【正文】 提供全套畢業(yè)論文圖紙，歡迎咨詢 廣西科技大學(xué) 課程設(shè)計說明書 課題名稱 ： 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 院 （系）： 計算機科學(xué)與通信工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 班 級： 121 班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2021 年 1 月 20 日廣西科技大學(xué)課程設(shè)計 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 0 目 錄 第一章 課程設(shè)計的任務(wù)說明 ??????? ?????????? 1 課程設(shè)計目的?????????????????????? 1 課程設(shè)計要求?????????????????????? 1 第二章 MATLAB/SIMULINK簡介 ???????????????? 3 第三章 設(shè)計原理 ?????????????????????? 5 通信系統(tǒng)設(shè)計一般模型?????????????????? 5 模擬通信系統(tǒng)?????????????????????? 5 數(shù)字通信系統(tǒng) ??? ??????????????????? 5 第四章 DSB 的基本原理與實現(xiàn) ???????????????? 6 DSB 信號的模型 ????????????????????? 6 DSB 信號調(diào)制過程分析 ?????????????????? 7 第五章 PCM 的基本原理與實現(xiàn) ???????????????? 8 PCM 原理 ???????????????????????? 8 PCM 編碼介紹 ???????????????????? ?? 8 PCM 編碼電路設(shè)計 ???????????????????? 12 第六章 2ASK的基本原理及實現(xiàn) ??????????????? 16 ASK 調(diào)制基本原理 ??????????????????? 16 2ASK 的產(chǎn)生 ?????????????????????? 16 2ASK 解調(diào) ??????????????????????? 17 2ASK 功率譜及帶寬???????????? ??????? 18 第七章 Smulink的模型建立和仿真 ????????????? 19 模擬通信系統(tǒng)仿真圖 ?????????????????? 19 數(shù)字通信系統(tǒng)仿真圖 ?????????????????? 22 模擬通信系統(tǒng)仿真效果圖 ???????????????? 23 數(shù)字通信系統(tǒng)仿真效果圖 ???????????????? 26 第八章 結(jié)束語 ??????????????????????? 27 參考文獻(xiàn) ???? ?????????????????????? 28 廣西科技大學(xué)課程設(shè)計 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 1 第一章 課程設(shè)計任務(wù)說明 （ 1）通過利用 matlab simulink，熟悉 matlab simulink 仿真工具。 （ 2）通過課程設(shè)計來更好的掌握課本相關(guān)知識，熟悉模擬 DSB、 SSB、 VSB 和數(shù)字 2ASK、 2FSK、 2PSK、 2DPSK 的調(diào)制與解調(diào)方法。 （ 3）通過實驗掌握模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的方法和步驟。 （ 4）更好的了解通信原理的相關(guān)知識，磨練自己分析問題、查閱資料、鞏固知識、創(chuàng)新等各方面能力。 課程設(shè)計的要求 模擬信號通信系統(tǒng) （ 1）輸入：輸入模擬信號（例如正弦型單音頻信號等），給出其時域波形和功率譜密度。 （ 2）調(diào)制：對輸入的模擬信號進(jìn)行 DSB、 SSB、 PM（三選一）調(diào)制；給出調(diào)制后信號的時域波形和功率譜密度。 （ 3）信道：假定信道屬于加性高斯信道，或自行設(shè)計。 （ 4）解調(diào)： DSB、 SSB、 PM（與所選調(diào)制方式相對應(yīng)）解調(diào)，仿真獲得該系統(tǒng)的輸出波形，并得到該模擬傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)，即該系統(tǒng)的輸出信噪比隨輸入信噪比的變化曲線。 圖 11 模擬信號調(diào)制解調(diào)模型圖 數(shù)字信號通信系統(tǒng) （ 1）輸入：首先輸入模擬信號，給出此模擬信號的時域波形。 （ 2）數(shù)字化：將模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，得到數(shù)字信號，可以選擇 PCM 編碼。 廣西科技大學(xué)課程設(shè)計 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 2 （ 3）調(diào)制：可以選擇簡單的二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式，例如振幅鍵控（ 2ASK）、相移監(jiān)控（ 2PSK）、頻移鍵控（ 2FSK），差分相移鍵控（ DPSK）等，給出調(diào)制后信號的時域波形。 （ 4）信道：假定信道屬于加性高斯信道，或自行設(shè)計。 （ 5）解調(diào)：相應(yīng)的 2ASK、 2PSK、 2FSK， DPSK 解調(diào)，仿真獲得解調(diào)輸出波形。 （ 6） PCM解碼：給出解碼后的模擬信號的時域波形，并與輸入信號進(jìn)行比較。 （ 7）系統(tǒng)性能分析：比較在不同調(diào)制方式下，該數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)，即該系統(tǒng)的輸出誤碼率隨輸入信噪比的變化曲線。 圖 12 模擬信號數(shù)字調(diào)制解調(diào)框圖 廣西科技大學(xué)課程設(shè)計 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 3 第二章 MATLAB/SIMULINK 簡介 美國 Mathworks 公司于 1967 年推出了矩陣實驗室“ Matrix Laboratory”（縮寫為 Matlab）這就是 Matlab 最早的雛形。開發(fā)的最早的目的是幫助學(xué)校的老師和學(xué)生更好的授課和學(xué)習(xí)。從 Matlab 誕生開始，由于其高度的集成性及應(yīng)用的方便性，在高校中受 到了極大的歡迎。由于它使用方便，能非常快的實現(xiàn)科研人員的設(shè)想，極大的節(jié)約了科研人員的時間，受到了大多數(shù)科研人員的支持，經(jīng)過一代代人的努力，目前已發(fā)展到了 版本。 Matlab 是一種解釋性執(zhí)行語言，具有強大的計算、仿真、繪圖等功能。由于它使用簡單，擴充方便，尤其是世界上有成千上萬的不同領(lǐng)域的科研工作者不停的在自己的科研過程中擴充 Matlab 的功能，使其成為了巨大的知識寶庫?？梢院敛豢鋸埖恼f，哪怕是你真正理解了一個工具箱，那么就是理解了一門非常重要的科學(xué)知識。科研工作者通?？梢酝ㄟ^ Matlab 來學(xué)習(xí)某個領(lǐng) 域的科學(xué)知識，這就是 Matlab 真正在全世界推廣開來的原因。目前的 Matlab 版本已經(jīng)可以方便的設(shè)計漂亮的界面，它可以像 VB 等語言一樣設(shè)計漂亮的用戶接口，同時因為有最豐富的函數(shù)庫（工具箱），所以計算的功能實現(xiàn)也很簡單，進(jìn)一步受到了科研工作者的歡迎。另外， ,Matlab和其他高級語言也具有良好的接口，可以方便的實現(xiàn)與其他語言的混合編程，進(jìn)一步拓寬了 Matlab 的應(yīng)用潛力。可以說， Matlab 已經(jīng)也很有必要成為大學(xué)生的必修課之一，掌握這門工具對學(xué)習(xí)各門學(xué)科有非常重要的推進(jìn)作用。 Simulink 是 MATLAB 中 的一種可視化仿真工具，也是目前在動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等方面應(yīng)用最廣泛的工具之一 。確切的說， Simulink 是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包，它支持線性和非線性系統(tǒng)，連續(xù)、離散時間模型，或者是兩者的混合。系統(tǒng)還可以使多種采樣頻率的系統(tǒng)，而且系統(tǒng)可以是多進(jìn)程的。 Simulink 工作環(huán)境進(jìn)過幾年的發(fā)展，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)和工業(yè)界用來建模和仿真的主流工具包。在 Simulink 環(huán)境中，它為用戶提供了方框圖進(jìn)行建模的圖形接口，采用這種結(jié)構(gòu)畫模型圖就如同用手在紙上畫模型一樣自如、方便，故用戶只需進(jìn)行簡單的點擊 和拖動就能完成建模，并可直接進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，快速的得到仿真結(jié)果。它的主要特點在于： 建模方便、快捷； 易于進(jìn)行模型分析； 優(yōu)越的仿真性能。它與傳統(tǒng)的仿真軟件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點。 Simulink 模塊庫（或函數(shù)庫）包含有廣西科技大學(xué)課程設(shè)計 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 4 Sinks（輸出方式）、 Sources（輸入源）、 Linear（線性環(huán)節(jié)）、 Nonlinear（非線性環(huán)節(jié)）、 Connection（連接與接口）和 Extra（其他環(huán)節(jié)）等具有不同功能或函數(shù)運算的 Simulink 庫模塊（或庫函數(shù)），而且每個子模型庫中包 含有相應(yīng)的功能模塊，用戶還可以根據(jù)需要定制和創(chuàng)建自己的模塊。用 Simulink 創(chuàng)建的模型可以具有遞階結(jié)構(gòu)，因此用戶可以采用從上到下或從下到上的結(jié)構(gòu)創(chuàng)建模型。用戶可以從最高級開始觀看模型，然后用鼠標(biāo)雙擊其中的子系統(tǒng)模塊，來查看其下一級的內(nèi)容，以此類推，從而可以看到整個模型的細(xì)節(jié)，幫助用戶理解模型的結(jié)構(gòu)和各模塊之間的相互關(guān)系。在定義完一個模型后，用戶可以通過 Simulink 的菜單或 MATLAB 的命令窗口鍵入命令來對它進(jìn)行仿真。菜單方式對于交互工作非常方便，而命令行方式對于運行仿真的批處理非常有用。采用 Scope 模塊和其他的顯示模塊，可以在仿真進(jìn)行的同時就可立即觀看到仿真結(jié)果，若改變模塊的參數(shù)并再次運行即可觀察到相應(yīng)的結(jié)果，這適用于因果關(guān)系的問題研究。仿真的結(jié)果還可以存放到 MATLAB 的工作空間里做事后處理。模型分析工具包括線性化和整理工具， MATLAB 的所有工具及 Simulink 本身的應(yīng)用工具箱都包含這些工具。由于 MATLAB 和 SIMULINK 的集成在一起的，因此用戶可以在這兩種環(huán)境下對自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改模型。但是 Simulink 不能脫離 MATLAB 而獨立工作。 廣西科技大學(xué)課程設(shè)計 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 5 第三章 設(shè)計原 理 通信系統(tǒng)就是傳遞信息所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和，包括信息源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備和信宿 (受信者 )，其模型如下圖所示： 圖 31通信系統(tǒng)一般模式框圖 模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)，其模型如下圖所示： 圖 32 模擬信號通信系統(tǒng)模型框圖 通信系統(tǒng)可分為數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)，其模型如下圖所示： 圖 33數(shù)字信號通信系統(tǒng)模型框圖 廣西科技大學(xué)課程設(shè)計 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 6 第四章 DSB 的基本原理與實現(xiàn) DSB 信號的模型 在 AM 信號中，載波分量并不攜帶信息，信息完全由邊帶傳送。如果將載波抑制，只需在將直流 0A 去掉，即可輸出抑制載波雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號（ DSB）。 DSB 調(diào)制器模型如圖 41 所示： 圖 41 DSB調(diào)制器模型圖 其中，設(shè)正弦載波為 0( ) co s( )cc t A t???? 式中， A 為載波幅度； c? 為載波角頻率； 0? 為初始相位（假定 0? 為 0）。 調(diào)制過程是一個 頻譜搬移的過程，它是將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。而解調(diào)是將位于載頻的信號頻譜再搬回來，并且不失真地恢復(fù)出原始基帶信號。 雙邊帶解調(diào)通