【正文】 方塊圖模型是由一組模塊和相互連接的線 (信號(hào) )組成的，這些方塊圖模型都來(lái)源于工程領(lǐng)域，如反饋控制系統(tǒng)理論和信號(hào)處理理論等。 在 Simulink 中， 方塊圖 (或者說(shuō)模型 )表示的是 “ 基于時(shí)間的方塊圖 ” ，其含義如下： **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 14 1） Simulink 方塊圖定義了信號(hào)和狀態(tài)變量的時(shí)間關(guān)系，方塊圖的解是通過(guò)求解整個(gè)時(shí)間過(guò)程中所有的函數(shù)方程來(lái)獲得的，這個(gè)時(shí)間過(guò)程就是由用戶指定的“ 起始時(shí)刻 ” 開(kāi)始，至用戶定義的 “ 終止時(shí)刻 ” 結(jié)束，每次計(jì)算都是在一個(gè)時(shí)間步內(nèi)求解這些函數(shù)關(guān)系的。 更新函數(shù) ：它表示的是系統(tǒng)離散狀態(tài)的將來(lái)值與當(dāng)前時(shí)刻、輸入和狀態(tài)之間的關(guān)系。由于含有狀態(tài)的模塊必須存儲(chǔ)前一時(shí)刻的狀態(tài)值和 (或 )輸出值用以計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)值，因此這樣的模塊都需要內(nèi)存。Simulink 模塊明確定義了模型的狀態(tài)，尤其是需要某些先前時(shí)刻的輸出或所有輸出才能計(jì)算當(dāng)前輸出的模塊，這些模塊明確 定義了兩個(gè)時(shí)間步之間需要保存的一組狀態(tài)，因此說(shuō)，這樣的模塊都是有狀態(tài)的：圖 21是含有狀態(tài)的模塊中輸入、輸出和狀態(tài)的圖形表示。再舉一個(gè)例子， Simulink 的 Memory 模塊也是一個(gè)含有狀態(tài)的模塊， Memory 模塊存儲(chǔ)當(dāng)前仿真時(shí)刻的輸入值，并在此時(shí)刻之后輸出這些值，因此 Memory 模塊的狀態(tài)就是前 — 時(shí)刻的輸入值。 計(jì)算連續(xù)狀態(tài)需要知道狀態(tài)的變化率或微分，由于連續(xù)狀態(tài)的變化率自身也是連續(xù)的 (即它自身也是 — 個(gè)狀態(tài) )，因此計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步上連續(xù)狀態(tài)的值需要從仿真的起始 時(shí)刻開(kāi)始對(duì)狀態(tài)的微分值進(jìn)行積分，這樣，在Simulink中建立連續(xù)狀態(tài)的模型需要 Simulink能夠表示積分操作并描述每一時(shí)刻上狀態(tài)微分的計(jì)算過(guò)程。計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步上連續(xù)狀態(tài)的值需要從仿真的起始時(shí)刻開(kāi)始對(duì)這個(gè)狀態(tài)值進(jìn)行積分，數(shù)值積分的精度取決于兩個(gè)時(shí)間步間隔的大小，時(shí)間間隔越小，仿真精度越高。 計(jì)算離散狀態(tài)需要知道當(dāng)前時(shí)刻和在此時(shí)刻之前所有狀態(tài)值之間的關(guān)系， Simulink 會(huì)在狀態(tài)的更新函數(shù)中參考這種關(guān)系。定步長(zhǎng)離散求解器確定滿足模型中所有離散狀態(tài)的所有采樣時(shí)間的固定步長(zhǎng)，而不考慮在采樣時(shí)刻狀態(tài)是否改變。 混合系統(tǒng)是既有離散狀態(tài)又有連續(xù)狀態(tài)的系統(tǒng)。例如， Simulink的 Gain 模塊中的 gain 變量就是一個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)化模塊都有一個(gè)在編輯或仿真模型時(shí)用以設(shè)置參數(shù)值的對(duì)話框，用戶可以使用 MATLAB 表達(dá)式指定參數(shù)值，Simulink 會(huì)在仿真運(yùn)行前求取表達(dá)式的值。正因?yàn)?Simulink 允許用每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊來(lái)表示一組相似模塊，所以，模塊的參數(shù)化大大提高了標(biāo)準(zhǔn) Simulink 模塊庫(kù)的建模能力。 （ 5） 模塊采樣時(shí)間 標(biāo)準(zhǔn)的 Simulink 模塊包括連續(xù)模塊和離散模塊，連續(xù)模塊對(duì)連續(xù)變化的輸入信號(hào)進(jìn)行連續(xù)響應(yīng)，而離散模塊只對(duì)采樣時(shí)刻（即固定時(shí)間間隔的整數(shù)倍時(shí)刻）的輸入信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)。對(duì)于這些既不是連續(xù)模塊也不是離散模塊的模塊，用戶可以指定隱含的采樣時(shí)間，也就是從模塊輸入端繼承 的采樣時(shí)間，如果模塊的任 — 輸入是連續(xù)的，那么隱含的采樣時(shí)間也是連續(xù)的，否則，隱含的采樣時(shí)間就是離散的。用戶模塊的創(chuàng)建可以利用圖形的方式，也可以通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。用戶可以用 Subsystem 模塊和Simulink 模型編輯器來(lái)創(chuàng)建子系統(tǒng)，也可以在子系統(tǒng) 內(nèi)嵌套任意層的子系統(tǒng)來(lái)創(chuàng)建層級(jí)子系統(tǒng)，此外，用戶還可以創(chuàng)建依條件執(zhí)行的子系統(tǒng)，這樣的子系統(tǒng)只有在觸發(fā)或使能輸入時(shí)才可以執(zhí)行。缺省時(shí)，無(wú)條件執(zhí)行的子系統(tǒng)都被作為虛擬子系統(tǒng)處理，當(dāng)然，如果要求 在執(zhí)行任意模塊之前必須執(zhí)行所有的子系統(tǒng)，那么用戶也可以將一個(gè)無(wú)條件執(zhí)行子系統(tǒng)指定為原子子系統(tǒng)。 （ 8） 信號(hào) Simulink 使用術(shù)語(yǔ) “ 信號(hào) (Signal)” 來(lái)表示模塊的輸出值，用戶可以指定信號(hào)的屬性，包括信號(hào)名稱、數(shù)據(jù)類型 (如 8位、 16 位或 32 位 )、數(shù)值類型 (實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù) )以及信號(hào)維數(shù) (一維或二維數(shù)組 )。 1） 模塊方法 **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 20 Simulink 會(huì)為模塊方法所執(zhí)行的函數(shù)類型指定類型名稱，共用的方法類型包括： Outputs：給定當(dāng)前時(shí)間步上模塊的輸入和先前時(shí)間步上的模塊狀態(tài)，計(jì)算模塊輸出。模型的 Derivatives 方法同樣也會(huì)調(diào)用它所包含模塊的 Derivatives方法來(lái)確定模型狀態(tài)的微分。 定步長(zhǎng)算法：顧名思義，仿真步長(zhǎng)是固定不變的，這些算法依據(jù)相等的時(shí)間間隔來(lái)解算模型，時(shí)間間隔稱為步長(zhǎng)。當(dāng)然，在每一步中計(jì)算步長(zhǎng)勢(shì)必增加了計(jì)算負(fù)荷，但卻減少**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 21 了仿真的總步數(shù)，而且對(duì)于快速變化的模型或具有分段連續(xù)狀態(tài)的模型，在保證其所要求的精度的前提下 縮短了仿真時(shí)間。目前，有很多種數(shù)值積分算法可以求取動(dòng)態(tài)系統(tǒng)連續(xù)狀態(tài)的常微分方程 (ODE)， Simulink 提供了多種定步長(zhǎng)和變步長(zhǎng)的連續(xù)算法，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際模型來(lái)選擇這些算法。 Simulink 有兩種離散算法：定步長(zhǎng)離散算法和變步長(zhǎng)離散算法。 移動(dòng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展如此迅猛的主要原因是其滿足了人們?nèi)魏螘r(shí)間、任何地點(diǎn)以任何方式進(jìn)行信息交流的需要與愿望。近年來(lái)出現(xiàn)的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信主要有兩種：一種是電路交換型的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如 TACS、 AMPS 和 GSM 中的承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及 GSM 系統(tǒng)的 HSCSD；另一種是分組交換型的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如 Motorola 公司的 Data TAC、 Ericsson 公司的 Mobitex和 GSM 系統(tǒng)的 GPRS。移動(dòng)智能網(wǎng)是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中引入智能網(wǎng)功能實(shí)體，以完成對(duì)移動(dòng)呼叫的只能控制的一種網(wǎng)絡(luò)，是一種開(kāi)放性的智能平臺(tái)，使客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)有更強(qiáng)的控制功能，能夠方便靈活的獲取所需要的信息。 **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 23 （ 3） 更高的頻段 。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展頻譜資源有限和移動(dòng)用戶急劇增長(zhǎng)的矛盾越來(lái)越尖銳，出現(xiàn)了頻率嚴(yán)重短缺的現(xiàn)象。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，模擬系統(tǒng)以遠(yuǎn)不能滿足擁護(hù)需求的發(fā)展。這是因?yàn)樾诺赖乃p與線路距離的長(zhǎng)短成正比，線路越長(zhǎng)，信號(hào)衰減越大。人們從凱爾文的發(fā)現(xiàn)中的到了很大的啟發(fā)，知道了信道對(duì)于頻率成分具有選擇性，并不是所有的頻率成分都能都通過(guò)信道傳輸。通常把原始信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào) ，也稱基帶信號(hào)；被調(diào)制的高頻周期性脈沖起運(yùn)載原始信號(hào)的作用，因此稱為載波。 （ 3） 提高抗干擾性：抗干擾性（可靠性）與有效性相互制約，通?？赏ㄟ^(guò)犧牲有效性來(lái)提高抗干擾性，如 FM 代替 AM。因此系統(tǒng)中必須采用數(shù)字調(diào)制技術(shù)。由于機(jī)器與 人不同，他不能夠處理十進(jìn)制的的信號(hào)，最簡(jiǎn)單的而極管開(kāi)關(guān)方式就是“開(kāi)”和“關(guān)”。采用數(shù)字化的好處很多，最明顯的是加強(qiáng)了抗干擾性能、容易加密等等。頻率調(diào)制在抗干擾和抗衰落能力上優(yōu)于幅度調(diào)制，但頻率調(diào)制也存在著固有的缺點(diǎn)：需要站用較大的帶寬，同時(shí)還存在著門限效應(yīng)。 （ 2） 盡可能提高頻鋪利用率，站用的帶寬較窄，帶外幅度要?。ú捎?FDMA、TDMA 調(diào)制方式），占用頻帶盡可能寬，但單位頻譜所容納的用戶較多（采用CDMA 方式）。 （ 6） 成本低，易于實(shí)現(xiàn)。因此，只能折中考慮上述要求。目前已在數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用的有：正交相移鍵控（ QPSK）、正交調(diào)幅（ QAM）和最小移頻鍵控（ MSK）、高斯最小移頻鍵控（ GMSK）等方式。它有四種基本形式：振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控和差分移相鍵控。振幅鍵控實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但抗干擾能力差。移頻鍵控能區(qū)分通路，但抗干擾能力不如移相鍵控和差分移相鍵控。移相鍵 控抗干擾能力強(qiáng)，但在解調(diào)時(shí)需要有一個(gè)正確的參考相位，即需要相干解調(diào)。因此，解調(diào)時(shí)只看載波相位的相對(duì)變化。若相位無(wú)變化，則傳輸?shù)氖?0。第二種是指用脈沖信號(hào)控制高頻振蕩的參數(shù)。模擬式脈沖調(diào)制是指用模擬信號(hào)對(duì)脈沖序列參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，有脈幅調(diào)制、脈寬調(diào)制、脈位調(diào)制和脈頻調(diào)制等。常用的脈沖調(diào)制有以下幾種。若用于民用通信，一個(gè)電臺(tái)用幾十萬(wàn)千瓦的功率發(fā)射，卻可以是千千萬(wàn)萬(wàn)的收聽(tīng)者能夠用簡(jiǎn)單的接收設(shè)備受到廣播信號(hào)，這樣，是收音**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 27 機(jī)的成本降低的社會(huì)效益，是非常可觀的。 脈寬調(diào)制 (PDM)： 用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的寬度，使每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間與該瞬時(shí) 的調(diào)制信號(hào)值成比例。 脈位調(diào)制 (PPM)： 用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的相對(duì)位置（即相位），使各脈沖的相對(duì)位置隨調(diào)制信號(hào)變化。 脈頻調(diào)制 (PFM)： 用調(diào)制信號(hào)控制脈沖的重復(fù)頻率，即單位時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)，使脈沖的重復(fù)頻率隨調(diào)制信號(hào)變化。數(shù)字信號(hào)的解調(diào)一般也有兩種方法，即相干法和非相干法。所以數(shù)字調(diào)頻系統(tǒng)采用非相干解調(diào)的方法比較多。但脈碼調(diào)制到 20世紀(jì) 50 年代才開(kāi)始實(shí)用化。脈 碼調(diào)制不是用改變脈沖序列的參數(shù)來(lái)傳輸信息，而是用參數(shù)固定的脈沖的不同組合來(lái)傳遞信息，因此抗干擾能力強(qiáng)，失真很小，是現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展方向。這樣每個(gè)碼組只有一個(gè)脈沖，故為二進(jìn)制一位編碼，每個(gè)碼組不是表示信號(hào)的幅度，而。 增量調(diào)制是一種特殊的脈碼調(diào)制，它不是對(duì)信號(hào)本身進(jìn)行采樣、量化和編碼，而是對(duì)信號(hào)相隔一定重復(fù)周期的瞬時(shí)值的增量進(jìn)行采樣、量化和編碼。即先對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，并對(duì)采樣值進(jìn)行量化（整量化），再對(duì)經(jīng)過(guò)采樣和量化后的信號(hào)**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 28 幅度進(jìn)行編碼，因此脈碼調(diào)制的本質(zhì)不是調(diào)制，而是數(shù)字編碼，所以能充分保證傳輸質(zhì)量。 主要用于儀表測(cè)量等方面，很少直接用于無(wú)線電通信。然而，相干解調(diào)要求接收機(jī)恢復(fù)出來(lái)具有準(zhǔn)確頻率和相位的參考震蕩，這在調(diào)頻系統(tǒng)中是比較困難的。 數(shù)字調(diào)頻信號(hào)一般有兩種產(chǎn)生方法：一種是頻率轉(zhuǎn)換法，產(chǎn)生相位離散的調(diào)頻信號(hào)：另一種是直接調(diào)頻法，產(chǎn)生相位連續(xù)的調(diào)頻信號(hào)。脈位調(diào)制在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實(shí)用。脈寬調(diào)制也是 20 世紀(jì) 30 年代里夫發(fā)明的。 脈幅調(diào)制是 20 世紀(jì) 30 年代發(fā)明的，在 第二次世界大戰(zhàn) 中期已付之實(shí)用。這是脈沖調(diào)制中最簡(jiǎn)單的一種。由于脈沖序列占空系數(shù)很小，即一個(gè)周期的絕大部分時(shí)間內(nèi)信號(hào)為 0 值 ,因而可以插入多 路其他已調(diào)脈沖序列，實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路傳輸。通常所說(shuō)的脈沖調(diào)制都是指上述第一種情況。 脈沖調(diào)制有兩種含義：第一種是指用調(diào)制信號(hào)控制脈沖本身的參 數(shù) (幅度、寬度、相位等 )，使這些參數(shù)隨調(diào)制信號(hào)變化。只要相位發(fā)生 180176。 通常規(guī)定 ： 傳送 1 時(shí)后一碼元相對(duì)于前一碼元的載波相位變化 180176。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)，載波起始相位取 0；當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí) ,載波起始相位取180176。當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為正時(shí)載波頻率為 f1，當(dāng)數(shù)字信號(hào)的振幅為負(fù)時(shí)載波頻率為 f2。如在二進(jìn)制中 ,發(fā) 0 時(shí)不發(fā)送載波 ,發(fā) 1 時(shí)發(fā)送載波。總之，采用調(diào)制技術(shù)的最終目的，就是使調(diào)制后的信號(hào)對(duì)干擾有較強(qiáng)的抵抗作用，同時(shí)對(duì)相鄰的信道信號(hào)干擾較小，解調(diào)方便且易于集成。為此，需要專門研究一些抗干擾能力強(qiáng)、誤碼性能好、頻譜利用率高的調(diào)制技術(shù)，盡可能的提高單位頻帶內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的 比特速率，以適用于移動(dòng)通信的要求。例如，要獲得較高的帶寬效率，可選用多電平調(diào)制，但他要求線性放大，因此會(huì)使功率效率較低，而且已調(diào)波的包絡(luò)變化大。 （ 4） 較高的帶寬效率。 星座圖 中規(guī)定了星座點(diǎn)與傳輸比特間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系稱為 映射 ，一種調(diào)制技術(shù)的特性可由信號(hào)分布和映射完全定義，即可由星座圖來(lái)完全定義。在移動(dòng)通信中，由于電波傳輸?shù)臈l件極其惡劣，使接受信號(hào)幅度發(fā)生很大變化，衰減幅度達(dá)到最小。是否將信號(hào)數(shù)字化、是否采用二進(jìn)制的代碼來(lái)表示信號(hào)是區(qū)別數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的基本原則。比如，一連串的“ 100110101”就是一個(gè)數(shù)字信號(hào)的代表。 現(xiàn)有的通信系統(tǒng)都在模擬的方式向數(shù)字方式過(guò)渡，數(shù)字通信具有很多模擬通信不可比擬的優(yōu)勢(shì)，由于數(shù)字通信技術(shù)采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行加密和差錯(cuò)控制，便于系統(tǒng)集成。 調(diào)制技術(shù)主要有以下 3 個(gè)方面的功能： **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 24 (1) 頻率變換：為了采用無(wú)線傳輸方式，將有效帶寬內(nèi)的話音信號(hào)調(diào)制到高頻段上去。 實(shí)際上，信源產(chǎn)生的原始信號(hào)絕大部分需要調(diào)制，變換為適合于在信道內(nèi)傳輸?shù)男盘?hào)，才能在信道中傳輸。但這樣的后果并不十分理想，接收到的信號(hào)，通常與原有信號(hào)有較大差別。同樣的頻分多址技術(shù)，數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小因而頻率復(fù)用距離可以小一些，系統(tǒng)的容量可以大一些而且數(shù)字移動(dòng)通信還可采用時(shí)分多址或碼分多址技術(shù)，它比模擬的頻分多址在系統(tǒng)容量上大 4 倍 至 20 倍。早期的模擬制蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址方式。 （ 4） 更有效的利用頻率 。伴隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向第三代系統(tǒng)的演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)的智能化也在不斷提升。 移動(dòng)通信需求的不斷增長(zhǎng)以及新技術(shù)在移動(dòng)通信中的廣泛應(yīng)用，促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)得到了迅速發(fā)展。在信息技術(shù)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和需求的共同作用下，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出 以下幾大趨勢(shì)： （ 1） 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化。 **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 22 第 三 章 數(shù)字調(diào)制技術(shù) 調(diào)制技術(shù)發(fā)展概況 全球范圍內(nèi)移動(dòng)用戶的迅猛增長(zhǎng)和移動(dòng)業(yè)務(wù)主體的快速轉(zhuǎn)變，預(yù)示手持移動(dòng)終端將逐步取代 PC 成為人機(jī)接口的主要設(shè)備。這些算法只是用于計(jì)算下一步的仿真時(shí)刻，而不進(jìn)行其它的運(yùn)算。 連續(xù)算法：利用數(shù)值積分來(lái)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步上模型的連續(xù)狀態(tài)，當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)時(shí)由在此時(shí)刻之前的所有狀態(tài)和這些狀態(tài)的微分來(lái)決定的。通常，減小步長(zhǎng)可以提高仿真結(jié)果的精度，但同時(shí)也增加了系統(tǒng)仿真所需要的時(shí)間。當(dāng)然，沒(méi)有任