【正文】 相同，因此，用戶界面已成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。 數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸包含了二元碼、三元碼、眼圖 3 個(gè)子模塊 。 實(shí)際上 就是將圖片顯示在 axes 中。 %關(guān)閉主界面 quit。 基于 MATLAB 的通信原理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái) 12 基于 MATLAB 的通信原理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái) 13 通信原理仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 模擬線性調(diào)制 這里主要講述一下模擬調(diào)制中的幅度調(diào)制及解調(diào)的原理和方法，仿真模塊放在下一節(jié)中講述，模擬線性調(diào)制為通信原理中較為重要的基礎(chǔ)部分，對(duì)其深入的掌握有利于后面數(shù)字信號(hào)調(diào)制知識(shí)的學(xué)習(xí)?？梢?jiàn) DSB信號(hào)實(shí)質(zhì)上就是基帶信號(hào)與載波直接相乘，其時(shí)域和頻域表示式分別為： m(t) 0A0A twccos )(tSAM twccos LPF )(0tm 基于 MATLAB 的通信原理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái) 14 DSB 信號(hào)的包絡(luò)不再與 成正比，故不能進(jìn)行包絡(luò)檢波，需要采用相干解調(diào)；除不再含有載頻分量離散譜外， DSB 信號(hào)的頻譜與 AM 信號(hào)的完全相同，仍由上下對(duì)稱的兩個(gè)邊帶組成。產(chǎn)生 SSB 信號(hào)最直觀方法的是，將 設(shè)計(jì)成具有理想高通特性 或理想低通特性 的單邊帶濾波器，從而只讓所需的一個(gè)邊帶通過(guò)，而濾除另一個(gè)邊帶。 if strcmp(button,’是 ’) h=gcf。 圖 AM 調(diào)制信號(hào)： ttS am ?? 20c o s)2c o s22( ??? 圖 AM 調(diào)制信號(hào)圖及其頻譜圖，其中紅線部分為其包絡(luò)線，用包絡(luò)檢波的方法可 以得到調(diào)制信號(hào)，這里我們用的是相干解調(diào)的方法解調(diào)出調(diào)制信號(hào)，如下圖 2 中的右圖所示，紅色線條為 AM 解調(diào)波形，從中我們可以看到 AM 解調(diào)信號(hào)與原先調(diào)制信號(hào)波形無(wú)差別，只是幅度大小有區(qū)別，說(shuō)明解調(diào)解調(diào)出的波形是正確的。脈沖編碼調(diào)制（ PCM）是波形編碼中最重要的一種方式，其在光纖通信、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信中均有著極為廣泛的應(yīng)用。 抽樣過(guò)程仿真 新建一個(gè) GUI 工程，保存文件名為 chouyang，向其中添加五個(gè)按鍵，兩個(gè)按鍵組，一個(gè)文本編輯框， 一個(gè)靜態(tài)文本顯示，五個(gè)坐標(biāo)軸。 當(dāng) 抽樣頻率 選為 4Hz 時(shí)，測(cè)試結(jié)果如圖 右圖 所示，采樣頻率較高，抽樣信號(hào)的時(shí)間間隔較小， 此時(shí)抽樣 信號(hào)就能較好的反應(yīng) 出 模擬信號(hào)的變化，從 抽樣信號(hào)的頻譜圖 可以看到抽樣信號(hào)的頻譜沒(méi)有發(fā)生混疊 ，也能無(wú)失真的 恢復(fù)出原始信號(hào) 。量化信噪比隨信號(hào)的電平的減小 而下降。 2） ? 律對(duì)數(shù)壓縮特性定義為： ? ? ? ?)1ln(1ln ????? xxf 式中 ? 為壓縮系數(shù)。在返回按鍵的回調(diào)函數(shù)下要添加返回主界面的程序，以便能返回到主界面中。 圖 A 律 PCM 編碼原理 1） A 律 13 折線 采用折線法逼近 A 律已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 A 律正輸入值編碼表如下圖 所示，其編碼可由這段表得出。通常把數(shù)字信息的電脈沖表示的過(guò)程稱為碼型編碼或碼型變換，在有線信道中傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號(hào)又稱為線路傳輸碼型。其具有以下特點(diǎn)：極性單一、有直流分量、脈沖之間無(wú)間隔。這種碼兼有雙極性和歸零的特點(diǎn)。 條件雙相碼也稱為差分曼徹斯特（ Manchester）碼。便可由主界面切換到三元碼的 GUI 界面。這兩個(gè)取代節(jié)選取原則是，使任意兩個(gè)相鄰 v 脈沖間的傳號(hào)數(shù)為奇數(shù)時(shí)選用 000V 取代節(jié)，偶數(shù)時(shí)則選用 B00V 取代節(jié)。 圖 圖 眼圖原理及仿真 1. 升余弦滾降信號(hào)。示波器每隔 Ts 秒重復(fù)掃描時(shí)，利用示波器的余暉效應(yīng)，掃描所得到的波形疊加在一起便可以形成眼圖。滾降系數(shù) ? 的不同，升余弦滾降系統(tǒng)的眼圖有較大的區(qū)別，當(dāng)滾降系數(shù) ? =1 時(shí)，產(chǎn)生的眼圖效果最好，此時(shí)系統(tǒng)性能最好。 2. 二進(jìn)制頻移鍵控（ 2FSK） 頻移鍵控是利用載波的頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。 2FSK 如同兩個(gè)不同頻率交替發(fā)送的 ASK 信號(hào)，因此 2FSK 信號(hào)的時(shí)域波形表達(dá)式為： ? ? ? ? ? ? tnTtgatnTtgatS n Snn SnF SK 212 c osc os ?? ?????? ???????? ?? ?? 其中 11 2 f??? ， 22 2 f?? ? ， na 是 na 的反碼。 2ASK 是利用單極性非歸零碼表示的基帶信號(hào)去鍵控一個(gè)連續(xù)的載波，使載波時(shí)斷時(shí)續(xù)的輸出。當(dāng)碼間串?dāng)_十分嚴(yán)重時(shí)，眼圖會(huì)完全閉合起來(lái)，系統(tǒng)不可能無(wú)誤工作，所以必須對(duì)碼間串?dāng)_進(jìn)行糾正。在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用的無(wú)串?dāng)_波形，其頻域過(guò)度特 性是以π /T 為中心，具有奇對(duì)稱生余弦形狀，通常稱為升余弦滾降信號(hào)，簡(jiǎn)稱升余弦信號(hào)。 眼圖 GUI 編輯界面 重新建立一個(gè)新的 GUI 工程，保存為 yantu，在編輯界面中添加四個(gè)按鍵，一個(gè)文本編輯框，一個(gè)按鍵組，三個(gè)坐標(biāo)軸，并設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)，方法同上面講到的一樣這里就不再重復(fù)，注意要在主界面中數(shù)字基帶傳輸菜單下的子菜單眼圖的回調(diào)函數(shù)下添加如下程序： h=gcf。 圖 三元碼 編碼原理及仿真 碼 基于 MATLAB 的通信原理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái) 30 傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼常記作 AMI 碼。差分曼徹斯特（ Manchester）碼也使用中央時(shí)刻的電平跳 變來(lái)表示信息，但與曼徹斯特（ Manchester）碼不同的是對(duì)于信息 1 則前半時(shí)間與前一碼元的后半時(shí)間電平相同，在中央處再跳變，對(duì)于信息0 則前半時(shí)間的電平與前一碼元的后半時(shí)間電平相反。 數(shù)字雙相碼又稱為分相位碼或曼徹斯特（ Manchester）碼。與單極性非歸零碼不同， RZ 碼發(fā)送 1 時(shí)高電平在整個(gè)碼元期間 T 內(nèi)只持續(xù)一段時(shí)間 t，在其余時(shí)間則返回 到零電平，發(fā)送 0 時(shí)也是用零電平表示。 二元碼 GUI 編輯界面 這里主要講述幾種常見(jiàn)的二元碼，主要有單極 性非歸零碼、單極性歸零碼、雙極性非歸零碼、雙極性歸零碼、數(shù)字雙相碼、密勒碼、條件雙相碼這幾種二元碼。設(shè)置好相關(guān)功能鍵的屬性后調(diào)整界面布局，得到如下圖 左圖的編輯界面，運(yùn)行后就可以得到如下圖 右邊的圖形界面。正負(fù)方向各有 8 段線段，由于正負(fù)方向的第一段和第二段斜率相同而合成了一條線段，因此從形狀上來(lái)看就只有 13 段折線，這條折線就被稱為 A 律 13 折線。下面三幅圖中非常清晰的表示出了均勻量化和非均勻量的區(qū)別，量化級(jí)數(shù)越大，誤差也就越小， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論 部分 相符合，可見(jiàn)設(shè)計(jì)的界面合理可用 ，且加深了我們對(duì)均勻量化和非均勻量 化的理解。其特性曲線如圖（ b）所示，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中 ? 取 255。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，實(shí)際中往往采用非均勻量化。 圖 基于 MATLAB 的通信原理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái) 21 量化 在模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣后就要對(duì)抽樣后的信號(hào)進(jìn)行量化以便于編碼為數(shù)字信號(hào)。 基于 MATLAB 的通信原理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái) 20 圖 在相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)下添寫相關(guān)的程序，運(yùn)行后輸入抽樣頻率后便可以得到相關(guān)的仿真波形。在抽樣的過(guò)程中要滿足抽樣定理。對(duì) 比原調(diào)制信號(hào)和 DSB 解調(diào)信號(hào)可以看出 DSB 解調(diào)信號(hào)與原始信號(hào)波形無(wú)差別，只是幅度大小不同，說(shuō)明解調(diào)出的波形是正確的。 close(h)。 m(t) twccos )(tSDSB twccos LPF )(0tm 基于 MATLAB 的通信原理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái) 15 圖 SSB 信號(hào)的濾波法產(chǎn)生 SSB 信號(hào)的頻譜可表示為： （ 2）用相移法形成 SSB 信號(hào) SSB 信號(hào)的時(shí)域表示式為： 用相移法形成單邊帶信號(hào)原理框圖如下圖 所示。 DSB 信號(hào)只能用相干解調(diào)，其模型與 AM 信號(hào)相干解調(diào)時(shí)完全相同。 AM 調(diào)制解調(diào) 調(diào)制信號(hào) s(t): m(t)=A(t)cos[wt+?(t)] AM 是指對(duì)信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制。 界面切換功能：在主界面中要用到界面切換功能，點(diǎn)擊相應(yīng)的菜單選項(xiàng)要能切換到相應(yīng)的 GUI 子界面中，如點(diǎn)擊主界面中的模擬線性調(diào)制菜單選項(xiàng)就要進(jìn)入模擬線性調(diào)制的子界面中在進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的仿真實(shí)驗(yàn)。然后 再 編輯對(duì)應(yīng)的 M 文件，在 M 文件中的 OpeningF 函數(shù) 下面添加 如 下代碼： backgroundImage = importdata(‘D:\2021 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) \MATLAB 仿真\’)。系統(tǒng) 總體 結(jié)構(gòu)如 下 圖 21所示。 GUI 的廣泛流行是當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的重大成就之一，它以友好性、直觀性、易懂性在軟件編程上被廣泛使用。 Matlab 將所有 GUI 支持的用戶控件都集成在這個(gè)環(huán)境中并提供界面外觀、屬性和行為響應(yīng)方式的設(shè)置方法，隨著版本的提高，這種能力還會(huì)不斷加強(qiáng)。 Matlab 在科研和高?；A(chǔ)課教學(xué)中具有明顯優(yōu)勢(shì)，是理工科大學(xué)生必不可少的工具。laboratory 兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。 simulink中是基于一些模塊的連接并設(shè)置好模塊中的參數(shù)來(lái)達(dá)到仿真的目的，類似于實(shí)驗(yàn)室中的具體硬件電路實(shí)驗(yàn)；而 MATLAB GUI 中是在相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)下寫下相關(guān)程序代碼來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)仿真的目的。掌握了通 信相關(guān)的技術(shù)對(duì)以后無(wú)疑會(huì)有廣闊的前景。 論文作者： （簽字） 時(shí)間： 2021 年 5 月 6 日 指導(dǎo)教師已閱： （簽字） 時(shí)間： 2021 年 5 月 6 日 基于 MATLAB 的通信原理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái) 3 目 錄 前 言 ................................................................................................................................. 6 設(shè)計(jì)軟件介紹 ............................................................................................................ 7 MATLAB 簡(jiǎn)介 ..................................................................................................... 7 MATLAB GUI簡(jiǎn)介 .............................................................................................. 7 GUI仿真平 臺(tái)整體構(gòu)建方案 ........................................................................................ 9 GUI總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ............................................................................................... 9 GUI可視化界面設(shè)計(jì) .......................................................................................... 10 通信原理 GUI 設(shè)計(jì)系統(tǒng)流圖 .................................................................... 10 GUI系統(tǒng)主界面圖 ...............................