Matlab通信系统链路级仿真经典

• 多路复用以及多址接 入
• 噪声和干扰源
• 同步：包括载波同步 、扩频码同步、符号 同步、数据帧同步等 等
6
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
主Βιβλιοθήκη Baidu内容
• 数字通信系统的组成 • 通信系统链路级仿真的一般性假设前提 • Matlab中的通信系统仿真资源
仿真与实现的关系
• 浮点仿真与基带处理实现之间的区别仅 仅在于对数的表示方式不同。
• 定点仿真则完全在计算机上模拟实际实 现时在DSP、FPGA、ASIC上的处理。
• 定点仿真通常作为实际实现之前的验证 和测试向量产生手段。
12
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
北邮信息理论 与技术教研中心
《计算机仿真》 Matlab通信系统链路级仿真
2020/8/8
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
– 信号处理工具箱及常用信号处理函数 – 通信工具箱
7
通信系统链路级仿真的一般假设前提
• 带通信号的基带等效 • 最佳接收机
8
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
一般数字通信系统的组成
• 信号源 • 信息源 • 信源编码和解码 • 信道编码和解码 • 射频调制与解调 • 振荡器、混频器、变
频器和功率放大器
• 滤波和自适应均衡 • 信道
基带通信系统仿真程序完全相同。 • 如果引入频偏、时偏或相偏则仿真模型
会有所区别。
10
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
仿真与实现的关系
• 通信系统链路级仿真与实际发射机与接 收机实现之间的关系非常密切。
15
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
信号处理工具箱
• 支持各种信号处理操作，包括波形产生 、滤波器设计与实现、卷积、常用的变 换和谱分析等。
• 大部分关于发射机和接收机的仿真模型 实际上就是其基带处理模型。
• 可以认为发射机和接收机的基带处理包 含两类操作：
– 信息处理：信源编解码、加解密、信道编解 码
– 信号处理：采样、滤波、调制、估计、检测 、均衡等。
11
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
点到点数字通信系统基本模型 4
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
更为一般的通信链路模型示意图 5
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
主要内容
• 数字通信系统的组成 • 通信系统链路级仿真的一般性假设前提 • Matlab中的通信系统仿真资源
– 信号处理工具箱及常用信号处理函数 – 通信工具箱
13
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
Matlab中的通信系统仿真资源
带通信号的基带等效表示
z(t ) fL (t )e jct a(t )e jct (t )
a(t) cosct (t) j sinct (t)
f (t ) Re z(t ) Re fL(t )e jct
Re fc (t) jfs (t)• cosct j sinct
fc (t )cosct fs (t )sin ct
9
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
最佳接收机
• 假设为最佳接收机与噪声方差的计算密 切相关。
• 二进制反极性基带通信系统仿真的例子 。
• 带通信号基带等效后得到相同结果。 • 如BPSK信号的仿真程序和二进制反极性
主要内容
• 数字通信系统的组成 • 通信系统链路级仿真的一般性假设前提 • Matlab中的通信系统仿真资源
– 信号处理工具箱及常用信号处理函数 – 通信工具箱 – Simulink信号处理模块集
2
通信系统基本模型 3
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
• Matlab和Simulink都针对通信系统的物理 层（链路级）仿真提供了专门的工具箱 和模块库。
• 传统数字通信系统常用的各种信息处理 、信号处理算法都有相应的函数与之对 应。
• 近年来新出现的一些技术推动工具箱不 断更新。
14
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
Matlab中的通信系统仿真资源
• 主要资源：
– 信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox) – 通信工具箱(Communications Toolbox)
• 配套资源：
– 滤波器设计工具箱(Filter Design Toolbox) – 定点工具箱(Fixed-Point Toolbox) – 统计工具箱(Statistics Toolbox)