【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 學(xué)生姓名： 胡云騰 學(xué) 號(hào)： 013408410962 所在學(xué)院： 電子與信息 工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 設(shè)計(jì) (論文 )題目： 基于 MATLAB的 PSK 通信系仿真統(tǒng) 指導(dǎo)教師： 武 曉 光 2020 年 6 月 6 日 I 基于 MATLAB 的 PSK 通信系統(tǒng)仿真 摘 要 Psk 調(diào)制是通信系統(tǒng)仿真中最為重要的環(huán)節(jié)之一 ， Psk 調(diào)制技術(shù)的改進(jìn)也是通信系統(tǒng)性能提高的重要途徑 。本文首先分析了數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本調(diào)制解調(diào)方法，然后，運(yùn)用 Matlab及附帶的圖形仿真工具 —— Simulink 設(shè)計(jì)了這幾種數(shù)字調(diào)制方法的仿真模型。通過仿真，觀察了調(diào)制解調(diào)過程中各環(huán)節(jié)時(shí)域和頻域的波形，并結(jié)合這幾種調(diào)制方法的調(diào)制原理，跟蹤分析了各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)調(diào)制性能的影響及仿真模型的可靠性。最后，在仿真的基礎(chǔ)上分析比較了各種調(diào)制方法的性能，并通過比較仿真模型與理論計(jì)算的性能，證明了仿真模型的可行性。另外，本文還利用 Matlab 的圖形用戶界面（ GUI）功能為仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)便于操作的人機(jī)交互界面，使仿真系統(tǒng)更加完整，操作更加方便。 關(guān)鍵詞： 數(shù)字調(diào)制 PSK；分析與通信系統(tǒng)仿真； Matlab； Simulink； GUI 圖形界面 — — II Simulation of PSK munication system based on MATLAB ABSTRACT In this paper, methods of psk modulation are introduced firstly. Then their simulation models are built by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the psk modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2PSK, 4PSK and , have been pared, as well as paring the results of simulation and theory. At last, the conclusion is gotten: The simulation models are reasonable. In addition, an operation interface is designed, which can simplify the manipulation of the simulation system, by mean of the Graphical User Interface, which short for GUI. Keywords: PSK modulation。 analysis。 simulation。 MATLAB。 SIMULINK。 GUI. III 前 言 現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)為數(shù)字化 ，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷開發(fā)，數(shù)字調(diào)制技術(shù)已日趨成熟，在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)同。因此本文對(duì) PSK 的數(shù)字調(diào)制和解調(diào)進(jìn)行了仿真?，F(xiàn)代社會(huì)發(fā)展要求通信系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)，性能越來越高，構(gòu)成越來越復(fù)雜；這就要借助于功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)技術(shù)和工具才 能實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，已經(jīng)研發(fā)出了新一代的可視化的仿真軟件。這些功能強(qiáng)大的仿真軟件，使得通信系統(tǒng)仿真的設(shè)計(jì)和分析過程變得相對(duì)直觀和便捷，由此也使得通信系統(tǒng)仿真技術(shù)得到了更快的發(fā)展。本文使用的是功能強(qiáng)大的 MATLAB 軟件。 MATLAB 是一種使用簡(jiǎn)便的、特別適用于科學(xué)研究和工程計(jì)算的高級(jí)語言，與其他計(jì)算機(jī)語言相比，它的特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔和智能化，具有極高的編程和調(diào)試效率。通過使用 MATLAB 工具箱函數(shù)對(duì)數(shù)字調(diào)制進(jìn)行仿真，更能直觀徹底的掌握數(shù)字通信，數(shù)字調(diào)制的原理。有助于我們的學(xué)習(xí)和研究，加深對(duì)知識(shí)的理解 和運(yùn)用。 MATLAB 的便利性還體現(xiàn)在它的仿真結(jié)果還可以存放到 MATLAB 的工作空間里做事后處理。方便我們修改參數(shù)對(duì)不同情況下的輸出結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。 由于 MATLAB 和 SIMULINK 是集成在一起的，因此用戶可以在這兩種環(huán)境下對(duì)自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改。 — — IV 目 錄 摘要 ................................................................... I ABSTRACT ............................................................. II 前 言 ............................................................... III 第一章 緒論 ........................................................... 1 通信技術(shù) ......................................................... 1 通信的概念 ................................................. 1 通信技術(shù)的背景歷史及發(fā)展 ................................... 1 數(shù)字調(diào)制技術(shù) ..................................................... 2 數(shù)字通信系統(tǒng) ............................................... 2 數(shù)字調(diào)制的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) ......................................... 3 本章小結(jié) ......................................................... 5 第二章 MATLAB 仿真技術(shù) .............................................. 6 通信仿真 ......................................................... 6 通信仿真的概念，通信仿真的方法及應(yīng)用 ....................... 6 通信仿真的一般步驟 ......................................... 7 仿真技術(shù)在通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的作用 ............................. 9 仿真的應(yīng)用 ................................................. 9 MATLAB簡(jiǎn)介 ..................................................... 10 的概念 ,主要特點(diǎn)是 ,以及它的應(yīng)用 ...................... 10 MATLAB 的主要特點(diǎn) ......................................... 11 MATLAB 強(qiáng)大的功能 ......................................... 12 MATLAB 系統(tǒng)的組成 ......................................... 13 MATLAB 的仿真應(yīng)用及應(yīng)用領(lǐng)域 ............................... 14 Simulink 相關(guān)內(nèi)容 ............................................... 14 V 簡(jiǎn)介 .............................................. 14 Smulink 仿真原理 .......................................... 16 本 章小結(jié) ....................................................... 17 第三章 PSK 調(diào)制系統(tǒng) ................................................ 18 2PSK 數(shù)字調(diào)制原理 ............................................... 18 2PSK 數(shù)字調(diào)制 ............................................. 18 用 M 文件編程實(shí)現(xiàn) .......................................... 19 用 Simulink 實(shí)現(xiàn) PSK 調(diào)制 ................................... 25 4PSK 的調(diào)制和解調(diào) ............................................... 27 4PSK 信號(hào) ................................................. 27 4PSK 信號(hào)調(diào)制和解調(diào) ....................................... 28 本章小結(jié) ....................................................... 31 第四章 PSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真 ..................................... 32 2PSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真 ......................................... 32 4PSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的仿真 ......................................... 33 利用 MATLAB 研究 4PSK 信號(hào) ........................................ 35 本章小結(jié) ....................................................... 36 結(jié) 論 ................................................................ 37 參考文獻(xiàn) ............................................................. 39 致 謝 ................................................................ 41 附 錄 ................................................................. 42 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 1 第一章 緒論 通信技術(shù) 通信的概念 什么是通信 ?通信的目的是什么 ? 通信就是克服距離上 的障礙 ，從一地向另一地傳遞和交換消息。消息是信息源所產(chǎn)生的，是信息的物理表現(xiàn)，例如，語音、文字、數(shù)據(jù)、圖形和圖像等都是消息（ Message）。消息由模擬消息（如語音、圖像等）以及數(shù)字消息（如數(shù)據(jù)、文字等）之分。所有消息必須在轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（通常簡(jiǎn)稱為信號(hào)）后才能在通信系統(tǒng)中傳輸。所以，信號(hào)（ Signal）是傳輸消息的手段，信號(hào)是消息的物資載體。 相應(yīng)的信號(hào)可以分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)的自變量可以是連續(xù)的或離散的，但幅度是連續(xù)的，如電話機(jī)、電視攝像機(jī)輸出的信號(hào)就是模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)的自變量可以是連續(xù)的或 離散的，但幅度是離散的，如計(jì)算機(jī)等各種數(shù)字終端設(shè)備輸出的信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)。 通信的目的是傳遞消息，但對(duì)受信者有用的是消息中包含的有效內(nèi)容，即信息（ Information）。消息是具體的、表面的，而信息是抽象的、本質(zhì)的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量來度量。通信技術(shù)，特別是數(shù)字通信技術(shù)近年來發(fā)展非常迅速，它的應(yīng)用越來越廣泛。 數(shù)字通信系統(tǒng)較模擬通信系統(tǒng)而言，具有抗干擾能力強(qiáng)、便于加密、易于實(shí)現(xiàn)集成化、便于與計(jì)算機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)。因而，數(shù)字通信更能適應(yīng)對(duì)通信技術(shù)的高要求。 通信技術(shù)的背景歷史及