FDMA系统设计及simulinkf仿真课程设计报告.doc

... ... 1 、设计作用及其目的 2、 FDMA 系统及其原理 寻址方式的概念 频分多址的基本工作原理 FDMA 系统各模块设计(1)输入信号的产生(2)调制与解调模块(3)带通滤波器设计 FDMA 系统框图设计 3、 simulink 简介 3 、基于 Simulink 的 FDMA 仿真 4、参数设置 5、频谱波形分析 6、心得及体会 7、参考文献... ... 基于 simulink 的 FDMA 通信系统仿真 1、设计作用及其目的 FDMA (Frequency Division Multiple Access )是数据通信中的一种技术, 也是现在移动通信中使用最大的一种通信方式。 FDMA 通信技术可以使不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上传输。按照这种技术,把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。同固定分配系统相比,FDMA 使通道容量可根据要求动态地进行交换。本次课程设计通过 Matlab 软件对 FDMA 系统进行仿真研究,可以加深对 FDMA 通信系统的理解和掌握。通过这次课程设计可达到以下的目的: (1)巩固课本所学的有关理论知识。(2)加深对 FDMA 通信系统的理解和掌握相关知识。(3)掌握带通滤波器和低通滤波器的设计(4)掌握 Matlab 软件的基本使用。(5)学会运用 Matlab 软件进行一些仿真和设计。 2、 FDMA 系统及其原理 寻址方式的概念为了提高通信系统信道的利用率,通常多路信号共享同一信道进行信号的传输。为此,引入信道多址寻址的概念。多址寻址... ... 是指在同一信道上传输多路信号而互不干扰的一种技术。目前的多址寻址方式是基于常规通信中的多路复用模式所创建的,最常用的多路复用有频分复用(FDM ) 、时分复用(TDM ) 和码分复用(CDM )。进而在多址寻址分类中,按频带区分信号的方法是频分多址(FDMA );按时隙区分信号的方法是时分多址(TDMA );按相互正交的码字区分信号的方法是码分多址(CDMA )。 频分多址的基本工作原理频分多址(FDMA )是使用最早、目前使用较多的一种多址接入方式,广泛应用于卫星通信、移动通信、一点多址微波通信系统中。 FDMA 通信系统核心的思想是频分复用(FDM ),复用是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一个信道上传送的复合信号的方法。例如,在电话通信系统中,语音信号频谱在 300 —3400Hz 内,而一条干线的通信资源往往远大于传送一路语音信号所需的带宽。这时,如果用一条干线只传一路语音信号会使资源大大的浪费,所以常用的方法是“复用”,使一条干线上同时传输几路电话信号,提高资源利用率。频分复用( FDM )是信道复用按频率区分信号,即将信号资源划分为多个子频带,每个子频带占用不同的频率,如图( 1) 所示。然后把需要在同一信道上同时传输的多个信号的频谱调制到不同的频带上,合并在一起不会相互影响,并且能再接收端此分离开。混频过程的时域表示式为: ... ... )2 cos( )()( 0tftxts???(1) 图1 频分复用的子频带划分频分复用的关键技术是频谱搬移技术,该技术是用混频来实现的。混频的原理,如图( 2)所示。其双边带频谱结构如图( 3 )所示。其中,下边带也称为反转边带,从低到高的频率分量是基带频率分量的翻转,双边带频谱经过低通滤波就可以得到下边带;上边带也称为正立边带,从低到高频率分量与基带频率分量一致,双边带频谱经过高通滤波就可以得到上边带。... ... 图2 混频原理图3 双边带频谱结构从图( 3 )可以看出上、下边带所包含的信息相同,所以恢复原始数据信息只要上边带和下边带的其中之一即可。另外,混频器本身不是线性设备。线性设备的输出与输入信号具有相同的频率成分,只以幅度和相位的不同来区分。但是,混频器所对应的调制方式之所以称之为“线性调制”,主要是由于从频谱的角度只进行了简单的搬移。在FDMA 通信系统中,首先把传输频带划分为若干个较窄的且互不重叠的子频带,每个用户分配带一个固定子频带,按频带区分用户,如图( 4 )所示。信号调制到该子频带内,各用户信号同时传送,接收时分别按频带提取信号,实现多址通信。所以 FDMA 实现的是频率域上的正交性。其中 FDMA 的正交分割条件为: ... ... ??????? mn mndffxfx n ff m, , 0 1)()( (2) 如果用理想滤波器分割各用户信号,不需要保护间隔也能满足正交分割条件。但是,理想滤波器在工程上是不可能实现的, 则各信号间总存在一定的相关性,总会有一定的干扰。因此各频带之间需留有一定的保护间隔以减少各频带之间的串扰。 FDMA 有采用模拟调制的,也有采用