【正文】 展和廣泛的應(yīng)用，極大的推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改變著人們的生活方式。在 70 年代末在全球發(fā)展起來的模擬移動(dòng)電話在 90 年代中期被數(shù)字移動(dòng)電話所代替，現(xiàn)有的模擬電視也正在被數(shù)字電視**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 2 所代替 ， 數(shù)字通信的高速率和大容量等各方面的優(yōu)越性也使人們看到了它的發(fā)展前 途。 通信技術(shù)融入計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)后發(fā)生了革命性的變化，是未來信息社會(huì)的支柱。在 Simulink環(huán)境中，利用鼠標(biāo)就可以在模型窗口中直 觀地 畫 出系統(tǒng)模型，然后直接進(jìn)行仿真。采用計(jì)算機(jī)仿真的方法可以在很大程度上克服沒有儀器設(shè)備所帶來的問題。又如，在對(duì)新一代通信體制進(jìn)行性能分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)際系統(tǒng)根本不存在，因此必須采用仿真手段。 （ 3） 建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 。 （ 7） 仿真模型的確認(rèn) 。在 MATLAB/Simulink中提供了非常方便的數(shù)據(jù)分析函數(shù)和顯示工具，如：作圖，示波器，頻譜分析儀，動(dòng)畫，統(tǒng)計(jì)工具箱中的各種統(tǒng)計(jì)分析函數(shù)，數(shù)據(jù)插值等等。這使得 MATLAB 成為了進(jìn)行科學(xué)研究和數(shù)值計(jì)算的首選語言。 (8)MATLAB 的程序執(zhí)行效率比其它語言低。 Simulink 仿真實(shí)現(xiàn)的方法是基于時(shí)間流的仿真方法。 （ 5） 提供 API 用于與其他仿真程序的連接或與手寫代碼集成 。非虛擬模塊是基本系統(tǒng)，虛擬模塊則是為了模型方塊圖組織結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化而建立的，它在模型方塊圖所描述的系統(tǒng)方程定義中不起任何作用、如Bus Creator 模塊和 Bus Selector 模塊就是虛擬模塊，它們的作用只是把信號(hào)“ 捆綁 ” 在一起用來簡(jiǎn)化方塊圖，而且也增加了模型的可讀性。 Integrator 模塊輸出的是由仿真起始時(shí)刻到當(dāng)前時(shí)刻的輸入信號(hào)的積分值，當(dāng)前時(shí)刻的輸出值取決于在此時(shí)刻之前 Integrator 模塊的所有輸入值，事實(shí)上，積分值只是Integrator 模塊的一個(gè)狀態(tài)。與連續(xù)狀態(tài) — 樣，離散狀態(tài)在設(shè)置上也可以限制仿真步長(zhǎng)的大小，對(duì)于有些模型，如果要求模型狀態(tài)的所有采樣點(diǎn)都必須在仿真步上，那么必須明確指定仿真步長(zhǎng)， Simulink 利用離散求解器實(shí)現(xiàn)這些設(shè)置要求、 Simulink給出兩種離散求解器：定步長(zhǎng)離散求解器和變步長(zhǎng)離散求解器。如果模塊的參數(shù)不可調(diào)，在運(yùn)行仿真期間， Simulink會(huì)關(guān)閉設(shè)置參數(shù)的對(duì)話框，正因?yàn)槿绱耍瑸榱颂岣叻抡娴膱?zhí)行速度，除了希望改變的參數(shù)外，用戶可以將模型中的所有其他參數(shù)均指定為不可調(diào)，這可以加速大模型的執(zhí)行，而且也會(huì)加快代碼的生成速度。與此相反，對(duì)于原子子系統(tǒng)， Simulink 在執(zhí)行到下一個(gè)模塊之前會(huì)執(zhí)行子系統(tǒng)內(nèi)的所有模塊，依條件執(zhí)行的子系統(tǒng)也是原子子系統(tǒng)。 1） 定步長(zhǎng)算法和變步長(zhǎng)算法 。為高速業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（ 3G）在通信的容量與質(zhì)量等方面將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，世界各國(guó)推動(dòng)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)商用化的同時(shí)，目前已經(jīng)把研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)入下一代移動(dòng)通信的先期研究，在概念個(gè)技術(shù)上尋求創(chuàng)新和突破，從而使無線通信的容量和速率有十倍甚至百倍的提高。 無線電頻率是一種寶貴的資源。把輸入信號(hào)變換為適合于信道傳輸?shù)牟ㄐ?，這一變換過程稱為調(diào)制。 模擬調(diào)制就是用模擬信號(hào)調(diào)制載波，數(shù)字調(diào)制就是用數(shù)字信號(hào)調(diào)治載波。如果采用恒包絡(luò)調(diào)制，因要求非線性放大，所以它具有高的功率效率，但又會(huì)引起較大的帶外輻射。有時(shí)也把代表兩個(gè)以上符號(hào)的多進(jìn)制頻率調(diào)制稱為移頻鍵控。此時(shí) ,調(diào)制信號(hào)是連續(xù)波 ,載波是重復(fù)的脈沖序列。但后來發(fā)現(xiàn)，脈幅調(diào)制的已調(diào)波在傳輸途徑中衰減 ,抗干擾能力差 ,所以現(xiàn)在很少直接用于通信，往往只用作連續(xù)信號(hào)采樣的中間步驟。為了解決這個(gè)問題，經(jīng)常要增加設(shè) 備的復(fù)雜性?，F(xiàn)在已有多種增量調(diào)制方法，其中最簡(jiǎn)單的一種，是在每一采樣瞬間當(dāng)增量值超過某一規(guī)定值時(shí)發(fā)正脈沖，小于規(guī)定值時(shí)發(fā)負(fù)脈沖。實(shí)際中，較常用到的是頻率轉(zhuǎn)換法。 實(shí)現(xiàn)調(diào)幅波包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)呈線性關(guān)系。躍變，就表示傳輸 1。有時(shí)也把代表多個(gè)符號(hào)的多電平振幅調(diào)制**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 26 稱為振幅鍵控。 （ 5） 恒定包絡(luò)。也就是說，數(shù)字信號(hào)采用二進(jìn)制，而不是十進(jìn)制，也即逢 2 進(jìn) 1，比如十進(jìn)制的 2 用而進(jìn)制表示就是“ 010”。 到了 1856 年，英國(guó)科學(xué) 家凱爾文（ Kelven）首先解決了這個(gè)問題，他的基本思路是采用微分方程，頻率較低的成分可以通過信道，而頻率高的成分則被衰減掉了。智能網(wǎng)及其智能業(yè)務(wù)是構(gòu)成未來個(gè)人通信的基本條件。它們并不求解 連續(xù)狀態(tài)值，而且這些算法依賴模型中的模塊來更新模型的離散狀態(tài)。 2） 模型方法 除了模塊方法， Simulink 還提供了一組計(jì)算模型屬性和模型輸出的方法，在仿真過程中， Simulink 會(huì)同樣調(diào)用這些方法來確定模型的屬性和輸出，模型方法通常通過調(diào)用相同類型的模塊方法來執(zhí)行不同的任務(wù)，例如，模型的Outputs方法根據(jù)模型指定的順序調(diào)用它所包含模塊的 Outputs方法來計(jì)算模型的輸出 。子系統(tǒng)是整個(gè)方塊圖的一部分，實(shí)際上對(duì)方塊圖的含義沒有任何影響，它主要是在方塊圖的結(jié)構(gòu)組織上提供幫助，使用戶的模型圖更易讀，但它不能定義一個(gè)獨(dú)立的方塊圖。例如，當(dāng)創(chuàng)建模型時(shí)，用戶可以分別 把每個(gè) Gain 模塊的 gain 參數(shù)設(shè)置為不同的值，從而讓每個(gè) Gain 模塊執(zhí)行不同的任務(wù)。 第二： 離散狀態(tài) 。連續(xù)狀態(tài)是連續(xù)變化的，如汽車的位置和速度；離散狀態(tài)是連續(xù)狀**理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 15 態(tài)的近似，這些狀態(tài)在有限的時(shí)間間隔 (周期性或非周期性 )內(nèi)進(jìn)行更新 (重新計(jì)算 )，例如，在數(shù)字里程表中顯示的汽車位置就是離散狀態(tài)，這些位置在每秒內(nèi)進(jìn)行更新，如果離散狀態(tài)時(shí)間間隔趨近于零，那么離散狀態(tài)也相當(dāng)于連續(xù)狀態(tài)。 （ 1） 方塊圖 Simulink 方塊圖是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的圖形化描述， 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是由一組方程來表示的，而由方塊圖模型所描述的數(shù)學(xué)方程就是眾所周知的代數(shù)方程、微分方程和 (或 )差分方程。 Simulink 有如下特點(diǎn) ： （ 1） 豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫(kù) 。其特點(diǎn)是靈活性好，數(shù)學(xué)關(guān)系顯式地表達(dá)在程序語句之中，但是仿 真的直觀性方面稍顯欠缺，通常在仿真計(jì)算完畢之后才能看到結(jié)果。這也是 MATLAB 廣為流行的重要原因之一。 MATLAB 程序不依賴于計(jì)算機(jī)類型和操作系統(tǒng)類型。 根據(jù)仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案，讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行計(jì)算，并在執(zhí)行計(jì)算的過程中了解仿真模型對(duì)于各種不同輸入信號(hào)以及不同參數(shù)和仿真機(jī)制下的輸出，得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而預(yù)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境中的運(yùn)行情況。由于計(jì)算機(jī)仿真模型是由程序?qū)崿F(xiàn)的數(shù)學(xué)模型，編制程序的錯(cuò)誤、求解問題方法選擇不當(dāng)均會(huì)導(dǎo)致仿真結(jié)果偏離真實(shí)值。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該有一個(gè)完整、準(zhǔn)確的需求說明。該課題就是以 MATLAB/Simulink 為仿真語言來進(jìn)行系統(tǒng)仿真試驗(yàn)的。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(duì)自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改。 近幾年，在學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域， Simulink 已成為在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域建模和仿真 重要工具。但是要做到這些比并不容易。 1866 年利用海底電纜實(shí)現(xiàn)了跨大西洋的越洋電報(bào)通信。 System simulation 目 錄 第一章 緒論 ........................................ 1 ........................................ 1 ........................... 3 本課題主要研究?jī)?nèi)容 .............................. 4 第二章 MATLAB 仿真綜述 ............................. 6 ............................... 6 MATLAB 仿真軟件應(yīng)用領(lǐng)域 .......................... 8 Simulink仿真原理 ............................... 11 第三章 數(shù)字調(diào)制技術(shù) ............................... 22 ................................ 22 ................................... 24 數(shù)字調(diào)制技術(shù)在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用 .................. 28 第四章 PSK 通信系統(tǒng)原理 ........................... 30 數(shù)字相位調(diào)制（ PSK）基本原理 ..................... 30 4PSK 調(diào)制解調(diào)基本原理 ........................... 30 8PSK 調(diào)制解調(diào)基本原理 ........................... 32 MPSK 的調(diào)制原理 ................................ 33 第五章 基于 MATLAB/Simulink 的 8PSK 通信系統(tǒng)仿真 .... 34 8PSK 仿真基本原理介紹 ........................... 34 用 Simulink 搭建 8PSK 仿真圖 ...................... 35 8PSK 的 Simulink 仿真 結(jié)果及分析 .................. 36 附 錄 ............................................. 40 總 結(jié) ............................................. 41 參考文獻(xiàn) ........................................... 42 致 謝 ............................................. 43 **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 1 第 一 章 緒論 課題背景 人類社會(huì)一直從自然界獲取、處理、分析、傳遞和利用信息。從 20 世紀(jì) 70年代以來，一場(chǎng)一信息技術(shù)為中心的新技術(shù)革命正席卷全球。 1876 年貝爾發(fā)明了電話 ,利用電信號(hào)實(shí)現(xiàn)了語音信號(hào)的有線傳遞，使信息的傳遞變的既迅速又準(zhǔn)確，這標(biāo)志著模擬通信的開始，由于它比電報(bào)更便于交流使用，所以直到 20 世紀(jì)前半葉這種采用模擬技術(shù)的電話通信技術(shù)比電報(bào)的到了更為迅速和廣泛的發(fā)展。他意味著移動(dòng)通信網(wǎng)的覆蓋面要大、覆蓋質(zhì)量要好、業(yè)務(wù)種類要多，在本地、全國(guó)各地以及全球任何地方，利用手機(jī)不僅可以打電話，還可以看新聞、接受電子郵件、炒古、購(gòu)物等。 Simulink 具有相對(duì)獨(dú)立的功能和使用方法 ， 確切的說，它是一個(gè)用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、應(yīng)用最廣泛的軟件包之一 。 本課題主要研究?jī)?nèi)容 在當(dāng)代社會(huì)中，信息的交換日益頻繁，隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及它們的密切結(jié)合，通信能克服對(duì)空間和時(shí)間的限制，大量的、遠(yuǎn)距離的信息傳遞和存取已成為可能。 所謂電子通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真，就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際電子通信系統(tǒng)的物理模型或數(shù)學(xué)模型進(jìn)行試驗(yàn)，通過這樣的模型試驗(yàn)來對(duì)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的性能和工作狀態(tài)進(jìn)行分析和研究。建立系統(tǒng)仿真的第一步，必須清楚、準(zhǔn)確地提出仿真試驗(yàn)所要解決的問題。在利用 C 語言等編制仿真程序時(shí)，程序調(diào)試、數(shù)值算法調(diào)試等都是一件不容易的事情。 （ 10） 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果分析 。 (2) MATLAB 是一種超高級(jí)語言。 (6) MATLAB 具有串口操作、聲音輸入輸出等硬件操控能力。 M 文件編程實(shí)現(xiàn)的方法是基于數(shù)據(jù)流的仿真方法。 （ 2） 交互式的圖形 編輯器 來組合和管理直觀的模塊圖 。 一個(gè)典型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)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。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，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。 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。正因?yàn)?Simulink 允許用每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊來表示一組相似模塊，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。用戶可以用 Subsystem 模塊和Simulink 模型編輯器來創(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。模型的 Derivatives 方法同樣也會(huì)調(diào)用它所包含模塊的 Derivatives方法來確定模型狀態(tài)的微分。 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。 **理工大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)論文 23 （ 3） 更高的頻段 。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信道傳輸。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)單的而極管開關(guān)方式就是“開”和“關(guān)”。 （ 6） 成本低，易于實(shí)現(xiàn)。振幅鍵控實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但抗干擾能力