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基于matlab的数字通信系统仿真

【摘要】用matlab随机产生单极性和双极性数字基带信号，对单极性信号

进行PSK载波相位调制，仿真信号在信道中传输，加入信噪比可变的高斯白噪声，

然后在接收端对传输信号进行解调，设定判决电平恢复原始信号，计算误码率。

做出BER-SNR曲线，并且实现单极性和双极性误码率的比较。

1引言

1.1数字通信系统传输模型

通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总和，包括信息源、发

送设各、传输介质、信息接收者和接收设备。“数字通信”是指用数字信号作为

载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。

下图给出一个典型的数字通信系统传输模型。

发送设备噪

声接收设备

信息源中，离散信息源输出的是离散的符号序列或文字。或者通过采

样和量化把模拟信息转换成为的离散信息。

发送设备的基本功能是使不同种类和速率的信息源与传输媒介相匹

配，通常是将信息源产生的信息经过编码，并变换为便于传送的信号形式，送往

传输介质。编码包括信源编码与信道编码两部分。信源编码把连续消息变换为数

字信号，信道编码则使数字信号与传输介质匹配，提高传输的可靠性和有效性。

调制是多种变换方式中最常见的一种。

信道是发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介。传输过程

中必然会引入热噪声、衰减、脉冲等干扰。介质的固有特性和干扰特性直接关系

到编码方式的选取。

接收设备的基本功能是完成对发送的反变换（解调、译码、解密

等），从带有干扰的信号中恢复出正确的原始信息。

1.2数字通信系统的优点

数字通信系统的优点有[1]：

第一，由于数字信号的可能取值数目有限，所以在失真没有超过给

定值的条件下，不影响接收端的正确判决。

第二，抗干扰能力强。模拟信号在传输过程中和叠加的噪声很难分

离，噪声会随着信号被传输、放大、严重影响通信质量。数字通信中的信息是包

含在脉冲的，只要噪声绝对值不超过某一门限值，接收端便可判别脉冲的有无，

以保证通信的可靠性。

第三，数字通信系统中，可以采用必威体育官网网址性极高的数字加密技术，从

而大大提高系统的必威体育官网网址度。

第四，数字通信系统中，可以综合传输各种模拟和数字输入消息。

并且便于存储和处理。

第五，数字通信设备和摩西通信设备相比，设计和制造更容易，体

积更小，重量更轻。

第六，数字信号可以通过信源编码进行压缩，以减小多余度，提高

信道利用率。

2数字通信系统的通信过程

下面就结合本仿真系统介绍一下数字通信系统的通信过程。本系

统首先用matlab模拟随机产生单极性和双极性数字基带信号，然后分别对单极

性和双极性信号进行2ASK振幅键控调制，并且加入信噪比可变的高斯白噪声，

然后用包络检波法进行解调，设定判决电平恢复原始信号，计算误码率。做出

BER-SNR曲线，并且实现单极性和双极性误码率的比较。

2.1信息源

利用matlab中x=randint(1,N)函数产生随机方波[2]。此便为要传输

的数字基带信号。此信号是离散的数字信号，因此无需进行采样和量化。

2.2信源编码与信道编码

2.2.1信源编码

对于信源编码，原始信号序列将被压缩以达到用尽可能少的比特数

来标识它们的目的，并且要求从压缩后的数据中能够完全无失真的恢复出原始数

据。但是，数据能够被压缩的程度是有一个限制的，香农提出的无损编码原理指

出：在无所编码的条件下，码速率可以尽量接近，但不能低于信源熵。目前已经

有多种无损编码的方法。如，香农-费诺码，霍夫曼码。

2.2.2信道编码

信号在有扰信道中通信会产生差错，为了减少差错提高系统的可靠

性，有必要在传输的序列中加入适当的冗余度。冗余度的加入导致