基于malab的數(shù)字通信仿真系統(tǒng)的設(shè)計

基于malab的數(shù)字通信仿真系統(tǒng)的設(shè)計

在數(shù)字通信的教育和設(shè)計中，傳統(tǒng)的方法主要是手動分析和pcb測試。通信系統(tǒng)中的每個變量都是非線性的，非線性的關(guān)系是大多數(shù)復(fù)雜的數(shù)字理論和指南，這很容易讓學(xué)生感到無聊和難以接受。所以在教學(xué)中,引入計算機仿真軟件Matlab進行輔助教學(xué),設(shè)計出了適合教學(xué)使用的更直觀方便的仿真系統(tǒng)。本系統(tǒng)是在Simulink模塊庫中選取合適的數(shù)字通信仿真模塊,連接起來;利用GUI圖形用戶界面,輸入?yún)?shù),設(shè)置按鈕,可以打開Simulink中的模型圖,并通過示波器看到仿真結(jié)果。設(shè)計流程如圖1所示。下面以二進制頻帶移相鍵控(BPSK)為例,說明基于Matlab的數(shù)字通信仿真系統(tǒng)的設(shè)計。1頻帶調(diào)制信號在Simulink環(huán)境下的仿真模型如圖2所示,將其保存名為BPSK的文件。產(chǎn)生—個在0和M-1之間均勻分布的隨機整數(shù)序列;(2)M-PSK頻帶調(diào)制器(M-PSKModulatorPassband)。對輸入信號實施M相相移鍵控調(diào)制,產(chǎn)生頻帶調(diào)制信號;位于Blocks/CommunicationsBlocks/Channel/AWGNChannel,作用是在輸入信號中加入高斯白噪聲;接四個入口,分別是信源端、調(diào)制后、經(jīng)信道加噪后和解調(diào)后的信號。把Numberofaxes設(shè)置為4,可以同時看到并比較各信號。2matlab中參數(shù)設(shè)置頻帶移相鍵控系統(tǒng)中,重要的參數(shù)有信道的信噪比、載波頻率、載波初始相位和基帶符號抽樣數(shù)這4個。因此,在GUI界面中設(shè)置系統(tǒng)的這4個參數(shù),讓用戶按各自的需要輸入系統(tǒng)參數(shù)的值,并傳送到Simulink下的相應(yīng)模塊中的參數(shù)設(shè)置中。界面中設(shè)置兩個按鈕(PushButton)。當按下第一個按鈕(原理圖)時,彈出Simulink環(huán)境下的BPSK頻帶系統(tǒng)的原理圖,用戶輸入所需的參數(shù)進行系統(tǒng)設(shè)置;當用戶按下第二個按鈕(仿真波形)時,彈出Simulink環(huán)境下的BPSK頻帶系統(tǒng)下的示波器模塊,按照用戶設(shè)置的參數(shù)顯示出仿真波形。BPSK頻帶系統(tǒng)的GUI界面如圖3所示。設(shè)計完GUI界面并且保存后,Matlab系統(tǒng)會自動生成相應(yīng)的M文件,后綴為.m。要實現(xiàn)以上功能,就要在程序中諸如functionvarargout=edit1__Callback(hObject,eventdata,handles)的語句后加上相應(yīng)的程序來實現(xiàn)。3程序設(shè)計針對自動生成的程序存在的幾個問題進行修改:3.1ensystm和put軟件要實現(xiàn):按下第一個按鈕,彈出Simulink中的仿真模型。程序如下:functionmodelopen(handles)%Makesurethediagramisstillopenifisempty(findsystem(‘Name’,‘BPSK”)),opensystem(‘BPSK’);%PutvaluesofSNRdBandCarrierFrequencyfromGUIintotheBlockdialogsEnd%--Executesonbuttonpressinpushbutton1.functionpushbutton1Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletopushbutton1(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMatlab%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)modelopen(handles)set(gcbo,‘Enable’,‘off’);這里采用函數(shù)的編寫,以便后面調(diào)用函數(shù)。3.2系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置要實現(xiàn):GUI界面中,輸入的參數(shù)值能傳送到Simulink模塊的參數(shù)設(shè)置中去。程序如下:functionedit1Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletoedit1(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMatlab%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)%Hints:get(hObject,‘String’)returnscontentsofedit1astext%str2double(get(hObject,‘String’))returnscontentsofedit1asadoubleNewStrVal=get(hObject,‘String’);setparam(‘BPSK/AWGNChannel’,‘SNRdB’,NewStrVal)同理,系統(tǒng)的其他參數(shù)設(shè)置的程序編寫與此類似,只是參數(shù)的數(shù)值傳送到Simulink中的不同模塊中或相同模塊中的不同參數(shù)中去。這里不再贅述。3.3融資平臺生成要實現(xiàn):按下第二個按鈕,打開Simulink中的示波器。示波器在Simulink的BPSK文件中,所以這里要通過sim(‘BPSK’)語句調(diào)用Simulink中的BPSK文件,使運行仿真程序,并保存仿真結(jié)果。程序如下:%--Executesonbuttonpressinpushbutton2.functionpushbutton2Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletopushbutton2(SeeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMatlab%handlesstructurewithhandlesanduserdata(SeeGUIDATA)opensystem(‘BPSK/Scope’);sim(‘BPSK’);%Retrieveoldresultsdatastructureifisfield(handles,‘ResultsData’)&～isempy(handles.ResultsData)ResultsData=handles.ResultsData;End4真與理性、深Matlab可以方便地進行通信系統(tǒng)的分析和仿真,直觀清楚,對于比較難理解的概念和原理有