MATLAB/Simulink通信仿真案例設(shè)計

王明慧

（陸軍裝甲兵學(xué)院，安徽 蚌埠 233000）

0 引 言

現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，對通信系統(tǒng)功能的要求大幅度提升，這使通信系統(tǒng)發(fā)展過程中的系統(tǒng)性能水平得到了大幅度提升，并且系統(tǒng)構(gòu)成也變得日益復(fù)雜。同時，隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，通信產(chǎn)品研發(fā)周期大幅度縮短，為了降低成本，提升經(jīng)濟效益，提高通信系統(tǒng)的發(fā)展水平，要注重對通信技術(shù)做好仿真分析，從而對通信技術(shù)發(fā)展中存在的問題及不足進行針對性的解決，以促進通信技術(shù)更好地發(fā)展及進步。本文注重利用MATLAB/Simulink仿真軟件，把握通信系統(tǒng)仿真的一般步驟，并做好系統(tǒng)仿真分析，從而對通信技術(shù)發(fā)展中的問題及不足做好針對性改進[1]。

1 MATLAB/Simulink通信仿真概述

1.1 MATLAB/Simulink通信仿真一般步驟

在進行通信系統(tǒng)仿真分析過程中，主要步驟包括了構(gòu)建仿真模型、開展仿真實驗以及仿真分析3個方面。在對通信系統(tǒng)進行仿真分析的過程中，要把握螺旋式發(fā)展過程，把握各個步驟中間的關(guān)聯(lián)性，從而使通信仿真分析的效果及質(zhì)量得到有效提升。關(guān)于MATLAB/Simulink通信仿真分析的一般步驟內(nèi)容如圖1所示。

圖1 仿真分析過程

如圖1所示，在開展仿真分析過程中，要注重結(jié)合仿真建模、仿真實驗以及仿真分析3個步驟，突出螺旋式推進過程，有效把握當(dāng)前系統(tǒng)中存在的問題及不足，并結(jié)合仿真分析結(jié)論對系統(tǒng)做好有效改進，使改造后的系統(tǒng)性能水平得到大幅度提升[2-4]。

1.2 數(shù)字通信系統(tǒng)模型的構(gòu)建

在開展通信仿真分析的過程中要注重對數(shù)字通信系統(tǒng)模型進行有效地構(gòu)建，反饋通信系統(tǒng)的實際情況，從而科學(xué)有效地分析通信系統(tǒng)的情況，有效把握系統(tǒng)性能水平，以實現(xiàn)系統(tǒng)功能，更好地滿足實際發(fā)展需要。在進行數(shù)字通信系統(tǒng)構(gòu)建過程中涉及到的技術(shù)問題相對較多，主要包括了信號源的編碼和譯碼、信道編碼和譯碼、數(shù)字調(diào)制與解碼、同步及加密和解密等。數(shù)字通信系統(tǒng)模型構(gòu)建如圖2所示。

圖2 數(shù)字通信系統(tǒng)示意圖

結(jié)合圖2所示內(nèi)容來看，在進行通信仿真分析過程中，要注重做好通信系統(tǒng)模型的有效把握，分析數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，從而有效把握數(shù)字通信性能，以提升系統(tǒng)仿真的效果及質(zhì)量。

數(shù)字通信系統(tǒng)模型在通信仿真分析中應(yīng)用的優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個方面。首先，數(shù)字通信系統(tǒng)模型具有較強的抗干擾能力，并且噪聲不積累。數(shù)字通信系統(tǒng)中信號傳輸是離散取值的數(shù)字波形，能夠?qū)υ肼暩蓴_的波形進行有效地判斷并對噪聲干擾問題進行有效地分析，以做好干擾應(yīng)對。其次，借助于數(shù)字通信能夠?qū)崿F(xiàn)對傳輸差錯的有效控制。通過有效應(yīng)用信道編碼技術(shù)能夠做好檢錯和糾錯處理，降低誤碼率，以確保信號傳輸質(zhì)量[5]。再次，通過應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)字信息的快速處理、變換以及相應(yīng)的存儲操作，能夠有效傳輸和處理不同信源的信號，從而更好地滿足通信仿真需要。最后，借助于數(shù)字通信系統(tǒng)能夠做好加密處理，并且具有較好的保密性。

2 基于MATLAB/Simulink系統(tǒng)建模

在利用MATLAB/Simulink進行仿真分析過程中，要注重結(jié)合數(shù)字通信做好系統(tǒng)建模分析。關(guān)于系統(tǒng)建模的具體內(nèi)容如下。

2.1 建模基本步驟分析

結(jié)合MATLAB/Simulink系統(tǒng)建模分析，注重構(gòu)件數(shù)字模型，并且聯(lián)系通信系統(tǒng)的基本原理，明確系統(tǒng)功能，對各部門功能進行模塊化處理，從而把握好系統(tǒng)各個部分間的關(guān)聯(lián)性。突出仿真系統(tǒng)的構(gòu)建，聯(lián)系實際情況，注重結(jié)合系統(tǒng)流程框圖做好模型的有效連接，并且構(gòu)建仿真通信系統(tǒng)模型，從而確保系統(tǒng)性能水平。注重對參數(shù)進行科學(xué)設(shè)置和調(diào)整。在進行參數(shù)設(shè)計過程中注重聯(lián)系功能模塊的運行情況，突出參數(shù)設(shè)計的針對性和有效性[6]。注重設(shè)置觀察窗口，針對性分析仿真數(shù)據(jù)及波形。這一過程中要注重在系統(tǒng)模型的關(guān)鍵點位置設(shè)置觀測輸出模塊，實現(xiàn)對觀測仿真系統(tǒng)運行情況的有效把握，以做好參數(shù)的有效調(diào)整，做好結(jié)果的分析工作。

2.2 關(guān)于系統(tǒng)仿真系統(tǒng)設(shè)計分析

基于MATLAB/Simulink通信仿真設(shè)計，要把握好系統(tǒng)仿真軟件的應(yīng)用。在進行仿真軟件設(shè)計時，在對二進制數(shù)字進行調(diào)制的過程中要有效把握二進制數(shù)字基帶信號離散變化，并結(jié)合2PSK信號有效表示基帶信號的1和0，從而實現(xiàn)對載波信號的有效處理。關(guān)于系統(tǒng)仿真軟件設(shè)計框圖，具體內(nèi)容如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)設(shè)計框圖

在進行仿真系統(tǒng)設(shè)計時，SCOPE應(yīng)用產(chǎn)生波形的順序從上到下依次是Sine wave、伯努利發(fā)生信號、反向載波以及PSK波形。在進行仿真系統(tǒng)設(shè)計過程中，注重結(jié)合AM信號、DSB信號以及SSB信號的產(chǎn)生方法，利用MATLAB/Simulink軟件做好調(diào)制系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計。同時，在對解調(diào)系統(tǒng)進行設(shè)計過程中要注重把握不同信號，采取相干解調(diào)法或是非相干解調(diào)法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的有效處理[7]。

2.2.1 AM相干解調(diào)原理

AM相干解調(diào)原理的應(yīng)用主要聯(lián)系A(chǔ)M信號波形的特點，采取包洛檢波方法對原始的調(diào)制信號進行恢復(fù)。通過有效應(yīng)用包洛檢波器，在進行仿真分析過程中能夠有效地降低仿真分析成本，從而更好地滿足系統(tǒng)的發(fā)展需要。

2.2.2 Simulink系統(tǒng)實現(xiàn)

Simulink系統(tǒng)功能的實現(xiàn)注重利用AM相干解調(diào)器，并注重做好參數(shù)信息的有效設(shè)計，從而滿足系統(tǒng)的應(yīng)用效果。關(guān)于AM相干解調(diào)框圖，具體如圖4所示。

圖4 AM相干解調(diào)框圖

在Simulink功能實現(xiàn)過程中要有效把握信源參數(shù)數(shù)值，針對性做好信源參數(shù)、載波參數(shù)、BPF參數(shù)、LPF參數(shù)、高斯白噪聲參數(shù)、LPF參數(shù)以及高斯白噪聲參數(shù)進行有效設(shè)計，從而確保仿真分析工作的順利開展[8-10]。

2.2.3 關(guān)于AM相干解調(diào)波形仿真結(jié)果分析

AM相干解調(diào)波形仿真結(jié)果如圖5所示。

圖5 AM相干解調(diào)波形仿真

3 結(jié) 論

在開展通信仿真方案分析過程中，通過利用Matlab/Simulink軟件進行通信仿真分析，注重構(gòu)建模擬通信系統(tǒng)，從而實現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)仿真，有效調(diào)整參數(shù)信息。在進行模擬通信系統(tǒng)應(yīng)用過程中，有效把握AM信號波形包絡(luò)與輸出并做好包絡(luò)檢測，從而對原始解調(diào)信號進行有效恢復(fù)，避免在包絡(luò)檢波過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真問題。同時，在進行相干解調(diào)過程中，要注重把握與調(diào)制器同頻同位的載波，避免破壞原始信號。在進行仿真分析過程中，還要考慮到系統(tǒng)存在的數(shù)據(jù)延遲問題，確保在解調(diào)之后能夠有效解決噪聲問題，以確保系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性與合理性。