=numofbiterror+1;symbolerror=1;end;if(symbolerror==1）numofsymbolerror=numofsymbolerror+1;end；end；ps=numofsymbolerror/N；pb=numofbiterror/（2*N）；效果圖：創(chuàng)新實踐報告報告題目：基于ｍａt(yī)lab的通信系統(tǒng)仿真學(xué)院名稱：信息工程學(xué)院姓名：班級學(xué)號：指導(dǎo)老師:二O一四年十月十五日一、引言現(xiàn)代社會發(fā)展要求通信系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)，性能越來越高,構(gòu)成越來越復(fù)雜;另一方面,要求通信系統(tǒng)技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)縮短周期,降低成本，提高水平。這樣尖銳對立的兩個方面的要求，只有通過使用強(qiáng)大的計算機(jī)輔助分析設(shè)計技術(shù)和工具才能實現(xiàn).在這種迫切的需求之下，ＭATLＡB應(yīng)運而生.它使得通信系統(tǒng)仿真的設(shè)計和分析過程變得相對直觀和便捷,由此也使得通信系統(tǒng)仿真技術(shù)得到了更快的發(fā)展.通信系統(tǒng)仿真貫穿著通信系統(tǒng)工程設(shè)計的全過程,對通信系統(tǒng)的發(fā)展起著舉足輕重的作用.通信系統(tǒng)仿真具有廣泛的適應(yīng)性和極好的靈活性,有助于我們更好地研究通信系統(tǒng)性能.通信系統(tǒng)仿真的基本步驟如下圖所示:二、仿真分析與測試(1）隨機(jī)信號的生成利用Mａt(yī)lab中自帶的函數(shù)ｒａndsｒｃ來產(chǎn)生0、１等概分布的隨機(jī)信號。源代碼如下所示:ｇlｏbaｌNN＝300;globaｌpp＝０．5;ｓource＝ｒanｄsｒc（1,N,［1，0;p，1-ｐ］）；(2)信道編譯碼卷積碼的原理卷積碼（coｎｖoｌutioｎaｌcode）是由伊利亞斯(ｐ.Eｌias）發(fā)明的一種非分組碼。在前向糾錯系統(tǒng)中，卷積碼在實際應(yīng)用中的性能優(yōu)于分組碼，并且運算較簡單。卷積碼在編碼時將k比特的信息段編成n個比特的碼組，監(jiān)督碼元不僅和當(dāng)前的k比特信息段有關(guān),而且還同前面m=(N－1）個信息段有關(guān)。通常將N稱為編碼約束長度,將nN稱為編碼約束長度.一般來說,卷積碼中k和n的值是比較小的整數(shù)。將卷積碼記作（ｎ,ｋ，N)。卷積碼的編碼流程如下所示。可以看出：輸出的數(shù)據(jù)位V1,V2和寄存器D０，D1，Ｄ２，D3之間的關(guān)系。根據(jù)模2加運算特點可以得知奇數(shù)個１模２運算后結(jié)果仍是1，偶數(shù)個１模2運算后結(jié)果是0。譯碼原理卷積碼譯碼方法主要有兩類:代數(shù)譯碼和概率譯碼。代數(shù)譯碼主要根據(jù)碼本身的代數(shù)特性進(jìn)行譯碼,而信道的統(tǒng)計特性并沒有考慮在內(nèi)。目前,代數(shù)譯碼的主要代表是大數(shù)邏輯解碼。該譯碼方法對于約束長度較短的卷積碼有較好的效果，并且設(shè)備較簡單。概率譯碼，又稱最大似然譯碼,是基于信道的統(tǒng)計特性和卷積碼的特點進(jìn)行計算。在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中,維特比譯碼是目前使用最廣泛的概率譯碼方法。維特比譯碼算法基本原理是:將接收到的信號序列和所有可能的發(fā)送信號序列比較，選擇其中漢明距離最小的序列認(rèn)為是當(dāng)前發(fā)送序列。維特比譯碼的前提是建立合適的網(wǎng)格圖，以便尋找最優(yōu)路徑。或者可以認(rèn)為，維特比譯碼的關(guān)鍵是尋找最優(yōu)路徑。在實際的譯碼操作過程中,怎樣建立網(wǎng)格以及建立網(wǎng)格后的路徑的選擇是譯碼的關(guān)鍵問題。調(diào)制與解調(diào)１）ＢＰSK的調(diào)制原理在二進(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)字基帶信號離散變化時,則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控2PＳＫ信號。通常用已調(diào)信號載波的０度和180度分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號的１和0。二進(jìn)制移相鍵控信號的時域表達(dá)式為其中,與２ASK和2ＦSＫ時的不同，在２PＳK調(diào)制中,應(yīng)選擇雙極性，即當(dāng)發(fā)送概率為P,,當(dāng)發(fā)送概率為1—Ｐ,。若是脈寬為、高度為1的矩形脈沖，則有當(dāng)發(fā)送概率為P時,(式2-2）發(fā)送概率為１—P時，（式2-3）由（式2—2)和（式2—3)可以看出，當(dāng)發(fā)送二進(jìn)制符號１時,已調(diào)信號取0度相位，當(dāng)發(fā)送二進(jìn)制符號為0時,取180度相位，則有，其中發(fā)送符號1,,發(fā)送符號0，.這種以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號的調(diào)制方式，稱為二進(jìn)制絕對移向方式。下面為2PＳK信號調(diào)制原理框圖2.1所示:SS(t)碼型變換乘法器圖2。1:2ＰSK信號的調(diào)制原理圖（模擬調(diào)制方法）2）BPSK解調(diào)原理2PSＫ信號的解調(diào)通常都采用相干解調(diào),解調(diào)器原理如圖２.３所示,在相干解調(diào)過程中需要用到和接收的２PＳＫ信號同頻同相的想干載波.帶通濾波器帶通濾波器相乘器低通濾波器抽樣判決器定時脈沖輸出abcde圖２。3：BＰSK相干解調(diào)圖2.4BPSK解調(diào)各點時間波形T圖2.4BPSK解調(diào)各點時間波形Ts1010tb1\ttttt11100adecQPSK調(diào)制與解調(diào)（1)QPSＫ的調(diào)制原理：四相相移鍵控是ＭＰSK的一種特殊情況，它是利用載波的4個不同相位來描述數(shù)字信息的調(diào)制方式，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。QPSＫ的表達(dá)式可以寫為：其中，是角頻率，是第K個碼元的載波相位取值，TS是一個發(fā)送碼元的持續(xù)時間,它將取可能的四種相位之一，g（t）是發(fā)送的波形函數(shù).將上式展開可以得到：從式中可以看出,四相調(diào)制的波形,可以看成是對兩個正交載波進(jìn)行二進(jìn)制幅度調(diào)制信號之和。從XN和ＹN的取值，容易發(fā)現(xiàn)兩者具有一定的適量約束關(guān)系。保證兩者合成的矢量點落在同一圓周上。這個關(guān)系意味著,系統(tǒng)的非線性失真對QPSK系統(tǒng)的可靠性影響很小.(2）QPＳＫ的解調(diào)原理：正交電路和同相電路分別設(shè)置兩個相關(guān)器（或匹配濾波器)，得到I(t)和Q（ｔ），經(jīng)過電平判決和串并轉(zhuǎn)換即可恢復(fù)原始信號.信道加性高斯白噪聲信道加性高斯白噪聲（AWGN）從統(tǒng)計上而言是隨機(jī)無線噪聲，其特點是其通信信道上的信號分布在很寬的頻帶范圍內(nèi)。加性高斯白噪聲在通信領(lǐng)域中指的是一種各頻譜分量服從均勻分布（即白噪聲），且幅度服從高斯分布的噪聲信號。因其可加性、幅度服從高斯分布且為白噪聲的一種而得名。該噪聲信號為一種便于分析的理想噪聲信號,實際的噪聲信號往往只在某一頻段內(nèi)可以用高斯白噪聲的特性來進(jìn)行近似處理。由于AＷGN信號易于分析、近似，因此在信號處理領(lǐng)域,對信號處理系統(tǒng)(如濾波器、低噪音高頻放大器、無線信號傳輸?shù)?的噪聲性能的簡單分析(如:信噪比分析）中，一般可假設(shè)系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪音或受到的噪音信號干擾在某頻段或限制條件之下是高斯白噪聲.這種噪聲假設(shè)為在整個信道帶寬下功率譜密度（PDF)為常數(shù)，并且振幅符合高斯概率分布。瑞利信道在無線通信信道中，由于信號進(jìn)行多徑傳播達(dá)到接收點處的場強(qiáng)來自不同傳播的路徑，各條路徑延時時間是不同的，而各個方向分量波的疊加,又產(chǎn)生了駐波場強(qiáng)，從而形成信號快衰落稱為瑞利衰落.瑞利衰落信道(Ｒayleｉghfadingｃhannｅl）是一種無線電信號傳播環(huán)境的“統(tǒng)計模型(staｔiｓtiｃａlmodel）”。這種模型假設(shè)信號通過無線信道之后,其信號幅度（ampｌitudｅ）是隨機(jī)的,即“衰落（ｆaｄiｎg)”,并且其包絡(luò)(ｅnvｅloｐe)服從瑞利分布(Rayleighdｉｓtrｉｂutiｏｎ）。這一信道模型能夠描述由電離層和對流層反射的短波信道，以及建筑物密集的城市環(huán)境.［1][2］瑞利衰落只適用于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)不存在直射信號（LｏS,LinｅｏfSighｔ）的情況，否則應(yīng)使用萊斯衰落信道（Ricｅａnfaｄinｇchanneｌ)作為信道模型.(５)多徑合并1）MRC方式最大比合并是對等增益合并的改進(jìn)，即各個支路加權(quán)系數(shù)與該支路信噪比成正比，各支路信噪比越大，其相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)越大，該支路對合并信噪比的貢獻(xiàn)也越大.假定每個支路的平均噪聲功率相等，可以證明當(dāng)各個支路加權(quán)系數(shù)為Gi＝Ａｉ/σ2時，分集合并后的平均輸出信噪比最大.其中，Aｉ為第ｉ條支路信號幅度；σ2為每條支路噪聲平均功率。合并后的輸出信號幅度為2)EGC方式當(dāng)支路加權(quán)系數(shù)設(shè)定為G１＝G2＝…＝GN時,稱為等增益合并,但需要對每個支路的信號進(jìn)行同相化處理。(6)采樣判決由于從匹配濾波器出來的信號的點數(shù)８倍于原來信息的點數(shù),為了恢復(fù)出原信號,所以需要對該信號進(jìn)行采樣。從匹配濾波器出來時，首先要剔除卷積過程中冗余的點，接著抽取現(xiàn)在信號中的第1個，第9個,……，第８×k＋１個點,源代碼如下：fuｎctioｎ[ｙ1，y２]＝ｐick_sig(x1,x2，raｔio）ｙ１＝x1（raｔio*３＊2+1:ratio：lengｔｈ(ｘ１)）；y2＝x2（ratiｏ*3＊2＋1:raｔｉo:lengｔh（x1）)；經(jīng)過前邊的匹配濾波器解調(diào)或者稱為相關(guān)解調(diào)產(chǎn)生了一組向量，在這里就是一個一維的向量,根據(jù)最大后驗概率（MAP)準(zhǔn)則（由于各個信號的先驗概率相等,所以頁可以認(rèn)為是最大似然準(zhǔn)則），得到了最小距離檢測.具體在本仿真系統(tǒng)中,判斷為各個信號的門限如表２所示。判決后得到的數(shù)據(jù)再按照格雷碼的規(guī)則還原成0、1信號，最終將兩路0、１信號合成一路0、1信號，用來同最初的信號一起決定誤碼率。表2判決電平對應(yīng)表判決前的信號的幅度對應(yīng)的判決后的幅度－3-113理論值與仿真結(jié)果的對比在仿真完成之后，把得出的仿真結(jié)果與理論結(jié)果相互對比，了解仿真與理論的差異.三、系統(tǒng)仿真分析（一)有信道編碼和無信道編碼的的性能比較１、信道編碼的仿真第一步:產(chǎn)生隨機(jī)序列,執(zhí)行隨機(jī)序列生成程序,得出隨機(jī)序列：011０1011.第二步:對隨機(jī)序列進(jìn)行卷積編碼得：000111１1１101００0０第三步：在接收端對信號進(jìn)行相干解調(diào)，結(jié)果如下:第四步:對相干解調(diào)之后的信號進(jìn)行解碼得出下圖所示信號:總結(jié)：有以上四圖看出，發(fā)送信號與接收端解調(diào)出的信號一樣，說明無線通信的目的就是無失真的傳遞信息；信道的功能就是盡可能無失真的傳輸信息。2、有信道編碼和無信道編碼的比較信道編碼的實質(zhì)是在信息碼中增加一定數(shù)量的多余碼元（稱為監(jiān)督碼元)，使它們滿足一定的約束關(guān)系,這樣，由信息碼元和監(jiān)督碼元共同組成一個由信道傳輸?shù)拇a字。一旦傳輸過程中發(fā)生錯誤,則信息碼元和監(jiān)督碼元間的約束關(guān)系被破壞。在接收端按照既定的規(guī)則校驗這種約束關(guān)系，從而達(dá)到發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤的目的.為了分析誤碼率隨著信噪比的編碼所呈現(xiàn)出來在有信道編碼和無信道編碼的差別,首先產(chǎn)生的隨機(jī)的１0000＊128個符號數(shù)，snｒ噪聲為0到15d。bitcoded＝chａnnelcodｉng（sｙm，G,4)；%信道編碼，(7，4）碼bitdｅｃoded=chａｎneldecodｉng（Rｓtream，Eｔａb,Sｍａt(yī)rix,H,7，4)；根據(jù)仿真曲線圖可以看出，有信道編碼的曲線的誤碼率比沒有信道編碼的誤碼率低，并且隨著信噪比的增大而明顯.說明信道編碼提高了信息傳輸?shù)目煽啃?，提升了通信系統(tǒng)的傳輸性能。(二）ＢＰSK與QPＳK調(diào)制方式對通信系統(tǒng)性能的比較１、調(diào)制過程的仿真對(一）部分中卷積產(chǎn)生的序列００11111１1010000進(jìn)行調(diào)制得出下示波形:２、不同調(diào)制方式的誤碼率分析＜1＞BPSK調(diào)制datａ１=dａｔa。*２—１;［data2]=oveｒｓamp（data１，nd，IPＯINＴ)；daｔa3＝conv（ｄaｔａ2，ｘh)；％ｃonv:builtinfｕｎｃtｉｏn〈２>QPSK調(diào)制[iｃh,qch]=qpskmod（data1_q，1，nd，2);［ich1,ｑch1]=comｐoｖersａmp（icｈ，qｃｈ,lｅngｔh(ich）,IＰOINＴ）;[ｉch2,qch２］=coｍpcｏnｖ(ich１，ｑcｈ1，ｘh）;將BPSK和QPSK在同樣的高斯信道下傳輸，在相同的信噪比和發(fā)碼速率的情況下,仿真兩種調(diào)制方式產(chǎn)生的誤碼率曲線如下所示:從誤碼率圖可以看出,BＰＳＫ比QＰSK的誤碼率低,BPSK性能較好。在相同的信道下,BPSK調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率小于QPSＫ調(diào)制,因此相同系統(tǒng)情況下BＰＳK優(yōu)于QPＳＫ.(三)高斯信道和瑞利衰落信道下的比較１、信道加噪仿真將經(jīng)過調(diào)制的模擬信號通過加高斯噪聲的信道傳輸后，信號會被噪聲干擾,波形發(fā)生變化，如下圖所示：然而，在不同的信道下，波形受損的程度是不一樣的,在同一類型的信道下，不同信噪比的受損程度也不相同。因此我們對高斯信道和瑞利衰落進(jìn)行了對比分析。2、不同信道下的誤碼分析〈1〉衰落信道[ifadｅ，qｆade］=sｅｆaｄe（datａ3,ｚeros（１，length(dａt(yī)a3）），ｉtａu,dlｖl，th1,n０,iｔnd1,now1,lｅnｇth(data3），tstｐ,ｆd，ｆlat)；iｔnd1=itnｄ1+iｔnd0;<2＞高斯白噪聲信道inoiｓｅ_0=rａndn(1，length(ｄatａ3))。＊attn；％ｒandn:builtiｎfunctiondata4＿0=datａ3＋inoise_０；ｄａt(yī)a５＿0＝conv（data4＿０，xh2）;％ｃｏnv：builtｉｎｆunctｉon將同樣的信號分別送入僅含有高斯白噪聲的信道和還有瑞利衰落與高斯白噪聲組合起來的信道,繪制出了如下圖的誤碼率曲線:由圖可看出,經(jīng)過瑞利衰落的信道誤碼率比高斯噪聲信道更高。(四)不同合并方式下的對比1、MRC不同信噪比下的誤碼分析由上圖分析可得：天線越多,誤碼率越小。信噪比越大，誤碼率也越小。因此可得出結(jié)論:系統(tǒng)的信息傳輸質(zhì)量與信噪比和天線的數(shù)量是正相關(guān)的。２、EGC不同信噪比下的誤碼分析由上圖看出：等增益合并方式與最大比合并方式的基本規(guī)律一樣，也是天線越多,誤碼率越小。信噪比越大,誤碼率也越小。因此可得出結(jié)論：系統(tǒng)的信息傳輸質(zhì)量與信噪比和天線的數(shù)量是正相關(guān)的。3、MＲC、EGC分別在2根、4根天線下的對比從上圖可以看出,最大比值合并比等增益合并的誤碼率更小，最大比值合并就是通過最優(yōu)化的加權(quán)進(jìn)行的接收，它們隨著天線數(shù)量的增大,誤碼率減小;信噪比越大，誤碼率下降,其中最大比值隨信噪比的誤碼率變化尤為明顯。理論數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)的區(qū)別下圖為BPＳK的理論誤碼率與仿真誤碼率的曲線圖,通過比較ＢPSＫ信道的理論誤碼率與仿真誤碼率的差別可看出,它們的差別很小，近似為一樣的。設(shè)計小結(jié)經(jīng)過這段時間的ＭＡTLＡB通信系統(tǒng)仿真的學(xué)習(xí)，使我對通信原理及仿真實踐有了更深層次的理解。在學(xué)習(xí)過程中，我了解了MATLAB的語言基礎(chǔ)以及應(yīng)用的界面環(huán)境,基本操作和語法，讓我在分析通信系統(tǒng)的性能時更加方便。在學(xué)習(xí)當(dāng)中，我明白了通信系統(tǒng)仿真的現(xiàn)實意義，系統(tǒng)模型是對實際系統(tǒng)的一種抽象，是對系統(tǒng)本質(zhì)的一種描述。通過仿真技術(shù)和方法,可以迅速構(gòu)成一個通信系統(tǒng)模型，提供一個便捷,高效和精確的仿真平臺。學(xué)習(xí)過程中,我再次系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)中送信源產(chǎn)生信息，再到通過發(fā)信機(jī)對信息進(jìn)行信源編碼和信道編碼，再到在信道上（移動通信系統(tǒng)中為無線信道，即自由空間）受到各種噪聲信號的干擾，導(dǎo)致傳輸?shù)男畔⑿蛄挟a(chǎn)生一些變化或誤差，再到在新到的另一方向通過收信機(jī)接收到信號兵進(jìn)行信道譯碼和信源譯碼,將接收到的信號還原為原始基帶信號送至信宿將信息反映出來，從而完成移動通信的整個過程。在這次次設(shè)計中，我首先進(jìn)行了信號的產(chǎn)生（隨機(jī)產(chǎn)生二進(jìn)制序列),再通過比較經(jīng)過有信道編碼和無信道編碼的信息的傳輸性能差異，得出結(jié)論：信道編碼增強(qiáng)了信息在信道上的傳輸性能，減小了誤碼率。然后再通過比較ＢＰＳＫ調(diào)制和QPSＫ調(diào)制對信息傳輸?shù)男阅苡绊?，得出BPＳK比QPＳK的誤碼率低,ＢPSK性能較好。在相同的信道下,BPSK調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率小于QPSK調(diào)制，因此相同系統(tǒng)情況下BPＳK優(yōu)于ＱPＳK。另外,我還比較了在加性高斯白噪聲信道和瑞利信道上傳輸信號的誤碼率情況，總結(jié)出經(jīng)過瑞利衰落的信道誤碼率比高斯噪聲信道更高。我還比較了不同的合并方式對接收信號的誤碼率影響，了解到天線越多，誤碼率越小.信噪比越大,誤碼率也越小。因此可得出結(jié)論：系統(tǒng)的信息傳輸質(zhì)量與信噪比和天線的數(shù)量是正相關(guān)的。另外我還明白了最大比合并方式優(yōu)于等增益合并方式。在最后的理論數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)的對比中，我了解到，雖然實際結(jié)果與仿真結(jié)果之間存在一定的差距,但是們之間還是比較接近的，由此可以說明：通過軟件仿真可以比較好的估算出系統(tǒng)的信息傳輸情況,更方便系統(tǒng)的優(yōu)化和設(shè)計。總之,通過這次設(shè)計,我領(lǐng)悟到學(xué)習(xí)是一個漸進(jìn)的過程,我們需要不斷學(xué)習(xí)新知識并溫習(xí)已經(jīng)學(xué)過的知識,只有這樣，我們才會不落后于時代的發(fā)展!安康學(xué)院學(xué)年論文﹙設(shè)計﹚題目基于MATLＡB的數(shù)字通信系統(tǒng)仿真設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)班級指導(dǎo)教師２013年6月23日基于MATLＡＢ的模擬通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(作者：張小文)（安康學(xué)院電子與信息工程系電子信息工程專業(yè)1０級，陜西安康725000）指導(dǎo)教師:朱燕【摘要】通信是通過某種媒體進(jìn)行的信息傳遞,目的是傳輸信息，通信系統(tǒng)是用以完成信息傳輸過程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，作用是將信息從信源發(fā)送到一個或多個目的地.調(diào)制與解調(diào)在信息的傳輸過程中占據(jù)著重要的地位，是不可或缺的，因此研究系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程就極為重要.MＡＴLAＢ是集數(shù)值計算、圖形繪制、圖像處理及系統(tǒng)仿真等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計算語言，它強(qiáng)大的矩陣運算和圖形可視化的功能以及豐富的工具箱，為通信系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程的分析提供了極大的方便。本論文首先介紹了通信系統(tǒng)的概念,進(jìn)而引出調(diào)制和解調(diào)，然后介紹了我們常用的幾種調(diào)制和解調(diào)的方法。由于MＡＴＬAB具有的強(qiáng)大功能所以詳細(xì)介紹了MATLAB通信系統(tǒng)工具箱，并給出了基于MATＬAB的通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)的實現(xiàn),運用MATLＡB仿真軟件進(jìn)行仿真。【關(guān)鍵詞】通信系統(tǒng);調(diào)制與解調(diào);ＭATLＡB;2ＦSＫ；２ASK;2PSK；2DPSKDｉgitalCｏmmuｎicatｉonＳystemＳiｍuｌationＢａｓeｄOnＭATLABAutｈor：ＺhangＸiａｏwen（Ｇrａdｅ10,Ｃｌass2,ElectｒｏnｉcａnｄInformaｔionＥngiｎｅerinｇ，DepartmｅｎtofｅlectronicsaｎｄInｆormaｔionEngineｅring。，AnｋａｎgUniｖｅrsity,Ankaｎg725000，Ｓhａａnxi）Tuｔor：ZhuＹanAbsｔraｃt：Cｏmｍunｉｃatiｏnisthｒouｇhamediafoｒtrａnｓportａt(yī)iｏｎ.Coｍmunicatｉｏnｓyｓtemwhｉchisuｓedｔocompletetheprocｅssoｆiｎformaｔｉoｎtransmissｉonsystems,ｉngenｅｒａl,isｔosｅｎdtheｉｎforｍaｔionfromtheｓｏurｃetｏｏneorｍｏredesｔinatiｏnｓ．Moｄulatioｎanddｅｍoduｌationｏccupiedａnｉmpoｒtａntpositｉoｎｉｎtheｔraｎsmisｓionｏfｉnｆormatiｏnｗｈichｉsｅｓsentｉal，ｓotｈｅｒeｓearｃhabｏuttｈemodulatioｎanｄdemｏduｌａｔioｎpｒoｃｅｓsintｈeｃoｍmunicａt(yī)ｉoｎsysteｍiｓexｔreｍｅlyimportａnt.ＭＡTＬＡＢisanｕmeｒｉｃａlcoｍputatiｏn，graｐhicsｒｅnｄeｒiｎg，ｉmａgｅproｃｅssinｇａnｄsystemsｉmulationａndotherpｏｗerfulfｅaｔuresｉnｏnｅofｔhｅscｉenｔｉficcoｍｐutiｎglａnguage，itiｓapoweｒfulmatrixｃａlｃｕlatioｎandｇrａpｈicalｖisualｉzａt(yī)ioｎfeaturesandariｃｈｔoolｂoxprovideｓａgｒｅaｔcoｎvenienceforｔhｅcommunicationsｙｓｔeｍoｆmoｄulaｔionａｎｄｄeｍoｄulationprocess.Thisｐａperiｎtｒoducestheｃonceptofthecoｍmunｉｃatiｏnsyｓtｅm，aｎdｔｈenleadsｔomodulationanｄdemoｄulａｔioｎ，aｎdthenｉntroducedｓeveｒalofourcommoｎlyuｓedmｅthoｄoｆmodulaｔioｎａnddemodｕlaｔion。AstｈepｏｗeroｆMAＴLＡＢsoｗeintroduceｄｔｈecommunicaｔioｎsystemtoolｂoｘｉntheMＡTLAB。WegivesseveｒalexamｐlesabｏuttheｃommunicatioｎｓystembａsedonMATＬAＢmoｄuｌａt(yī)ｉｏnandｄeｍodulationａnduｓethesoｆtwarｅofＭＡTLABtosimuｌateｔhem.Keyｗords:Commuｎｉcａt(yī)iｏnSyｓtems；Mｏｄulatiｏnandｄemoduｌation;MＡＴLAB;2ＦSK；2ＡＳＫ；2ＰＳK；2DPＳＫ0引言通信按照傳統(tǒng)的理解就是信息的傳輸,在當(dāng)今高度信息化得社會,信息和通信已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的“命脈”。信息作為一種資源，只有通過廣泛的傳播與交流,才能產(chǎn)生利用價值，促進(jìn)社會成員之間的合作,推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益.而通信作為傳輸信息的手段或方式，與傳感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)相互融合，已經(jīng)成為21世紀(jì)國際社會和世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大推動力，所以未來的通信對人們的生活方式和社會的發(fā)展將會產(chǎn)生更加重大和意義深遠(yuǎn)的影響。在信息傳輸過程中，要求天線的尺寸要和信號的波長相比擬，信號才能有效的被輻射。對于語音信號來說，相應(yīng)的天線尺寸要在幾十公里以上，實際上不可能實現(xiàn)，所以需要經(jīng)過調(diào)制將信號頻譜搬移到較高的頻率范圍，如果不進(jìn)行調(diào)制就把信號直接輻射出去，那么各電臺所發(fā)出信號的頻率就會相同。調(diào)制作用的實質(zhì)就是使相同頻率范圍的信號分別依托于不同頻率的載波上，接收機(jī)就可以分離出所需的頻率信號,不致互相干擾.有時信號過于復(fù)雜,人工計算其調(diào)制和解調(diào)過程較難實現(xiàn)，對其結(jié)果的分析又缺乏可視化的直觀表現(xiàn)，影響了所得結(jié)果在實際生活中的應(yīng)用，美國Mａt(yī)ｈＷo(hù)rｋs公司開發(fā)的MATLＡB解決了這一問題。它應(yīng)用于自動控制、數(shù)學(xué)計算、信號分析、信號處理等諸多領(lǐng)域,也是國內(nèi)高校和研究部門進(jìn)行許多科學(xué)研究的重要工具.ＭATLＡB的出現(xiàn)給通信系統(tǒng)的分析提供了極大的方便。1MAＴLAB簡介美國Maｔｈwｏrks公司于1967年推出了矩陣實驗室“MatrixLaｂoratｏrｙ"（縮寫為Mａｔlab)這就是Maｔlａb最早的雛形。開發(fā)的最早的目的是幫助學(xué)校的老師和學(xué)生更好的授課和學(xué)習(xí)。Ｍaｔlaｂ是一種解釋性執(zhí)行語言，具有強(qiáng)大的計算、仿真、繪圖等功能。Simulｉnｋ是ＭATＬAB中的一種可視化仿真工具，也是目前在動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等方面應(yīng)用最廣泛的工具之一。確切的說，Ｓｉmulink是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包,它支持線性和非線性系統(tǒng),連續(xù)、離散時間模型，或者是兩者的混合。系統(tǒng)還可以使多種采樣頻率的系統(tǒng)，而且系統(tǒng)可以是多進(jìn)程的。在Simuｌink環(huán)境中,它為用戶提供了方框圖進(jìn)行建模的圖形接口，采用這種結(jié)構(gòu)畫模型圖就如同用手在紙上畫模型一樣自如、方便，故用戶只需進(jìn)行簡單的點擊和拖動就能完成建模,并可直接進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，快速的得到仿真結(jié)果。但是Sｉｍulｉnｋ不能脫離MATLAＢ而獨立工作。Matlａb將高性能的數(shù)值計算和可視化集成在一起,并提供了大量的內(nèi)置函數(shù),從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計工作，而且利用Maｔlａb產(chǎn)品的開放式結(jié)構(gòu)，可以非常容易地對Matlａb的功能進(jìn)行擴(kuò)充,從而在不斷深化對問題認(rèn)識的同時,不斷完善Ｍatlａb產(chǎn)品以提高產(chǎn)品自身的競爭能力。利用M語言還開發(fā)了相應(yīng)的Maｔlａb專業(yè)工具箱函數(shù)供用戶直接使用。這些工具箱應(yīng)用的算法是開放的可擴(kuò)展的，用戶不僅可以查看其中的算法,還可以針對一些算法進(jìn)行修改，甚至允許開發(fā)自己的算法擴(kuò)充工具箱的功能。目前Ｍaｔlab產(chǎn)品的工具箱有四十多個,分別涵蓋了數(shù)據(jù)獲取、科學(xué)計算、控制系統(tǒng)設(shè)計與分析、數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、金融財務(wù)分析以及生物遺傳工程等專業(yè)領(lǐng)域。2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)數(shù)字通信系統(tǒng),按調(diào)制方式可以分為基帶傳輸和帶通傳輸。數(shù)字基帶信號的功率一般處于從零開始到某一頻率(如0～6M）低頻段，因而在很多實際的通信(如無線信道)中就不能直接進(jìn)行傳輸，需要借助載波調(diào)制進(jìn)行頻譜搬移，將數(shù)字基帶信號變換成適合信道傳輸?shù)臄?shù)字頻帶信號進(jìn)行傳輸，這種傳輸方式,稱為數(shù)字信號的頻帶傳輸或調(diào)制傳輸、載波傳輸。所謂調(diào)制，是用基帶信號對載波波形的某參量進(jìn)行控制,使該參量隨基帶信號的規(guī)律變化從而攜帶消息。對數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制可以便于信號的傳輸;實現(xiàn)信道復(fù)用；改變信號占據(jù)的帶寬;改善系統(tǒng)的性能.數(shù)字基帶通信系統(tǒng)中四種基本的調(diào)制方式分別稱為振幅鍵控（ASK，Amplitude－Ｓhiｆtｋｅyｉng）、移頻鍵控（ＦSK,Fｒequencｙ－Shｉfｔkｅyｉng)、移相鍵控（ＰSK，Ｐhaｓe－Ｓhiftｋeyｉng)和差分移相鍵(DPSK，DifferｅｎtPｈase-Ｓhiｆtkｅyｉnｇ)。本次課程設(shè)計對這四種調(diào)制方式進(jìn)行了仿真。2。1二進(jìn)制振幅鍵控采用的流程圖如圖2-1所示：圖2—１2ASK調(diào)制解調(diào)框圖2.1。1ASK調(diào)制原理2ASK二進(jìn)制振幅調(diào)制就是用二進(jìn)制數(shù)字基帶信號控制正弦載波的幅度,使載波振幅隨著二進(jìn)制數(shù)字基帶信號而變化，而其頻率和初始相位保持不變.信息比特是通過載波的幅度來傳遞的。其信號表達(dá)式為：，S(t）為單極性數(shù)字基帶信號。由于調(diào)制信號只有0或1兩個電平，相乘的結(jié)果相當(dāng)于將載頻或者關(guān)斷，或者接通,它的實際意義是當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號“１”時，傳輸載波;當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號為“0"時，不傳輸載波。２ASK信號的時間波形e2ASＫ(t)隨二進(jìn)制基帶信號S(t)通斷變化。所以又被稱為通斷鍵控信號。典型波形如圖2-2所示。圖2—2典型2ASＫ波形e2AＳＫ（t)為已調(diào)信號,它的幅度受s(t)控制，也就是說它的幅度上攜帶有ｓ（ｔ)的信息。2ＡSK信號的產(chǎn)生方法通常有兩種：模擬調(diào)制法（相乘器法）和鍵控法。模擬調(diào)制法就是用基帶信號與載波相乘,進(jìn)而把基帶信號調(diào)制到載波上進(jìn)行傳輸。鍵控法由s（t）來控制電路的開關(guān)進(jìn)而進(jìn)行調(diào)制。兩種方法的調(diào)制如圖２-３和圖2—４所示。圖2-３模擬調(diào)制法（相乘器法）圖２—4鍵控法2.1。２ＡSK解調(diào)原理2AＳＫ有兩種基本解調(diào)方法：相干解調(diào)法(同步檢測法)和非相干解調(diào)法(包絡(luò)檢波法）.相干解調(diào)需要將載頻位置的已調(diào)信號頻譜重新搬回原始基帶位置，因此用相乘器與載波相乘來實現(xiàn)。相乘后的信號只要濾除高頻部分就可以了。為確保無失真還原信號,必須在接收端提供一個與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的本地載波，這是整個解調(diào)過程能否順利完好進(jìn)行的關(guān)鍵。本次設(shè)計采用相干解調(diào)法.兩種解調(diào)原理圖如圖2—5和圖2—6所示。圖２－5相干解調(diào)法(同步檢測法)圖2—６非相干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法)2。1.３仿真結(jié)果及分析通過編寫M文件程序（見附錄），產(chǎn)生隨機(jī)信號，按圖２—1順序?qū)γ恳荒K編程后。程序中注有需注意語句及解釋.運行程序，實現(xiàn)2AＳＫ的調(diào)制與解調(diào)過程.本次設(shè)計采用模擬調(diào)制法（相乘器法)和相干解調(diào)法.仿真后調(diào)制過程及解調(diào)過程的圖形分別如圖2—7和圖2－8所示。圖2-７2ＡＳＫ調(diào)制過程仿真圖圖2—82AＳＫ解調(diào)過程仿真圖由圖可以看出,產(chǎn)生的數(shù)字隨機(jī)信號為“0100１０00０１"，經(jīng)載波調(diào)制后信號為“1”的時間內(nèi)有正弦波形，信號為“0”的時間內(nèi)無波形。經(jīng)過加隨機(jī)噪聲,相干解調(diào)后,恢復(fù)出原始信號,與基帶信號一致，因此達(dá)到本次設(shè)計目的。2。2二進(jìn)制移頻鍵控所用流程圖如圖2-9所示:圖2-92FＳK調(diào)制解調(diào)框圖2．2.1FＳK調(diào)制原理一個FＳＫ信號可以看成是兩個不同載波的2AＳＫ信號的疊加。其解調(diào)和解調(diào)方法和FSK差不多。２FSK信號的頻譜可以看成是f1和ｆ2的兩個2ASＫ頻譜的組合.頻移鍵控是利用載波的頻率來傳遞數(shù)字信號,在２ＦSK中,載波的頻率隨著二進(jìn)制基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化，頻移鍵控是利用載波的頻移變化來傳遞數(shù)字信息的.在２FSK中，載波的頻率隨基帶信號在f１和ｆ2兩個頻率點間變化。故其表達(dá)式為：典型波形如圖2-10所示：圖2—10２FSK典型波形圖2FＳK的調(diào)制方式有兩種，即模擬調(diào)頻法和鍵控法.本次設(shè)計采用鍵控法.鍵控法中可以用二進(jìn)制“1”來對應(yīng)于載頻f1，而“0”用來對應(yīng)于另一頻率f2，而這個可以用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對兩個不同的獨立的頻率源f１、f２進(jìn)行選擇通。鍵控法原理圖如圖２-１１示圖２—11２ＦSK鍵控法原理圖２．２。2FSＫ解調(diào)原理2FＳＫ的解調(diào)方式有兩種：相干解調(diào)方式和非相干解調(diào)方式。非相干解調(diào)是經(jīng)過調(diào)制后的２FSK數(shù)字信號通過兩個頻率不同的帶通濾波器ｆ1、f2濾出不需要的信號，然后再將這兩種經(jīng)過濾波的信號分別通過包絡(luò)檢波器檢波，最后將兩種信號同時輸入到抽樣判決器同時外加抽樣脈沖,最后解調(diào)出來的信號就是調(diào)制前的輸入信號.其原理圖如圖2-１２所示。圖2－12２FＳK非相干解調(diào)原理圖相干解調(diào)是根據(jù)已調(diào)信號由兩個載波ｆ１、ｆ2調(diào)制而成,則先用兩個分別對ｆ1、ｆ2帶通的濾波器對已調(diào)信號進(jìn)行濾波,然后再分別將濾波后的信號與相應(yīng)的載波f１、ｆ２相乘進(jìn)行相干解調(diào),再分別低通濾波、用抽樣信號進(jìn)行抽樣判決器即可.原理圖如圖3－1４所示。圖2-１32FSK相干解調(diào)原理圖2。２。3仿真結(jié)果及分析通過編寫Ｍ文件程序(見附錄),產(chǎn)生隨機(jī)信號，按流程圖2.2.1順序?qū)γ恳荒K編程后。程序中注有需注意語句及解釋。運行程序，實現(xiàn)2ＦSK的調(diào)制與解調(diào)過程。本次設(shè)計中采用鍵控法調(diào)制法和相干解調(diào)法。仿真后調(diào)制過程及解調(diào)過程的圖形分別如圖2-14、圖2—15和圖2—1６所示.由圖可以看出，產(chǎn)生的隨機(jī)信號為“101１０01０0１"，經(jīng)過反相產(chǎn)生反碼，并分別與兩個載波相乘，經(jīng)過加入隨機(jī)噪聲后波形如圖2—15所示。在解調(diào)時，分別與對應(yīng)的載波相乘。解調(diào)出基帶信號,可以看出實現(xiàn)了本次設(shè)計目的。圖２—142FＳK鍵控法調(diào)制過程仿真圖圖2－152FSＫ鍵控法調(diào)制過程仿真圖圖2—16２FSK相干解調(diào)過程仿真圖２.3二進(jìn)制相移鍵控所用流程圖如圖2-17所示：圖2－17２PＳＫ調(diào)制解調(diào)框圖２。３.1PSK調(diào)制原理在二進(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)字基帶信號離散變化時，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控（2PSK)信號.2ＰSＫ信號調(diào)制有兩種方法,即模擬調(diào)制法和鍵控法。通常用已調(diào)信號載波的０°和180°分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號的１和0,模擬調(diào)制法用兩個反相的載波信號進(jìn)行調(diào)制。2PＳK以載波的相位變化作為參考基準(zhǔn)的,當(dāng)基帶信號為０時相位相對于初始相位為0°，當(dāng)基帶信號為１時相對于初始相位為18０°。鍵控法，是用載波的相位來攜帶二進(jìn)制信息的調(diào)制方式.通常用0°和1８0°來分別代表0和1.其時域表達(dá)式為:其中，２ＰSK的調(diào)制中aｎ必須為雙極性碼。本次設(shè)計中采用模擬調(diào)制法。兩種方法原理圖分別如圖2-１８和圖２-１9所示。圖2—18模擬調(diào)制法原理圖圖2-19鍵控法原理圖2．3.2PSＫ解調(diào)原理由于2PＳK的幅度是恒定的,必須進(jìn)行相干解調(diào).經(jīng)過帶通濾波的信號在相乘器中與本地載波相乘，然后用低通濾波器濾除高頻分量，在進(jìn)行抽樣判決。判決器是按極性來判決的.即正抽樣值判為１,負(fù)抽樣值判為0.2PSK信號的相干解調(diào)原理圖如圖2—２０所示，各點的波形如圖２—２1所示。由于2PSK信號的載波回復(fù)過程中存在著180°的相位模糊，即恢復(fù)的本地載波與所需相干載波可能相同，也可能相反，這種相位關(guān)系的不確定性將會造成解調(diào)出的數(shù)字基帶信號與發(fā)送的基帶信號正好相反,即“1”變成“0”嗎“0"變成“1"，判決器輸出數(shù)字信號全部出錯。這種現(xiàn)象稱為２PSK方式的“倒π”現(xiàn)象或“反相工作”.但在本次仿真中是直接給其同頻同相的載波信號，所以不存在此問題。圖2－2０2ＰSK的相干解調(diào)原理圖圖2－21相干解調(diào)中各點波形圖2.3.３仿真結(jié)果及分析通過編寫Ｍ文件程序（見附錄），產(chǎn)生隨機(jī)信號,按流程圖2－17所示順序?qū)γ恳荒K編程后.程序中注有需注意語句及解釋。運行程序，實現(xiàn)２PＳK的調(diào)制與解調(diào)過程。本次設(shè)計采用模擬調(diào)制法和相干解調(diào)法。仿真后調(diào)制過程及解調(diào)過程的圖形分別如圖２—２2和圖２—２3示.圖2—222PSK模擬調(diào)制方法過程仿真圖圖2—232PSK相干解調(diào)過程仿真圖由圖可以看出,產(chǎn)生的隨機(jī)信號為“0０1１００１100”,經(jīng)過反相產(chǎn)生反碼,并將原碼跟反碼一起合成雙極性碼，與載波相乘后加入隨機(jī)噪聲。在解調(diào)時，與對應(yīng)的載波相乘經(jīng)過低通濾波、抽樣判決后，解調(diào)出基帶信號與原基帶信號一致，可以看出實現(xiàn)了本次設(shè)計目的。2.4二進(jìn)制差分相移鍵控所用流程圖如圖2—２４所示:圖2－242DPSK調(diào)制解調(diào)框圖2。４．1DPSＫ調(diào)制原理二進(jìn)制差分相移鍵控。2DPSＫ方式是用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為,可定義一種數(shù)字信息與之間的關(guān)系為:為前一碼元的相位。實現(xiàn)二進(jìn)制差分相移鍵控的最常用的方法是:先對二進(jìn)制數(shù)字基帶信號進(jìn)行差分編碼，然后對變換出的差分碼進(jìn)行絕對調(diào)相即可。２DＰSK調(diào)制原理圖如圖2—２5所示。圖2—252DPSK調(diào)制原理框圖2。4。2DＰSK解調(diào)原理２DＰＳK信號解調(diào)有相干解調(diào)方式和差分相干解調(diào)。用差分相干解調(diào)這種方法解調(diào)時不需要恢復(fù)本地載波,只要將ＤＰSK信號精確地延遲一個碼元時間間隔，然后與DPＳＫ信號相乘,相乘的結(jié)果就反映了前后碼元的相對相位關(guān)系，經(jīng)低通濾波后直接抽樣判決即可恢復(fù)出原始的數(shù)字信息,而不需要在進(jìn)行差分解碼。相干解調(diào)碼變換法及相干解調(diào)法的解調(diào)原理是,先對2DPSK信號進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。在解調(diào)過程中,若相干載波產(chǎn)生相位模糊,解調(diào)出的相對碼將產(chǎn)生倒置現(xiàn)象，但是經(jīng)過碼反變換器后,輸出的絕對碼不會發(fā)生任何倒置現(xiàn)象,從而解決了載波相位模糊的問題。本次設(shè)計采用相干解調(diào)。兩種解調(diào)方式的原理圖如圖2—2６和圖2－27所示。圖2—26２DPSＫ差分相干解調(diào)原理圖圖2－272DＰSK相干解調(diào)原理圖2DPＳK相干解調(diào)各點波形圖如圖２—28所示。圖２—282DPSK相干解調(diào)各點波形圖2。4。３仿真結(jié)果及分析通過編寫M文件程序（見附錄）,產(chǎn)生隨機(jī)信號，按流程圖2－2４所示順序?qū)γ恳荒K編程后。程序中注有需注意語句及解釋。本次設(shè)計采用相干解調(diào)法。運行程序，實現(xiàn)2DPＳK的調(diào)制與解調(diào)過程。仿真后調(diào)制過程及解調(diào)過程的圖形分別如圖２—2９、圖2—3０和圖２-31所示。由圖可以看出,產(chǎn)生的絕對隨機(jī)碼為“０1００１11010",經(jīng)碼差分變化產(chǎn)生相對碼,經(jīng)反相產(chǎn)生相對碼反碼，分別與兩個載波相乘后加入隨機(jī)噪聲.在解調(diào)時,分別與對應(yīng)的載波相乘經(jīng)過低通濾波、抽樣判決后，解調(diào)出基帶信號與原基帶信號一致,可以看出實現(xiàn)了本次設(shè)計目的。圖2-292ＤPSK調(diào)制過程仿真圖圖2—30２DPSK調(diào)制過程仿真圖圖２-312ＤPSK相干解調(diào)過程仿真圖3總結(jié)與體會通過本次課程設(shè)計,我對課本上數(shù)字通信傳輸系統(tǒng)特別是二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）有了重新的認(rèn)識。對2FSK調(diào)制數(shù)字基帶信號加深了理解。對于使用鍵控法產(chǎn)生2FSＫ信號、添加高斯白噪聲、使用相干解調(diào)、抽樣判決等，我比較系統(tǒng)地認(rèn)識了數(shù)字通信傳輸系統(tǒng)。本課程設(shè)計使用的MATＬAB仿真軟件和Simｕｌink仿真環(huán)境，通過寫其源程序代碼，加深了我對每一步進(jìn)行的理解,即要明白每一步都是怎么來的。通過使用Simulinｋ仿真環(huán)境，我可以直觀地放置相應(yīng)的模塊，搭建通信系統(tǒng),并能夠動態(tài)的顯示仿真結(jié)果，使學(xué)習(xí)設(shè)計不再枯燥３．1程序設(shè)計與系統(tǒng)實施。ＭＡTLＡＢ提供了程序設(shè)計仿真環(huán)境，可以通過編寫代碼完成某些模塊的仿真。同時利用其提供的畫圖功能，可以使人直觀地觀察程序設(shè)計及調(diào)試的結(jié)果。每一步都得十分細(xì)心,需要具體到一個小小的標(biāo)點符號,否則程序就會在調(diào)試中出錯.本設(shè)計中，根據(jù)設(shè)計規(guī)劃包括基帶信號的產(chǎn)生和調(diào)制、加入高斯白噪聲、帶通濾波和低通濾波、相干解調(diào)、計算誤碼率等。本過程使我將學(xué)習(xí)過但并不熟練的ＭATＬAB軟件重新學(xué)習(xí)和使用了一下，并通過查閱和引用相關(guān)資料學(xué)習(xí)使用其相關(guān)的函數(shù)功能。MATＬAB中的畫圖功能是本課程設(shè)計的亮點，將結(jié)果直觀地表現(xiàn)出來。3。2理論模糊造成設(shè)計困難。通過進(jìn)行設(shè)計我發(fā)現(xiàn)，沒有熟悉的理論知識搞設(shè)計是困難的。在設(shè)計每一步時，必須搞清楚每一步是干什么的,怎么進(jìn)行，這些都需要理論進(jìn)行指導(dǎo)。當(dāng)哪一步不會弄時，我就去查書，將書中的理論細(xì)細(xì)研讀，這樣通過本課程設(shè)計我又把書中相關(guān)的部分細(xì)細(xì)看了幾遍,對書中的理論有了更深的認(rèn)識。因為多次調(diào)試，結(jié)果越來越接近理論情況下的結(jié)果，可見實驗其實就是對理論的驗證.所以，清楚地掌握理論是進(jìn)行設(shè)計的關(guān)鍵步驟。參考文獻(xiàn)［1]樊昌信，詹道庸,徐炳祥，吳成柯.通信原理［M]．北京:國防工業(yè)出版社,198０：171~260。［2］薛鵬騫.電子與通信電路計算機(jī)仿真［M］。北京：煤炭工業(yè)出版社，2003：１1３～144。[3］鄧華．MATLAＢ通信仿真及應(yīng)用實例詳解[M］。北京:人民郵電出版社,200３：9９～1１5．［４］陳懷琛．MATLＡB及其在理工課程中的應(yīng)用指南[Ｍ］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002:１46~１８0。［５]張謙．通信系統(tǒng)中MAＴＬＡB基礎(chǔ)與仿真應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，20１０：85~10９．［6］孫屹.MATＬＡB通信仿真開發(fā)手冊[M］．北京：國防工業(yè)出版社，2005:138~168．［7]王立寧，樂光新，詹菲．MAＴＬAＢ與通信仿真[M]．北京:人民郵電出版社，20００:７4~８6．[8]約翰·G·普羅克斯?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)的使用MＡTLＡB［M]．西安:西安交通學(xué)出版社，2001：95~１２1．[9]陳萍．現(xiàn)代通信實驗系統(tǒng)的計算機(jī)仿真[Ｍ］。北京：國防工業(yè)出版社,２003:1７1～260。［10］孫亮.ＭATLAＢ語言與控制系統(tǒng)仿真[Ｍ］．北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社,2001:64～83。［１1]WilliamAＳhay．UndｅrstａnｄｉngDaｔaCoｍmunｉｃatioｎｓaｎｄNetwｏｒks［Ｍ]：WａｄswortｈＰublishinｇComｐａny，１998:1６２～16４．［12］WillｉａmStallｉｎgｓ。DataandCｏmpuｔeｒCommｕnicationｓ，ＳeventhEｄiｔiｏn［Ｍ]:PｒｅnticｅHaｌl，２0０3:２０1~207。北京郵電大學(xué)基于Matlab的MIMO通信系統(tǒng)仿真專業(yè)：信息工程班級：2011211126姓名：學(xué)號：目錄TOC\o”1-3"\h\u28961一、概述162651、課題的研究背景137412、課程設(shè)計的研究目的180893、MIMO系統(tǒng)110909【1】MIMO的三種主要技術(shù)118202【2】MIMO系統(tǒng)的概述24788【3】MIMO系統(tǒng)的信道模型232678二、基本原理3288641、基本流程3164042、MIMO原理3191743、空時塊碼424050三、仿真設(shè)計5287871、流程圖5254592、主要模塊及參數(shù)688593、信源產(chǎn)生655284、信道編碼61195、調(diào)制7135146、AWGN信道7142557、輸出統(tǒng)計84943四、程序塊設(shè)計8183551、代碼814384五、仿真結(jié)果分析12213561、仿真圖12149932、結(jié)果分析127628六、重點研究的問題128329七、心得與體會1328597八、參考文獻(xiàn)13一、概述1、背景MIMO表示多輸入多輸出。在第四代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中被廣泛采用，例如IEEE802。16e（Wimax），長期演進(jìn)（LTE)。在新一代無線局域網(wǎng)(WLAN）標(biāo)準(zhǔn)中，通常用于IEEE

802。11n,但也可以用于其他802.11技術(shù)。MIMO有時被稱作空間分集,因為它使用多空間通道傳送和接收數(shù)據(jù)。只有站點（移動設(shè)備)或接入點（AP）支持MIMO時才能部署MIMO。MIMO技術(shù)可以顯著克服信道的衰落，降低誤碼率。該技術(shù)的應(yīng)用，使空間成為一種可以用于提高性能的資源,并能夠增加無線系統(tǒng)的覆蓋范圍。通常，多徑要引起衰落,因而被視為有害因素。然而研究結(jié)果表明，對于MIMO