ofdm系统matlab仿真,基于Simulink 的OFDM 系统仿真分析
在数字传输系统中,数字信号对高频载波进行调制,变为频带信号,通过信道传输,在接收端解调后恢复成数字信号。由于大多数实际信号都是带通型的,所以必须先用数字基带信号对载波进行调制,形成数字调制信号再进行传输,因而,调制解调技术是实现现代通信的重要手段。数字调制的实现,促进了通信的飞速发展。研究数字通信调制理论,提供有效调制方式,有着重要意义。调制解调技术的实现方法有多种,本文应用了键控法产生调制与解调信号。
本文重点介绍了2ASK、2FSK、2PSK(BPSK)调制与解调的工作原理,以及用Simulink进行设计和仿真。论文共分为八章:第一章主要介绍了选题的意义和目的;第二章我们对Simulink软件的特点、功能以及通信的基本概念和发展历程进行简单的介绍;第三章详细介绍调制解调的理论,着重从数字调制解调中的2ASK、2FSK、2PSK(BPSK)的产生、频谱、解调等过程进行介绍;第四章是我们将介绍调制解调的Simulink仿真, 并着重介绍2ASK、2FSK、2PSK的调制以及其相干解调的Simulink仿真,并得出结论;第五章是对该次设计进行简单的总结。
关键字:调制 解调 Simulink 仿真
第一章 绪 论
1.1 课题意义
随着通信技术日新月异的发展,尤其是数字通信的快速发展越来越普及,研究人员对其相关技术投入了极大的兴趣。为使数字信号能在带通信道中传输,必须用数字信号对载波进行调制,其调制方式与模拟信号调制相类似。根据数字信号控制载波的参量不同也分为调幅、调频和调相三种方式。因数字信号对载波参数的调制通常采用数字信号的离散值对载波进行键控,故这三种数字调制方式被称为幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。经调制后的信号,通过信道传输,在接收端解调后恢复成数字信号。因此,调制解调技术是实现现代通信的重要手段,促进通信的快速发展。
1.2 选题目的
通过此次的调制与解调仿真,使我们对2ASK、2FSK、2PSK、调制与解调的工作原理以及Simulink软件有了比较深刻的认识和了解。在采用不同的调制方式时,PSK的误码率小于FSK,而FSK系统的误码率又小于ASK系统。在误码率相同条件下,相干PSK要求r(信噪比)最小,FSK系统次之,ASK系统要求r最大,它们之间分别相差3dB。PSK系统的抗噪声性能最好,但会出现倒π现象,实际中很少采用,而多采用DPSK系统。
1.3 研究范围
在当代社会中,信息的交换日益频繁,随着通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合,通信能克服对空间和时间的限制,大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。展望未来,通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展,各种新的电信业务也应运而生,正沿着信息服务多种领域广泛延伸。
本系统研究的是2ASK、2FSK、2PSK系统调制解调过程,以及在调制解调过程中使用的方法。对调制与解调方法建立其模型,从理论上解释2ASK、2FSK、2PSK的调制与解调的原理,并采用Simulink软件进行仿真,使输出结果达到最好效果。
第二章Simulink的简介与通信技术的历史和发展
2.1 Simulink的简介
近几年,在学术界和工业领域,Simulink已成为在动态系统领域建模和仿真方面分,Simulink具有相对独立的功能和使用方法。确切的说,它是一个用来对动态系统进行建模、应用最广泛的软件包之一 。它的魅力在于强大的功能和简便的饿操作。作为MATLAB的重要组成部仿真和分析的软件包。它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统,也支持具有多种采样频率的系统,而且系统可以是多进程的。在Simulink环境中,利用鼠标就可以在模型窗口中直观地"画"出系统模型,然后直接进行仿真。它为用户提供了方框图进行建模的图形接口,采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点。
Simulink包含有SINKS(输出方式)、SOURCE(输入源)、LINEAR(线性环节)、NONLINEAR(非线性环节)、CONNECTIONS(连接与接口)和EXTRA(其他环节)子模型库,而且每个子模型库中包含有相应的功能模,用户也可以定制和创建用户自己的模块。用Simulink创建的模型可以具有递阶结构,因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型,然后用鼠标双击其中的子系统模块,来查看其下一级的内容,以此类推,从而可以看到整个模型的细节,帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。在定义完一个模型后,用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便,而命令行方式对于运行一大类仿真非常有用。采用SCOPE模块和其他的画图模块,在仿真进行的同时,就可观看到仿真结果。除此之外,用户还可以在改变参数后来迅速观看系统中发生的变化情况。仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。
模型分析工具包括线性化和平衡点分析工具、MATLAB的许多工具及MATLAB的应用工具箱。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的,因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。
2.2 通信技术的历史和发展
2.2.1 通信的概念
通信就是克服距离上的障碍,从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的,是信息的物理表现,例如,语音、文字、数据、图形和图象等都是消息(Message)。消息有模拟消息(如语音、图象等)以及数字消息(如数据、文字等)之分。所有消息必须在转换成电信号(通常简称为信号)后才能在通信系统中传输。所以,信号(Signal)是传输消息的手段,信号是消息的物质载体。
相应的信号可分为模拟信号和数字信号,模拟信号的自变量可以是连续的或离散的,但幅度是连续的 ,如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的,但幅度是离散的,如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。
通信的目的是传递消息,但对受信者有用的是消息中包含的有效内容,也即信息(Information) 。消息是具体的、表面的,而信息是抽象的、本质的,且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。
通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和,包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ,
通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统
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