【文章內(nèi)容簡介】 、方便、靈活的優(yōu)點(diǎn)。Simulink 包含有 SINKS（輸出方式） 、SOURCE（輸入源） 、LINEAR（線性環(huán)節(jié)） 、NONLINEAR（非線性環(huán)節(jié)） 、CONNECTIONS（連接與接口）和 EXTRA（其他環(huán)節(jié)）子模型庫，而且每個(gè)子模型庫中包含有相應(yīng)的功能模，用戶也可以定制和創(chuàng)建用戶自己的模塊。用 Simulink 創(chuàng)建的模型可以具有遞階結(jié)構(gòu)，因此用戶可以采用從上到下或從下到上的結(jié)構(gòu)創(chuàng)建模型。用戶可以從最高級(jí)開始觀看模型，然后用鼠標(biāo)雙擊其中的子系統(tǒng)模塊，來查看其下一級(jí)的內(nèi)容，以此類推，從而可以看到整個(gè)模型的細(xì)節(jié)，幫助用戶理解模型的結(jié)構(gòu)和各模塊之間的相互關(guān)系。在定義完一個(gè)模型后，用戶可以通過 Simulink 的菜單或 MATLAB 的命令窗口鍵入命令來對(duì)它進(jìn)行仿真。菜單方式對(duì)于交互工作非常方便，而命令行方式對(duì)于運(yùn)行一大類仿真非常有用。采用SCOPE 模塊和其他的畫圖模塊，在仿真進(jìn)行的同時(shí)，就可觀看到仿真結(jié)果。除此之外，用戶還可以在改變參數(shù)后來迅速觀看系統(tǒng)中發(fā)生的變化情況。仿真的結(jié)果還可以存放到 MATLAB 的工作空間里做事后處理。模型分析工具包括線性化和平衡點(diǎn)分析工具、MATLAB 的許多工具及 MATLAB 的應(yīng)用工具箱。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。 通信系統(tǒng)仿真的研究方法和技術(shù)路線 通信系統(tǒng)仿真的研究方法北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6研究方法如下三種，做簡單的介紹： ：對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)所得出的狀態(tài)方程進(jìn)行數(shù)值求解的過程，通信系統(tǒng)則是以時(shí)間為自變量，所以相應(yīng)的狀態(tài)方程中的狀態(tài)變量，輸入輸 出變量也都是時(shí)間的函數(shù)； ：是一種基于隨機(jī)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)計(jì)算的數(shù)值方法，也成為計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬法； ：在隨機(jī)變量的條件下的微分方程數(shù)值求解問題，同時(shí)使用了基于數(shù)值計(jì)算的狀態(tài)方程求解和基于統(tǒng)計(jì)計(jì)算的 Monte Carlo 方法。 通信系統(tǒng)仿真的技術(shù)路線了解通信系統(tǒng)的概念，在此基礎(chǔ)上建立系統(tǒng)的模型，并且根據(jù)概念模型與MATLA 中 SIMULINK 的相應(yīng)的模塊進(jìn)行系統(tǒng)各組成部分的仿真，再統(tǒng)一調(diào)制和解調(diào)的過程，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的仿真，當(dāng)然，分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩種不同的基本模型分別實(shí)現(xiàn)和分析。在 SIMULINK 通信系統(tǒng)仿真模型庫中，MATLAB 提供的圖形界面仿真工具 Simulink 由一系列模型庫組成,包括 Sources(信源模塊)，Sinks(顯示模塊)，Discrete(離散系統(tǒng)模塊)，Linear(線性環(huán)節(jié))，Nonlinear(非線性環(huán)節(jié))，Connections(連接)，Blocksetsamp。Toolboxes(其他環(huán)節(jié))， 了解其中模塊庫子模塊的作用，并且分類此次仿真中需要用到的常用模塊，根據(jù)原理來進(jìn)行仿真建模。整個(gè)通信系統(tǒng)的流程圖被概括為：信號(hào)的產(chǎn)生與輸出、編碼與解碼、調(diào)制與解調(diào)。多址接入方式、濾波器以及傳輸介質(zhì)的模型。每個(gè)框圖都由一個(gè)子仿真模型庫構(gòu)成。在通信系統(tǒng)中，一般情況下，傳輸和接受所采用的技術(shù)是相互對(duì)應(yīng)的，因此，可以將發(fā)射與接收部分中各個(gè)子仿真模型庫進(jìn)行相應(yīng)的歸類。最后連接出框圖，設(shè)置各個(gè)元件的參數(shù)，就能在 SCOPE 中觀察輸出。再進(jìn)行不同系統(tǒng)的分析總結(jié)和比較等等。北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）73. 現(xiàn)代通信系統(tǒng)的介紹 通信系統(tǒng)的一般模型通信就是克服距離上的障礙，從一地向另一地傳遞和交換消息。消息是信息源所產(chǎn)生的，是信息的物理表現(xiàn)，例如，語音、文字、數(shù)據(jù)、圖形和圖象等都是消息(Message)。消息有模擬消息（如語音、圖象等）以及數(shù)字消息（如數(shù)據(jù)、文字等）之分。所有消息必須在轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（通常簡稱為信號(hào)）后才能在通信系統(tǒng)中傳輸。所以，信號(hào)（Signal）是傳輸消息的手段，信號(hào)是消息的物質(zhì)載體。通信的目的是傳遞消息，但對(duì)受信者有用的是消息中包含的有效內(nèi)容，也即信息(Information) 。消息是具體的、表面的，而信息是抽象的、本質(zhì)的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量來度量。通信系統(tǒng)就是傳遞信息所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和，包括信息源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備和信宿(受信者) ，它的一般模型如圖 31。圖 31 通信系統(tǒng)一般模型 模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型 模擬通信系統(tǒng)模型在 模 擬 通 信 系 統(tǒng) 中 ， 信 源 （ 信 息 源 ， 也 稱 發(fā) 終 端 ） 的 作 用 是 把 待 傳 輸 的 消息 轉(zhuǎn) 換 成 原 始 電 信 號(hào) ， 如 電 話 系 統(tǒng) 中 電 話 機(jī) 可 看 成 是 信 源 。 信 源 輸 出 的 信 號(hào) 稱為 基 帶 信 號(hào) 。 所 謂 基 帶 信 號(hào) 是 指 沒 有 經(jīng) 過 調(diào) 制 （ 進(jìn) 行 頻 譜 搬 移 和 變 換 ） 的 原 始電 信 號(hào) ， 其 特 點(diǎn) 是 信 號(hào) 頻 譜 從 零 頻 附 近 開 始 ， 具 有 低 通 形 式 。 根 據(jù) 原 始 電 信 號(hào)的 特 征 ， 基 帶 信 號(hào) 可 分 為 數(shù) 字 基 帶 信 號(hào) 和 模 擬 基 帶 信 號(hào) ， 相 應(yīng) 地 ， 信 源 也 分 為數(shù) 字 信 源 和 模 擬 信 源 。 發(fā) 送 設(shè) 備 的 基 本 功 能 是 將 信 源 和 信 道 匹 配 起 來 ， 即 將 信源 產(chǎn) 生 的 原 始 電 信 號(hào) （ 基 帶 信 號(hào) ） 變 換 成 適 合 在 信 道 中 傳 輸 的 信 號(hào) 。 變 換 方 式是 多 種 多 樣 的 ， 在 需 要 頻 譜 搬 移 的 場 合 ， 調(diào) 制 是 最 常 見 的 變 換 方 式 ； 對(duì) 傳 輸 數(shù)北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8字 信 號(hào) 來 說 ， 發(fā) 送 設(shè) 備 又 常 常 包 含 信 源 編 碼 和 信 道 編 碼 等 。 信 道 是 指 信 號(hào) 傳 輸?shù)?通 道 ， 可 以 是 有 線 的 ， 也 可 以 是 無 線 的 ， 甚 至 還 可 以 包 含 某 些 設(shè) 備 。 圖 中 的噪 聲 源 ， 是 信 道 中 的 所 有 噪 聲 以 及 分 散 在 通 信 系 統(tǒng) 中 其 它 各 處 噪 聲 的 集 合 。 在接 收 端 ， 接 收 設(shè) 備 的 功 能 與 發(fā) 送 設(shè) 備 相 反 ， 即 進(jìn) 行 解 調(diào) 、 譯 碼 、 解 碼 等 。 它 的任 務(wù) 是 從 帶 有 干 擾 的 接 收 信 號(hào) 中 恢 復(fù) 出 相 應(yīng) 的 原 始 電 信 號(hào) 來 。 信 宿 （ 也 稱 受 信者 或 收 終 端 ） 是 將 復(fù) 原 的 原 始 電 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 成 相 應(yīng) 的 消 息 ， 如 電 話 機(jī) 將 對(duì) 方 傳 來的 電 信 號(hào) 還 原 成 了 聲 音 。 如 圖 32 所 示 ：圖 32 模擬通信系統(tǒng)一般模型 數(shù)字通信系統(tǒng)模型在 數(shù) 字 通 信 系 統(tǒng) 中 ， 信 源 ， 信 道 ， 調(diào) 制 器 ， 解 調(diào) 器 ， 收 信 者 和 模 擬 的 一 樣 ，加 密 器 ， 編 碼 器 看 名 字 就 能 猜 出 功 能 了 吧 ， 需 要 說 明 的 是 ， 圖 中 調(diào) 制 器 / 解調(diào) 器 、 加 密 器 / 解 密 器 、 編 碼 器 / 譯 碼 器 等 環(huán) 節(jié) ， 在 具 體 通 信 系 統(tǒng) 中 是 否 全部 采 用 ， 這 要 取 決 于 具 體 設(shè) 計(jì) 條 件 和 要 求 。 但 在 一 個(gè) 系 統(tǒng) 中 ， 如 果 發(fā) 端 有 調(diào) 制 / 加 密 / 編 碼 ， 則 收 端 必 須 有 解 調(diào) / 解 密 / 譯 碼 。 通 常 把 有 調(diào) 制 器 / 解調(diào) 器 的 數(shù) 字 通 信 系 統(tǒng) 稱 為 數(shù) 字 頻 帶 傳 輸 通 信 系 統(tǒng) 。 數(shù) 字 基 帶 傳 輸 通 信 系 統(tǒng) 與頻 帶 傳 輸 系 統(tǒng) 相 對(duì) 應(yīng) ， 我 們 把 沒 有 調(diào) 制 器 / 解 調(diào) 器 的 數(shù) 字 通 信 系 統(tǒng) 稱 為 數(shù) 字基 帶 傳 輸 通 信 系 統(tǒng) ， 如 圖 所 示 。 圖 中 基 帶 信 號(hào) 形 成 器 可 能 包 括 編 碼 器 、 加 密 器以 及 波 形 變 換 等 ， 接 收 濾 波 器 亦 可 能 包 括 譯 碼 器 、 解 密 器 等 。 模 擬 信 號(hào) 數(shù) 字 化傳 輸 通 信 系 統(tǒng) 上 面 論 述 的 數(shù) 字 通 信 系 統(tǒng) 中 ， 信 源 輸 出 的 信 號(hào) 均 為 數(shù) 字 基 帶 信 號(hào) ，實(shí) 際 上 ， 在 日 常 生 活 中 大 部 分 信 號(hào) （ 如 語 音 信 號(hào) ） 為 連 續(xù) 變 化 的 模 擬 信 號(hào) 。 那么 要 實(shí) 現(xiàn) 模 擬 信 號(hào) 在 數(shù) 字 系 統(tǒng) 中 的 傳 輸 ， 則 必 須 在 發(fā) 端 將 模 擬 信 號(hào) 數(shù) 字 化 ， 即北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9進(jìn) 行 A/D 轉(zhuǎn) 換 ； 在 接 收 端 需 進(jìn) 行 相 反 的 轉(zhuǎn) 換 ， 即 D/A 轉(zhuǎn) 換 。 實(shí) 現(xiàn) 模 擬 信 號(hào)數(shù) 字 化 傳 輸 的 系 統(tǒng) 如 圖 33 所 示 。圖 33 數(shù)字通信系統(tǒng)一般模型 圖 34 數(shù)字通信系統(tǒng)仿真模型 模擬通信和數(shù)字通信的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)根據(jù)信號(hào)方式的不同，通信可分為模擬通信和數(shù)字通信。什么是模擬通信呢？比如在電話通信中，用戶線上傳送的電信號(hào)是隨著用戶聲音大小的變化而變化的。這個(gè)變化的電信號(hào)無論在時(shí)間上或是在幅度上都是連續(xù)的，這種信號(hào)稱為模擬信號(hào)。在用戶線上傳輸模擬信號(hào)的通信方式稱為“模擬通信” 。 數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)不同，北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10它是一種離散的、脈沖有無的組合形式，是負(fù)載數(shù)字信息的信號(hào)。電報(bào)信號(hào)就屬于數(shù)字信號(hào)。現(xiàn)在最常見的數(shù)字信號(hào)是幅度取值只有兩種(用 0 和 1 代表)的波形，稱為“二進(jìn)制信號(hào)” 。 “數(shù)字通信”是指用數(shù)字信號(hào)作為載體來傳輸信息，或者用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：首先是抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字通信中的信息是包含在脈沖的有無之中的，只要噪聲絕對(duì)值不超過某一門限值，接收端便可判別脈沖的有無，以保證通信的可靠性。其次是遠(yuǎn)距離傳輸仍能保證質(zhì)量。因?yàn)閿?shù)字通信是采用再生中繼方式，能夠消除噪音，再生的數(shù)字信號(hào)和原來的數(shù)字信號(hào)一樣，可繼續(xù)傳輸下去，這樣通信質(zhì)量便不受距離的影響，可高質(zhì)量地進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。此外，它還便于采用大規(guī)模集成電路，便于實(shí)現(xiàn)加密處理，便于實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)的計(jì)算機(jī)管理等優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，必須使發(fā)送端發(fā)出的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，這個(gè)過程稱為“模數(shù)變換” 。模擬信號(hào)數(shù)字化最基本的方法有三個(gè)過程，第一步是“抽樣” ，就是對(duì)連續(xù)的模擬信號(hào)進(jìn)行離散化處理，通常是以相等的時(shí)間間隔來抽取模擬信號(hào)的樣值。第二步是“量化” ，將模擬信號(hào)樣值變換到最接近的數(shù)字值。因抽樣后的樣值在時(shí)間上雖是離散的，但在幅度上仍是連續(xù)的，量化過程就是把幅度上連續(xù)的抽樣也變?yōu)殡x散的。第三步是“編碼” ，就是把量化后的樣值信號(hào)用一組二進(jìn)制數(shù)字代碼來表示，最終完成模擬信號(hào)的數(shù)字化。數(shù)字信號(hào)送入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。接收端則是一個(gè)還原過程，把收到的數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟M信號(hào)，即“數(shù)據(jù)摸變換” ，從而再現(xiàn)聲音或圖像。 如果發(fā)送端發(fā)出的信號(hào)本來就是數(shù)字信號(hào)，則用不著進(jìn)行模數(shù)變換過程，數(shù)字信號(hào)可直接進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。區(qū)別在于調(diào)制方式不同。模擬通信，技術(shù)很成熟，就是將模擬信號(hào)與載波進(jìn)行調(diào)制，使其帶有一定載波特性，又不失模擬信號(hào)的獨(dú)特性，接受端通過低通濾波器，還原初始模擬信號(hào)。而數(shù)字信號(hào)，首先進(jìn)行采樣，對(duì)于采樣幅值進(jìn)行編碼（0，1 編碼） ，然后進(jìn)行調(diào)制，相移鍵控等。接受端還原即可。區(qū)別在于，由于數(shù)字通信其傳輸數(shù)字抽樣信號(hào)，在接受端可以得到還原，所以信號(hào)傳輸率高。而模擬信號(hào)，是對(duì)于信號(hào)的直接調(diào)制，與載波相乘，當(dāng)傳輸途中有干擾時(shí)，對(duì)于系統(tǒng)的沖擊，是不可修復(fù)的，所以造成失楨。數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn):（1）抗干擾能力強(qiáng)由于在數(shù)字通信中，傳輸?shù)男盘?hào)幅度是離散的，以二進(jìn)制為例，信號(hào)的取值只有兩個(gè)，這樣接收端只需判別兩種狀態(tài)。信號(hào)在傳輸過程中受北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11到噪聲的干擾，必然會(huì)使波形失真，接收端對(duì)其進(jìn)行抽樣判決，以辨別是兩種狀態(tài)中的哪一個(gè)。只要噪聲的大小不足以影響判決的正確性，就能正確接收（再生） 。而在模擬通信中，傳輸?shù)男盘?hào)幅度是連續(xù)變化的，一旦疊加上噪聲，即使噪聲很小，也很難消除它。數(shù)字通信抗噪聲性能好，還表現(xiàn)在微波中繼通信時(shí)，它可以消除噪聲積累。這是因?yàn)閿?shù)字信號(hào)在每次再生后，只要不發(fā)生錯(cuò)碼，它仍然像信源中發(fā)出的信號(hào)一樣，沒有噪聲疊加在上面。因此中繼站再多，數(shù)字通信仍具有良好的通信質(zhì)量。而模擬通信中繼時(shí)，只能增加信號(hào)能量（對(duì)信號(hào)放大） ，而不能消除噪聲。（2）差錯(cuò)可控?cái)?shù)字信號(hào)在傳輸過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤（差錯(cuò)） ，可通過糾錯(cuò)編碼技術(shù)來控制，以提高傳輸?shù)目煽啃?。?）易加密數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)相比，它容易加密和解密。因此，數(shù)字通信保密性好。（4）易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字存貯技術(shù)、數(shù)字交換技術(shù)以及數(shù)字處理技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)飛速發(fā)展，許多設(shè)備、終端接口均是數(shù)字信號(hào)，因此極易與數(shù)字通信系統(tǒng)相連接。數(shù)字通信的缺點(diǎn)相對(duì)于模擬通信來說，數(shù)字通信主要有以下兩個(gè)缺點(diǎn)：（1）頻帶利用率不高系統(tǒng)的頻帶利用率，可用系統(tǒng)允許最大傳輸帶寬（信道的帶寬）與每路信號(hào)的有效帶寬之比來表征。數(shù)字通信中，數(shù)字信號(hào)占用的頻帶寬，以電話為例，一路模擬電話通常只占據(jù) 4kHz 帶寬，但一路接近同樣話音質(zhì)量的數(shù)字電話可能要占據(jù) 20 ～ 60kHz 的帶寬。因此，如果系統(tǒng)傳輸帶寬一定的話，模擬電話的頻帶利用率要高出數(shù)字電話的 5 ～ 15 倍。（2）系統(tǒng)設(shè)備比較復(fù)雜數(shù)字通信中，要準(zhǔn)確地恢復(fù)信號(hào)，接收端需要嚴(yán)格的同步系統(tǒng)，以保持收端和發(fā)端嚴(yán)格的節(jié)拍一致、編