【文章內容簡介】 誤，這通常稱為“倒 ? ”現(xiàn)象。 . 本章小結 透過本章我們了解 BPSK 的調制與解調原理，為接下來的仿真設計掌握好了理論方向，為設計好仿真打下了基礎。 )(e2tPSK 帶通濾波器 相乘器 )(cos twc 低通濾波器 抽樣 判決器 定時脈脈沖 沖 輸出 a b c d e Ts 1 0 1 0 t b 1 \ t t t tt 1 1 1 0 0 a d e c 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁 第三章 SIMULINK 軟件的介紹 通信系統(tǒng)的性能通過仿真來表現(xiàn)，通信系統(tǒng)仿真貫穿著通信系統(tǒng)工程設計的全過程，對通信系統(tǒng)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。通信系統(tǒng)仿真具有廣泛的適應性和極好的靈活性，有助于我們更好的研究通信系統(tǒng)性能。 MATLAB 軟件介紹 美國 Mathworks 公司于 1967 年推出了矩陣實驗室“ Matrix Laboratory”（縮寫為 Matlab） 這就是 Matlab 最早的雛形。開發(fā)的最早的目的是幫助學校的老師和學生更好的授課和學習。從 Matlab 誕生開始，由于其高度的集成性及應用的方便性，在高校中受到了極大的歡迎。由于它使用方便，能非常快的實現(xiàn)科研人員的設想，極大的節(jié)約了科研人員的時間，受到了大多數(shù)科研人員的支持，經過一代代人的努力，目前已發(fā)展到了 版本。 Matlab 是一種解釋性執(zhí)行語言，具有強大的計算、仿真、繪圖等功能。由于它使用簡單，擴充方便，尤其是世界上有成千上萬的不同領域的科研工作者不停的在自己的科研過程中擴充 Matlab 的功能，使其 成為了巨大的知識寶庫?？梢院敛豢鋸埖恼f，哪怕是你真正理解了一個工具箱，那么就是理解了一門非常重要的科學知識?？蒲泄ぷ髡咄ǔ？梢酝ㄟ^ Matlab 來學習某個領域的科學知識，這就是 Matlab 真正在全世界推廣開來的原因。目前的 Matlab 版本已經可以方便的設計漂亮的界面，它可以像 VB等語言一樣設計漂亮的用戶接口，同時因為有最豐富的函數(shù)庫（工具箱），所以計算的功能實現(xiàn)也很簡單，進一步受到了科研工作者的歡迎。另外， ,Matlab 和其他高級語言也具有良好的接口，可以方便的實現(xiàn)與其他語言的混合編程，進一步拓寬了 Matlab的應用潛力?？梢哉f， Matlab 已經也很有必要成為大學生的必修課之一，掌握這門工具對學習各門學科有非常重要的推進作用。 SIMULINK 軟件介紹 Simulink 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具，也是目前在動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等方面應用最廣泛的工具之一 。確切的說， Simulink 是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進行西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 建模、仿真和分析的軟件包，它支持線性和非線性系統(tǒng)，連續(xù)、離散時間模型，或者是兩者的混合。系統(tǒng)還可以使多種采樣頻率的系統(tǒng)，而且系統(tǒng)可以是多進程的。Simulink 工作環(huán)境進過幾年的發(fā)展，已經成為 學術和工業(yè)界用來建模和仿真的主流工具包。在 Simulink 環(huán)境中，它為用戶提供了方框圖進行建模的圖形接口，采用這種結構畫模型圖就如同用手在紙上畫模型一樣自如、方便，故用戶只需進行簡單的點擊和拖動就能完成建模，并可直接進行系統(tǒng)的仿真，快速的得到仿真結果。它的主要特點在于： 建模方便、快捷； 易于進行模型分析； 優(yōu)越的仿真性能。它與傳統(tǒng)的仿真軟件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點。 Simulink 模塊庫（或函數(shù)庫）包含有 Sinks（輸出方式）、 Sources（輸入源）、Linear（線性環(huán)節(jié)）、 Nonlinear（非線性環(huán)節(jié)）、 Connection（連接與接口）和 Extra（其他環(huán)節(jié)）等具有不同功能或函數(shù)運算的 Simulink 庫模塊（或庫函數(shù)），而且每個子模型庫中包含有相應的功能模塊，用戶還可以根據需要定制和創(chuàng)建自己的模塊。用 Simulink 創(chuàng)建的模型可以具有遞階結構，因此用戶可以采用從上到下或從下到上的結構創(chuàng)建模型。用戶可以從最高級開始觀看模型，然后用鼠標雙擊其中的子系統(tǒng)模塊，來查看其下一級的內容，以此類推，從而可以看到整個模型的細節(jié)，幫助用戶理解模型的結構和各模塊之間的相互關系。 在定義完一個模型后，用戶可以通過Simulink 的菜單或 MATLAB 的命令窗口鍵入命令來對它進行仿真。菜單方式對于交互工作非常方便，而命令行方式對于運行仿真的批處理非常有用。采用 Scope 模塊和其他的顯示模塊，可以在仿真進行的同時就可立即觀看到仿真結果，若改變模塊的參數(shù)并再次運行即可觀察到相應的結果，這適用于因果關系的問題研究。仿真的結果還可以存放到 MATLAB 的工作空間里做事后處理。模型分析工具包括線性化和整理工具， MATLAB 的所有工具及 Simulink 本身的應用工具箱都包含這些工具。由于MATLAB 和 SIMULINK 的集成在一起的，因此用戶可以在這兩種環(huán)境下對自己的模型進行仿真、分析和修改模型。但是 Simulink 不能脫離 MATLAB 而獨立工作。 SIMULINK 優(yōu)點及特點 Simulik 具有以下優(yōu)點及特點 (1) 結構和流程清晰，它外表以方塊圖形呈現(xiàn)，采用分層結構。既適于自下而上的設計流程，又適于自下而上逆程設計。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 (2) 仿真更為精細。它提供的許多模塊更接近實際，為用戶擺脫理想化假設的無奈開辟了途徑。模型內碼更容易向 DSP， FPGA 等硬件移植。 (3) 豐富的可擴充的預定義模塊庫。 (4) 交互式的圖形 編輯器 來組合和管理直觀的模塊圖。 (5) 以設計功能的層次性來分割模型，實現(xiàn)對復雜設計的管理。 (6) 通過 Model Explorer 導航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號、參數(shù)、屬性，生成模型代碼。 (7) 提供 API 用于與其他仿真程序的連接或與手寫代碼集成。 (8) 使用 Embedded MATLAB? 模塊在 Simulink 和 嵌入式系統(tǒng) 執(zhí)行中調用MATLAB 算法 。 (9) 用定步長或變步長運行仿真，根據仿真模式 (Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)來決定以解釋性的方式運行或以編譯 C 代碼的形式來運行模型。 (10) 圖形化的調試器和剖析器來檢查仿真結果，診斷設計的性能和異常行為。 (11) 可訪問 MATLAB 從而對結果進行分析與可視化，定制建模環(huán)境，定義信號 參數(shù)和測試數(shù)據。 Simulink 的啟動 啟動 Simulink，通常有兩種方法： （ 1）在 MATLAB命令窗口中直接輸入 Simulink 命令； （ 2）在 MATLAB 工具欄上單擊 Simulink 按鈕，如圖 所示 圖 啟動方式 這樣就可打開了 Simulink 的 Simulink Library Brower(庫模塊瀏覽器 )，如圖 所示。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁 圖 Simulink庫模塊瀏覽器 新建模型窗口 如圖在菜單欄中執(zhí)行 File/New/Model 命令，就建立了一個名為 untitled 的模型窗口 所示。在建立了空的模塊窗口后，用戶可以在此窗口中創(chuàng)建自己需要的Simulink 模型。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 圖 新建的空白模塊窗口 Simulink 模塊庫的介紹 在庫模塊瀏覽器中單擊 Simulink 前面的 “+” 號，就能夠看到 Simulink 的模塊庫，如圖 。 （ 1） 連續(xù)模塊庫 (Continuous) 在連續(xù)模塊 (Continuous)庫中包括了常見的連續(xù)模塊，這些模塊如圖 所示 圖 連續(xù)模塊庫 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 1. 積分模塊 (Integrator)： 功能：對輸入變量進行積分。說明：模塊的輸入可以是標量，也可以是矢量；輸入信號的維數(shù)必須與輸入信號保持一致。 2. 微分模塊 (Derivative) 功能：通過計算差分 ?u/ ?t 近似計算輸入變量的微分。 3. 線性狀態(tài)空間模塊 (StateSpace) 功能：用于實現(xiàn)以下數(shù)學方程描述的系統(tǒng)： 4. 傳遞函數(shù)模塊 (Transfer F) 功能：用執(zhí)行一個線性傳遞函數(shù)。 5. 零極點傳遞函數(shù)模塊 (ZeroPole) 功能：用于建立一個預先指定的零點、極點，并用延遲算子 s表示的連續(xù)。 6．存儲器模塊 (Memory) 功能：保持輸出前一步的輸入值。 7．傳輸延遲模塊 (Transport Delay) 功能：用于將輸入端的信號延遲指定的時間后 再傳輸給輸出信號。 8．可變傳輸延遲模塊 (Variable Transport Delay) 功能：用于將輸入端的信號進行可變時間的延遲。 （ 2）離散模塊庫 (Discrete) 離散模塊庫 (Discrete)主要用于建立離散采樣的系統(tǒng)模型，包括的主要模塊如圖 所示 圖 離散模塊庫 (Discrete) 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 1．零階保持器模塊 (ZeroOrderHold) 功能：在一個步長內將輸出的值保持在同一個值上。 2．單位延遲模塊 (Unit Delay) 功能：將輸入信號作單位延遲，并且保持一個采樣周期相 當于時間算子 z1 。 3．離散時間積分模塊 (Discrete Time Integrator) 功能：在構造完全離散的系統(tǒng)時，代替連續(xù)積分的功能。使用的積分方法有：向前歐拉法、向后歐拉法、梯形法。 4．離散狀態(tài)空間模塊 (Discrete State Space) 功能：用于實現(xiàn)如下數(shù)學方程描述的系統(tǒng)： 5．離散濾波器模塊 (Discrete Filter) 功能：用于實現(xiàn)無限脈沖響應 (IIR)和有限脈沖響應 (FIR)的數(shù)字濾波器。 6．離散傳遞函數(shù)模塊 (Discrete Transfer F) 功能：用 于執(zhí)行一個離散傳遞函數(shù)。 7．離散零極點傳遞函數(shù)模塊 (Discrete ZeroPole) 功能：用于建立一個預先指定的零點、極點，并用延遲算子 z1 表示的離散系統(tǒng)。 8．一階保持器模塊 (First Order Hold) 功能：在一定時間間隔內保持一階采樣 。 （ 3）函數(shù)與表格模塊庫 (Function amp。 Table) 函數(shù)與表格模塊庫 (Function amp。 Table)主要實現(xiàn)各種一維、二維或者更高維函數(shù)的查表，另外用戶還可以根據自己需要創(chuàng)建更復雜的函數(shù)。該模塊庫包括多個主要模塊、如圖 。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 12 頁 圖 函數(shù)與表格模塊庫 (Function amp。 Table) 1. 一維查表模塊 (LookUp Table) 一維查表模塊 (LookUp Table)實現(xiàn)對單路輸入信號的查表和線性插值。 2．二維查表模塊 (LookUp Table 2D) 功能：根據給定的二維平面網格上的高度值，把輸入的兩個變量經過查表、插值，計算出模塊的輸出值，并返回這個值。 說明：對二維輸入信號進行分段線性變換。 3．自定義函數(shù)模塊 (F) 功能：用于將輸入信號進行指定的函數(shù)運算，最后計算出模塊的輸出值。 說明：輸入 的數(shù)學表達式應符合 C語言編程規(guī)范；與 MATLAB 中的表達式有所不同，不能完成 矩陣運算。 4． MATLAB 函數(shù)模塊 (MATLAB F) 功能：對輸入信號進行 MATLAB 函數(shù)及表達式的處理。 說明：模塊為單輸入模塊；能夠完成矩陣運算。 注意：從運算速度角度， Math function 模塊要比 F 模塊慢。當需要提高速度時，可以考慮采用 F 或者 S函數(shù)模塊。 5． S函數(shù)模塊 (SFunction) 功能：按照 Simulink 標準，編寫用戶自己的 Simulink 函數(shù)。它能夠將 MATLAB 語西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 句、 C 語言等編寫的 函數(shù)放在 Simulink 模塊中運行，最后計算模塊的輸出值。 （ 4）數(shù)學模塊庫 (Math) 數(shù)學模塊庫 (Math)包括多個數(shù)學運算模塊，如圖 所示 圖 數(shù)學模塊庫 (Math) 1. 求和模塊 (Sum) 功能：求和模塊 (Sum)用于對多路輸入信號進行求和運算，并輸出結果。 2. 乘法模塊 (Product) 功能：乘法模塊 (Product)用于實現(xiàn)對多路輸入的乘積、商、矩陣乘法或者模塊的轉置等。 3. 矢量的點乘模塊 (Dot Product) 功能：矢量的點乘模塊 (Dot Product)用 于實現(xiàn)輸入信號的點積運算。 4. 增益模塊 (Gain) 功能：增益模塊 (Gain)的作用是把輸入信號乘以一個指定的增益因子，使輸入產生增益。 5. 常用數(shù)學函數(shù)模塊 (Math Function) 功能：用于執(zhí)行多個通用數(shù)學函數(shù)，其中包含 exp、 log、 log square、 sqrt、pow、 reciprocal、 hypot