【導(dǎo)讀】本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。1月2日至1月6日調(diào)研實(shí)現(xiàn)通信原理仿真方法的現(xiàn)狀，查閱相關(guān)資料。3月5日至3月16日熟悉MATLAB語言。3月19日至4月27日編寫仿真實(shí)現(xiàn)程序。4月30日至5月18日撰寫論文，完成論文初稿。5月21日至5月25日完善并修改畢業(yè)論文。5月28日至6月15日準(zhǔn)備答辯。.MATLAB寶典[M].北京:電子工業(yè)出版社..每周指導(dǎo)一次，主要解答學(xué)生問題，指導(dǎo)研究進(jìn)度，并檢查閱讀資料筆記和仿真程序。求該平臺(tái)操作簡單方便，具有良好的可擴(kuò)展特性。明系統(tǒng)的原理，指出相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)。要將承載消息的信號(hào)保質(zhì)保量地。而MATLAB以數(shù)組為基本處理對(duì)象，具有豐富的矩陣運(yùn)算功能，并且MATLAB是一。因此，通信原理仿真平臺(tái)選擇MATLAB作為開發(fā)環(huán)境，借助于MATLAB. 現(xiàn)，更便于學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、參與教師的科學(xué)研究等。

　　

【正文】 瞬間完成的。那么已調(diào)信號(hào)可表示為： 2FSK 信號(hào)的代碼及其波形： x=str2num(get(,39。string39。))。 f1=str2num(get(,39。string39。))。 f2=str2num(get(,39。string39。))。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 21 t=0:2*pi/99:2*pi。 ml=[]。 cl=[]。 bl=[]。 for n=1:length(x) if x(n)==0。 m=ones(1,100)。 c=sin(f2*t)。 b=zeros(1,100)。 else x(n)==1。 m=ones(1,100)。 c=sin(f1*t)。 b=ones(1,100)。 end ml=[ml m]。 cl=[cl c]。 bl=[bl b]。 end fsk=cl.*ml。 subplot(211)。 plot(bl)。 axis([0 100*length(x) ])。 subplot(212)。 plot(fsk)。 title(39。2FSK39。)。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 22 圖 313 數(shù)字頻率調(diào)制 二進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制 絕對(duì)相位是 利用載波的相位直接表示數(shù)字信號(hào)的相移方式。二進(jìn)制相移鍵控中，通常用相位 0 和 來分別表示“ 0”或“ 1”。 2PSK 已調(diào)信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為： 2PSK 信號(hào)的代碼及其波形： x=str2num(get(,39。string39。))。 f=str2num(get(,39。string39。))。 t=0:2*pi/99:2*pi。 ml=[]。 cl=[]。 bl=[]。 for n=1:length(x) if x(n)==0。 m=ones(1,100)。 b=zeros(1,100)。 else x(n)==1。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 23 m=ones(1,100)。 b=ones(1,100)。 end c=sin(f*t)。 ml=[ml m]。 cl=[cl c]。 bl=[bl b]。 end psk=cl.*ml。 subplot(211)。 plot(bl)。 axis([0 100*length(x) ])。 subplot(212)。 plot(psk)。 title(39。2PSK39。)。 圖 314 數(shù)字相位調(diào)制 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 24 抽樣定理 抽樣是把時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)變成一系列時(shí)間上離散的抽樣值的過程。能否由此樣值序列重建原信號(hào)，是抽樣定理要回答的問題。抽樣定理也就是說，若要傳輸模擬信號(hào)，不一定要傳輸模擬信號(hào)本身，只需傳輸按抽樣定理得到的抽樣值即可。因此，抽樣定理是模擬信號(hào)數(shù)字化的理論依據(jù)。根據(jù)信號(hào)是低通型還是帶通型的，抽樣定理分為低通抽樣定理和帶通抽樣定理；根據(jù)用來抽樣的脈沖序列是等間隔的還是非等間隔的，又分為均勻抽樣 和非均勻抽樣；根據(jù)抽樣的脈沖序列是沖擊序列還是非沖擊序列，又可分為理想抽樣和實(shí)際抽樣。本模塊主要驗(yàn)證低通抽樣定理。如圖 315 所示： 圖 315 抽樣定理 低通信號(hào)的抽樣定理是 ：設(shè)有一個(gè)頻帶限制在（ 0， ） 內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào) m（ t） ，如果它以不少于 2 次 /秒的速率對(duì) m（ t） 進(jìn)行抽樣，則 m（ t） 可由抽樣的樣值完全確定。主要可描述為： 1） m（ t） 是低通信號(hào)，最高頻率是 ； 2） 等間隔抽樣抽樣速率是 =2 ， 的單位是次 /秒。有時(shí) 也被稱為抽樣速率，單位是 。 此定理也稱為均勻抽樣定理，因?yàn)樗迷诰鶆蜷g隔 T=1/2 秒上給定信號(hào)的抽樣值來表征信號(hào)。這意味著，若 m（ t） 的頻譜在某一角頻率 以上為零，則 m（ t）中的全部信息完全包含在其間隔不大于 1/2 秒的均勻抽樣序列里，即在信號(hào)最高頻率分量的每一個(gè)周期內(nèi)起碼應(yīng)抽樣兩次。 低通抽樣定 理 驗(yàn)證代碼及波形： 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 25 fs=str2num(get(,39。string39。))。 A=str2num(get(,39。string39。))。 B=str2num(get(,39。string39。))。 C=str2num(get(,39。string39。))。 D=str2num(get(,39。string39。))。 dt=。 t=0:dt:10。 xt=A*sin(B*pi*t)+C*cos(D*pi*t)。 sdt=1/fs。 t1=0:sdt:10。 st=A*sin(B*pi*t1)+C*cos(D*pi*t1)。 t2=50:dt:50。 gt=sinc(fs*t2)。 stt=sigexpand(st,25)。 xt_t=conv(stt,gt)。 subplot(311)。 plot(t,xt)。 subplot(312)。 stem(t1,st)。 axis([0 10 1 1])。 subplot(313)。 t3=50:dt:60+sdtdt。 plot(t3,xt_t)。 axis([0 10 1 1])。 =2 ： 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 26 圖 316 =2 抽樣 =4 ： 圖 317 =4 抽樣 =10 ： 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 27 圖 318 =10 抽樣 量化 利用預(yù)先規(guī)定的有限個(gè)電平來表示模 擬信號(hào)抽樣值的過程為量化。時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)經(jīng)抽樣后的樣值序列，雖然在時(shí)間上離散，但在幅度上仍然是連續(xù)的，即抽樣值 m（ kT） 可以取無窮多個(gè)可能值，因此仍屬模擬信號(hào)。如果用 N 位二進(jìn)制碼組來表示該樣值的大小，以便利用數(shù)字傳輸系統(tǒng)來傳輸?shù)脑?，那么?N 位二進(jìn)制碼組只能同 M= 個(gè)電平樣值相對(duì)應(yīng)，而不能同無窮多個(gè)可能取值相對(duì)應(yīng)。這就需要把取值無限的抽樣值劃分成有限的 M 個(gè)離散電平，此電平被稱為量化電平。本模塊主要實(shí)現(xiàn)均勻量化的仿真。如圖 319 所示： 圖 319 量化 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 28 把輸入信號(hào)的取值域按等距 離分割的量化稱為均勻量化。在均勻量化中，每個(gè)量化區(qū)間的量化電平均取在各區(qū)間的 重點(diǎn)。其量化間隔（量化臺(tái)階）取決于輸入信號(hào)的變化范圍和量化電平數(shù) 。當(dāng)信號(hào)的變化范圍和量化電平數(shù)確定后，量化間隔也被確定。 均勻量化實(shí)現(xiàn)的代碼及波形： function [sqnr,x_qtz,code]=UniPcm(x,n) xmax=max(abs(x))。 x_qtz=x/xmax。 b_qtz=x_qtz。 delta=2/n。 q=delta*[0:n1](n1)/2*delta。 for i=1:n index=find((q(i)delta/2=x_qtz)amp。(x_qtz=q(i)+delta/2))。 x_qtz(index)=q(i)*ones(1,length(index))。 b_qtz(find(x_qtz==q(i)))=(i1)*ones(1,length(find(x_qtz==q(i))))。 end x_qtz=x_qtz*xmax。 nu=ceil(log2(n))。 code=zeros(length(x),nu)。 for i=1:length(x) for j=nu:1:0 if(fix(b_qtz(i)/(2^j))==1) code(i,nuj)=1。 b_qtz(i)=b_qtz(i)2^j。 end end 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 29 end sqnr=20*log10(norm(x)./norm(xx_qtz))。 a=str2num(get(,39。string39。))。 t=[0::2*pi]。 s=sin(t)。 [sqnta,xqtza,codea]=UniPcm(s,a)。 plot(t,s,t+,xqtza,39。*39。)。 量化階數(shù) n=16： 圖 320 量化階數(shù) n=16 量化階數(shù) n=32： 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 30 圖 321 量化階數(shù) n=32 眼圖 一個(gè)實(shí)際的基帶傳輸系統(tǒng)盡管經(jīng)過了十分精心的設(shè)計(jì)，但要使其傳輸特性完全符合理想情況是非常困難的，甚至是不可能的。碼間干擾問題與發(fā)送濾波器特性、信道特性、接受濾波器特性等因素有關(guān)，因而計(jì)算由 于這些因素所引起的誤碼率就非常困難，尤其在信道特性不能完全確知的情況下，甚至得不到一種合適的定量分析方法。在碼間干擾和噪聲同時(shí)存在的情況下，很難做到系統(tǒng)性能的定量分析，就是想得到一個(gè)近似的結(jié)果都是非常復(fù)雜的，因此，在實(shí)際應(yīng)用中需要用簡便的實(shí)驗(yàn)手段來評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能，比較常用的一種方法就是眼圖。所謂眼圖就是指通過用示波器 觀察接收端的基帶信號(hào)波形，從而估計(jì)和調(diào)整系統(tǒng)性能的一種方法。因?yàn)?在傳輸二進(jìn)制信號(hào)波形時(shí)，示波 器顯示的圖形很像人的眼睛，所以稱為“眼圖”。本模塊仿真了基帶傳輸 系統(tǒng)是升余弦滾降系統(tǒng)的信號(hào)波形及基帶信 號(hào)眼圖。代碼及波形如圖 322： a=str2num(get(,39。string39。))。 Ts=1。 N=15。 eye_num=6。 N_data=1000。 dt=Ts/N。 t=3*Ts:dt:3*Ts。 d=sign(randn(1,N_data))。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 31 dd=sigexpand(d,N)。 ht=sinc(t/Ts).*(cos(a*pi*t/Ts))./(14*a^2*t.^2/Ts^2+eps)。 st=conv(dd,ht)。 tt=3*Ts:dt:(N_data+3)*N*dtdt。 subplot(211) plot(tt,st)。 axis([0 20 ])。 xlabel(39。t/Ts39。)。 subplot(212) ss=zeros(1,eye_num*N)。 ttt=0:dt:eye_num*N*dtdt。 for k=3:50 ss=st(k*N+1:(k+eye_num)*N)。 drawnow。 plot(ttt,ss)。 hold on。 end。 xlabel(39。t/Ts39。)。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 32 圖 322 系統(tǒng)響應(yīng) 圖 323 系統(tǒng)響應(yīng) 1 生成可執(zhí)行文件 至此，程序界面模塊已經(jīng)大致完成，但此仿真平臺(tái)為單獨(dú)運(yùn)行界面，因此需要生成可執(zhí)行的 exe 文件。生成步驟： 1）在 matlab 的 mand 窗口中輸入 ： mcc –B sgl （圖形界面的名稱），則生成 可執(zhí)行文件。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 33 2） 將上步生成的文件包括 *m 文件和 *.fig 文件一起拷 貝 到待運(yùn)行的機(jī)器。 此時(shí)仍需要 MATLAB 所必需的動(dòng)態(tài)鏈接庫。 3） 將 matlab path /extern/lib/win32/ 拷貝到到待運(yùn)行機(jī)器上 4） 在機(jī)器上先運(yùn)行 , 然后選擇解壓目錄，將在指定目錄下解壓出bin和 toolbox兩子目錄，其中在 bin\win32 目錄下就是數(shù)學(xué)庫和圖形庫脫離 MATLAB運(yùn)行所需的所有動(dòng)態(tài)連接庫，共有 37 個(gè)?？梢詫⑦@些 .dll 拷貝進(jìn) system32, 也可以直接放在應(yīng)用程序目錄下。而 toolbox 目錄則必須與應(yīng)用程序同一目錄。 本仿真平臺(tái)特點(diǎn) 1） 層次分明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完全圖形化的用 戶界面，點(diǎn)擊鼠標(biāo)輸入數(shù)據(jù)即可完成實(shí)驗(yàn)； 2） 內(nèi)容安排上使學(xué)生對(duì)本課程的內(nèi)容有統(tǒng)一 認(rèn)識(shí)，可以滿足多層次的實(shí)驗(yàn)要求，教師和學(xué)生可在較短時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，用于輔助教學(xué)； 3） 與用示波器觀察相應(yīng)曲線比較，仿真結(jié)果更準(zhǔn)確、直觀、形象，并且可多參數(shù)輸入，比較