文档介绍：数字通信系统仿真研究(二)
姓名:吴艺
专业:09通信工程
学号:2009100xx
指导老师:饶伟
研究背景
在过去的几十年光景里,数字通信系统和数字信号处理系统的复杂程度有着明显地提高。与此同时,涌现了一系列的新型技术,例如光纤光学的器件、集成光学的设备和单片微波集成的电路等,这些均影响着数字通信系统的实现。数字通信系统复杂度的提高,使得用来分析和设计系统的时间和精力也随之提高。
现如今,社会已进入高速发展的信息时代,信息的传输及通信都起着举足轻重的作用。随着现代电子技术的发展,通信技术正向着数字化、网络化、智能化和宽带化的方向不断发展。对于信息的传输而言,数字通信已经成为重要的方式。社会的不断前进发展,要求数字通信系统的功能越来越齐全,性能越来越稳定,构成越来越复杂,同时,要求在数字通信系统研究开发的时候,缩短周期,降低成本,提高水平。只有通过对数字通信系统进行仿真,使数字通信系统仿真设计变得直观、明了,从而推动了数字通信系统仿真技术的迅速发展。
研究意义
数字通信系统的仿真,是贯穿于数字通信系统工程设计的整个过程,对于数字通信系统的发展有着至关重要的作用。数字通信系统的仿真,具有广泛的适应性和极好的灵活性,有利于帮助我们更好地研究数字通信系统的性能。
数字通信系统的仿真是衡量数字通信系统性能的工具,通过仿真模型出来的仿真结果,可用来判断原有数字通信系统的性能,从而为建立新的数字通信系统或改善原有数字通信系统,提供可靠,可行的参考模型,降低新建的数字通信系统失败的可能性,减少数字通信系统潜在的瓶颈问题,防止对数字通信系统中某些功能部件造成过量的负载,从而优化数字通信系统的整体性能。
本文侧重对多址技术(频分多址、时分多址、码分多址)和信道仿真技术(加性高斯白噪声信道、瑞利信道、莱斯信道、二进制平衡信道)的仿真分析。
多址技术
在通信网络中,当多个用户通过一个公共信道与其他用户进行通信的时候,就必须采用某种多址技术。然而,所谓的多址技术指的是,允许两台或两台以上的发射机,通过一个公共信道发送信号的技术。
频分多址(FDMA)
频分多址(FDMA),把不同的用户分配在频率不同,时隙相同的信道。频分多路传输系统中,根据要求,把集中控制的频段分配给用户。频分多址的通道容量可按照要求进行动态交换。
在频分多址系统中,用户分配给一个信道,也就是一对频谱,一个频谱作为前向信道,即从基站到移动台方向,另一个则作为反向信道,即从移动台到基站方向。在同一时刻,这种信道系统的基站必须发射和接收多个不同频率的信号,任意两个移动用户进行通信,都必须由基站进行中转,因此在同一时刻,必须占用两个信道,即两对频谱,才能实现双工通信。
频分多址(FDMA)仿真模型
在频分多址(FDMA)通信系统的仿真框图中,发射部分,三个信号发生器产生幅度为 1、频率为 4 rad/s的正弦信号和方波信号以及幅度为 1、频率为 3 rad/s的锯齿波信号,这三个信号作为信源,分别进入载频设定为40Hz、60Hz、80Hz的双边带幅度调制,产生双边带信号,然后各自进入与调制模块载频相应的模拟滤波器设计的模块,通过带通滤波器滤出上边带,作为单边带调制的输出信号。三路信号在加法器中合成,馈入加性高斯白噪声传输环境。接收部分,三路并联的带通滤波器分别工作在上述三个载频上,分别滤出这三路单边带信号,带通滤波器后面连着载频与巴特沃兹带通滤波器中心频率相同的双边带幅度调制的解调模块。解调输出的信号在合路器中与各自的原始信号汇合,然后输入示波器。
频分多址(FDMA)仿真模型
频分多址(FDMA)系统的仿真框图
频分多址(FDMA)仿真模型
频分多址(FDMA)三路信号合成的频域图
频分多址(FDMA)仿真模型
频分多址(FDMA)三路信号合成的时域图