基于malab的數字通信仿真系統的設計

在數字通信的教育和設計中，傳統的方法主要是手動分析和pcb測試。通信系統中的每個變量都是非線性的，非線性的關系是大多數復雜的數字理論和指南，這很容易讓學生感到無聊和難以接受。所以在教學中,引入計算機仿真軟件Matlab進行輔助教學,設計出了適合教學使用的更直觀方便的仿真系統。本系統是在Simulink模塊庫中選取合適的數字通信仿真模塊,連接起來;利用GUI圖形用戶界面,輸入參數,設置按鈕,可以打開Simulink中的模型圖,并通過示波器看到仿真結果。設計流程如圖1所示。下面以二進制頻帶移相鍵控(BPSK)為例,說明基于Matlab的數字通信仿真系統的設計。1頻帶調制信號在Simulink環境下的仿真模型如圖2所示,將其保存名為BPSK的文件。產生—個在0和M-1之間均勻分布的隨機整數序列;(2)M-PSK頻帶調制器(M-PSKModulatorPassband)。對輸入信號實施M相相移鍵控調制,產生頻帶調制信號;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、調制后、經信道加噪后和解調后的信號。把Numberofaxes設置為4,可以同時看到并比較各信號。2matlab中參數設置頻帶移相鍵控系統中,重要的參數有信道的信噪比、載波頻率、載波初始相位和基帶符號抽樣數這4個。因此,在GUI界面中設置系統的這4個參數,讓用戶按各自的需要輸入系統參數的值,并傳送到Simulink下的相應模塊中的參數設置中。界面中設置兩個按鈕(PushButton)。當按下第一個按鈕(原理圖)時,彈出Simulink環境下的BPSK頻帶系統的原理圖,用戶輸入所需的參數進行系統設置;當用戶按下第二個按鈕(仿真波形)時,彈出Simulink環境下的BPSK頻帶系統下的示波器模塊,按照用戶設置的參數顯示出仿真波形。BPSK頻帶系統的GUI界面如圖3所示。設計完GUI界面并且保存后,Matlab系統會自動生成相應的M文件,后綴為.m。要實現以上功能,就要在程序中諸如functionvarargout=edit1__Callback(hObject,eventdata,handles)的語句后加上相應的程序來實現。3程序設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: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’);這里采用函數的編寫,以便后面調用函數。3.2系統參數設置要實現:GUI界面中,輸入的參數值能傳送到Simulink模塊的參數設置中去。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,系統的其他參數設置的程序編寫與此類似,只是參數的數值傳送到Simulink中的不同模塊中或相同模塊中的不同參數中去。這里不再贅述。3.3融資平臺生成要實現: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’)語句調用Simulink中的BPSK文件,使運行仿真程序,并保存仿真結果。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的分析和仿真,直觀清楚,對于比較難理解的概念和原理有