通信系统仿真设计PPT课件（MATLAB精选课程、优质学习资料）.pptx

通信系统仿真设计;目录;1 通信系统仿真概述;（1）信源和信宿 信源是信息的来源。信源发出的信息可以是离散信号，也可以是模拟信号。信宿是信息的接受者。信源在仿真中可用随机序列产生器来生成。 （2）信源编码器和译码器 信源编码的作用有两个，首先是模数转换，即将信源发出的模拟信号转化成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输；其次是数据压缩，即通过降低冗余度来减少码元数目和降低码元速率。常见的信源压缩编码方式有：Huffman编码、算术编码、L-Z编码等。信源译码器完成数模转换和数据压缩编码的译码。;（3）信道编码器和译码器 信道编码器对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力。信道编码的处理技术有差错控制码、交织编码器等。差错控制码有线性差错控制码（汉明码、线性循环码等）、Reed-Solomon码、卷积码、Turbo码、LDPC码等。信道译码器完成信道编码的译码。交织编码技术可离散化并纠正信号衰落引起的突发性差错，改善信道的传输特性。 （4）基带调制器和解调器 基带调制器把输入码元映射为基带波形。一般通过线路编码和发送滤波器来形成特定频谱和统计特征的脉冲波形。对于数据传输的脉冲成形波形，通常选择满足奈奎斯特准则的零符号间干扰属性的脉冲波形，如升余弦脉冲。升余弦脉冲的频域表达如下：;对;（6）均衡器 均衡器在通信系统中可以用来减小码间干扰的影响，有频域均衡和时域均衡两种方式。时域均衡是直接从时间响应角度考虑，使包括均衡器在内的整个传输系统的冲激响应满足无码间干扰条件。最常用的均衡器结构是线性横向均衡器，它由若干个抽头延迟线组成，延时时间间隔等于码元间隔。非线性均衡器的种类较多，包括判决反馈均衡器（DFE）、最大似然（ML）符号检测器和最大似然序列估计等。因为很多数字通信系统的信道（例如无线移动通信信道）特性是未知和时变的，要求接收端的均衡器必须具有自适应的能力。均衡器可采用自适应信号处理的相关算法（如最小均方自适应算法LMS、最小二乘自适应算法RLS 等）以实现高性能的信道均衡。 （7）同步 同步是在接收端??生载波和定时信号的过程以实现相干解调。当同步子系统是研究的目标时，同步子系统的工作过程必须仿真从而能反映其瞬态响应，如捕获时间和捕获范围等。如果仅对系统级性能指标（如BER）感兴趣，在仿真中可仅考虑同步子系统的稳态特性，如相位和定时的偏移和抖动。;（8）信道 信道是信号的传输通道。根据传输介质的不同而分为有线信道和无线信道。无线信道的信道状况比较复杂。无线通信基于电磁波在空间开放传播，接收环境也比较复杂性。电磁波传播特性在高楼林立的城市繁华区、以一般性建筑物为主的近郊区和以山丘、湖泊、平原为主的农村及远郊区各不相同。同时，通信用户可能具有移动性，如准静态的室内用户，慢速步行用户和高速车载用户。这样，接收端接收到的信号是发射电磁波经过信道的直射、反射、绕射和散射等作用后多条路径的合成。 信号强度和相位在多径信道的起伏变化称为衰落。衰落信道从传播效应上分为大尺度衰落（包括路径损耗和阴影衰落）和小尺度衰落（多径衰落）。 阴影衰落是由障碍物阻挡造成。阻挡物的数量和类型会造成衰落信号的随机性。信号发射功率和接收功率的比值一般服从对数正态分布。小尺度衰落可建模为统计多径模型。 多径效应使接收信号脉冲宽度扩展的现象称为时延扩展。当时延扩展大于符号间隔时会引起码间干扰，这称为频率选择性衰落。这时，多径是可分辨的，故又称宽带衰落信道；当时延扩展小于符号间隔时不会引起码间干扰，称为平坦衰落。这时，多径是不可分辨的，故又称窄带衰落信道。 瑞利分布是最常见的用于描述平坦衰落信号接收包络或独立多径分量接收包络统计时变特性的一种分布类型。另外，通信双方的相对运动会引起信号的多普勒频移，再加上多径效应后会产生的信号的多普勒扩展从而造成时间选择性衰落。如果信号在一个符号的时间里变化不大，则认为是慢衰落。反之，如果信号在一个符号的时间里有明显变化，则认为是快衰落。;2 信源与信道模型;2.1 随机数产生器;“M-ary number”选项：输入一个随机数（正整数或者正整数矢量），从而设定整数输出范围。 “Initial seed”选项：随机整数产生器的随机种子。当使用相同的随机种子时，随机整数产生器每次都会产生相同的二进制序列，不同的随机数种子产生不同的序列。当随机数种子的维数大于1时，输出信号的维数也大于1。 “Sample time”选项：输出序列的采用时间，一般采用系统默认设置。 “Frame-based outputs”选项：指定整数产生器以帧格式产生输出序列，即决定了输出信号是基于帧还是基于采样。该选项只有当“Interpret vector parameters as 1-D”选项未被选中时才有效。 “Interpre