短波通信系统仿真与Matlab源码实现

本文介绍了基于Matlab的短波通信系统仿真方法,包括天线、调制器、频谱扩展器等组件的模型,并提供了一个简单的PSK调制二进制消息仿真程序,展示了如何进行功率放大、混频和解调,并添加高斯白噪声进行性能分析。

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短波通信系统仿真与Matlab源码实现

短波通信系统在许多场景下仍然发挥着重要作用,其中包括远距离通信和无线电追踪等应用。为了更好地理解和优化短波通信系统的性能,仿真是一种非常有用的工具。本文介绍了一种基于Matlab的短波通信系统仿真的方法,并提供了相应的源代码。

首先,我们需要定义短波通信系统的参考模型。这个模型包括天线、调制器、频谱扩展器、功率放大器、混频器、解调器和信道模拟器等组件。这些组件的输入和输出信号可以通过公式表示,如信道模拟器的传输函数可以表示为:“H(f)=a(f)e^(-j2πfd+θ(f))”,其中“a(f)”是衰落系数,“f”是频率,“d”是时间延迟,“θ(f)”是相位偏移。

接下来,我们可以使用Matlab编写仿真程序。这个程序将涉及每个组件的信号处理和组合,最终输出完整的消息信号。我们可以使用Matlab的多维数据结构来存储不同的信号和参数,并使用Matlab的函数库来进行数字信号处理和频谱分析。

在实现仿真程序之前,我们需要根据通信系统的特性选择适当的仿真参数。这些参数包括天线距离、信道带宽、载波频率、调制方式等等。

接下来,我们将给出一个简单的短波通信系统仿真程序,其中包括天线、功率放大器、混频器和解调器。为了简化模型,我们假设消息是二进制数字,并采用PSK调制方式。Matlab源码如下:

% 定义仿真参数
fc = 10e6; % 载波频率<

本书是作者从事大型现代通信系统仿真工作20余年的经验总结,利用C++语言系统地讲解了复杂无线通信系统中各类模块的仿真原理方法,并给出了大量实用的模型源代码。作者在本书编写过程中开发了工具包PracSim,这是一个由仿真模型和可互连的仿真结构组成的模块集,可以为用户提供一个可修改及开发的基础模型,以便能更接近用户所需仿真的系统。书中仿真结构和模型的源代码均可在Prentice Hall的网站上获得。通过本书的学习可使读者掌握无线通信系统仿真的基本方法,从而加深对无线通信和面向对象编程的理解,为从事通信领域的相关研究工作打下坚实的基础。. 本书内容丰富、实用性强,非常适合国内目前的需求。可作为高等院校信息类专业高年级本科生和研究生的通信系统仿真课程的教材,也可供相关工程技术人员参考使用。... 第1章 仿真:背景及回顾 1.1 通信系统 1.2 仿真过程 1.3 仿真程序 第2章 仿真基础结构 2.1 参数输入 2.1.1 各参数值 2.1.2 参数数组 2.1.3 枚举类型参数 2.1.4 系统参数 2.1.5 信号绘图参数 2.2 信号 2.2.1 信号管理策略 2.2.2 信号管理系统的实现 2.3 控制信号 2.4 结果报告 附录2A 源代码实例 第3章 信号发生器 3.1 基本信号发生器 3.1.1 单位阶跃函数 3.1.2 矩形脉冲 3.1.3 单位冲激 3.1.4 软件实现 3.2 音频信号发生器 3.2.1 软件实现 3.3 基带信号采样 3.3.1 采样的频域特性 3.4 基带数据波形发生器 3.4.1 非归零NRZ基带信号 3.4.2 双相位基带信号 3.4.3 延迟调制 3.4.4 应用中的问题 3.5 为带通信号建模 附录3A 源代码实例 第4章 随机过程模型 4.1 随机序列 4.1.1 离散分布 4.1.2 离散随机过程 4.2 随机过程发生器 4.2.1 线性同余序列 4.2.2 软件实现 4.2.3 随机数发生器的评价 4.3 连续时间噪声过程 4.3.1 连续随机变量 4.3.2 随机过程 4.4 加性高斯噪声发生器 4.4.1 高斯分布 4.4.2 误差函数 4.4.3 谱特性 4.4.4 噪声功率 4.4.5 高斯随机数发生器 4.5 通带噪声 4.5.1 包络和相角 4.5.2 瑞利随机数发生器 4.6 随机过程的参数模型 4.6.1 自回归噪声模型 附录4A 源代码实例 第5章 离散变换 5.1 离散傅里叶变换 5.1.1 参数选择 5.1.2 离散傅里叶变换的性质 5.2 时域抽取算法 5.2.1 软件注释 5.3 频域抽取算法 5.4 小采样数N的离散傅里叶变换 5.5 素因数算法 5.5.1 软件注释 附录 5A 源代码实例 第6章 谱估计 6.1 采样频谱 6.1.1 软件实现 6.2 Daniell 周期图 6.2.1 软件实现 6.3 Bartlett 周期图 6.3.1 软件实现 6.4 加窗和其他问题 6.4.1 三角窗 6.4.2 软件考虑 6.4.3 von Hann 窗 6.4.4 汉明窗 6.4.5 软件实现 6.5 Welch周期图 6.5.1 软件实现 6.6 Yule-Walker方法 6.6.1 软件实现 附录6A 源代码实例 第7章 系统表征工具 7.1 线性系统 7.1.1 线性系统的特性 7.1.2 传递函数 7.1.3 传递函数的计算机表示方法 7.1.4 幅频响应、相频响应和时延响应 7.2 星座图 7.2.1 眼图 附录7A 源代码实例 第8章 滤波器模型 8.1 建模方法 8.1.1 数值积分 8.1.2 频率响应采样 8.1.3 数字滤波器 8.2 模拟滤波器响应 8.2.1 低通滤波器幅频响应特性 8.2.2 滤波器转换 8.3 经典模拟滤波器 8.3.1 巴特沃斯滤波器 8.3.2 切比雪夫滤波器 8.3.3 椭圆滤波器 8.3.4 贝塞尔滤波器 8.4 由数值积分来仿真滤波器 8.4.1 双二次型 8.4.2 软件设计 8.5 用IIR数字滤波器仿真模拟滤波器 8.5.1 IIR滤波器的性质 8.5.2 模拟滤波器映射为IIR数字滤波器 8.5.3 软件设计 8.6 频域内滤波 8.6.1 快速卷积 8.6.2 软件设计 附录 8A 源代码实例 第9章 调制解调 9.1 仿真的要点 9.1.1 利用恢复的载波 9.2 正交相移键控 9.2.1 非理想特性 9.2.2 正交调制器模型 9.2.3 QPSK相关解调器模型 9.2.4 正交解调器模型 9.2.5 QPSK仿真 9.2.6 QPSK信号的性质 9.2.7 偏移 QPSK 9.3 二进制相移键控 9.3.1 BPSK调制器模型 9.3.2 BPSK解调 9.3.3 BPS
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