【正文】 significant features: wide range of adaptability and flexibility is very good, which we better study the munication system performance is very helpful. MATLAB is an important tool for munication system simulation,with a powerful numerical calculation, image processing and graphics rendering and other functions, it is a very powerful scientific puting language, is widely used. These powerful capabilities of MATLAB to carry out munications system simulation, we can be more direct knowledge of munications systems, and more impressive, thereby obtaining learning multiplier effect. By MATLAB simulation of munication systems, we can solve baseband transmission signal transmission between the band and the ISI and other issues. In addition, the munication system by MATLAB simulation, we can deepen the understanding of signal modulation and demodulation, bit error rate analysis and digital baseband munications system performance analysis. This will help achieve a munication system with MATLAB verification carried out simultaneously, but also help us to better understand and master the MATLAB application and practice in the munication system simulation. Keywords： MATLAB； Communication System Simulation； Baseband transmission Band transmission； Intersymbol interference 齊魯工業(yè)大學(xué) 2020屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第一章 緒論 課題研究的意義 仿真是衡量系統(tǒng)性能的重要工具，通信系統(tǒng)仿真模型的仿真結(jié)果，可以幫助我們有效的判斷原通信系統(tǒng)的性能，為系統(tǒng)的改造或者新系統(tǒng)的構(gòu)建提供可靠的依據(jù)。通過 MATLAB 對通 信系統(tǒng)的仿真，我們可以解決信號的基帶傳輸、頻帶傳輸和碼間串?dāng)_等問題。因此，通信系統(tǒng)仿真技術(shù)在當(dāng)代得到了相當(dāng)快速的發(fā)展。 38 摘 要 社會的發(fā)展越來越快，對通信系統(tǒng)的要求也就相應(yīng)的越來越高。 37 致 謝 33 仿真結(jié)果及分析 12 模擬信號的量化 9 第三章 模擬信號的數(shù)字傳輸 7 系統(tǒng)開發(fā)工具 MATLAB 簡介 6 通信系統(tǒng)的組成及模型 5 課題研究的意義 III ABSTRACT 38 II 摘 要 32 27 （ 2PSK）和二進(jìn)制差分相位鍵控（ 2DPSK） 9 第 三章 模擬信號的數(shù)字傳輸 指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 年 月 日 年 月 日 I 目 錄 摘 要 設(shè)計(jì)（ 論文）中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料，均已在設(shè)計(jì)（論文）中加以說明，除此之外， 本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示了謝意 。 12 21 22 （ 2FSK） 28 29 第五章 數(shù)字基帶傳輸中碼間串?dāng)_的消除 31 32 34 參考文獻(xiàn) III 第一章 緒論 5 第二章 通信原理理論基礎(chǔ) 14 基于 MATLAB 的模擬信號數(shù)字化的仿真實(shí)現(xiàn) 27 二進(jìn)制移相鍵控（ 2PSK）和二進(jìn)制差分相位鍵控（ 2DPSK） 一方面，通信系統(tǒng)的功能只有越來越強(qiáng)，性能只有越來越高才能適應(yīng)時(shí)代的要求；另一方面，開發(fā)商又要求通信系統(tǒng)技術(shù)研究和產(chǎn)品低成本、高水平和短周期。通信系統(tǒng)具有顯著的特點(diǎn)：廣泛的適應(yīng)性和非常好的靈活性，這對我們更好地研究通信系統(tǒng)性能非常有幫助。另外，通過 MATLAB對通信系統(tǒng)的仿真，我們可以加深對信號調(diào)制解調(diào)、誤碼率分析以及數(shù)字基帶通信系統(tǒng)性能分析的了解。我 們通過仿真可以降低系統(tǒng)開發(fā)失敗的可能，消除系統(tǒng)中潛在的問題，優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能，有效解決系統(tǒng)中某些功能部件過量負(fù)載的問題。通過通信系統(tǒng)仿真結(jié)果來考量方案的可執(zhí)行性，從通信系統(tǒng)仿真結(jié)果中選擇最為合理的設(shè)置參數(shù)和通信系統(tǒng)的配置，最后應(yīng)用于被仿真的原來的系統(tǒng)中，這整個(gè) 過程就稱為通信系統(tǒng)仿真。通信系統(tǒng)仿真是通信 系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，在通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中起著十分重要的作用。 1937 年，里夫提出了用脈沖編碼調(diào)制對語音信號編碼。但這套系統(tǒng)在商業(yè)上應(yīng)用卻等到了 20 世紀(jì) 70年代，用來取代當(dāng)時(shí)在商業(yè)上普遍采用的載波系統(tǒng)。我國在 1972 年投入使用的阿巴網(wǎng)，就是 60 年代多次研究的成果的體現(xiàn)。當(dāng)今社會，數(shù)字化是潮流，已經(jīng)基本取代了模擬系統(tǒng)，模擬系統(tǒng)已走到末路，必將淹沒在時(shí)代的潮流中。 在眾多功能強(qiáng)大的通信系統(tǒng)仿真工具中， MATLAB 以其強(qiáng)大的可視化功能、開放式的可擴(kuò)展環(huán)境、簡單的操作性、輕松的編程語言以及面向不同領(lǐng)域的多達(dá)三十種工具箱的支持成為其中的佼佼者。通信技術(shù)是當(dāng)代信息技術(shù)中一個(gè)不可或缺的組成部分，而 MATLAB 則是通信系統(tǒng)仿真的重要工具，已經(jīng)成為各種科學(xué)算法的默認(rèn)軟件?，F(xiàn)代通信技術(shù)的主要內(nèi)容和發(fā) 展方向，是以光導(dǎo)纖維通信為主體，無線電通信、衛(wèi)星通信為輔助的寬帶化、綜合化、個(gè)人化以及智能化的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 第二章 通信原理理論基礎(chǔ) 在模擬信號數(shù)字化傳輸中主要應(yīng)用了大量的通信原理基礎(chǔ)知識及理論。 通信系統(tǒng)的一般模型如圖 21： 圖 21所示 各部分作用如下： （ 1） 信息源：信息的發(fā)出地，作用是把信息轉(zhuǎn)換成原始信號，分為模擬信源和數(shù)字信源。 （ 5） 接收設(shè)備：從接收信號中正確恢復(fù)出原始信號。如語音信號和圖像信號等。數(shù)字 信號也可以稱為離散信號，離散不一定在時(shí)間上離散，是指信號的某一參量是離散變化的。 已調(diào)信號具有以下三個(gè)基本特征： （ 1)攜帶信息 (2)適合在信道中直接傳輸 (3)信號頻譜一般具有帶通形式，因此已調(diào)信號又稱為 帶通信號或者是頻帶信號 數(shù)字通信系統(tǒng)是使用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，主要包括：信源編碼和信源譯碼、信道編碼和信道譯碼、數(shù)字調(diào)制和數(shù)字解調(diào)、同步以及加密等。 MATLAB 方便使用、高效的 編程效率、高效的運(yùn)算、豐富的內(nèi)容使其在國內(nèi)廣泛應(yīng)用于教學(xué)及科研工作中 [2]。這些優(yōu)點(diǎn)都大大的減輕了工程人員編程以及調(diào)試的工作量。 MATLAB 的通信工具箱中有 許多仿真函數(shù)和模塊，用來對通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析。可以在 MATLAB 的工作空間中直接調(diào)用工具箱中的函數(shù)，還可以使用 Simulink 平臺來構(gòu)造需要的仿真模塊，以達(dá)到擴(kuò)充工具箱內(nèi)容的目的 [3]。 （ 2）誤碼率仿真界面 MATLAB 中提供了一種很有效的誤碼率分析工具 —— 誤碼率仿真界面，我們可以用它來計(jì)算和比較不同調(diào)制方式、不同差錯(cuò)控制編碼方式和不同信道噪聲模型條件下通信系統(tǒng)的誤碼率。比如說原信號的生成、誤碼率的計(jì)算等過程都能夠在誤碼率仿真窗口中得到實(shí)現(xiàn)。 模擬信號的數(shù)字傳輸模型 模擬信號數(shù)字化就是將連續(xù)變化的物理量轉(zhuǎn)換成可以用有限個(gè)數(shù)值來表示的離散數(shù)列。而能不能用這一系列抽樣值重新恢復(fù)原信號，就需要抽樣定理來解決了。要想讓語音信號實(shí)現(xiàn)數(shù)字化并實(shí) 現(xiàn)時(shí)分多路復(fù)用，第一點(diǎn)就要對語音信號進(jìn)行離散化處理，而這個(gè)處理過程就叫做抽樣。經(jīng)多次理論研究和實(shí)踐探索證明，抽樣脈沖的時(shí)間間隔 T≤1/（ 2fH） (或 者是 f≥ 2fH)(fH 是 語音 信號的最高頻率 )， 抽樣以后的樣值序列就可以不失真的被還原成原本的語音信號。 PAL 制電視信號 的 視頻帶寬 通常 為 6MHz。量化中具有兩種方法：只舍不入和有舍有入。量化方法中，取整的時(shí)候有舍有入，即 0～ 0伏， ～ 伏之間的輸出電壓輸出都為 1 伏等等。通常來說，我們可以把量化誤差的幅度概率分布看做是 Δ /2～ +Δ /2之間的均勻分布。因此，量化時(shí)既要盡可能的減少量化的級數(shù)，又要使量化失真不容易被看 出來。而 8比特量化則指的是一共有 3個(gè)量化級的量化。但是量化失真在信號中的表現(xiàn)卻相似于噪聲，兩者同樣有很寬的頻譜，齊魯工業(yè)大學(xué) 2020屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 所以量化誤差也被稱作是量化噪聲并且能夠用信噪比來進(jìn)行衡量。我們所熟知的數(shù)字電視信號通常就采用了這種非均勻量化的方法。因?yàn)椴捎?13折線壓擴(kuò)特性后，小信號時(shí)量化信噪比的改善量相當(dāng)可觀，可以達(dá)到 24dB。 在所有編碼方式中，最簡單的就要屬二進(jìn)制編碼了。顯而易見，抽樣頻率高了，量化比特?cái)?shù)就會越大，隨之而來的是數(shù)碼率的升高，需要的傳輸帶寬也就越寬。下面列舉下它們的優(yōu)缺點(diǎn)： （ 1） 自然二進(jìn)制碼是和二進(jìn)制數(shù)互相對應(yīng)的，比較簡單，容易執(zhí)行。 （ 2） 相比較之下，格雷碼就沒有了這一缺點(diǎn)。折疊二進(jìn)制碼的最高位可以用來區(qū)分各種信號幅值的正負(fù)而且它齊魯工業(yè)大學(xué) 2020屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 的抗誤碼能力是很強(qiáng)的。通常，為了應(yīng)對干擾，我們必須花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間去傳輸一些多余的重復(fù)的信號，利用這些信號占用更多的頻帶。但是現(xiàn)實(shí)中，大多數(shù)信道都帶有帶通傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，所以信道不能直接傳輸數(shù)字基帶信號。這樣一來，數(shù)字基帶信號的離散狀態(tài)就可以使用載波的一些離散狀態(tài)來表示。 那么二進(jìn)制振幅鍵控信號是如何產(chǎn)生的呢？我們通過圖 44 的原理框圖來看一下。因此 ,對 二進(jìn)制振幅 鍵控 信號 的調(diào)制 也 可以 采用 與AM 信號調(diào)制相似的 非相干解調(diào) (包絡(luò)檢波法 )與 相干解調(diào) (同步檢測法 ),它 相 對應(yīng)原理如圖 45所示 ： 全 波 整 流 器帶 通 濾 波 器 低 通 濾 波 器 抽 樣 判 決 器定 時(shí) 脈 沖2 ()A S Ket （ a） 非相干解調(diào)方式 相 乘 器帶 通 濾 波 器 低 通 濾 波 器 抽 樣 判 決 器定 時(shí) 脈 沖2 ()A S Ketc o s c t? （ b）相干解調(diào)方式 圖 45二進(jìn)制