【正文】 軟件實驗中我們也是這樣做，只不過所有通信模塊及通信儀表的功能都是用程序來實現(xiàn)的，通信系統(tǒng)的全過程在計算機中仿真運行。 與一般的仿真過程類似，在對通信系統(tǒng)實施仿真之前，首先需要研究通信系統(tǒng)的特性，通過歸納和抽象建立通信系統(tǒng)的仿真模型。 然后介紹了 MATLAB通信工具箱及通信系統(tǒng)的一般模型，并對模擬通信和數(shù)字通信進行了比較。在離散事件仿真中，仿真系統(tǒng)只對離散事件做出反應，而在連續(xù)事件仿真中，仿真系統(tǒng)對輸入信號產(chǎn)生連續(xù)的輸出信號。與公式法或測量法相比較，仿真的方法能更好的利用設計空間，很容易將數(shù)字和經(jīng)驗模型結(jié)合起來 ， 并結(jié)合設備和真實信號的特點進行分析和設計。 本論文的主要內(nèi)容 現(xiàn)代社會發(fā)展要求通信系統(tǒng)功能越來越強，性能越來越高，構(gòu)成越來越復雜 ； 另一方面，要求通信系統(tǒng)技術研究和產(chǎn)品開發(fā)縮短周期，降低成本，提高水平。例如，我們可以設定改造后系統(tǒng)或新系統(tǒng)在達到系統(tǒng)最大容量時的誤幀率等等。 （ 3）仿真分析 仿真分析是一個通信系統(tǒng)仿真流程中的最后一個步驟。用戶可以通過將模塊組成子系統(tǒng)建立多級模型。 另外， MathWorks 為用戶從算法設計、建模仿真，一直到系統(tǒng)實現(xiàn)提供了完整的解決方案。 另外，為了進行通信系統(tǒng)的全系統(tǒng)仿真， Simulink通信系統(tǒng)仿真模型庫提供了通帶和基帶二種類別的信道模型，其中，通帶信道有 4種模型，基帶信道有 6種模型。其中使用最廣泛的就是利用無線電信號在長距離上進行通信。連續(xù)消息也稱模擬消息。由于原始電信號通常具有很低的頻譜分量，一般不宜直接傳輸，因此常常需要有第二種變換：將原始電信號變換成其頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?，并在接收端進行反變換。為此在發(fā)送端需增加一個信道編碼器，而在接收端相應地需要一個信道譯碼器。 圖 數(shù)字 通信系統(tǒng)發(fā)送設備結(jié)構(gòu)框圖 理論上，接收是發(fā)送的逆過程。 數(shù)據(jù)解 壓縮 差錯控 制譯碼 濾波器 解調(diào) 信源譯碼 信道 信宿 數(shù)據(jù) 壓縮 差錯控 制編碼 多址 接入 其它信號 數(shù)字 調(diào)制 信源編碼 信源 信道 圖 數(shù)字通信系統(tǒng)接收設備組成框圖 湖南 科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 19 （ 3）易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計算機技術對信號進行處理、加工、變換、存儲，從而形成智能網(wǎng)。 抽樣定理告訴我們，如果對某一個帶寬有限的時間連續(xù)信號 (模擬信號 )進行抽樣，且 抽樣速率達到一定數(shù)值時，那么根據(jù)這些抽樣值就能夠準確地確定原信號。 非均勻量化 非均勻量化的方法通常是將抽樣值通過壓縮再進行均勻量化。不過，隨著新的寬帶傳輸信道（如光導纖維）的采用、微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，數(shù)字通信在今后的通信方式中必將 逐步 取代模擬通信而占主導地位。信號在傳輸過程中受到噪聲的干擾，必然會發(fā)生波形畸變，接收端對其進行抽樣判決，以辨別是兩個狀態(tài)中的哪一個。例如：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，它的模型就不包括所有模塊。模擬通信系統(tǒng)的接收端包括信號濾波器組和信號解調(diào)兩部分。這樣的信號就稱為數(shù)字信號。 噪聲源不是人為假設的設備，而是信道中的噪聲及分布在通信系統(tǒng)其他各處噪聲的集中表示。要繼續(xù)查詢該函數(shù)的更詳細的幫助信息可以在命令敞口中輸入命 令： help amodce 這時，即可以得到有關函數(shù) amodce的更詳細的幫助信息： AMODCE Analog baseband modulator. Y = AMODCE(X, Fs, METHOD...) outputs the plex envelope of 湖南 科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 14 the modulation of the message signal X. The sample frequency of X and Y is Fs (Hz). For information about METHOD and subsequent parameters, and about using a specific modulation technique, type one of these mands at the MATLAB prompt: FOR DETAILS, TYPE MODULATION TECHNIQUE amodce amdsbtc % Amplitude modulation, double sideband % with transmission carrier amodce amdsbsc % Amplitude modulation, double sideband % suppressed carrier amodce amssb % Amplitude modulation, single sideband % suppressed carrier amodce qam % Quadrature amplitude modulation amodce fm % Frequency modulation amodce pm % Phase modulation 小結(jié) 本章介紹了 Matlab通信工具箱中的主要模塊，利用它們可以對通信領域進行研究 、開發(fā)、系統(tǒng)設計和仿真。 通信工具箱模塊 Communications Blockset（通信模塊集）中包含了通信系統(tǒng)仿真模塊，要打開通信工具箱的模塊庫，可以在 MATLAB的命 令窗口中輸入以下命令： mlib 這時，系統(tǒng)會打開工具箱模塊庫的窗口，如圖 。 5）專用模型庫（ Blocksets） Simulink的模型庫可以通過專用元件集進一步擴展。 根據(jù)輸出信號與輸入信號的關系， Simulink提供 3種類型的模塊 :連續(xù)模塊、離散模塊和混合模塊。在明確了仿真系統(tǒng)對輸入信號和輸出信號的要求之后，最好把湖南 科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 6 這些設置整理成一份簡單的文檔。 仿真模型一般是一個數(shù)學模型。 (4)軟件實驗建設開發(fā)周期短，成本低。通信系統(tǒng)復雜度的提高使得用來分析和設計系統(tǒng)的時間和精力也相應提高了，然而在商用產(chǎn)品中引入新技術要求設計能做到短時、高效、省力，而這些要求只有通過使用強大的計算機輔助分析和設計工具才能實現(xiàn)。 PCM。simulation 。與此同時出現(xiàn)了一系列新的技術，如用于數(shù)字信號處理的價格不高但速度很快的硬件、光纖光 學器件、集成光學設備和單片微波集成電路，這些對通信系統(tǒng)的實現(xiàn)均有重要影響。 (3)硬件實驗的精確度取決于元器件及工藝水平，軟件實驗的精度取決于 CPU的運算速度或者說是程序的運算量。 （ 1）仿真建模 仿真建模是根據(jù)實際通信系統(tǒng)建立仿真模型的過程，它是整個通信系統(tǒng)仿真過程中的一個關鍵步驟，因為仿真模型的好壞直接影響著仿真結(jié)果的真實性和可靠性。性能尺度指的是能夠衡量仿真過程中系統(tǒng)性能的輸出信號的數(shù)值 (或根據(jù)輸出信號計算得到的數(shù)值 )，因此，在實施仿真之前，首先需要確定仿真過程中應該收集哪些仿真數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以什么樣的格式存在，以及收集多少數(shù)據(jù)?；谏鲜鰞?yōu)點， Simulink成為一種通用的仿真建模工具，廣泛應用于通信系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號處理、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡、機械控制和虛擬現(xiàn)實等領域。工具箱提供的高級的設計和分析能力可以通過 Simulink的屏蔽手段在仿真過程中執(zhí)行。 運行通信工具箱需要的軟件平臺包括： MATLAB和 Signal Processing Toolbox（信號處理工具箱）等。 例如查詢基帶模擬調(diào)制的函數(shù)信息：用戶先在上述函數(shù)集合中找到Modulation/Demodulation.（調(diào)制 /解調(diào)函數(shù)），接著查找與基帶信號模擬調(diào)制對應的函數(shù)，amodce。在無線通信中，信道可以是大氣（自由空間）；在有線信道中，信道可以是明線、電纜或光纖。如果電信號的參量攜帶著模擬消息，則該參量必將是離散取值的。多址接入是一種共享技模擬信息 源 噪聲源 調(diào)制器 信道 解調(diào)器 受信者 湖南 科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 17 術，依靠信號的按序發(fā)送，多個終端可以共享同一個信道資源。究竟采用哪些模塊，還取決于具體設計方法及要求。 以二進制為例，信號的取值只有兩個，這樣接收端只需判別兩種狀態(tài)。撥號上網(wǎng)就是典型的數(shù)字信號通過模擬電話線路傳輸?shù)睦印Ａ炕g隔△ V取決于輸入信號的變化范圍和量化電平數(shù)。這就是說，若要傳輸模擬信號，不一定要傳輸模擬信號本身，可以只傳輸抽樣定理得到的抽樣值。 （ 4）易于集成化，從而使通信設備微型化。在大多數(shù)情況下，接收端采用的結(jié)構(gòu)要與發(fā)送端的結(jié)構(gòu)相匹配，這樣才可以保證正確恢復出原始信息。第二，當需要保密時，可以有效地對基帶信號進行人為的“擾亂”，即加密，此時，在接收端就需要進行解密。這種變換和反變換通常稱為調(diào)制 和解調(diào)。離散消息則是指消息的狀態(tài)是可數(shù)的或離散的，離散消息也稱數(shù)字消息。 一個通信系統(tǒng)由三個部分組成： 1. 發(fā)送端； 2. 信道（信號的傳輸介質(zhì)）； 3. 接收端。 在打開的窗口中在雙擊“ Comm Tbx Library”的圖標，最終可以看到通信工具箱仿真模塊的最頂層模塊庫。而且，為了方便用戶系統(tǒng)的實施， MathWorks 公司還開發(fā)了實施軟件包，如TI和 Mortorola 開發(fā)工具包，以方便用戶進行目標系統(tǒng)的開發(fā)。對塊和連接的數(shù)目沒有限制。在仿真分析過程中，用戶已經(jīng)從仿真過程中獲得了足夠多的關于系統(tǒng)性能的信息，但是這些信息只是一個原始的數(shù)據(jù)，一般還需要經(jīng)過數(shù)值分析和處理才能夠獲得衡量系統(tǒng)性能的尺度，從而獲 得對仿真系統(tǒng)的一個總體評價。有了這些具體的仿真目標之后，下一步是獲取實際通信系統(tǒng)的各種運行參數(shù)，如通信系統(tǒng)占用的帶寬及其頻率分布，系統(tǒng)對于特定的輸入信號產(chǎn)生的輸出等。這樣尖銳對立的兩個方面的要求，只有通過使用強大的計算機輔助分析設計技術和工具才能實現(xiàn)。 當前 系統(tǒng) 仿真建模 仿真實驗 仿真分析 結(jié)論分析 改造后的系統(tǒng) 湖南 科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 3 通信系統(tǒng)仿真問題的研究價值 通信系統(tǒng)仿真實質(zhì)上就是把硬件實驗搬進了計算機，可以把它看成是一種軟件實驗。離 散事件仿真是對實際通信系統(tǒng)的一種簡化，它的仿真建模比較簡單，整個仿真過程需要花費的時間也比連續(xù)仿真少。湖 南 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計（ 論 文 ） 題目 基于 Simulink的通信系統(tǒng)設計與仿真 作者 譚思維 學院 信息與電氣工程學院 專業(yè) 通信工程 學號 0604040215 指導教師 席在芳 二〇 一 〇 年 六 月 二 日 湖 南 科 技 大 學 畢業(yè)設計（論文）任務書 信息與電氣工程 學院 通信工程 系（教研室） 系（教研室）主任 : （簽名） 年 月 日 學生姓名 : 譚思維 學號 : 0604040215 專業(yè) : 通信工程 1 設計（論文）題目及專題： 基于 Simulink的通信系統(tǒng)設計與仿真 2 學生設計（論文）時間：自 2021 年 3 月 1 日開始至 2021 年 6 月 2 日止 3 設計（論文）所用資源和參考資料： (1)通信原理 教程 樊昌信 電子 工業(yè)出版社 2021 (2)Simulink通信仿真教程 李賀冰 國防工業(yè)出版社 2021 (3)Matlab/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實例分析 邵玉斌 清華大學出版社 2021 (4)現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真 MATLAB通信工具箱 李建新 西安電子科技大學 出 版社 2021 4 設計（論文）應完成的主要內(nèi)容： (1)Simulink的基本知識 (2)MATLAB通信工具箱的構(gòu)成及功能 (3)現(xiàn)代通信系統(tǒng)