MATLAB 高级编程与工程应用 通信系统仿真 实验报告+源代码

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MATLAB高级编程与工程应用

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1.2.1 FDMA的Simulink仿真

解： (1) 按照题意搭建得到系统框图如下：

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(2) 前三个Analog Filter Design滤波器的作用是将傅里叶变换后的频域波形进行一次过滤，将杂质频率分量滤去，留下主要的频率分量；后三个Analog Filter Design滤波器的作用是对整体的频域分量进行选择，分别选出各频率分量，然后输送到解调器中进行解调。 直接将按照题意搭建好的系统框图运行，程序提示错误，表示DSB AM Modulator需要输入离散的信号，查阅了网上的资料发现，需要在DSB输入及输出均加上零阶抽样保持才可以，于是我在6个DSB前后均加上了零阶抽样保持的模块， 如下图所示：

再次运行，发现scope中的输出信号均为-1，于是我再次检查了参数的设置情况，发现是解调器的载波没有调来与对应的调制器一致，改正之后就能得到正确的波形了，得到的波形如下所示：

Scope1：

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Scope2：

Scope3：

(3)

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处理前各信号： 正弦波：

方波：

三角波：

处理后各信号：

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正弦波：

方波：

三角波：

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1.2.2 TDMA的Simulink仿真

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(4)解： 设计时分多址复用单元Multiplex如下：

方波脉冲生成器的设置如下图所示：

两个延时器的设置如下图所示：

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(5)解： 时分多址接收但愿Demultiplex与发送单元应该是完全一样的。在实际中，要使接收端能够还原出三路信号，接收端由Pulse generator产生的门控脉冲与发送端的脉冲相位应该是一样的，也就是说完全同步。

(6)解： 画出完整的系统如下图所示：

得到波形如下所示： Scope：

Scope1：

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1.2.3 CDMA的Simulink仿真

(7)解： 画出CDMA通信系统的仿真模型如下图所示：

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参数设置：

三个二进制伯努利随机序列应该是不一样的，那么就应该将三个信号生成器的initial seed调整为不同的值，如下图所示：

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Relay、Relay1-2、6-8的参数设置如下：

PN序列产生器设置如下：

两个Integer Delay的参数设置分别如下图所示：

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三个Digital Filter Design参数设置如下：

滤波器参数原理我表示不太理解，只是依靠不断地试探，得到这样的参数，在这种参数情况下得到的输出波形与原来信号的波形相差较小，并且延时也不是特别大。在带子较宽的时候，输出信号会带许多毛刺，在带子较窄的时候，输出信号延时比较大，并且输出的脉冲宽度误差很大。

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Relay3-5的参数设置如下图所示：

最后得到三路信号以及输出的信号如下图所示：

观察图像我们可以发现，信号存在约为0.5s的延时，脉冲宽度几乎一致。

(8)解：

为了将语音信号转化为二进制码流，我添加了三个中继器——Relay9-11，直接设置阈值，将语音信号转化成了二进制码流，其参数如下图所示：

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同时将输入和输出做了改变，得到最终的图像如下图所示：

我将第一次大作业中的吉他音频信号分割成等长的3部分，然后加入时间信号，输入到simulink中，然后得到6个输出，分别用sound()函数收听这6个信号，可以听出处理前后的语音信号大体上是一致的，但是处理后的信号中会参杂一些杂音，导致某些地方的音质不是很好。为了听到远近效应，我调节了几个参数，但是由于音质太差，最终没能听到远近效应。

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1.2.4 三种多址方式的比较

1、频带资源占用：FDMA频带占用最大，TDMA和CDMA较小。FDMA要将信号调制到各个频带上，而且不同频带之间的间隔要保证一定的宽度，避免相互之间发生干扰，所以会占用较多的频带资源。TDMA和CDMA分别是对时域进行分割以及用正交的编码来进行分割，所以对频带的占用较小。

2、抗噪声能力：由于FDMA的各路信号频率很可能会发生相互干扰，而且各路放大器的非线性会产生谐波失真，出现多项频率倍乘成分，引起各路信号之间的串话，所以说产生噪声是必然的。TDMA也很容易产生码间相互干扰，但是这种干扰可以通过优化设计来减小影响。CDMA则是三者之中抗噪声能力最好的，这是由各编码的正交性所决定的，但是它在一定程度上受“远近效应”的影响。

3、链路数量：FDMA由于占用频带资源较多，所以说传输容量还是受了一定的限制，也即链路数量较少。TDMA虽然说比FDMA稍好，但是由于其占用的时域空间较多，受到时间的限制，其链路数量也是相当有限的。CDMA的传输容量则是三者之中最大的。

4、总体来说：CDMA是三者之中的最佳选择，它具有抗干扰能力强，容量大，信号安全性能高的特点。

实验总结及相关问题

本次实验算是对simulink工具的一个入门吧，以前压根儿就没有使用过这个工具，所以说刚开始的时候还是遇到的不少问题，主要体现在以下几个方面：

1、刚开始时没有把连续时间信号与离散时间信号分别开，导致运行时连连报错，但是自己又是按照书上所给的电路搭的系统，于是上网查阅了资料，发现必须在调制器和解调器两端均加上零阶保持才可以运行；

2、在调节各处参数的时候比较没有经验，刚开始的时候对各参数的作用还不是特别了解，在不断试探、上网查阅资料甚至是参考学长报告的过程中，才对各参数有了比较深入的理解，最终得到的结果也还算不错。

本次实验收获还是很大的，不仅了解了simulink的相关操作，还对FDMA、TDMA、CDMA这三个分址方案有了一定的理解，知道了它们各自的优缺点。但是我想我对这三种分址方式尤其是CDMA还不够，这也是导致我最终得到处理后的信号音质比较差的原因。