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MATLAB对优化通信信道的仿真分析 

文章来源:QQ:31600328     作者:计算机设计资源网      发布时间:2013-1-16 13:02:28  


目 录
第一部分 通信信道优化的简要阐述 1
1 信噪比的改善 1
2 时钟同步系统的改善 1
3 提高数据传送的带宽 1
4 小结 2
第二部分 误码率的计算 3
1 基本理论 3
2 用MATLAB实现误码率的计算 6
3 结论 8
第三部分 同步电路的实现 9
1 理论基础 9
2 同步电路的仿真 14
3 结论 21
第四部分 扩展频谱通信系统的仿真 22
1理论基础 22
2 扩频通信系统仿真模型 24
3 扩频通信模型各部分介绍 25
4 误码率统计过程 34
5 结论 34
结 束 语 35
致 谢 36
参考文献 37

第一部分 通信信道优化的简要阐述
21世纪是一个信息社会,信息交流已成为人们生活的基本需要。现代通信系统是信息时代的生命线,通信是推动人类社会文明、进步与发展的巨大动力。因此保证通信质量是非常重要的,要实现这一点就需要对信道进行优化设计,MATLAB通信工具箱提供的功能可以用来对信道优化进行仿真和分析。
我的毕业设计主要是针对通信信道信噪比的改善,通信时钟同步系统的改善,如何提高通信信道数据传送的带宽。
1 信噪比的改善
一个单独的通信系统,或者在网络环境中构成的通信系统,其通信质量即业务质量,QoS(Quality of Services)是一个指标体系。无论模拟通信还是数字通信,尽管业务类型和质量要求各异,它们都有一个总的质量指标要求,即有效性与可靠性指标。可靠性通常以整个系统的输出信噪比来衡量。信噪比就是信号与噪声功率的比值,模拟通信的输出信噪比越高,通信质量就越好;对于数字通信来说,数字信号传输最终反映在判决输出的码元符号是否正确,因此可靠性指标均为码元或码字的差错概率,即平均误码率Pe,平均误码率越低,通信质量就越好。
本例使用了MATLAB通信工具箱提供的“误码率计算模块”进行仿真,计算和比较不同调制方式、不同差错控制编码方式和不同信道噪声模型条件下的通信系统的误码率。
2 时钟同步系统的改善
在数字网中,在数字信号的接收、复用和交换过程中都要求实现同步,同步是保证通信质量的一个重要方面。同步是指通信双方的定时信号符合一定的时间关系,它又可以分为位同步、帧同步和网同步。
本例采用“迟早门同步”技术,仿真了一个接收设备的同步实现电路。
3 提高数据传送的带宽
要提高通信的可靠性还可以通过增加数据传送的带宽来实现。提高带宽的典型例子就是采用扩展频谱通信系统。扩展频谱(SS Spread Spectrum)通信系统是将要发送的信号扩展到一个很宽的频带上,使射频带宽比信息带宽宽得多,然后再发送出去。在接收端通常通过相干解扩将信号恢复出来。这种通信系统以占用比原始信号带宽宽得多的射频带宽为代价,来获得更强的抗干扰能力和更高的频谱利用率。按照扩频方式的不同,扩频通信系统主要分为直接序列扩展频谱系统(DSSS Direct Sequence Spread Spectrum)、调频系统(FH Frequency Hopping)和跳时系统(TH Time Hopping)。其中,直接序列扩频系统应用得最为广泛。
本例仿真了扩频通信中信号处理的全过程,包括信源端生成信号;信号经过扩频调制后发送到信道;调制信号在信宿端被解扩并接收等几个部分。通过仿真可以直接观察到信号在不同阶段的不同形式。本系统采用直接序列扩展频谱技术,扩频因子为10。
4 小结
本次毕业设计,是通过MATLAB通信工具箱中提供的许多MATLAB函数和SIMULINK仿真模块来对以上三个方面进行仿真分析的,从而实现对通信信道优化的研究。


 

 
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