【正文】 利用鼠標(biāo)拖動(dòng)的方法建立系統(tǒng)框圖模型的圖形界面，而且 Simulink 還提供了豐富的功能塊以及不同的專業(yè)模塊集合，利用 Simulink 幾乎可以做到不用寫一行代碼完成整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模工作。利用Simulink實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)數(shù)字化，能夠以非常直觀的方框圖方式形象地對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行建模，通信系統(tǒng)可以分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩類。然而自然界的信息源多數(shù)產(chǎn)生的是模擬信號(hào)。在接受端則要進(jìn)行相反的變換，將接受到的數(shù)字信號(hào)恢復(fù)成模擬信號(hào)即可。工程概況本次課程設(shè)計(jì)的主要概況是了解模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過程。正文 設(shè)計(jì)目的與意義利用MATLAB/Simulink模擬仿真，熟悉該仿真工具。第1頁(yè)，共8頁(yè)塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法和內(nèi)容 抽樣定理與仿真抽樣是把時(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。圖1 抽樣過程設(shè)時(shí)間連續(xù)信號(hào)f(t)，其最高截止頻率為fm如果用時(shí)間間隔為Ts163。或者說，要從樣值序列無失真地恢復(fù)原時(shí)間連續(xù)信號(hào)，其抽樣頻率應(yīng)選為fs179。根據(jù)信號(hào)是低通型的還是帶通型的，抽樣定理分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，又分均勻抽樣定理和非均勻抽樣；根據(jù)抽樣的脈沖序列是沖擊序列還是非沖擊序列，又可分理想抽樣和實(shí)際抽樣。圖2 抽樣信號(hào)原理圖第2頁(yè)，共8頁(yè)塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)圖中各個(gè)模塊的作用、參數(shù)設(shè)置如下：(1)Sine wave是一個(gè)正弦波信號(hào)，正弦波的頻率設(shè)置為f=1赫茲，幅值A(chǔ)=1。脈沖寬度為50%，偏離原點(diǎn)的距離是0。（4）Constant是一個(gè)常數(shù)信號(hào)。信號(hào)的仿真時(shí)域波形圖為如圖3所示圖3 仿真時(shí)域波形圖圖3所示為平頂抽樣的仿真圖，圖中黃色的線是原始正弦波信號(hào)，藍(lán)色線為原始方波脈沖信號(hào)，正弦波信號(hào)與脈沖信號(hào)通過相乘器，經(jīng)過取樣形成如紅色曲線所示的疊加信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的取樣過程。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)。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。還有一種是量化間隔不均勻的非均勻量化，非均勻量化克服了均勻量化的缺點(diǎn)，是語(yǔ)音信號(hào)實(shí)際應(yīng)用的量化方式。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)間的中點(diǎn)，其量化間隔Δi取決于輸入信號(hào)的變化范圍和量化電平數(shù)。m163。非均勻量化非均勻量化是一種在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)量化間隔不相等的量化。由均方誤差式即Nq=E[(mmq)]=242。165。非均勻量化的特點(diǎn)是：信號(hào)幅度小時(shí)，量化間隔小其量化誤差也小；信號(hào)幅度大時(shí)，量化間隔大，其量化誤差也大。利用Matlab /Simulink模擬量化的仿真原理圖如圖4所示，Singal Generrater來自Simulink模塊中的Sources部分,ALaw Compressor來自Communications Blockset模塊中的Sourcecoding部分,Quantizer decode來自Siqnal Processinq Blockset模塊中的Quantizer部分,Scalar Quantizer來自Siqnal Processinq Blockset模塊中的Quantizer部分,A—Law Expandershi來自Communicationsblockset模塊中的Sourcecoding部分，Integer to Bit Converter來自Communications blockset模塊中的Utility Blocks部分，To Workspac來自Simulink模塊中的 Sinks部分，Scope來自Simulink模塊中的 Sinks部分，Terminator來自Simulink模塊中的 Commonly Used Blocks部分。其主要作用是可以產(chǎn)生正弦、方波、鋸齒波及 第4頁(yè)，共8頁(yè)塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任意波。正弦波的頻率設(shè)置為f=1赫茲，幅值A(chǔ)=1。取值為90。（4）Scalar Quantizer是一個(gè)抽樣量化編碼器。（6）Integer to Bit Converter是一個(gè)整型位變換器，每個(gè)字節(jié)數(shù)為20。(8)Simout是輸出的數(shù)據(jù)利用matlab /simulink模擬量化仿真后，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波和A律解壓器產(chǎn)生的波形圖即量化前信號(hào)如圖5所示，利用抽樣量化編碼器，A律壓縮器和量化解碼器量化出來的信號(hào)如圖6所示。模擬信息源輸出的模擬信號(hào)m(t)經(jīng)抽樣和量化后得到的輸出脈沖序列是一個(gè)M進(jìn)制（一般 第5頁(yè)，共8頁(yè)塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)常用128或256）的多電平數(shù)字信號(hào)，如果直接傳輸?shù)脑?，抗噪聲性能很差，因此還要經(jīng)過編碼器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)(PCM信號(hào))后，再經(jīng)數(shù)字信道傳輸。其中，量化與編碼的組合稱為模/數(shù)變換器(A/D變換器)。綜上所述，PCM信號(hào)的形成是模擬信號(hào)經(jīng)過“抽樣、量化、編碼”三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的。然而，大多數(shù)以奈奎斯特或更高速率抽樣的信源信號(hào)在相鄰抽樣間表現(xiàn)出很強(qiáng)的相關(guān)性，有很大的冗余度。由于相鄰樣值的差值比樣值本身小，可以用較少的比特?cái)?shù)表示差值。這種利用差值的PCM編碼稱為差分PCM（DPCM）。實(shí)現(xiàn)差分編碼的一個(gè)好辦法是根據(jù)k個(gè)樣值預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的樣值。DPCM系統(tǒng)總的量化信噪比遠(yuǎn)大于量化器的信噪比。下面主要利用Matlab /Simulink中的DPCM模塊實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)數(shù)字化的仿真原理圖如圖8所示。其主要作用是產(chǎn)生各種信號(hào)。正弦波的頻率設(shè)置為f=1赫茲。（2）DPCM encoder是一個(gè)解碼器。（4）To Workspace是將需要繪制波形的變量，通過To Workspace傳到工作區(qū)，時(shí)與其變量都要設(shè)置為同樣的存儲(chǔ)類型。圖9 仿真波形圖如圖所示基帶信號(hào)為正弦波信號(hào)，調(diào)制后的信號(hào)為上圖中紅色的信號(hào)，量化編碼后的信號(hào)為圖中藍(lán)色的信號(hào)。二是量化，把幅度上仍連續(xù)（無窮多個(gè)取值）的抽樣信號(hào)進(jìn)行幅度離散，其中量化又有均勻量化和非均勻量化。在非均勻量化時(shí)，量化間隔是隨信號(hào)抽樣值的不同而變化的，它能提高小信號(hào)的信號(hào)量噪比。致謝在這次的課程設(shè)計(jì)過程中，我對(duì)Matlab/Simulink軟件有了更熟悉的掌握并且我懂得了很多，課程設(shè)計(jì)不光是讓我們?nèi)ァ霸O(shè)計(jì)”，更重要的是培養(yǎng)我們的能力！本次課程設(shè)計(jì)我查閱書籍的重要性，通過翻閱書籍我找到了與我課設(shè)題目有關(guān)的內(nèi)容，順利進(jìn)行了課程設(shè)計(jì)，我希望通過更多這樣有價(jià)值的課設(shè)來充實(shí)自己。此外，在此特別感謝王會(huì)鮮老師，她耐心的給我講解，仔細(xì)地給我分析，不厭其煩的幫我調(diào)適仿真，我非常感謝老師在課程設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助，如果沒有老師的精心指導(dǎo)，我的課設(shè)也不會(huì)順利完成，在次特別感謝王會(huì)鮮老師的耐心指導(dǎo)。這次課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是模擬通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的基本原理以及仿真，并在MATLAB軟件平臺(tái)上的仿真實(shí)現(xiàn)幾種常見的模擬調(diào)制方式。常見的調(diào)幅（AM）,雙邊帶（DSB）和單邊帶（SSB）等調(diào)制就是幅度的幾個(gè)典型實(shí)例。利用MATLAB對(duì)模擬調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)合MATLAB模塊和Simulink工具箱的實(shí)現(xiàn)，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，從而能夠更深入地掌握通信原理中掌握模擬調(diào)制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。調(diào)制在通信系統(tǒng)中具有重要的作用。調(diào)制方式往往決定了一個(gè)通信系統(tǒng)的性能。，采用m編程和Simulink模塊化設(shè)計(jì)，組建通信系統(tǒng) 首先新建一個(gè)m文件，再根據(jù)系統(tǒng)原理框圖畫出軟件實(shí)現(xiàn)流程圖，然后根據(jù)流程編寫相應(yīng)程序，最后對(duì)代碼進(jìn)行修正優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，設(shè)置和調(diào)整各模塊參量及初始變量值，觀察分析結(jié)果（計(jì)算的數(shù)據(jù)，顯示的圖形）；根據(jù)線性幅度調(diào)制原理，確定調(diào)制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；畫出AM,DSB,SSB調(diào)制解調(diào)信號(hào)時(shí)域波形和頻譜圖；對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。幅度調(diào)制器的一般模型如圖所示：圖21 幅度調(diào)制器的一般模型圖中，m(t)為調(diào)制信號(hào)，sm(t)為已調(diào)信號(hào)，h(t)為濾波器的沖激響應(yīng)，則已調(diào)信號(hào)的時(shí)域和頻域一般表達(dá)式分別為Sm(t)=[m(t)coswct]*h(t)Sm=12[M(w+wc)+M(wwc)]H(w)式中，M(w)為調(diào)制信號(hào)m(t)的頻譜，H(w)219。由以上表達(dá)式可見，對(duì)于幅度調(diào)制信號(hào)，在波形上，它的幅度隨基帶信號(hào)規(guī)律而變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號(hào)頻譜在頻域內(nèi)的簡(jiǎn)單搬移。在上圖的一般模型中，適當(dāng)選擇濾波器的特性H(w)，便可得到各種幅度調(diào)制信號(hào)，例如：常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）、抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSBSC）、單邊帶調(diào)制（SSB）和殘留邊帶調(diào)制（VSB）信號(hào)等。AM調(diào)制器模型如下圖所示。的上限頻率為wh。但為了保證包絡(luò)檢波時(shí)不發(fā)生失真，必須滿足A0179。由它的頻譜圖可知，AM信號(hào)的頻譜SAM(t)是由載頻分量和上、下兩個(gè)邊帶組成（通常稱頻譜中畫斜線的部分為上邊帶，不畫斜線的部分為下邊帶）。顯然，無論是上邊帶還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號(hào)的完整信息。 AM信號(hào)的解調(diào)調(diào)制過程的逆過程叫做解調(diào)。AM信號(hào)的解調(diào)方法有兩種：相干解調(diào)和包絡(luò)檢波解調(diào)。由AM信號(hào)的頻譜可知，如果將已調(diào)信號(hào)的頻譜搬回到原點(diǎn)位置，即可得到原始的調(diào)制信號(hào)頻譜，從而恢復(fù)出原始信號(hào)。相干解調(diào)的原理框圖。產(chǎn)生SSB信號(hào)最直觀方法的是，將HSSB(w)設(shè)計(jì)成具有理想高通特性的Hh(w)或理想低通特性Hl(w)的單邊帶濾波器，從而只讓所需的一個(gè)邊帶通過，而濾除另一個(gè)邊帶。圖26 SSB信號(hào)的濾波法產(chǎn)生顯然，SSB信號(hào)的頻譜可表示為：SSSB(w)=SDSB(w)HSSB(w)=12[M(w+wc)+M(wwc)]HSSB(w)用濾波法實(shí)現(xiàn)SSB信號(hào)，原理框圖簡(jiǎn)潔、直觀，但存在的一個(gè)重要問題是單邊帶濾波器不易制作。濾波器的實(shí)現(xiàn)難度與過渡帶相對(duì)于載頻的歸一化值有關(guān)，過渡帶的歸一化值愈小，分割上、下邊帶就愈難實(shí)現(xiàn)。為此，實(shí)際中往往采用多級(jí)調(diào)制的辦法，目的在于降低每一級(jí)的過渡帶歸一化值，減小實(shí)現(xiàn)難度。圖27 SSB信號(hào)的相干解調(diào)此時(shí)，乘法器輸出： Sp(t)=SSSB(t)coswct===121m(t)coswctm212)[m(t)coswctmm(t)sinwct]coswct1)m(t)coswctsinwct21))m(t)coswctmm(t)sin2wct44經(jīng)過低通濾波后的解調(diào)輸出為：1mo(t)=m(t)4因而可得到無失真的調(diào)制信號(hào)。缺點(diǎn)是單邊帶濾波器實(shí)現(xiàn)難度大。上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。對(duì)AM信號(hào)的解調(diào)采取乘積型同步檢波。由AM仿真分析可得出：（1）此調(diào)制方式占用頻帶較寬，已調(diào)信號(hào)的頻帶寬度是調(diào)制信號(hào)的頻帶的兩倍；