【正文】 想 要面對社會的 各種挑戰(zhàn)就要克服各種困難就要艱苦奮斗， 就像我國 可歌可泣的航空航天精神一樣 。在通信系統(tǒng)的相關(guān)知識學(xué)習中引入 MATLAB 仿真軟件可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不 足，完成對通信系統(tǒng)枯燥的理論知識的學(xué)習。在系統(tǒng)中弱調(diào)制度為 時，接收機選頻濾波器的輸出信噪比應(yīng)為 20dB。通過的大量的實驗研究人耳可以接受的頻率區(qū)域在 300~3400Hz 左右，因此，為了提高頻帶傳輸?shù)男使?jié)約寬帶資源國際標準將通信的傳輸頻帶定在 300~3400Hz。 統(tǒng)計信源 統(tǒng)計信源也就是噪聲源，在 Simulink 中，除了隨機信號源還有四個噪聲源模塊，分別為高斯噪聲發(fā)生器、均勻噪聲發(fā)生器、瑞利噪聲發(fā)生器和賴斯噪聲發(fā)生器。在 Simulink 中常用的確定信源有波形發(fā)生器、正弦波、任意周期 信號源、階躍、斜升、脈沖源等，其基本功能如：將輸入信號的上升沿時刻作為下一個輸入信號的帶觸發(fā)控制的讀入型數(shù)據(jù)源；輸出信號為離散時間控制的正弦信號的離散時間控制源；輸出信號為連續(xù)時間控制的正弦信號的連續(xù)時間控制源。理解二極管檢波的電路原理，利用 mat lab 中的調(diào)制解調(diào)函數(shù)實現(xiàn)對信號的調(diào)制與解調(diào)，也可以編寫仿真程序進行二極管的包絡(luò)檢波電路的仿真從而做出分析。因此可得，不管是頻域輸出還是時域輸出兩個邊帶所含有的信息是相同的。由圖形可看出，恢復(fù)后的解調(diào)信號與原信號的波形基本一致，只是在幅度上有衰減而且有稍微的延時現(xiàn)象，但經(jīng)過低通濾波器濾波后得到了無失真現(xiàn)象的恢復(fù)信號。 由于輸入的基帶信號 AM 信號波形的包絡(luò)成正比，因此，包絡(luò)檢波更容易恢復(fù)原始的調(diào)制信 號。如圖 可觀測出 DSB 信號的頻譜。其模型如圖 45 所示。). 畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 圖 41 波形圖 1 圖 42 波形圖 2 實例 2： 以 simulink 基本模塊實現(xiàn)對傳遞函數(shù) H(z) =1；輸入信號為X=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0]的零狀態(tài)響應(yīng)輸出的解析和數(shù)值計算的結(jié)果 畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 設(shè)計模型概念圖如圖 43 所示。)。 subplot(2,1,1)。 [n, Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s)。 設(shè)計實例 畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 實例 1： 設(shè)采樣率為 8000Hz， fp = 2100Hz， fs = 2500Hz， Rp = 3dB， Rs = 25dB 設(shè)計一個巴特沃斯型低通濾波器，波形圖如圖 41 和 42 所示。當參數(shù)為兩個向量元素時，計算的是帶通或帶阻的濾波器，參數(shù)為三個向量元素計算的高通或低通的濾波器。設(shè)計模擬濾波器最主要的四個參數(shù)為通道拐角頻率、阻帶起始頻率、通帶內(nèi)波動以及阻帶內(nèi)最小衰減。 一般使用傳遞函數(shù)或者沖擊響應(yīng)表示單輸入單輸出的濾波器。在系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的不同階段指數(shù)參數(shù)、具體結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn)的形式等都各不相同，因此系統(tǒng)的開發(fā)階段是一個不斷更新的過程，而對系統(tǒng)功能描述的全面與否取決于設(shè)計者對系統(tǒng)設(shè)計的理解。通信系統(tǒng)中信號的傳輸還需要一些基本的信息處理技術(shù)才能實現(xiàn)。 信源輸出的初始信號，由信源編碼器輸出的離散時間序列經(jīng)過信道編碼器對離散信號的處理傳送到調(diào)制器中，經(jīng)過調(diào)制轉(zhuǎn)換后生成的頻帶信號進行功率放大然后傳輸?shù)轿锢硇诺肋M行輸送（在傳輸過程中數(shù)字系統(tǒng)中的信號與模擬系統(tǒng)中一樣會混入噪聲發(fā)生波形畸變）。 通信系統(tǒng)模型的分類 根據(jù)通信系統(tǒng)中發(fā)送信號的不同類型，通信系統(tǒng)可以進一步的被分為基帶傳輸系統(tǒng)、頻帶傳輸系統(tǒng)、模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)、無線電通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)等多種系統(tǒng)種類。為了使信源發(fā)出的信號與信道的信號傳輸相匹配，在信源和物理信道之間有一個發(fā)送設(shè)備。 Simulink 的啟動是建立在 mat lab 運行環(huán)境下的，在 Simulink中可以完成模型的建立、運行調(diào)試以及子系統(tǒng)的創(chuàng)建與封裝操作。雙擊工作變量窗口中的某個變量可以打開數(shù)組編輯器窗口，在該窗口中可以對數(shù)組進行編輯修改，也可以創(chuàng)建或刪除變量。 MATLAB 軟件的操作 畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 的桌面 Window7 系統(tǒng)環(huán)境下啟動 Matlab 軟件，圖 為 Matlab 默認的工作界面，工作界面中含有默認的幾個工作窗口，如命令窗口、工作空間窗口、命令歷史窗口、當前目錄窗口以及圖形窗口。 MATLAB 也可以支持 C、FORTRAN、 C++以及 JAVA 的調(diào)用，而且吸取了 Maple 和 Mathematica 等其他數(shù)學(xué)軟件的優(yōu)點，使之成為了一個功能強大的數(shù)學(xué)應(yīng)用軟 件。 通過 MATLAB 軟件可以將概念性強的通信理論和可視化低的信號波形等通過仿真在屏幕上形象的顯示出來。調(diào)制的作用是將頻率范圍一致的信號搬移到不同頻率范圍的載波上，接受端通過解調(diào)分離出所需要的初始信號。只有通過廣泛的交流與傳播才能使信息具有利用價值，它可以促進人與人之間的協(xié)作、推動社會的革新與進步，使經(jīng)濟效益最大化。通過大量實踐已經(jīng)證明，它既可以在學(xué)習中讓抽象的理論更加形象直觀，而且還可以避免大量的復(fù)雜計算，使學(xué)習效果得到明顯的改善。本文具體講解了應(yīng)用 MATLAB語言以及仿真 處理技術(shù)確保圖形結(jié)構(gòu)樣式簡單易懂，為后期的系統(tǒng)學(xué)科發(fā)展起奠基作用。在通信系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中，信息作為一種資源是普遍聯(lián)系的形式。若發(fā)送端不經(jīng)過調(diào)制就把信號發(fā)射出去，發(fā)射出的信號頻率范圍相同，則各發(fā)送端所發(fā)出的信號就會互相干擾。在 MATLAB 中的 Simulink 工具箱對通信系統(tǒng)模型進行搭建，并對通信系統(tǒng)模型中的各模塊進行波形仿真，可以將抽象的理論轉(zhuǎn)化成形象化的圖像，這樣就讓學(xué)習通信專業(yè)的學(xué)生用模擬實驗的方法學(xué)習晦澀難懂的理論知識，使學(xué)習通信系統(tǒng)理論的效率大大提高。除此之外，也可以將一些編寫的經(jīng)典應(yīng)用程序存儲到 MATLAB 函數(shù)庫中，用戶可以直接現(xiàn)在進行調(diào)用。 Matlab 的桌面中窗口及菜單項是有變化的，一下僅介紹幾種常用窗口界面。 圖 22 工作空間窗口 命令歷史窗口 所有執(zhí)行過的命令窗口都會在該窗口中顯示，如此方便查看或調(diào)用曾經(jīng) 執(zhí)行的命令。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 3 通信系統(tǒng)仿真模型的設(shè)計 通信系統(tǒng)的基本模型 通信系統(tǒng)是指負責將包含信息的消息從發(fā)送端有效地傳送到 接收端的系統(tǒng)。發(fā)送設(shè)備負責信號的各種處理，如不同物理量表示的信號之間的轉(zhuǎn)換或者不同形式信號之間的轉(zhuǎn)換。 模擬通信系統(tǒng)的概念模型 如果在發(fā)送設(shè)備中沒有把信源輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，而是對模擬信號進行放大、濾波或者是調(diào)制的時域頻域的直接處理，然后就進行信號的傳輸，稱這樣的系統(tǒng)為模擬通信系統(tǒng)。傳輸?shù)男盘栐诮邮斩私?jīng)過時域和頻域的處理后被送到解調(diào)器，由解調(diào)器轉(zhuǎn)換輸出的基帶數(shù)字 信號經(jīng)過信道譯碼器的處理后送至信源解碼器，信源解碼器輸出的信號將送入信宿中。 信 源 信源編碼器 信道編碼器 解調(diào)器 解調(diào)器 信道解碼器 信 宿 噪聲和 干擾源 發(fā)送設(shè)備 接受設(shè)備 信 道 信道解碼器 圖 33 數(shù)字通 信系統(tǒng)模型圖 畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 圖 34 點對點通信系統(tǒng)分層建模的最高層次模型圖 對于模擬通信系統(tǒng)來說也可以用這些子系統(tǒng)方框建模。 通信系統(tǒng)模型中傳輸?shù)膶ο笠蚪７抡娴哪康牟煌?各不相同，有比特、符號的邏輯元素傳輸，此外，信號波形的傳輸也可作為建模傳輸?shù)膶ο蟆Ｈ粢粋€連續(xù)函數(shù) h(t)為濾波器的沖擊響應(yīng)，那么稱這個濾波器為模擬濾波器，用拉普拉斯變換的 H(s)表示其傳遞函數(shù)。數(shù)字濾波器還需考慮采樣頻率參數(shù)，除此之外，還需考 慮阻帶起始歸一化頻率以及通帶截止歸一化頻率。參數(shù) ftype 為 high 時計算的是高通濾波器，為 stop 時計算的為帶阻濾波器。 f_N=8000。 [b,a]=butter(n, Wn)。 plot(f, 20*log10(abs(H_z)))。 subplot(2,1,2)。仿真圖如圖 44 所示。 圖 45 一般的幅度調(diào)制的模型 如上圖幅度調(diào)制器的模型中，根據(jù)濾波器的特性不同有各種各樣的幅度調(diào)制信號。 DSB 信號解調(diào)后的信號頻譜應(yīng)與原信號的頻譜相同，基本在零頻譜位置附近，如圖 47 可觀測出 DSB 解調(diào)信號的頻譜圖。為避免出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象確保包絡(luò)檢波時沒有失真現(xiàn)象，應(yīng)滿足 Ao≧ |m(t)|max。 單邊帶調(diào)制（ SSB） 由前兩節(jié)所述可知，常規(guī)雙邊帶調(diào)幅和抑制載波雙邊帶調(diào)幅是由完全對稱的上、下兩個邊帶組成，且兩個邊帶包含的信息是完全相同的。從 SSB 信號頻譜圖中還可以看出， SSB 信號的帶寬和原調(diào)制信號的 帶寬是相同的，因此單邊帶調(diào)制提高了頻帶的利用率。同步檢波器需加一個具有相同電壓、頻率和相位的載波，畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 將已調(diào)信號與載波相乘來實現(xiàn)信號的解調(diào)。信源的使用選擇是根據(jù)設(shè)計要求的不同而定的。在 Mat lab 軟件的操作環(huán)境下，我們可以用函數(shù)的調(diào)用來實現(xiàn)對各種偽隨機數(shù)的使用。而調(diào)幅廣播的頻率更寬的原因在于在實際的廣播傳輸聲音時還要播出音樂需要更寬的頻 帶。 載波頻率為系統(tǒng)的最高工作頻率，而設(shè)計仿真的采樣率應(yīng)為 10 倍的最高工作頻率，所以系統(tǒng)的取仿真步長為： 8max1 / 1 0 6 . 2 3 * 1 0stept f s??? (51) 相應(yīng)的仿真采樣率是仿真帶 寬的兩倍，因而仿真帶寬為： 1 / 2 8 0 2 5 . 7stepw t K H z?? (52) 基帶測試正弦信號為： ( ) cos 2m t A Ft