电子信息课程设计

题目：

Matlab/Simulink通信

系统建模与仿真

班级：

2008级电子（X）班

学号：

姓名：

电子信息课程设计

Matlab/Simulink通信系统建模与仿真

一、设计目的：学习Matlab/Simulink的功能及基本用法，对给定系统进行建模与仿真。

二、基本知识：Simulink是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，依托于MATLAB丰富的仿真资源，可应用于任何使用数学方式进行描述的动态系统，其最大优点是易学、易用，只需用鼠标拖动模块框图就能迅速建立起系统的框图模型。

三、设计内容：

1、基本练习：

（1）

启动SIMULINK：先启动MATLAB，在命令窗口中键入：simulink，回车；或点击窗口上的SIMULINK图标按钮。

图（1）建立simulink

（2）

点击File＼new＼Model或白纸图标，打开一个创建新模型的窗口。

（3）

移动模块到新建的窗口，并按需要排布。

（4）

连接模块：将光标指向起始模块的输出口，光标变为“+”，然后拖动鼠标到目标模块的输入口；或者，先单击起始模块，按下Ctrl键再单击目标模块。

（5）

在连线中插入模块：只需将模块拖动到连线上。

（6）

连线的分支与改变：用鼠标单击要分支的连线，光标变为“+”，然后拖动到目标模块；单击并拖动连线可改变连线的路径。

（7）

信号的组合：用Mux模块可将多个标量信号组合成一个失量信号，送到另一模块（如示波器Scope）。

（8）

生成标签信号：双击需要加入标签的信号线，会出现标签编辑框，键入标签文本即可。或点击Edit＼Signal

Properties。传递：选择信号线并双击，在标签编辑框中键入<>，并在该尖括号内键入信号标签即可。

四、建立模型

1.建立仿真模型

（1）在simulink

library

browser中查找元器件，并放置在创建的新模型的窗口中，连接元器件，得到如下的仿真模型。

图（2）调幅解调器性能测试仿真模型

（2）分别双击双边带相干解调模块和低通滤波器模块，弹出如下的对话框，进行相应的参数设置。

（3）相干解调模块载波设置为1MHZ，初相位为-pi/2,低通滤波器截止频率为6000HZ。

图（3）双边带相干解调模块及低通滤波器的设置对话框

（4）在MATLAB中输入如下程序进行仿真。

%

ch5problem1.m

SNR_in_dB=-10:2:30;

SNR_in=10.^(SNR_in_dB./10);

%

信道信噪比

m_a=0.3;

%

调制度

P=0.5+(m_a^2)/4;

%

信号功率

for

k=1:length(SNR_in)

sigma2=P/SNR_in(k);

%

计算信道噪声方差并送入仿真模型

sim(＇ch5problem1.mdl＇)

;

%

执行仿真

SNRdemod(k,:)=SNR_out;

%

记录仿真结果

end

plot(SNR_in_dB,SNRdemod);

xlabel(＇输入信噪比

dB＇);

ylabel(＇解调输出信噪比

dB＇);

legend(＇包络检波＇,＇相干解调＇);

执行程序之后，得出仿真结果如下图所示。图中给出了不同输入信噪比下两种解调器输出的信噪比曲线。从图中可见，高输入信噪比情况下，相干解调方法下的输出解调信噪比大致比包络检波法好3dB左右，但是在低输入信噪比情况下，包络检波输出信号质量急剧下降，这样我们就通过仿真验证了包络检波的门限效应。

图（4）解调信噪比仿真结果

同时在仿真中给出了三路解调输出信号的波形，如下，从解调输出的波形上也可以看出，在相同噪声传输条件下，包络检波输出的正弦波幅度较小，也即包络检波的解调增益较相干解调要小。

图（5）仿真输出的解调信号波形

2建立另一个仿真模型

（1）

在图（2）的基础上加上一个锁相环，构成锁相环相干解调器模型，如下。

图（6）锁相环提取载波的相干解调仿真模型

（2）

用类似于对图（2）进行仿真的程序进行仿真，程序如下

%

ch5problem1progB.m

SNR_in_dB=-10:2:30;

SNR_in=10.^(SNR_in_dB./10);

%

信道信噪比

m_a=0.3;

%

调制度

P=0.5+(m_a^2)/4;

%

信号功率

for

k=1:length(SNR_in)

sigma2=P/SNR_in(k);

%

计算信道噪声方差并送入仿真模型

sim(＇

ch5problem1progB.mdl＇);

%

执行仿真

SNRdemod(k,:)=SNR_out;

%

记录仿真结果

end

plot(SNR_in_dB,SNRdemod);

xlabel(＇输入信噪比

dB＇);

ylabel(＇解调输出信噪比

dB＇);

legend(＇包络检波＇,＇相干解调＇);

（3）

仿真的波形如下，从结果中可以看出，在低信噪比下，锁相环相干解调器的性能比理想解调模块要差一些，但在实际中由于PLL的门限效应，一般不能达到这里仿真出来的性能曲线。

图（7）锁相环相干解调器的输出信噪比性能对比

（4）

同时给出仿真输出的解调信号波形如下

五．设计总结

借由此次模拟通信系统的建模仿真设计，基本熟悉了调制解调的原理和借条性能的测试方法，通过仿真实验进一步深入理解超外差接收机的工作原理。设计过程中由于对软件的不熟悉遇到了很多的问题，例如，元器件的正确查找，参数设置，等等，在老师的指导下，参照参考书目，及与同学们讨论摸索，及上网搜索，此次学到了很多东西。做完这次课设，对matlab软件也进一步熟悉，真正把理论与实践联系起来，使我所学的专业知识得到了的运用，更深刻的理解了理论知识，理论联系实际的实践操作能力也进一步提高。这次的课程设计，学要我们更进一步的掌握学到的基础知识，加深对软件的掌握，应用，为下一次课程设计打好基础。

【参考文献】

绍玉斌

仿真实例分析学习辅导和习题详解.清华大学出版社