matlab通信系統(tǒng)仿真

MATLAB/Simulink

在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用數(shù)字通信系統(tǒng)建模仿真

掌握數(shù)字通信系統(tǒng)的基本模型掌握各部分的建模仿真（采樣、量化、編碼、調(diào)制等）

在MATLAB的CommunicationToolbox(通信工具箱)中提供了許多仿真函數(shù)和模塊，用于對通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析。主要包括兩部分內(nèi)容：通信函數(shù)命令和Simulink的CommunicationsBlockset（通信模塊集）仿真模塊。用戶既可以在MATLAB的工作空間中直接調(diào)用工具箱中的函數(shù)，也可以使用Simulink平臺構(gòu)造自己的仿真模塊，以達(dá)到擴(kuò)充工具箱的內(nèi)容。通信工具箱中的函數(shù)名稱和內(nèi)容列表，其內(nèi)容包含：SignalSources(信號源函數(shù))；SignalAnalysisfunction(信號分析函數(shù))；SourceCoding(信源編碼)；ErrorControlCoding(差錯控制編碼函數(shù))；LowerLevelFunctionforErrorControlCoding(差錯控制編碼的底層函數(shù))；Modulation/Demodulation(調(diào)制/解調(diào)函數(shù))SpecialFilters(特殊濾波器設(shè)計(jì)函數(shù))；LowerLevelFunctionforSpecialsFilters(設(shè)計(jì)特殊濾波器的底層函數(shù))；ChannelFunctions(信道函數(shù))；GalosiFieldComputation(有限域估計(jì)函數(shù))；Utilities(實(shí)用工具函數(shù))。Simulink工作平臺啟動Simulink，通常有兩種方法：（1）在MATLAB命令窗口中直接輸入Simulink命令；（2）在MATLAB工具欄上單擊Simulink按鈕，如圖7.1所示。

圖7.1啟動Simulink這樣就可打開了Simulink的SimulinkLibraryBrower(庫模塊瀏覽器)，如圖7.2所示。在菜單欄中執(zhí)行File/New/Model命令，就建立了一個名為untitled的模型窗口，如圖7.3所示。在建立了空的模塊窗口后，用戶可以在此窗口中創(chuàng)建自己需要的Simulink模型。圖7.2庫模塊瀏覽器

圖7.3新建的空白模塊窗口

仿真模型的建立與模塊參數(shù)與屬性的設(shè)置1.仿真模塊的建立首先啟動Simulink命令，建立一個空的模塊窗口“untitled”，然后利用Simulink提供的模塊庫，在此窗口中創(chuàng)建自己需要的Simulink模型。具體方法：在模塊庫瀏覽器中找到所需模塊，選中該模塊后右擊鼠標(biāo)，把它加入到一個模型窗口中即可完成模塊的建立。

圖7.14添加模塊

2.模塊參數(shù)與屬性的設(shè)置

方法：在所建立的模型窗口中，選中相應(yīng)的模塊，單擊右擊鼠標(biāo)，在彈出的快捷菜單中單擊“Blockparameters”選項(xiàng)(如圖7.15所示)，即可打開該模塊的參數(shù)設(shè)置對話框，如圖7.16(a)所示。右擊鼠標(biāo)，在彈出的快捷菜單中單擊“BlockProperties”選項(xiàng)，即可打開該模塊的屬性設(shè)置對話框，如圖7.16(b)所示。圖7.15Blockparamenters選項(xiàng)

3.模塊的連接

一般情況下，每個模塊都有一個或者多個輸入口或者輸出口。輸入口通常是模塊的左邊的“>”符號；輸出口是右邊的“>”符號。

模塊的連接方法：把鼠標(biāo)指針放到模塊的輸出口，這時(shí)，鼠標(biāo)指針將變?yōu)椤?”十字形；然后，拖運(yùn)鼠標(biāo)至其它模塊的輸入口，這時(shí)信號線就變成了帶有方向箭頭的線段。此時(shí)，說明這兩個模塊的連接成功，否則需要重新進(jìn)行連接。4.運(yùn)行仿真在運(yùn)行仿真之前，首先保存已設(shè)置和連接的模型，然后就可以運(yùn)行仿真。Simulink應(yīng)用模塊集通信模塊集(CommunicationsBlockset)圖7.31通信模塊集中的模塊庫數(shù)字通信系統(tǒng)的基本模型

一、模擬信號數(shù)字化（取樣、量化、編碼）

取樣保證不失真?zhèn)鬏數(shù)淖钚〈鷥r(jià)——取樣定理。（復(fù)習(xí)取樣定理）

取樣定理：如果對某一帶寬有限的時(shí)間連續(xù)信號（模擬信號）進(jìn)行采樣，且采樣速率達(dá)到兩倍以上的最高工作頻率，那么根據(jù)這些抽樣值就能還原出原始信號。

例1將一個連續(xù)的正弦信號轉(zhuǎn)換為離散樣值信號。

（2）量化及編碼產(chǎn)生量化索引和量化輸出值的函數(shù)quantiz()

格式1：indx=quantiz(sig,partition)

功能：根據(jù)判斷向量partition，對輸入信號sig產(chǎn)生量化索引indx，indx的長度與sig矢量的長度相同。

例2：>>partition=[3,4,5,6,7,8,9];>>index=quantiz([298],partition)index=065例3：

partition=[0,1,3];%量化區(qū)間codebook=[-1,0.5,2,3];%輸入值落到每個量化區(qū)間時(shí)所取的量化值sig=[-2.4,-1,.2,1.2,2.9,3,3.5,5];%輸入值[index,quants]=quantiz(sig,partition,codebook);>>indexindex=00122233>>quantsquants=-1.0000-1.00000.50002.00002.00002.00003.00003.0000格式2：[index,quants]=quantiz(sig,partition,codebook)

Index仍為量化索引，quants為量化索引所對應(yīng)的每個量化后的值例3用simulink實(shí)現(xiàn)例4對8位A/D、D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行仿真，轉(zhuǎn)換值范圍為0~255，轉(zhuǎn)換采樣率為1次/s。Simulink通信模塊中的“Scalarquantizer”實(shí)現(xiàn)（3）PCM編碼及解碼非均勻量化：在小信號時(shí)采用較小的量化間隔，在大信號時(shí)用大的量化間隔。中國和歐洲的PCM數(shù)字電話系統(tǒng)采用A律壓擴(kuò)方式。

編碼時(shí)，每個養(yǎng)殖為8位二進(jìn)制碼表示。其中最高比特位表示樣值得正負(fù)極性，接下來的3位比特表示樣值得絕對值所在的8段折線的段落號，最后四位是樣值處于段落內(nèi)16個均勻間隔上的間隔序號。

例5設(shè)計(jì)13折線近似的PCM編碼器模型，使它能夠取值在[-1,1]內(nèi)的歸一化信號樣值進(jìn)行編碼。

例6設(shè)計(jì)一個對應(yīng)于例3編碼器的解碼器。

二、基帶傳輸碼型設(shè)計(jì)掌握以下概念：二電平碼、三電平碼、多電平碼歸零碼，不歸零碼雙極性碼，單極性碼

單極性不歸零碼的matlab實(shí)現(xiàn)functiony=snrz(x)t0=300;t=0:1/t0:length(x);fori=1:length(x)

if(x(i)==1)forj=1:t0y((i-1)*t0+j)=1;endelseforj=1:t0y((i-1)*t0+j)=0;endendendy=[y,x(i)];subplot(2,1,1)plot(t,y);gridon;axis([0,i,-0.2,1.2]);t=[10011];>>snrz(t)雙極性歸零碼的matlab實(shí)現(xiàn)functiony=drz(x)t0=300;t=0:1/t0:length(x);fori=1:length(x)

if(x(i)==1)forj=1:t0/2y(t0/2*(2*i-2)+j)=1;y(t0/2*(2*i-1)+j)=0;endelseforj=1:t0/2y(t0/2*(2*i-2)+j)=-1;y(t0/2*(2*i-1)+j)=0;endendendy=[y,x(i)];subplot(2,1,1)plot(t,y);gridon;axis([0,i,-1.2,1.2]);>>t=[10001011001];drz(t)例7仿真得出單極性不歸零碼、雙極性歸零碼和單極性歸零碼。

simulink實(shí)現(xiàn)三、數(shù)字帶通系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)

ASKFSKPSKDPSK

2ASKBernoulliB