第八讲 数字通信系统的仿真ppt课件.ppt

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1、第八讲数字通信系统的仿真8.1概述实际的通信系统需要完成从信源到信宿的全部功能，如果对这个系统做任何改动都可能影响整个系统的性能和稳定性。因此，在对原通信系统进行修改时，需要进行建模和仿真，通过仿真结果衡量方案的可行性，在选择合理的系统配置和参数设置，应用于实际系统中。CommunicationsBlockset（工具箱）：8.2信源信源决定通信系统的信号类型，不同信源构成不同的系统。信源的分类：根据信号的特点，可分为数字信号源和模拟信号源；根据信号是否周期出现，信源信号可分为周期信号源和非周期信号源。下面针对Matlab中的几种主要的信源进行讨论。8.2.1

2、锯齿波信号周期信号：指每隔固定的时间间隔T，周而复始重现的信号，可表示为：x（t）=x（t+nT）。锯齿波信号由RepeatingSequence（重复序列）模块产生。使用模块的两个参数Timevalues和Outvalues，可以得到任意的锯齿波波形。锯齿波信号产生的仿真框图是连续时间Sourceblocks，采样周期为0，产生一个连续时间信号。锯齿波信号的时域图和频域图举例说明8.2.2方波信号方波信号由SignalGenerator（信号发生器）产生，信号发生器能产生三种不同的波形：正弦波、方波和锯齿波。方波信号产生的仿真框图与零阶采样保持电路的采样时间

3、参数设定相同。方波信号的时域图和频域图举例说明思考题：由信号发生器产生锯齿波信号进行仿真。8.2.3脉冲信号脉冲信号由BernoulliBinaryGenerator（伯努利二进制发生器）产生。产生一个采样周期为30的随机方波信号。上升沿模块提取方波信号的上升沿。零阶采样保持电路的采样时间决定了输出脉冲的脉宽。对基于采样的输出信号，表示向量元素的周期；对于基于帧的矩阵，表示的周期。关系操作符模块对它的两个输入实现各种指定的比较。存储器模块：将上一仿真时间步的输入转换为当前的输出，等效于对输入信号进行积分和采样保持。输出脉冲的脉宽为15，由采样保持电路的取样时间

4、决定。8.2.4扫频信号由ChirpSignal（扫频信号）模块产生一个正弦信号，其频率随着时间的变化而线性增长。例：扫频信号产生的仿真框图初始频率，默认值为0.1Hz。目标时间：信号频率达到Frequencyattargettime的时间，在次之后频率会按同样的速率连续变化，默认值100。在目标时间时信号达到的频率，默认值为1。这三个参数决定了模块的输出，可以是标量或阵列，所有阵列参数必须有相同的维数。扫频信号的时域图和频域图思考题：扫频信号仿真时，若设置信号源初始频率0.1Hz，目标时间100秒，目标时间信号频率为100Hz，仿真运行起始时间0s，结束时间

5、10s（100s），频谱仪设置正确，那么在实验过程中，能观测到的最高频率是多少？8.2.5压控振荡器压控振荡器（VCO）：输出信号的频率随输入信号幅度的变化而变化的设备。工作原理：可以看出：输出信号y（t）的频率取决于输入信号电压u（t）的大小，因此称为压控振荡器。影响VCO的参数还有信号幅度Ac、中心振荡频率fc、输入信号灵敏度kc、初始相位φ。（5.1）对式5.1进行变换，取输出相角Δ为对输出信号的相角Δ微分，得到输出信号角频率ω和频率f分别为：可以看出：VCO输出信号的频率f与输入信号幅度u（t）成正比。因此，通过改变输入信号的幅度大小就可以准确地控制输

6、出信号的频率。例：做一个压控振荡器的仿真。其中，fc＝30kHz，kc＝10kHz/V，u（t）＝0.2V，VCO的振荡频率为32kHz。输出信号的幅度。输入信号为0时，振荡器的输入频率。输入信号灵敏度：决定了输入电压与输出电压信号频率和振荡频率差的比例。压控振荡器输出信号的时域图和频域图U（t）＝0.2Vf＝32kHzU（t）＝2Vf＝50kHz8.3信源编码如何将信源输出的信息在接受端的信宿处精确或近似地复制出来，是通信系统需要解决的根本问题。什么是信源编码？信源编码利用信源的统计特性，解除信源的相关性，去掉信源的冗余信息，从而达到压缩信源的信息率，提高通

7、信系统的有效性。因此，信源编码是产生信源有效数据的源头。对语音信号而言，在传输中既可采用模拟调制，也可采用数字调制。模拟调制：直接对语音信号进行幅度或频率调制，实现简单。数字调制：语音信号先通过量化编码器，把连续的语音信号转换为离散的数字信号，再对数字信号进行调制。接受端通过相反的变换过程，由量化解码器把数字序列还原成语音信号。本节将通过仿真演示如何进行信号的模/数转换。8.3.1取样及取样定律在数字通信系统中传输模拟信号，首先进行模/数转换。发送端先将模拟信号取样，转换为离散的取样值，再将取样值量化为有限的量化值，并经过编码变换成数字信号，用数字通信方式传输

8、。接收端把接收的数字信号恢复成模拟信号