【文章內(nèi)容簡介】 進行功能擴展的函數(shù)規(guī)則—S 函數(shù)，S 函數(shù)可以是一個C 文件、M 文件、C＋＋文件或其它的高級語言文件。用戶可以通過編輯自己的功能程序，然后使用Simulink 提供的SFUNCTION 模塊對其進行調(diào)用，從而獲得具有自編程序功能的新的Simulink 模塊。由此可見，Simulink 是一個靈活性、功能性、擴展性較強的仿真平臺。 版本提供了20 多個仿真模型庫，內(nèi)容覆蓋了通信仿真，數(shù)字信號處理，模糊邏輯，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。機械控制和虛擬實現(xiàn)等。SIMULINK 提供的通信系統(tǒng)仿真模塊（Communication Blocket）,主要用于在移動通信系統(tǒng)的建模和仿真的應(yīng)用。3 研究和仿真的要求從調(diào)相技術(shù)的仿真出發(fā)，分析并比較各種調(diào)相技術(shù)的特性及設(shè)計方法，從而得出移動通信中調(diào)相技術(shù)的具體方案。數(shù)字調(diào)相技術(shù)的研究與仿真可以分解為各種調(diào)制技術(shù)（PSK、QPSK、OQPSK等）的調(diào)制解調(diào)原理和其理論實現(xiàn)方法，用MATLAB軟件實現(xiàn)仿真，通過星座圖、頻譜利用率、誤碼率分析等全面研究移動通信系統(tǒng)的調(diào)相技術(shù)。要求以數(shù)字調(diào)制技術(shù)為基本理論，分析幾種常用的調(diào)相技術(shù)，進行初步的設(shè)計計算，然后通過MATLAB和Simulink仿真調(diào)相信號，進行參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整，要求獲得各種調(diào)相信號的波形和軟件編程方法，對其進行數(shù)據(jù)分析，得出現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)中采用何種調(diào)制方式的理論依據(jù)，分析其選用的調(diào)相技術(shù)的優(yōu)越性及不足。 研究和仿真的任務(wù)對PSK、QPSK、OQPSK的調(diào)制解調(diào)原理深入的分析研究，用MATLAB編程對PSK、QPSK、OQPSK的各步驟波形的變化和實現(xiàn)過程具體演示出來，并對它們的性能差異進行比較。用Simulink演示PSK、QPSK、OQPSK的頻譜和星座圖。嘗試用不同的方法得到PSK、QPSK、OQPSK這幾種調(diào)制方式的已調(diào)信號。 研究和仿真的技術(shù)要求 要求能在對PSK、QPSK、OQPSK的調(diào)制解調(diào)的時候考慮不同性噪比的影響，在低性噪比的情況下要求保證誤碼率的合理性。 課題的主要工作流程查閱資料掌握原理學(xué)習(xí)MATLABMATLAB仿真研究Simulink建 模理論和實際相比較4 研究和仿真的構(gòu)思和理論由于PSK的原理相對簡單，實現(xiàn)方法也相對容易，所以本設(shè)計先從PSK入手，深入理解PSK的調(diào)制解調(diào)原理后，循序漸進，仿真QPSK和OQPSK的調(diào)制解調(diào)，研究它們的性能差異以及實際應(yīng)用。 PSK信號的調(diào)制解調(diào)及其原理PSK方式是受鍵控的載波相位按基帶脈沖而改變的一種數(shù)字調(diào)制方式，PSK的信號形式一般表示為 （）其中的統(tǒng)計特性為+1和1的概率分別為P和1P，這就是說在其一碼元持續(xù)時間內(nèi)觀察時，為和的概率分別為P和1P。 開關(guān)載波~~移相基帶信號得到PSK已調(diào)信號 PSK的調(diào)制方框圖對于PSK信號的解調(diào)，可采用相干解調(diào)和差分相干解調(diào)，PSK已調(diào)信號帶通濾波 器低通濾波 器抽樣判決 器解調(diào)后信號抽樣時鐘(a)PSK已調(diào)信號帶通濾波 器遲延器低通濾波 器抽樣判決 器解調(diào)后信號抽樣時鐘（b） PSK的解調(diào)框圖（a）相干解調(diào)；（b）差分相干解調(diào)從PSK的調(diào)制解調(diào)框圖看，實現(xiàn)的原理并不是很困難，在深入體會它的原理之后，我便開始用MATLAB軟件上機調(diào)試。雖然在開始調(diào)試之前，我已經(jīng)初步了解了一些MATLAB編程語言在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用，但是面對第一個問題隨機基帶信號的產(chǎn)生時由于經(jīng)驗不足，還是遇到了兩個困難：（1） 用randint函數(shù)產(chǎn)生隨機的基帶信號時如果用randint(1e3, 1, [0 1])這句指令的話產(chǎn)生的是隨機的0，1信號，而在PSK調(diào)制中，我們希望基帶信號是雙極性的，也就是說希望能夠產(chǎn)生隨機的1，+1信號。（2） 產(chǎn)生的是離散的信號，如何把它以矩形波的形式畫出來以便在調(diào)制解調(diào)中個步驟做更好的波形對比變化。 剛剛開始上機調(diào)試遇到一些困難在所難免，經(jīng)過我反復(fù)的調(diào)試和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)用如下的語句可以解決以上兩個困難：bit_in = randint(1e3, 1, [0 1])。data_in=2*bit_in+1。data_in1=repmat(data_in39。,20,1)。%data_in39。為data_in的共軛轉(zhuǎn)置for i=1:1e4 data_in2(i)=data_in1(i)。end。t=0::。f=0::1。xrc=+*cos(pi*f)。data_in2_rc=conv(data_in2,xrc)/。 在調(diào)制的過程中，我嘗試用多種方法去實現(xiàn)PSK的調(diào)制。如下面的程序也能實現(xiàn)PSK調(diào)制，但是調(diào)制后的波形不是很理想。n=1:8192。m=1:128。x(n)=randint(1,8192,2)。x=[x(n)]39。y(n)=zeros(1,8192)。z(m)=zeros(1,128)。for n=1:8192 for m=1:128 if n==64*m63 z(m)=x(n)。 if m==ceil(n/64) y([(64*m63):(64*m)]39。)=z(m)。 endendendendn=1:8192。rm2=y(n)。x2=rm2。x0=cos(n.**)。x1=cos(n.**+pi)。x=x1.*x2+x0.*~x2。figure(1)subplot(2,1,1)。plot(n,x2)。title(39?；鶐盘?9。)。axis([0,640,])。gridsubplot(2,1,2)。plot(n,x)。title(39。PSK已調(diào)信號39。)。axis([0,640,])。grid PSK波形調(diào)制完成之后，開始考慮解調(diào)。在對比各種參考資料之后，按照解調(diào)框圖，開始編寫程序并調(diào)試，把整個調(diào)制解調(diào)過程連接起來， PSK調(diào)制解調(diào)波形圖完成了用MATLAB軟件編程實現(xiàn)PSK的調(diào)制解調(diào)之后，我開始思考能不能用Simulink仿真模塊來顯示真?zhèn)€調(diào)制解調(diào)的過程。通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)Simulink仿真模塊中甚至可以動態(tài)的仿真調(diào)制解調(diào)的整個過程，對仿真和研究是非常有意義的，于是我開始上機嘗試調(diào)試Simulink模塊。和MATLAB軟件編程一樣，在Simulink仿真模塊中同步也是非常重要的。 PSK調(diào)制解調(diào)的Simulink仿真模塊在整個程序的調(diào)試過程中，遇到了很多困難。編寫的程序在運行時MATLAB軟件報錯是時常有的事情，最常見的報錯是長度不匹配、步長不同步、和對一些指令和函數(shù)不理解導(dǎo)致使用出現(xiàn)錯誤。剛開始面隊出現(xiàn)的各種錯誤，自己有點心浮氣噪，不耐心的去查閱資料，思考改正錯誤的方法，而是懷疑自己的編程思路是否正確，急于去尋找其他的編程方法，導(dǎo)致自己走了不少的彎路。幸好在我最迷茫的時候，我的畢設(shè)指導(dǎo)老師指出了我的錯誤做法，讓我按照調(diào)制解調(diào)的原理和實現(xiàn)框圖，一步一步的實現(xiàn)，在調(diào)試過程中，多畫出一些圖形，嘗試改變參數(shù)或者改變語句對波形產(chǎn)生的影響。老師中肯的指導(dǎo)和批評使我茅塞頓開，我不再心浮氣噪，而是耐心的思考MATLAB軟件報錯的地方，為什么會報錯。我從圖書借回了一本厚度達5厘米的關(guān)于MATLAB軟件各種指令和函數(shù)的用法以及其實現(xiàn)功能的書，以后如果是函數(shù)和指令報錯，我便耐心的查閱書中的詳細的介紹，并耐心的研究書上所給出的具體例子。雖然有的時候解決一個錯誤甚至要花上一天以上的時間，但是在解決錯誤的時候自己的喜悅和成就感都是很強烈的，并且會對自己所做的工作充滿了信心。當(dāng)然，如果一個問題解決不了，也絕不能老卡在一個問題出不去，這樣不但浪費了寶貴的時間，而且自己的情緒也會受到影響。我采用的方法是到圖書館去查閱相關(guān)資料，如果導(dǎo)師有時間就積極和導(dǎo)師交流，會MATLAB軟件的同學(xué)或和自己一樣畢業(yè)設(shè)計做的是用MATLAB軟件進行各種仿真研究的同學(xué)都會成為我的“導(dǎo)師”。我發(fā)現(xiàn)這樣是很有效率的，因為我發(fā)現(xiàn)和別人討論時除了可以借鑒別人好的想法，還會使得自己的頭腦也特別活躍，這樣在討論中也許一籌莫展的難題也許自己就能想到解決的辦法。如果不是畢業(yè)設(shè)計，我也許真的不會發(fā)現(xiàn)原來圖書館的資源是那么的豐富并且實用。也許有的同學(xué)會問，大學(xué)四年最后要畢業(yè)了才真正發(fā)現(xiàn)圖書館的博大精深，會不會有點晚呢。我覺得不晚，人要是想改變自己什么時候都不晚，合理的利用圖書館不僅幫助我順利的完成本次畢業(yè)設(shè)計，也使我養(yǎng)成了積極查閱資料的習(xí)慣，這必將會使我終生受益的。其實在我剛開始到圖書館時，遇到了很多同學(xué)都會遇到的問題，就是很多自己想要的書都已經(jīng)被借出了。遇到這個問題后怎么解決呢？很多同學(xué)也許就算了，沒有就不借了。這種做法是錯誤的，其實解決問題的方法很簡單，就是到圖書館的閱覽室，那里可是藏有各種書籍的種本的寶庫哦。閱覽室的書是不外借的，所以我們不用擔(dān)心自己想看的書找不到，遇到很適合自己使用的書本和資料，雖然不能外借，但是可以復(fù)印后把復(fù)印件拿回來慢慢學(xué)習(xí)研究。其實我們很多同學(xué)都沒有發(fā)現(xiàn)閱覽室的好處，借此畢業(yè)設(shè)計機會，把這個經(jīng)驗和大家分享交流一下。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我在用MATLAB軟件對PSK調(diào)制解調(diào)進行仿真和研究時，第一次的編程方法得到的信號波形并不是很理想，后來我就到圖書館的閱覽室去查閱資料，通過幾天的努力，終于在閱覽室豐富的圖書資源中學(xué)習(xí)到了一種更好的方法。圖書館在我這次的畢業(yè)設(shè)計中起到的作用是很大的。 PSK信號的性能調(diào)制解調(diào)完成之后，開始研究PSK信號的性能。 PSK信號的頻譜由于PSK信號是隨機、功率型的信號，所以我們在研究頻譜特性時，應(yīng)該研究它的功率譜密度。 PSK信號功率譜和基帶信號功率譜 PSK信號的誤碼率和星座圖在本設(shè)計中，用Simulink模塊對PSK的誤碼率進行計算，并演示它的星座圖。 PSK仿真模型該仿真模型為運行后的仿真結(jié)果，%，該誤碼率是在性噪比SNR=6dB是計算出來的， Simulink中的PSK仿真功率譜 Simulink中的PSK仿真星座圖 QPSK信號的調(diào)制解調(diào)及其原理QPSK四相絕對移相調(diào)制利用載波的四種不同相位來表征數(shù)字信息。由于每一種載波相位代表兩個比特信息，故每個四進制碼元又稱為雙比特碼元。我們把組成雙比特碼元的前一信息比特用a代表，后一個信息比特用b代表。雙比特碼元中兩個信息比特ab通常是格雷碼(即反射碼)排列的,。(a)表示π / 2 方式時QPSK信號的矢量圖,(b)表示π / 4 方式的QPSK信號的矢量圖。四相調(diào)制信號的表達式用式()表示時，相位的在(0,2π )內(nèi)等間隔地取四種可能相位。由于正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的互補特性，對應(yīng)于的四種取值，譬如π / 4 ,3π / 4 ,5π / 4 , 7π / 4 ，其幅度與只有兩種取值，即177。 2 /2。此時，式()恰好表示兩個正交的二相調(diào)制信號的合成。QPSK可以表示為： () 雙比特碼元和載波相位的關(guān)系雙比特碼元載波相位abA方式B方式000011110隨著輸入數(shù)字序列的變化，Φk 有四種不同的取值。常見的有兩種取值系統(tǒng)： 兩種系統(tǒng)的對應(yīng)相位系統(tǒng)0系統(tǒng) （