【正文】 ，對數(shù)字通信系統(tǒng)的分析與研究越來越重要，數(shù)字調(diào)制作為數(shù)字通信系統(tǒng)的重要部分之一，對它的研究也是有必要的。因此，大部分現(xiàn)代通信系統(tǒng)都使用數(shù)字調(diào)制技術。由于傳輸失真、傳輸損耗以及保證帶內(nèi)特性的原因，基帶信號不適合在各種信道上進行長距離傳輸。數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字基帶信號對載波的某些參量進行控制，使載波的這些參量隨基帶信號的變化而變化。在過去很長一段時期內(nèi)，由于電話通信網(wǎng)最為發(fā)達，因而其它通信方式往往需要借助于公共電話網(wǎng)進行傳輸，但是隨著Internet網(wǎng)的迅速發(fā)展，這一狀況已經(jīng) 發(fā)生了顯著的變化。話務 通信業(yè)務主要是電話服務為主，程控數(shù)字電話交換網(wǎng)絡的主要目標就是為普通用戶提供電話通信服務。 通信系統(tǒng)主要分類根據(jù)通信的業(yè)務和用途分類，有常規(guī)通信、控制通信等。隨著科學技術的進步，人們對通信的要求越來越高，各種技術會不斷地應用于通信領域，各種新的通信業(yè)務將不斷地被開發(fā)出來。根據(jù)國家信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，到2005年底移動電話用戶近4億。（5） 微電子技術的發(fā)展，使通信終端的體積越來越小，成本越來越低，范圍越來越廣。（3） 光導纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無法想象的地步。（1） 微波中繼通信使長距離、大容量的通信成為了現(xiàn)實。 通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 進入20世紀以來，隨著晶體管、集成電路的出現(xiàn)與普及、無線通信迅速發(fā)展。因而，數(shù)字通信更能適應對通信技術的越來越高的要求。數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)，其模型如圖124所示， ↑圖122 數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)，其模型如圖125所示。通信系統(tǒng)就是傳遞信息所需要的一切技術設備和傳輸媒質的總和，包括信息源、發(fā)送設備、信道、接收設備和信宿(受信者) ，它的一般模型如圖123所示。通信從本質上來講就是實現(xiàn)信息傳遞功能的一門科學技術，它要將大量有用的信息無失真，高效率地進行傳輸，同時還要在傳輸過程中將無用信息和有害信息抑制掉。消息是具體的、表面的，而信息是抽象的、本質的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量來度量。數(shù)字信號的自變量可以是連續(xù)的或離散的，但幅度是離散的(分別如圖122所示) ，如交換機、計算機等各種數(shù)字終端設備輸出的信號就是數(shù)字信號。所以，信號（Signal）是傳輸消息的手段，信號是消息的物質載體。消息有模擬消息（如語音、圖像等）以及數(shù)字消息（如數(shù)據(jù)、文字等）之分。 通信技術的發(fā)展 通信的概念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。另外，Matlab的圖形界面功能GUI（Graphical User Interface）能為仿真系統(tǒng)生成一個人機交互界面，便于仿真系統(tǒng)的操作。用戶可以在Matlab和Simulink兩種環(huán)境下對自己的模型進行仿真、分析和修改。Simulink支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，也支持多種采樣速率的多速率系統(tǒng)。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。仿真的結果還可以存放到MATLAB的工作空間里做事后處理。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。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(nèi)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。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(jù)需要定制和創(chuàng)建自己的模塊。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。Simulink工作環(huán)境進過幾年的發(fā)展，已經(jīng)成為學術和工業(yè)界用來建模和仿真的主流工具包。確切的說，Simulink是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、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?？梢哉f，Matlab已經(jīng)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。目前的Matlab版本已經(jīng)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?？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。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。由于它使用方便，能非?？斓膶崿F(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(jīng)過一代代人的努力，目前已發(fā)展到了7。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。The main purpose of this paper is by Simulink simulation and debug of digital modulation system system system to achieve the familiar and deepened understanding of digitalmunication theory。In this paper， based on Simulinkbased platform， to be calculated 2ASK， 2FSK 2PSK，QAM， QPSK， and MSK digital modulation system structure， including the source， modulation， transmit filter， channel， receiver filter module and sink module， and digitalmodulation system system system for debugging a simulation， and waveform analysis(eye diagram， constellation， etc。 本文的主要目的是通過Simulink對數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)系統(tǒng)統(tǒng)進行調(diào)試仿真，實現(xiàn)熟悉和對數(shù)字通信理論的更加深化和理解。常州大學懷德學院 畢業(yè)設計（論文）基于Simulink的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真設計分析畢業(yè)論文目 錄摘要 3Abstract 41緒論 5 MATLAB/Simulink的簡介 5 通信技術的發(fā)展 7 通信的概念 7 通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 9 通信系統(tǒng)主要分類 10 102數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 12(2ASK)原理簡介 12(2FSK) 原理簡介 15(2PSK) 原理簡介 19(QAM) 原理簡介 22（QPSK）原理簡介 24(MSK) 原理簡介 262．7 二進制數(shù)字信號的功率譜密度 29 2ASK 信號的功率譜密度 29 2FSK信號的功率譜密度 31 2PSK信號的功率譜密度 323 數(shù)字基帶傳輸調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真 333．1二進制振幅鍵控(2ASK)的Simulink仿真 333．2二進制頻率鍵控(2FSK)的Simulink仿真 403．3二進制移向鍵控(2PSK)的Simulink仿真 463．4正交振幅鍵控(QAM)的Simulink仿真 523．5多相相移鍵控信號(QPSK)的Simulink仿真 563．6最小移頻鍵控(MSK)的Simulink仿真 584．3仿真結果與分析 614．3 GUI用戶界面設計 63總 結 65參考文獻 66致謝 67摘要Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平臺的著名仿真環(huán)境Simulink作為一種專業(yè)和功能強大且操作簡單的仿真工具，目前已被越來越多的工程技術人員所青睞，它搭建積木式的建模仿真方式既簡單又直觀，而且已經(jīng)在各個領域得到了廣泛的應用。本文主要是以Simulink為基礎平臺，計出2ASK、2FSK、2PSK、QAM、QPSK和MSK數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)結構，包括信源、調(diào)制、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器模塊及信宿等模塊，并對數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)系統(tǒng)統(tǒng)進行調(diào)試仿真，并實現(xiàn)波形分析（眼圖、星座圖等）和頻譜分析。關鍵詞：數(shù)字調(diào)制方式，Simulink，通信性能評估AbstractSimulink is a famous Matlab platformbased simulation environment Simulink， The Mathworks introduced as a professional and powerful and easytosimulation tools， hasbeen more and more engineering and technical personnel favored it to build the building blocks of modeling and simulationa simple and intuitive way， and has been widelyapplied in various fields。) and spectral analysis。Keywords: Digital modulation mode， Simulink， Communication Performance ASssessment1緒論 MATLAB/Simulink的簡介美國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。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。X版本。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?？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。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。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 。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。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。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。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。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。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。強大的Simulink動態(tài)仿真環(huán)境，可以實現(xiàn)可視化建模和多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。Simulink為用戶提供了用方框圖進行建模的圖形接口，它與傳統(tǒng)的仿真軟件包用差分方程和微分方程建模相比，更直觀、方便和靈活。用于實現(xiàn)通信仿真的通信工具包(Communication toolbox，也叫Commlib，通信工具箱)是Matlab語言中的一個科學性工具包，提供通信領域中計算、研究模擬發(fā)展、系統(tǒng)設計和分析的功能，可以在Matlab環(huán)境下獨立使用，也可以配合Simulink使用。因此，Matlab在通信系統(tǒng)仿真中得到了廣泛應用，本文也選用該工具對數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)進行仿真。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)、圖形和圖像等都是消息(Message)。所有消息必須在轉換成電信號（通常簡稱為信號）后才能在通信系統(tǒng)中傳輸。相應的信號可分為模擬信號和數(shù)字信號，模擬信號的自變量可以是連續(xù)的或離散的，但幅度是連續(xù)的(分別如圖121所示) ，如電話機、電視攝像機輸出的信號就是模擬信號。通信的目的是傳遞消息，但對受信者有用的是消息中包含的有效內(nèi)容，也即信息(Information) 。通信技術，特別是數(shù)字通信技術近年來發(fā)展非常迅速，它的應用越來越廣泛。當今的通信不僅要有效地傳遞信息，而且還有儲存、處理、采集及顯示等功能，通信已成為信息科學技術的一個重要組成部分?！鼒D121通信系統(tǒng)一般模型通信系統(tǒng)可分為數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)。圖123 模擬通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)較模擬通信系統(tǒng)而言，具有抗干擾能力強、便于加密、易于實現(xiàn)集成化、便于與計算機連接等優(yōu)點。近二十年來，數(shù)字通信發(fā)展十分迅速，在整個通信領域中所占比重日益增長，在大多數(shù)通信系統(tǒng)中已代替模擬通信，成為當代通信系統(tǒng)的主流。特別是在20世紀后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計算機和光導纖維等現(xiàn)代技術成果的問世，通信技術在以下幾個不同方向都取得了巨大的成功。（2） 移動通信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)，使人們隨時隨地可通信的愿望可以實現(xiàn)。（4） 電子計算機的出現(xiàn)將通信技術推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計算機的融合，人們將世界變成了地球村。例如，2003年我國的移動電話用戶首次超過了固定電話用戶。隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，通信技