毕业设计基于matlab的QPSK系统仿真

基于MATLAB的QPSK仿真设计与实现

一.前言

1.1QPSK系统的应用背景简介

QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。在19世纪80年代初期,人们选用恒定包络数字调制。这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求,不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。19世纪80年代中期以后,四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。

1.2 QPSK实验仿真的意义

通过完成设计内容，复习QPSK调制解调的基本原理，同时也要复习通信系统的主要组成部分，了解调制解调方式中最基础的方法。了解QPSK的实现方法及数学原理。并对“通信”这个概念有个整体的理解，学习数字调制中误码率测试的标准及计算方法。同时还要复习随机信号中时域用自相关函数，频域用功率谱密度来描述平稳随机过程的特性等基础知识，来理解高斯信道中噪声的表示方法，以便在编程中使用。

理解QPSK调制解调的基本原理，并使用MATLAB编程实现QPSK信号在高斯信道和瑞利衰落信道下传输，以及该方式的误码率测试。复习MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项，并锻炼自己的编程能力，通过编程完成QPSK调制解调系统的仿真，以及误码率测试，并得出响应波形。在完成要求任务的条件下，尝试优化程序。

通过本次实验，除了和队友培养了默契学到了知识之外，还可以将次实验作为一种推广，让更多的学生来深入一层的了解QPSK以至其他调制方式的原理和实现方法。可以方便学生进行测试和对比。足不出户便可以做实验。

1.3 实验平台和实验内容

1.3.1实验平台

本实验是基于Matlab的软件仿真，只需PC机上安装MATLAB 6.0或者以上版本即可。

（本实验附带基于Matlab Simulink （模块化）仿真，如需使用必须安装simulink 模块）

1.3.2实验内容

1.构建一个理想信道基本QPSK仿真系统,要求仿真结果有

a.基带输入波形及其功率谱

b.QPSK信号及其功率谱

c.QPSK信号星座图

2.构建一个在AWGN（高斯白噪声）信道条件下的QPSK仿真系统，要求仿真结果有

a.QPSK 信号及其功率谱

b.QPSK 信号星座图

c.高斯白噪声信道条件下的误码性能以及高斯白噪声的理论曲线，要求所有误码性能曲线在同一坐标比例下绘制 3验可选做扩展内容要求：

构建一个先经过Rayleigh （瑞利衰落信道），再通过AWGN （高斯白噪声）信道条件下的条件下的QPSK 仿真系统，要求仿真结果有

a.QPSK 信号及其功率谱

b.通过瑞利衰落信道之前和之后的信号星座图，前后进行比较

c.在瑞利衰落信道和在高斯白噪声条件下的误码性能曲线，并和二.2.c 中所要求的误码性能曲线在同一坐标比例下绘制

二、系统实现框图和分析

2.1、QPSK 调制部分，原理框图如图1所示

φ1（t

)c f t π

φ2（t )c f t π

图1

原理分析：

基本原理及系统结构

QPSK 与二进制PSK 一样，传输信号包含的信息都存在于相位中。的别的载波相位取四个等间隔值之一，如л/4, 3л/4,5л/4,和7л/4。相应的，可将发射信号定义为

(21)/4]ft i ππ+- 0≤t ≤T

Si（t）＝

0。，其他

其中，i＝1，2，2，4；E为发射信号的每个符号的能量，T为符号持续时间，载波频率f等于nc/T，nc为固定整数。每一个可能的相位值对应于一个特定的二位组。例如，可用前述的一组相位值来表示格雷码的一组二位组：10，00，01，11。

下面介绍QPSK信号的产生和检测。如果a为典型的QPSK发射机框图。输入的二进制数据序列首先被不归零（NRZ）电平编码转换器转换为极性形式，即负号1

和0

接着，该二进制波形被分接器分成两个分别由输

入序列的奇数位偶数位组成的彼此独立的二进制波形，这两个二进制波形分别用a1（t），和a2（t）表示。容易注意到，在任何一信号时间间隔内a1（t），和a2（t）的幅度恰好分别等于Si1和 Si2，即由发送的二位组决定。这两个二进

制波形a1（t），和a2（t）被用来调制一对正交载波或者说正交基本函数：φ1

（t）

)c f t

π，φ2（t）

＝)c f t

π。这样就得到一对二进制PSK

信号。φ1（t）和φ2（t）的正交性使这两个信号可以被独立地检测。最后，将这两个二进制PSK信号相加，从而得期望的QPSK。

2.2、QPSK解调部分，原理框图如图2所示：

φ2（t）正交信道门限＝0

图2

原理分析：

QPSK接收机由一对共输入地相关器组成。这两个相关器分别提供本地产生地

相干参考信号φ1（t）和φ2（t）。相关器接收信号x（t），相关器输出地x1和

x2被用来与门限值0进行比较。如果x1>0,则判决同相信道地输出为符号1；如果x1<0 ,则判决同相信道的输出为符号0。；类似地。如果正交通道也是如此判决输出。最后同相信道和正交信道输出这两个二进制数据序列被复加器合并，重新得到原始的二进制序列。在AWGN信道中，判决结果具有最小的负号差错概率。

三、实验结果及分析

根据图1和图2的流程框图设计仿真程序，得出结果并且分析如下：

3.1、理想信道下的仿真，实验结果如图3所示

图3

实验结果分析：

如图上结果显示，完成了QPSK信号在理想信道上的调制，传输，解调的过程，由于调制过程中加进了载波，因此调制信号的功率谱密度会发生变化。并且可以看出调制解调的结果没有误码。

3.2、高斯信道下的仿真，结果如图4所示：

图4

实验结果分析：

由图4可以得到高斯信道下的调制信号，高斯噪声，调制输出功率谱密度曲线和QPSK信号的星座图。

在高斯噪声的影响下，调制信号的波形发生了明显的变化，其功率谱密度函数相对于图1中的调制信号的功率谱密度只发生了微小的变化，原因在于高斯噪声是一个均值为0的白噪声，在各个频率上其功率是均匀的，因此此结果是真确的。星座图反映可接收信号早高斯噪声的影响下发生了误码，但是大部分还是保持了原来的特性。

3.3、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真。实验结果如图5所示：

图5

实验结果分析：

由图5可以得到瑞利衰落信道前后的星座图，调制信号的曲线图及其功率谱密度。最后显示的是高斯信道和瑞利衰落信道的误码率对比。由图可知瑞利衰落信道下的误码率比高斯信道下的误码率高。

至此，仿真实验就全部完成。

四、致谢

感谢指导老师**老师对我们的指导，帮我们解决了不少的问题。也感谢队友之间的相互合作。希望以后再接再厉，努力学习。

附录

参考文献：

1、《MATLAB 宝典》陈杰等编著电子工业出版社

2、《MATLAB信号处理》刘波, 文忠, 曾涯编著北京电子工业出版社

3、《数字信号处理的MATLAB实现》万永革编著北京科学出版社

4、网上资料

Simulink 仿真数据：

1、调制框图，如图6所示

图6

2、解调模块如图7所示

图7

3、调制信号及其功率谱密度如图8所示

图8 4、调制信号的星座图如图9所示：

图9

5、基带信号与调制信号之间的关系如图10所示：

图10

附录2：

%主文件%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%题目：理想信道瑞利衰落信道高斯信道下的QPSK仿真

%%%%%%%作者：陈镇沅

%%%%%%%完成日期：2011-4-6

%%%%%%%邮箱：forgiveme1989@https://www.wendangku.net/doc/9513601639.html, %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

clear;

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%% 初始化参数

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

T=1; % 基带信号宽度，也就是频率

fc=10/T; % 载波频率

ml=2; % 调制信号类型的一个标志位（选取2的原因见23行）nb=100; % 传输的比特数

delta_T=T/200; % 采样间隔

fs=1/delta_T; % 采样频率

SNR=0; % 信噪比

t=0:delta_T:nb*T-delta_T; % 限定t的取值范围

N=length(t); % 采样数%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%% 调制部分%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

% 基带信号的产生

data=randn(1,nb)>0.5; % 调用一个随机函数（0 or 1），输出到一个1*100的矩阵datanrz=data.*2-1; % 变成极性码

data1=zeros(1,nb/delta_T); % 创建一个1*nb/delta_T的零矩阵

for q=1:nb

data1((q-1)/delta_T+1:q/delta_T)=datanrz(q); % 将极性码变成对应的波形信号

end

% 将基带信号变换成对应波形信号

data0=zeros(1,nb/delta_T); % 创建一个1*nb/delta_T的零矩阵

for q=1:nb

data0((q-1)/delta_T+1:q/delta_T)=data(q); % 将极性码变成对应的波形信号

end

% 发射的信号

data2=abs(fft(data1));

% 串并转换，将奇偶位数据分开

idata=datanrz(1:ml:(nb-1)); % 将奇偶位分开，因此间隔m1为2

qdata=datanrz(2:ml:nb);

% QPSK信号的调制

ich=zeros(1,nb/delta_T/2); % 创建一个1*nb/delta_T/2的零矩阵，以便后面存放奇偶位数据

for i=1:nb/2

ich((i-1)/delta_T+1:i/delta_T)=idata(i);

end

for ii=1:N/2

a(ii)=sqrt(2/T)*cos(2*pi*fc*t(ii));

end

idata1=ich.*a; % 奇数位数据与余弦函数相乘，得到一路的调制信号

qch=zeros(1,nb/2/delta_T);

for j1=1:nb/2

qch((j1-1)/delta_T+1:j1/delta_T)=qdata(j1);

end

for jj=1:N/2

b(jj)=sqrt(2/T)*sin(2*pi*fc*t(jj));

end

qdata1=qch.*b; % 偶数位数据与余弦函数相乘，得到另一路的调制信号

s=idata1+qdata1; % 将奇偶位数据合并，s即为QPSK调制信号

ss=abs(fft(s)); % 快速傅里叶变换得到频谱%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 瑞利衰落信道和高斯信道%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

% 瑞利衰落信道

ray_ich=raylrnd(0.8,1,nb/2/delta_T);

ray_qch=raylrnd(0.8,1,nb/2/delta_T);

Ray_idata=idata1.*ray_ich;

Ray_qdata=qdata1.*ray_qch;

Ray_s=Ray_idata+Ray_qdata; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

% 高斯信道

s1=awgn(s,SNR); % 通过高斯信道之后的信号

s11=abs(fft(s1)); % 快速傅里叶变换得到频谱

s111=s1-s; % 高斯噪声曲线%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

Awgn_s=awgn(Ray_s,SNR); % 通过高斯信道再通过瑞利衰落信道%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% QPSK 解调部分%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

% 解调部分（高斯信道）

idata2=s1.*a; % 这里面其实隐藏了一个串并转换的过程

qdata2=s1.*b; % 对应的信号与正余弦信号相乘

idata3=zeros(1,nb/2); % 建立1*nb数组，以存放解调之后的信号

qdata3=zeros(1,nb/2);

% 抽样判决的过程，与0作比较，data>=0,则置1，否则置0

for n=1:nb/2

% A1(n)=sum(idata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T));

if sum(idata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T))>=0

idata3(n)=1;

else idata3(n)=0;

end

% A2(n)=sum(qdata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T));

if sum(qdata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T))>=0

qdata3(n)=1;

else qdata3(n)=0;

end

end

% 为了显示星座图,将信号进行处理

idata4=zeros(1,nb/2);

qdata4=zeros(1,nb/2);

for n=1:nb/2

Awgn_ichsum(n)=sum(idata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T))*delta_T;

if Awgn_ichsum(n)>=0

idata4(n)=1;

else idata4(n)=0;

end

Awgn_qchsum(n)=sum(qdata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T))*delta_T;

if Awgn_qchsum(n)>=0

qdata4(n)=1;

else qdata4(n)=0;

end

end

% 将判决之后的数据存放进数组

demodata=zeros(1,nb);

demodata(1:ml:(nb-1))=idata3; % 存放奇数位

demodata(2:ml:nb)=qdata3; % 存放偶数位

%为了显示，将它变成波形信号（即传输一个1代表单位宽度的高电平）

demodata1=zeros(1,nb/delta_T); % 创建一个1*nb/delta_T的零矩阵

for q=1:nb

demodata1((q-1)/delta_T+1:q/delta_T)=demodata(q); % 将极性码变成对应的波形信号

end

% 累计误码数

% abs(demodata-data)求接收端和发射端

% 数据差的绝对值，累计之后就是误码个数

Awgn_num_BER=sum(abs(demodata-data))

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

% 解调部分（瑞利+高斯）

Ray_idata2=Ray_s.*a; % 这里面其实隐藏了一个串并转换的过程Ray_qdata2=Ray_s.*b; % 对应的信号与正余弦信号相乘

% Ray_idata3=zeros(1,nb/2); % 建立1*nb数组，以存放解调之后的信号% Ray_qdata3=zeros(1,nb/2);

% 抽样判决的过程，与0作比较，data>=0,则置1，否则置0

% for n=1:nb/2

% if Ray_sum(Ray_idata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T))>=0

% Ray_idata3(n)=1;

% else Ray_idata3(n)=0;

% end

% if Ray_sum(Ray_qdata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T))>=0

% Ray_qdata3(n)=1;

% else Ray_qdata3(n)=0;

% end

% end

% 为了显示星座图,将信号进行处理

Ray_idata4=zeros(1,nb/2);

Ray_qdata4=zeros(1,nb/2);

for n=1:nb/2

Ray_ichsum(n)=sum(idata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T))*delta_T;

if Ray_ichsum(n)>=0

Ray_idata4(n)=1;

else Ray_idata4(n)=0;

end

Ray_qchsum(n)=sum(qdata2((n-1)/delta_T+1:n/delta_T))*delta_T;

if Ray_qchsum(n)>=0

Ray_qdata4(n)=1;

else Ray_qdata4(n)=0;

end

end

% 将判决之后的数据存放进数组

Ray_demodata=zeros(1,nb);

Ray_demodata(1:ml:(nb-1))=Ray_idata4; % 存放奇数位

Ray_demodata(2:ml:nb)=Ray_qdata4; % 存放偶数位

%为了显示，将它变成波形信号（即传输一个1代表单位宽度的高电平）

Ray_demodata1=zeros(1,nb/delta_T); % 创建一个1*nb/delta_T的零矩阵

for q=1:nb

Ray_demodata1((q-1)/delta_T+1:q/delta_T)=Ray_demodata(q); % 将极性码变成对应的波形信号

end

% 累计误码数

% abs(demodata-data)求接收端和发射端

% 数据差的绝对值，累计之后就是误码个数

Ray_num_BER=sum(abs(Ray_demodata-data))

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%

%% 误码率计算

%% 调用了cm_sm32();和cm_sm33(）函数

%%声明：函数声明在另外俩个M文件中

%%作用：cm_sm32()用于瑞利信道误码率的计算

%% cm_sm33()用于高斯信道误码率的计算

%% ecoh on/off 作用在于决定是否显示指令内容%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%

SNRindB1=0:1:6;

SNRindB2=0:0.1:6;

% 瑞利衰落信道

for i=1:length(SNRindB1),

[pb,ps]=cm_sm32(SNRindB1(i)); % 比特误码率

smld_bit_ray_err_prb(i)=pb;

smld_symbol_ray_err_prb(i)=ps;

disp([ps,pb]);

echo off;

end;

% 高斯信道

echo on;

for i=1:length(SNRindB1),

[pb1,ps1]=cm_sm33(SNRindB1(i));

smld_bit_awgn_err_prb(i)=pb1;

smld_symbol_awgn_err_prb(i)=ps1;

disp([ps1,pb1]);

echo off;

end;

% 理论曲线

echo on;

for i=1:length(SNRindB2),

SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10); % 信噪比

theo_err_awgn_prb(i)=0.5*erfc(sqrt(SNR)); % 高斯噪声理论误码率

theo_err_ray_prb(i)=0.5*(1-1/sqrt(1+1/SNR)); % 瑞利衰落信道理论误码率

echo off;

end; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

h = spectrum.welch; % 类似于C语言的宏定义，方便以下的调用%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%% 输出显示部分%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

% 第一部分（理想）

figure(1)

subplot(3,2,1);

plot(data0),title('基带信号');

axis([0 20000 -2 2]);

subplot(3,2,2);

psd(h,data1,'fs',fs),title('基带信号功率谱密度');

subplot(3,2,3);

plot(s),title('调制信号');

axis([0 500 -3 3]);

subplot(3,2,4);

psd(h,s,'fs',fs),title('调制信号功率谱密度');

subplot(3,2,5);

plot(demodata1),title('解调输出');

axis([0 20000 -2 2]);

subplot(3,2,6);

psd(h,demodata1,'fs',fs),title('解调输出功率谱密度'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%

% 通过高斯信道

figure(2)

subplot(2,2,1);

plot(s1),title('调制信号(Awgn)');

axis([0 500 -5 5]);

subplot(2,2,2);

psd(h,s1,'fs',fs),title('调制信号功率谱密度(Awgn)');

subplot(2,2,3);

plot(s111),title('高斯噪声曲线');

axis([0 2000 -5 5]);

subplot(2,2,4);

for i=1:nb/2

plot(idata(i),qdata(i),'r+'),title('QPSK信号星座图（Awgn）');hold on;

axis([-2 2 -2 2]);

plot(Awgn_ichsum(i),Awgn_qchsum(i),'*');hold on;

legend('理论值（发射端）','实际值（接收端）');

end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%

%通过高斯信道再通过瑞利衰落信道

figure(3)

subplot(2,2,1)

plot(Ray_s),title('调制信号(Ray+Awgn)');

axis([0 500 -5 5]);

subplot(2,2,2);

psd(h,Ray_s,'fs',fs),title('调制信号功率谱密度(Ray)');

subplot(2,2,3);

for i=1:nb/2

plot(idata(i),qdata(i),'r+'),title('QPSK信号星座图（Awgn+Ray）');hold on;

axis([-2 2 -2 2]);

plot(Ray_ichsum(i),Ray_qchsum(i),'*');hold on;

legend('理论值（发射端）','实际值（接收端）');

end

subplot(2,2,4)

semilogy(SNRindB2,theo_err_awgn_prb,'r'),title('误码率曲线');hold on;

semilogy(SNRindB1,smld_bit_awgn_err_prb,'r*');hold on;

semilogy(SNRindB2,theo_err_ray_prb);hold on;

semilogy(SNRindB1,smld_bit_ray_err_prb,'*');

xlabel('Eb/No');ylabel('BER');

legend('理论AWGN','仿真AWGN','理论Rayleigh','仿真Rayleigh');

%文件2

function [pb,ps]=cm_sm32(snr_in_dB)

% [pb,ps]=cm_sm32(snr_in_dB)

% CM_SM3 finds the probability of bit error and symbol error for

% the given value of snr_in_dB, signal to noise ratio in dB.

N=100;

E=1; % energy per symbol numofsymbolerror=0;

numofbiterror=0;

counter=0;

snr=10^(snr_in_dB/10); % signal to noise ratio

sgma=sqrt(E/snr)/2; % noise variance

s00=[1 0]; s01=[0 1]; s11=[-1 0]; s10=[0 -1]; % signal mapping

% generation of the data source

while(numofbiterror<100)

for i=1:N,

temp=rand; % a uniform random variable between 0 and 1

if (temp<0.25), % with probability 1/4, source output is "00"

dsource1(i)=0; dsource2(i)=0;

elseif (temp<0.5), % with probability 1/4, source output is "01"

dsource1(i)=0; dsource2(i)=1;

elseif (temp<0.75), % with probability 1/4, source output is "10"

dsource1(i)=1; dsource2(i)=0;

else % with probability 1/4, source output is "11"

dsource1(i)=1; dsource2(i)=1;

end;

end;

% detection and the probability of error calculation

for i=1:N,

ray=raylrnd(0.8);

n=sgma*randn(1,2); % 2 normal distributed r.v with 0, variance sgma

if ((dsource1(i)==0) & (dsource2(i)==0)),

r=ray*s00+n;

elseif ((dsource1(i)==0) & (dsource2(i)==1)),

r=ray*s01+n;

elseif ((dsource1(i)==1) & (dsource2(i)==0)),

r=s10*ray+n;

else

r=s11*ray+n;

end;

% The correlation metrics are computed below

c00=dot(r,s00); c01=dot(r,s01); c10=dot(r,s10); c11=dot(r,s11);

% The decision on the ith symbol is made next

c_max=max([c00,c01,c10,c11]);

if (c00==c_max), decis1=0; decis2=0;

elseif (c01==c_max), decis1=0; decis2=1;

elseif (c10==c_max), decis1=1; decis2=0;

else decis1=1; decis2=1;

end;

% Increment the error counter, if the decision is not correct

symbolerror=0;

if (decis1~=dsource1(i)), numofbiterror=numofbiterror+1; symbolerror=1;

end;

if (decis2~=dsource2(i)), numofbiterror=numofbiterror+1; symbolerror=1;

end;

if (symbolerror==1), numofsymbolerror=numofsymbolerror+1;

end;

end

counter=counter+1;

end

ps=numofsymbolerror/(N*counter); % since there are totally N symbols

pb=numofbiterror/(2*N*counter); % since 2N bits are transmitted

%文件3

function [pb1,ps1]=cm_sm32(snr_in_dB)

% [pb,ps]=cm_sm32(snr_in_dB)

% CM_SM3 finds the probability of bit error and symbol error for

% the given value of snr_in_dB, signal to noise ratio in dB.

N=100;

E=1; % energy per symbol

snr=10^(snr_in_dB/10); % signal to noise ratio

sgma=sqrt(E/snr)/2; % noise variance

s00=[1 0]; s01=[0 1]; s11=[-1 0]; s10=[0 -1]; % signal mapping

% generation of the data source

numofsymbolerror=0;

numofbiterror=0;

counter=0;

while(numofbiterror<100)

for i=1:N,

temp=rand; % a uniform random variable between 0 and 1

if (temp<0.25), % with probability 1/4, source output is "00"

dsource1(i)=0; dsource2(i)=0;

elseif (temp<0.5), % with probability 1/4, source output is "01"

dsource1(i)=0; dsource2(i)=1;

elseif (temp<0.75), % with probability 1/4, source output is "10"

dsource1(i)=1; dsource2(i)=0;

else % with probability 1/4, source output is "11"

dsource1(i)=1; dsource2(i)=1;

end;

end;

% detection and the probability of error calculation

for i=1:N,

% the received signal at the detection, for the ith symbol,is:

n=sgma*randn(1,2); % 2 normal distributed r.v with 0, variance sgma

if ((dsource1(i)==0) & (dsource2(i)==0)),

r=s00+n;

elseif ((dsource1(i)==0) & (dsource2(i)==1)),

r=s01+n;

elseif ((dsource1(i)==1) & (dsource2(i)==0)),

r=s10+n;

else

r=s11+n;

end;

% The correlation metrics are computed below

c00=dot(r,s00); c01=dot(r,s01); c10=dot(r,s10); c11=dot(r,s11);

% The decision on the ith symbol is made next

c_max=max([c00,c01,c10,c11]);

if (c00==c_max), decis1=0; decis2=0;

elseif (c01==c_max), decis1=0; decis2=1;

elseif (c10==c_max), decis1=1; decis2=0;

else decis1=1; decis2=1;

end;

% Increment the error counter, if the decision is not correct

symbolerror=0;

if (decis1~=dsource1(i)), numofbiterror=numofbiterror+1; symbolerror=1;

end;

if (decis2~=dsource2(i)), numofbiterror=numofbiterror+1; symbolerror=1;

end;

if (symbolerror==1), numofsymbolerror=numofsymbolerror+1;

end;

end

counter=counter+1;

end

ps1=numofsymbolerror/(N*counter); % since there are totally N symbols

pb1=numofbiterror/(2*N*counter); % since 2N bits are transmitted

毕业设计用matlab仿真

毕业设计用matlab仿真 篇一：【毕业论文】基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序) 基于matlab的人脸识别系统设计与仿真 第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。

如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人 类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，在不同的环境下拍摄所得到的人脸图像不同，有时更会有很大的差别，给识别带来很大难度。因此在各种干扰条件下实现人脸图像的识别，也就更具有挑战性。 国外对于人脸图像识别的研究较早，现己有实用系统面世，只是对于成像条件要求较苛刻，应用范围也就较窄，国内也有许多科研机构从事这方而的研究，并己取得许多成果。 1.2 人脸图像识别的应用前景 人脸图像识别除了具有重大的理论价值以及极富挑战

基于 MATLAB 的QPSK系统仿真设计与实现

通信系统仿真设计实训报告1.课题名称：基于MATLAB 的QPSK系统仿真设计与实现 学生学号： 学生姓名： 所在班级： 任课教师： 2016年10月25日

目录 1.1QPSK系统的应用背景简介 (3) 1.2 QPSK实验仿真的意义 (3) 1.3 实验平台和实验内容 (3) 1.3.1实验平台 (3) 1.3.2实验内容 (3) 二、系统实现框图和分析 (4) 2.1、QPSK调制部分， (4) 2.2、QPSK解调部分 (5) 三、实验结果及分析 (6) 3.1、理想信道下的仿真 (6) 3.2、高斯信道下的仿真 (7) 3.3、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真 (8) 总结： (10) 参考文献： (11) 附录 (12)

1.1QPSK系统的应用背景简介 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。在19世纪80年代初期,人们选用恒定包络数字调制。这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求,不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。19世纪80年代中期以后,四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。 1.2 QPSK实验仿真的意义 通过完成设计内容，复习QPSK调制解调的基本原理，同时也要复习通信系统的主要组成部分，了解调制解调方式中最基础的方法。了解QPSK的实现方法及数学原理。并对“通信”这个概念有个整体的理解，学习数字调制中误码率测试的标准及计算方法。同时还要复习随机信号中时域用自相关函数，频域用功率谱密度来描述平稳随机过程的特性等基础知识，来理解高斯信道中噪声的表示方法，以便在编程中使用。 理解QPSK调制解调的基本原理，并使用MATLAB编程实现QPSK信号在高斯信道和瑞利衰落信道下传输，以及该方式的误码率测试。复习MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项，并锻炼自己的编程能力，通过编程完成QPSK调制解调系统的仿真，以及误码率测试，并得出响应波形。在完成要求任务的条件下，尝试优化程序。 通过本次实验，除了和队友培养了默契学到了知识之外，还可以将次实验作为一种推广，让更多的学生来深入一层的了解QPSK以至其他调制方式的原理和实现方法。可以方便学生进行测试和对比。足不出户便可以做实验。 1.3 实验平台和实验内容 1.3.1实验平台 本实验是基于Matlab的软件仿真，只需PC机上安装MATLAB 6.0或者以上版本即可。 （本实验附带基于Matlab Simulink （模块化）仿真，如需使用必须安装simulink 模块） 1.3.2实验内容 1.构建一个理想信道基本QPSK仿真系统,要求仿真结果有 a.基带输入波形及其功率谱 b.QPSK信号及其功率谱

(完整版)matlab毕业设计

以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 摘要 本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面。本文采用Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的基本知识。随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。信号与系统课程具有传统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。在教学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向一款优秀的计算机软件——MATLAB。通过它可用计算机仿真，阐述信号与系统理论与应用相联系的内容，以此激发学习兴趣，变被动接受为主动探知，从而提升学习效果，培养主动思维、学以致用的思维习惯。以MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运算，文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。运用MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式，形象生动的展现出来，从而使学生对所学

基于matlab的毕业论文题目参考

基于matlab的毕业论文题目参考 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。以下是基于matlab的毕业论文题目，供大家参考。 基于matlab的毕业论文题目一： 1、基于遗传算法的小麦收割机路径智能优化控制研究 2、零转弯半径割草机连续翻滚特性参数化预测模型 3、基于MATLAB的PCD铰刀加工硅铝合金切削力研究 4、基于状态反馈的四容水箱控制系统的MATLAB仿真研究 5、基于Matlab软件的先天性外耳道狭窄CT影像特点分析 6、Matlab仿真在船舶航向自动控制系统中的研究与仿真 7、基于MATLAB的暂态稳定措施可行性仿真与分析 8、基于MATLAB的某专用越野汽车动力性能分析 9、基于MATLAB的电力系统有源滤波器设计 10、基于MATLAB和ANSYS的弹簧助力封闭装置结构分析 11、基于Matlab的液力变矩器与发动机匹配计算与分析 12、运用MATLAB绘制接触网下锚安装曲线 13、基于MatlabGUI的实验平台快速搭建技术 14、基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价

15、测绘数据处理中MATLAB的优越性及应用 16、基于MATLAB柴油机供油凸轮型线设计 17、基于MATLAB语言的TRC加固受火后钢筋混凝土板的承载力分析方法 18、MATLAB辅助OptiSystem实现光学反馈环路的模拟 19、基于MATLABGUI的电梯关门阻止力分析系统设计 20、基于LabVIEW与MATLAB混合编程的手势识别系统 21、基于MATLAB的MZ04型机器人运动特性分析 22、MATLAB在煤矿巷道支护参数的网络设计及仿真分析 23、基于MATLAB的自由落体运动仿真 24、基于MATLAB的电动汽车预充电路仿真 25、基于Matlab的消弧模型仿真研究 26、基于MATLAB/GUI的图像语义自动标注系统 27、基于Matlab软件GUI的机械波模拟 28、基于Matlab的S曲线加减速控制算法研究 29、基于Matlab和Adams的超速机柔性轴系仿真 30、基于Matlab与STM32的电机控制代码自动生成 31、基于Matlab的相机内参和畸变参数优化方法 32、基于ADAMS和MATLAB的翻转机构联合仿真研究 33、基于MATLAB的数字图像增强软件平台设计 34、基于Matlab的旋转曲面的Gif动画制作 35、浅谈Matlab编程与微分几何简单算法的实现

本科毕业设计__基于matlab的通信系统仿真报告

创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽 11042232 温 靖
班 级 学 号： 指 导 老 师：
二 O 一四年十月十五日

目录
一、引言 ....................................................................................................................... 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成................................................................................................................ 4 2.2 信道编译码......................................................................................................................... 4 2.2.1 卷积码的原理 ......................................................................................................... 4 2.2.2 译码原理................................................................................................................. 5 2.3 调制与解调........................................................................................................................ 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 ................................................................................................... 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ....................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调................................................................................................... 7 2.4 信道..................................................................................................................................... 8 2.4.1 加性高斯白噪声信道 ............................................................................................. 8 2.4.2 瑞利信道................................................................................................................. 8 2.5 多径合并............................................................................................................................. 8 2.5.1 MRC 方式 ................................................................................................................ 8 2.5.2 EGC 方式................................................................................................................. 9 2.6 采样判决............................................................................................................................. 9 2.7 理论值与仿真结果的对比 ................................................................................................. 9
三、系统仿真分析 ..................................................................................................... 11
3.1 有信道编码和无信道编码的的性能比较 ....................................................................... 11 3.1.1 信道编码的仿真 .................................................................................................... 11 3.1.2 有信道编码和无信道编码的比较 ........................................................................ 12 3.2 BPSK 与 QPSK 调制方式对通信系统性能的比较 ........................................................ 13 3.2.1 调制过程的仿真 .................................................................................................... 13 3.2.2 不同调制方式的误码率分析 ................................................................................ 14 3.3 高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 ............................................................................... 15 3.3.1 信道加噪仿真 ........................................................................................................ 15 3.3.2 不同信道下的误码分析 ........................................................................................ 15 3.4 不同合并方式下的对比 ................................................................................................... 16 3.4.1 MRC 不同信噪比下的误码分析 .......................................................................... 16 3.4.2 EGC 不同信噪比下的误码分析 ........................................................................... 16 3.4.3 MRC、EGC 分别在 2 根、4 根天线下的对比 ................................................... 17 3.5 理论数据与仿真数据的区别 ........................................................................................... 17
四、设计小结 ............................................................................................................. 19 参考文献 ..................................................................................................................... 20

基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计毕业设计论文

基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计 摘要 随着移动通信技术的发展，以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK 等调制方式，逐渐被许多优秀的调制技术所替代。本文主要介绍了QPSK调制与解调的实现原理框图，用MATLAB软件中的SIMULINK仿真功能对QPSK调制与解调这一过程如何建立仿真模型，通过对仿真模型的运行，得到信号在QPSK 调制与解调过程中的信号时域变化图。通过该软件实现方式，可以大大提高设计的灵活性，节约设计时间，提高设计效率，从而缩小硬件电路设计的工作量，缩短开发周期。 关键词 QPSK，数字通信，调制，解调，SIMULINK -I-

Abstract As mobile communications technology, and previously in the adoption of digital cellular system, ASK, FSK PSK modulation, etc. Gradually been many excellent mod ulation technology substitution, where four phase-shift keying QPSK technology is a wireless communications technology in a binary modulation method. This article prim arily describes QPSK modulation and demodulation of the implementation of the prin ciple of block diagrams, focuses on the MATLAB SIMULINK software emulation in on QPSK modulation and demodulation the process how to build a simulation model, through the operation of simulation model, I get signal in QPSK modulation and dem odulation adjustment process domain change figure. The software implementation, ca n dramatically improve the design flexibility, saving design time, increase efficiency, design to reduce the workload of hardware circuit design, and shorten the developmen t cycle. Keywords QPSK, Digital Communication,modulation,demodulation,SIMULINK -II-

系统仿真测试平台

仿真测试系统 系统概述 FireBlade系统仿真测试平台基于用户实用角度，能够辅助进行系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试，推进了半实物仿真的理论应用，并提出了虚拟设备这一具有优秀实践性的设计思想，在航电领域获得了广泛关注和好评 由于仿真技术本身具备一定的验证功能，因此与现有的测试技术有相当的可交融性。在航电设备的研制和测试过程中，都必须有仿真技术的支持：利用仿真技术，可根据系统设计方案快速构建系统原型，进行设计方案的验证；利用仿真验证成果，可在系统开发阶段进行产品调试；通过仿真功能，还可对与系统开发进度不一致的子系统进行模拟测试等。 针对航电设备产品结构和研制周期的特殊性，需要建立可以兼顾系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试的系统仿真平台。即以半实物仿真为基础，综合系统验证、系统测试、设备调试和快速原型等多种功能的硬件平台和软件环境。 目前，众多研发单位都在思索着如何应对航电设备研制工作日益复杂的情况。如何采取高效的工程技术手段，来保证系统验证的正确性和有效性，是航电设备系统工程的重要研究内容之一，FireBlade 系统仿真测试平台正是在这种大环境下应运而生的。 在航电设备研制工程中的定位设备可被认为是航电设备研制工程中的终端输出，其质量的高低直接关系到整个航电设备系统工程目标能否实现。在传统的系统验证过程中，地面综合测试是主要的验证手段，然而，它首先要求必须完成所有分系统的研制总装，才能进行综合测试。如果能够结合面向设备的仿真手段，则可以解决因部分设备未赶上研发进度导致综合测试时间延长的问题。在以往的开发周期中，面向设备的仿真技术并没有真正得到重视： （1）仿真技术的应用主要集中在单个测试对象上，并且缺乏对对象共性的重用； （2）仿真技术缺乏对复杂环境与测试对象的模拟； （3）仿真技术的应用缺乏系统性，比如各个阶段中仿真应用成果没有实现共享，

基于MATLAB的语音信号处理系统设计(程序+仿真图)--毕业设计

语音信号处理系统设计 摘要：语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科。语音信号处理的目的是得到某些参数以便高效传输或存储,或者是用于某种应用，如人工合成出语音、辨识出讲话者、识别出讲话内容、进行语音增强等。本文简要介绍了语音信号采集与分析以及语音信号的特征、采集与分析方法，并在采集语音信号后，在MATLAB 软件平台上进行频谱分析,并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。利用MATLAB来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量，再将该向量看作一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析，再依据实际情况对它进行滤波，然后我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放，以便在听觉上来感受声音的变化。 关键词：Matlab，语音信号，傅里叶变换，滤波器 1课程设计的目的和意义 本设计课题主要研究语音信号初步分析的软件实现方法、滤波器的设计及应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： 1.1．了解Matlab软件的特点和使用方法。 1.2．掌握利用Matlab分析信号和系统的时域、频域特性的方法； 1.3．掌握数字滤波器的设计方法及应用。 1.4．了解语音信号的特性及分析方法。 1.5．通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 2 设计任务及技术指标 设计一个简单的语音信号分析系统，实现对语音信号时域波形显示、进行频谱分析，

利用滤波器滤除噪声、对语音信号的参数进行提取分析等功能。采用Matlab设计语言信号分析相关程序，并且利用GUI设计图形用户界面。具体任务是： 2.1．采集语音信号。 2.2．对原始语音信号加入干扰噪声，对原始语音信号及带噪语音信号进行时频域分析。 2.3．针对语音信号频谱及噪声频率，设计合适的数字滤波器滤除噪声。 2.4．对噪声滤除前后的语音进行时频域分析。 2.5.对语音信号进行重采样，回放并与原始信号进行比较。 2.6．对语音信号部分时域参数进行提取。 2.7．设计图形用户界面（包含以上功能）。 3 设计方案论证 3.1语音信号的采集 使用电脑的声卡设备采集一段语音信号，并将其保存在电脑中。 3.2语音信号的处理 语音信号的处理主要包括信号的提取播放、信号的重采样、信号加入噪声、信号的傅里叶变换和滤波等，以及GUI图形用户界面设计。 Ⅰ.语音信号的时域分析 语音信号是一种非平稳的时变信号，它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法，其中时域分析是最简单的方法。 Ⅱ.语音信号的频域分析 信号的傅立叶表示在信号的分析与处理中起着重要的作用。因为对于线性系统来说，可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应，所以傅立叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。另外，傅立叶表示使信号的某些特性变得更明显，因此，它能更

Exata仿真开发设计参考文档

3. EXata 智能仿真系统介绍 3.1 EXata 仿真系统概述及特点 EXata 是一套用来仿真大型有线网络和无线网络的完整平台。通过它先进的模拟和仿真技术，可以预测复杂的网络行为和性能表现，从而提高网络在设计、运营和管理方面的效率。 EXata可帮助用户解决一下几个方面的问题： 1）开发新技术： - 设计和开发新的网络技术：利用EXata 协议栈的OSI 型架构，来设计新的通信协议。 - 设计和开发与真实网络规模相当的无线网络：EXata 可以在双核或四核的计算机系统中评估具有成百上千个设备的大型无线网络。- 进行‘what-if’假设分析：分析网络的性能并予以优化。用户可以先设计网络，然后执行批量测试来验证网络在不同参数下的性能（例如不同的路由协议、不同的时段、和不同的发送功率等。 2）将EXata 仿真网络与现有的真实网络、网络业务和网络设备相连接： - 查看真实的业务在EXata 仿真网络上的执行情况：EXata 仿真平台上可以运行真实的网络业务，例如VoIP, 互联网浏览器，和流媒体视频，和在真实网络中没有任何区别。 - 在网络真正部署之前，利用仿真网络先进行充分的模拟练习：EXata 的出现，使得对尚处于设计中的新一代战术通信网络和通信设备进行精良的训练成为了可能。

3）利用业内通用的工具来分析和管理EXata 仿真网络： - 窥探数据包：EXata 带有一个sniffer 接口，可以允许第三方工具，如Wireshark 和微软的Network Monitor 来窥探/捕获来自EXata 仿真网络任何一个设备的数据包，并对其进行分析。这可让用户调试和 排查网络问题。 - 管理仿真网络：EXata 带有一个SNMP 代理，可以允许用户使用标准的SNMP 管理工具来查看、监控和控制EXata 仿真网络，就像管理真实网络一样。 EXata 仿真系统的突出优势有： 1）速度——实时仿真 EXata 支持实时仿真,可将不同的软件、硬件、网络行为引入系 统作半实物仿真。而在开发者或网络设计者进行‘what-if’ 假设分析时，则可以采用比实时更快的速度来做一系列模拟测试， 在短时间内完成对各种模型、网络和流量参数的评测和分析。 2）伸缩性——可模拟复杂的大型网络 以业界最先进的硬件和并行计算技术为后盾，EXata 可模拟上千个 节点的复杂大型网络。EXata可以运行在集群式计算系统（cluster）、多内核计算系统、或多处理器计算系统上，对大型网络进行精确的 仿真模拟。 3）精确性——丰富的高精度协议模型 EXata 拥有丰富的、经过精心设计的、符合标准的协议模型库，包 括许多先进的无线网络环境所需用到的模型，使用户可以更加精确

QPSK通信系统性能分析与MATLAB仿真报告

淮海工学院课程设计报告书 课程名称：通信系统的计算机仿真设计 题目：QPSK通信系统性能分析 与MATLAB仿真 学院：电子工程学院 学期：2013-2014-2 专业班级： 姓名： 学号： 评语： 成绩： 签名： 日期：

QPSK通信系统性能分析与MATLAB仿真 1 绪论 1.1 研究背景与研究意义 数字信号传输系统分为基带传输系统和频带传输系统,频带传输系统也叫数字调制系统,该系统对基带信号进行调制,使其频谱搬移到适合在信道(一般为带通信道)上传输的频带上。数字调制和模拟调制一样都是正弦波调制,即被调制信号都为高频正弦波。数字调制信号又称为键控信号,数字调制过程中处理的是数字信号,而载波有振幅、频率和相位3个变量,且二进制的信号只有高低电平两个逻辑量即1和0,所以调制的过程可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制,最基本的方法有3种:正交幅度调制(QAM) 、频移键控( FSK) 、相移键控( PSK) 。根据所处理的基带信号的进制不同分为二进制和多进制调制(M进制) 。 本实验采用QPSK。QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。在19世纪80年代初期人们选用恒定包络数字调制。这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。19世纪80年代中期以后四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。 1.2 课程设计的目的和任务 目的在于使学生在课程设计过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用所学理论知识分析和研究设计过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位进行设计打下一定的基础。 课程设计的任务是： (1)掌握一般通信系统设计的过程，步骤，要求，工作内容及设计方法，掌握用计算机仿真通信系统的方法。 (2)训练学生网络设计能力。 (3)训练学生综合运用专业知识的能力，提高学生进行通信工程设计的能力。1.3 可行性分析 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。在19世纪80年代初期,人们选用恒定包络数字调制。这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求,不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。19世纪80年代中期以后,

基于MATLAB的PID控制器设计毕业设计(论文)

毕业设计论文 基于MATLAB的PID控制器设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

简述基于前后台分离的仿真导调控制软件设计与开发

Design and Development of Simulation Directing & Control Software Based on Stand-Alone Front-End and Back-End Xuelong HOU1 , Dengan CHEN1, Wenyun WANG2 1the Fifth Department, Naval Aeronautic and Astronautical University, Yantai, China, 264001 2 Research Department, Naval Aeronautic and Astronautical University, Yantai, China, 264001 Email : Abstract: Simulation directing & control software (SDCS was important in warfare simulation system. First, in order to reduce degree of coupling in model, view and control of simulation system, a design method of simulation system based on stand-alone front-end (GUI and back-end(simulation engine was introduced; Second, according to the method based on stand-alone front-end and back-end, the external interface, internal hierarchical structure and main function of SDCS were described; Finally, two key technologies such as high level simulation framework based on memory reflection and operational plan interface description based on entity task modeling were solved. As a

matlab仿真课程设计报告

一、课程设计内容 此次课程设计的主要内容是 2ASK调制信号仿真。 二、设计原理及步骤: （一）设计原理 2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。根据幅度调制的原理，2ASK 信号可表示为0e(t)=s(t)cosw(t) c，式中w c为载波角频率，h(t)=cos w c(t)为载波信号，二进制基带信号s(t)为随机的单极性NRZ 矩形脉冲序列。 S(t)的功率谱密度为 2 11 ()()() 44 s b b P f T Sa fT f π =+?。2ASK 信号的功率谱密度是基带信号功率谱密度() s P f的线性搬移，2ASK 信号的功率谱密度为 1 ()[(+f)()] 4 e s c s c P f P f P f f =+- 。 （二）仿真步骤 1、函数文件 （1）函数FFT_SHIFT function [f,sf]=FFT_SHIFT(t,st) dt=t(2)-t(1); T=t(end); df=1/T;

N=length(t); f=[-N/2:N/2-1]*df; sf=fft(st); sf=T/N*fftshift(sf); （2）函数INSERT0 function [out]=INSERT0(d,M) N=length(d); out=zeros(1,M*N); for i=0:N-1; out(i*M+1)=d(i+1); end 2、主程序代码 fc=2; %载波频率2Hz N_sample=10; N=200; %码元数 Ts=1; %1Band/s dt=Ts/fc/N_sample; %波形采样间隔t=0:dt:N*Ts-dt; Lt=length(t); T=t(end); %产生二进制信源 d=sign(randn(1,N));

基于MATLAB的QPSK系统仿真设计与实现

通信系统仿真设计实训报告1.课题名称：基于 MATLAB 的QPSK系统仿真设计与实现 学生学号： 学生： 所在班级： 任课教师： 2016年 10月25日

目录 1.1QPSK系统的应用背景简介 (3) 1.2 QPSK实验仿真的意义 (3) 1.3 实验平台和实验容 (3) 1.3.1实验平台 (3) 1.3.2实验容 (3) 二、系统实现框图和分析 (4) 2.1、QPSK调制部分， (4) 2.2、QPSK解调部分 (5) 三、实验结果及分析 (6) 3.1、理想信道下的仿真 (6) 3.2、高斯信道下的仿真 (7) 3.3、先通过瑞利衰落信道再通过高斯信道的仿真 (8) 总结： (10) 参考文献： (11) 附录 (12)

1.1QPSK系统的应用背景简介 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。在19世纪80年代初期,人们选用恒定包络数字调制。这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求,不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。19世纪80年代中期以后,四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。 1.2 QPSK实验仿真的意义 通过完成设计容，复习QPSK调制解调的基本原理，同时也要复习通信系统的主要组成部分，了解调制解调方式中最基础的方法。了解QPSK的实现方法及数学原理。并对“通信”这个概念有个整体的理解，学习数字调制中误码率测试的标准及计算方法。同时还要复习随机信号中时域用自相关函数，频域用功率谱密度来描述平稳随机过程的特性等基础知识，来理解高斯信道中噪声的表示方法，以便在编程中使用。 理解QPSK调制解调的基本原理，并使用MATLAB编程实现QPSK信号在高斯信道和瑞利衰落信道下传输，以及该方式的误码率测试。复习MATLAB编程的基础知识和编程的常用算法以及使用MATLAB仿真系统的注意事项，并锻炼自己的编程能力，通过编程完成QPSK调制解调系统的仿真，以及误码率测试，并得出响应波形。在完成要求任务的条件下，尝试优化程序。 通过本次实验，除了和队友培养了默契学到了知识之外，还可以将次实验作为一种推广，让更多的学生来深入一层的了解QPSK以至其他调制方式的原理和实现方法。可以方便学生进行测试和对比。足不出户便可以做实验。 1.3 实验平台和实验容 1.3.1实验平台 本实验是基于Matlab的软件仿真，只需PC机上安装MATLAB 6.0或者以上版本即可。 （本实验附带基于Matlab Simulink （模块化）仿真，如需使用必须安装simulink 模块） 1.3.2实验容 1.构建一个理想信道基本QPSK仿真系统,要求仿真结果有 a.基带输入波形及其功率谱 b.QPSK信号及其功率谱

注射机仿真系统软件设计与开发论文

注射机仿真系统软件设计与开发论文 注射机仿真系统软件设计与开发论文 摘要：文章介绍了注塑机的发展历史，及将注塑系统与虚拟制造技术相结合，采用OpenGL建立图形控制平台，3D数字化技术、多传感交互技术以及高分辨显示的科学可视化技术。通过生成三维逼真的虚拟场景，使用户与场景进行实时交互，感知和操作虚拟的注射机。 一、注塑机综述 （一）注塑机的原理 现以XS—ZY—250A型注塑机液压系统为例介绍注塑机的原理。该注塑机采用了液压—机械式合模机构。合模液压缸通过对称五连杆机构推动模板进行开模和合模。连杆机构具有增力和自锁作用，依靠连杆弹性变形所产生的预紧力来保证所需的合模力。系统通过比例阀对多级压力（指开合模、注射座前移、注射、顶出、螺杆后退时的压力）和速度（指开合模、注射时的速度）的控制，油路简单，使用阀少、效率高，压力及速度变换时冲击小，噪声低，能实现远程控制和程控，也为实现计算机控制创造了条件。注射过程主要分为如下几个过程：合模–注射座前进–注射–保压–预塑–注射座后退–开模–顶出–螺杆后退。 （二）注塑机的发展 从注塑机出现起，大多数的中小型注塑机锁模力只达到1000～5000kN，注射量达到50～2000g。到七十年代末期，工程塑料取得了飞速的发展，特别是在宇航、汽车、机械、船舶以及大型家用电器方面的广泛应用，使大型注塑机的发展取得了巨大的进步，其中美国最为明显。在1980年全美国市场上大约有140多台10000kN以上锁模力的大型注塑机，到了1985年增加到500多台。目前，当今

世界最大的注塑机是由日本名机公司制造的，其锁模力达到12万kN，注射量达到92kg。但是当前国内外尚无注塑机仿真系统软件的 开发与设计，只是单纯的注塑机优化设计，在教学与培训中只能有 昂贵的注塑机实体来进行。在注塑机仿真系统软件开发与设计领域，现在处于一片空白，塑料注射成型过程仿真集成系统是注射成形 CAE软件用来模拟、分析、优化和验证塑料零件和模具设计。所以 此软件的开发与设计具有广阔的前景。 （三）注塑机现状 注塑机是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。由于塑料制品广泛应用于各个邻域，使得注塑机和注塑模具的应用也越来越广泛。注塑加工过程是 一个周期性的生产过程，现代化的注塑机械大都采用计算机控制， 自动化程度高，机械设备费用昂贵，一套精密模具动辄耗费数十万元，而且实际生产中有高温、高压的工作环境，因而对生产线的操 作人员有严格要求。 不恰当的误操作，不仅会损坏机械设备和模具，为企业带来巨大的经济损失，同时也会危害到操作人员的身体健康，因而对注塑机 械的操作人员一定要进行严格的培训。传统的注塑机操作培训必须 在实际机床上进行，这既占有了设备加工时间，又具有风险。因此，要使学生了解注塑成型机的结构、操作流程和工艺过程，到实际的 注塑成型机上实习是不太现实的。 二、注塑机仿真软件的介绍 （一）基本思路及创新点 基本思路：该选题将注塑系统与虚拟制造技术相结合，采用OpenGL建立图形控制平台，采用3D数字化技术、多传感交互技术 以及高分辨显示的科学可视化技术。通过生成三维逼真的虚拟场景，使用户与场景进行实时交互，感知和操作虚拟注射机。 创新点：研制开发出能模拟真实操作环境的虚拟注塑成型系统。该系统将多媒体技术与程序控制技术相结合，运用三维软件建立注 塑机和注塑模具的三维模型，运用动画制作软件制作注塑成型过程