【正文】 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，比較仿。可以將這些 .dll 拷貝進(jìn) system32, 也可以直接放在應(yīng)用程序目錄下。 此時(shí)仍需要 MATLAB 所必需的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。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。)。 xlabel(39。 hold on。 drawnow。 ttt=0:dt:eye_num*N*dtdt。)。 xlabel(39。 subplot(211) plot(tt,st)。 st=conv(dd,ht)。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 31 dd=sigexpand(d,N)。 t=3*Ts:dt:3*Ts。 N_data=1000。 N=15。))。代碼及波形如圖 322： a=str2num(get(,39。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”。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(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)手段來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能，比較常用的一種方法就是眼圖。 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(guò)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。*39。 [sqnta,xqtza,codea]=UniPcm(s,a)。 t=[0::2*pi]。string39。 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))。 for i=1:length(x) for j=nu:1:0 if(fix(b_qtz(i)/(2^j))==1) code(i,nuj)=1。 nu=ceil(log2(n))。 b_qtz(find(x_qtz==q(i)))=(i1)*ones(1,length(find(x_qtz==q(i))))。(x_qtz=q(i)+delta/2))。 q=delta*[0:n1](n1)/2*delta。 b_qtz=x_qtz。 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))。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) 。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。這就需要把取值無(wú)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。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(wú)窮多個(gè)可能值，因此仍屬模擬信號(hào)。 axis([0 10 1 1])。 t3=50:dt:60+sdtdt。 axis([0 10 1 1])。 subplot(312)。 subplot(311)。 stt=sigexpand(st,25)。 t2=50:dt:50。 t1=0:sdt:10。 xt=A*sin(B*pi*t)+C*cos(D*pi*t)。 dt=。string39。))。 C=str2num(get(,39。string39。))。 A=str2num(get(,39。string39。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。有時(shí) 也被稱為抽樣速率，單位是 。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。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(lái)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。抽樣定理也就是說(shuō)，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。 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(guò)程。2PSK39。 plot(psk)。 axis([0 100*length(x) ])。 subplot(211)。 bl=[bl b]。 ml=[ml m]。 b=ones(1,100)。 else x(n)==1。 m=ones(1,100)。 bl=[]。 ml=[]。))。 f=str2num(get(,39。string39。二進(jìn)制相移鍵控中，通常用相位 0 和 來(lái)分別表示“ 0”或“ 1”。)。 title(39。 subplot(212)。 plot(bl)。 end fsk=cl.*ml。 cl=[cl c]。 b=ones(1,100)。 m=ones(1,100)。 b=zeros(1,100)。 m=ones(1,100)。 bl=[]。 ml=[]。))。 f2=str2num(get(,39。string39。))。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。數(shù)字頻移鍵控是用載波的頻率來(lái)傳送數(shù)字消息，即用所傳送的數(shù)字消息控制載波的頻率。)。 plot(ask) title(39。 axis([0 100*length(x) ])。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 20 subplot(211)。 cl=[cl c]。 end c=sin(f*t)。 else x(n)==1。 for n=1:length(x) if x(n)==0。 ml=[]。))。 f=str2num(get(,39。string39。根據(jù)幅度調(diào)制的原理，2ASK 信 號(hào)可表示為： =s（ t） * 其中， 為載波角頻率， s（ t） 為單極性 NRZ 矩形脈沖序列。利用代表數(shù)字信息“ 0”或“ 1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個(gè)連續(xù)的載波，使 載波時(shí)斷時(shí)續(xù)地輸出。本模塊主要介紹二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制常用的調(diào)制方法。 圖 310 單邊帶調(diào)制 數(shù)字調(diào)制 數(shù)字信息有二進(jìn) 制和多進(jìn)制之分，因此，數(shù)字調(diào)制可分為二進(jìn)制調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制。SSB39。)。 plot(t,mt,39。 plot(t,s_ssb)。 mt=B*cos(C*pi*t)。 T=5。 dt=。string39。))。 C=str2num(get(,39。string39。因此形成的單邊帶信號(hào)可以為保留的上邊帶，也可以為保留的下邊帶調(diào)制。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 17 圖 39 DSB 調(diào)制信號(hào)波形 單邊帶調(diào)制 單邊帶調(diào)制中只傳送雙邊帶的一個(gè)邊帶。DSB39。)。 plot(t,mt,39。 plot(t,s_dsb)。 mt=B*cos(C*pi*t)。 T=5。 dt=。string39。))。 C=str2num(get(,39。string39。如果將載波抑制，不附加直流分量，即可得到抑制載波雙邊帶信號(hào)，簡(jiǎn)稱雙邊帶信號(hào)（ DSB）。)。 title(39。r39。hold on。 s_am=(A+mt).*cos(C*pi*fc*t)。 t=[0:N1]*dt。 T=5。 dt=。string39。))。 C=str2num(get(,39。string39。))。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 15 AM 調(diào)制信號(hào)代碼及波形： A=str2num(get(,39。那么，已調(diào)信號(hào)為： 已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。本模塊主要介紹幅度調(diào)制常見(jiàn)的幾種調(diào)制。模擬調(diào)制通常采用正弦波來(lái)攜帶基帶消息信號(hào)，以便在頻帶信道中傳輸。如圖 36 為生成的雙相碼： 圖 36 雙相碼 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 14 模擬 調(diào)制模塊 大量的消息信號(hào)是模擬的，它們可以直接借助模擬通信系統(tǒng)傳輸，也可以先轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式再借 助數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸。如圖 35 為生成的雙極性歸零碼： 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 13 圖 35 雙極性歸零碼 雙相碼（ Manchester） 編碼規(guī)則為：對(duì)每個(gè)二進(jìn)制代碼分別利用兩個(gè)具有不同相位的二進(jìn)制信碼去取代的碼，即采用在一個(gè)碼元時(shí)間的中央時(shí)刻從 0 到 1 的跳變來(lái)表示信息 1，從 1 到 0 的跳變來(lái)表示信息 0；或者用前半段時(shí)間為 0 后半段時(shí)間為 1 來(lái)表示 0，而前半段時(shí)間為 1 后半段時(shí)間為 0 表示信息 1。如圖 34 為生成的雙極性不歸零碼： 圖 34 雙極性不歸零碼 雙極性歸零碼 雙極性 歸零碼是雙極性不歸零碼的歸零形式，每個(gè)碼元內(nèi)的脈沖都回到零電平，表示信息 1 時(shí)前半段時(shí)間為 1 后半段時(shí)間為 0，表示信息 0 時(shí)前半段時(shí)間為 1 后半段時(shí)間為 0，相鄰脈沖之間必定留有零電位的間隔。如圖 33 為生成的單極性歸零碼： 圖 33 單極性歸零碼 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 12 雙極性不歸零碼 在雙極性不歸零碼中，脈沖的正、負(fù)電平分別對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制代碼 0，由于它是幅度 相等極性相反的雙極性波形，故當(dāng) 0、 1 符號(hào)等可能出現(xiàn)時(shí)無(wú)直流分量。其特點(diǎn)是極性單一，有直流分量，脈沖之間無(wú)間隔。如圖 31 為整體模塊界面： 圖 31 數(shù)字基帶信號(hào) 模塊 單極性不歸零碼 單極性不歸零碼是一種最簡(jiǎn)單、最常用的基帶信號(hào)形式。本模塊主要展示數(shù)字基帶信號(hào)的常用碼型波形。如圖 22 所示： 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 9 圖 22 主界面 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 10 3 基于 MATLAB 的通信原理仿真 平臺(tái)模塊 數(shù)字基帶信號(hào)的仿真 數(shù)字基帶信號(hào)是數(shù)字信息的電脈沖表示，電脈沖的形式 稱為碼型。進(jìn)行GUI 設(shè)計(jì)時(shí) ，首先點(diǎn)擊 GUI 面板左邊所需的控件，然后在右邊的圖形界面編輯區(qū)中再次單擊某一恰當(dāng)?shù)奈恢?，這是將在該位置上為 圖形界面添加 以相應(yīng)的控件，接下來(lái)，通過(guò)屬性編輯器和對(duì)應(yīng)編輯器對(duì)各控件設(shè)置相關(guān)屬性和進(jìn)行界面布置，以完善界面功能。 7） GUI 應(yīng)用屬性設(shè)置編輯器 通過(guò)該編輯器可以設(shè)定 GUI 界面縮放形式、 GUI 對(duì)句柄操作的響應(yīng)的方式，以及定義 GUI 的保存方式。 5） 菜單編輯器 在 GUI 面板中點(diǎn)擊菜單編輯按鈕可打開(kāi)菜單編輯器，通過(guò)菜單編輯器可以為圖形界面添加、設(shè)置和修改菜單項(xiàng)，以及為右鍵添加快捷菜單。在控件布置編輯器中可以設(shè)置 GUI 控件水平 以及 垂直布局，包括對(duì)齊方式以及控件間距等。 3） 控件布置編輯器 在編輯 GUI 過(guò)程中，通過(guò)控件布置編輯器可以方 便地設(shè)置面板上 GUI 控件的布局。 2） 屬性編輯器 打開(kāi)屬性編輯器的方法有多種，最常用的是 選中控件對(duì)象以后，點(diǎn)擊工具條上的屬性設(shè)置按鈕，即可打開(kāi)屬性編輯器。利用 GUIDE 設(shè)計(jì)圖形用