【正文】 )或 H(s)分子、分母多項(xiàng)式的系數(shù)矩陣。由于傳遞函數(shù)具有多種多樣的形式，為了方便這些形式間的相互等價描述轉(zhuǎn)換， MATLAB 提供了大量的系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換函數(shù)并且在幫助文檔中講解了其函數(shù)的用法。例如指令[freqs]和 [freqz]分別用于計算、繪制連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的幅頻和相頻響應(yīng)。 設(shè)計實(shí)例 畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 實(shí)例 1： 設(shè)采樣率為 8000Hz， fp = 2100Hz， fs = 2500Hz， Rp = 3dB， Rs = 25dB 設(shè)計一個巴特沃斯型低通濾波器，波形圖如圖 41 和 42 所示。 f_p=2100。 R_p=3。 Ws=f_s/(f_N/2)。 [n, Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s)。 figure(1)。 axis([0 4000 30 3]) figure(2)。 z=exp(j*2*pi*f./(f_N))。 subplot(2,1,1)。 axis([0 4000 40 1])。頻率 Hz39。ylabel(39。)。 plot(f, angle(H_z))。頻率 Hz39。ylabel(39。). 畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 圖 41 波形圖 1 圖 42 波形圖 2 實(shí)例 2： 以 simulink 基本模塊實(shí)現(xiàn)對傳遞函數(shù) H(z) =1；輸入信號為X=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0]的零狀態(tài)響應(yīng)輸出的解析和數(shù)值計算的結(jié)果 畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 設(shè)計模型概念圖如圖 43 所示。 圖 43 設(shè)計模型概念圖 圖 44 仿真波形圖 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)模塊 調(diào)制是通信系統(tǒng)中十分重要的一個概念，它是一種數(shù)字信號處理技術(shù)。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 調(diào)制把信息嵌入到信息載體中以利于信息的處理及傳輸。 在通信系統(tǒng)中，為使抽象的調(diào)制的過程便于理解及應(yīng)用，借助 MAT LAB/Simulink 模塊對調(diào)制解調(diào)過程結(jié)果形象化，同時由 MATLAB 軟件對其實(shí)現(xiàn)仿真。其模型如圖 45 所示。以雙邊帶抑制載 波調(diào)幅（ DSBSC）、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（ AM）、單邊帶調(diào)制（ SSB）為例，分別對這些信號進(jìn)行仿真及研究。 由于調(diào)制信號與 DSB 信號的包絡(luò)難以實(shí)現(xiàn)變化規(guī)律的同步，因此， DSB 信號的解調(diào)不能使用包絡(luò)檢波而是需要相干解調(diào)實(shí)現(xiàn)。 DSB 仿真模型結(jié)構(gòu)圖如圖 46 所示。如圖 可觀測出 DSB 信號的頻譜。 圖 47 DSB 解調(diào)信號頻譜 由示波器顯示出的四路信號波形如圖 48 所示，分別為調(diào)制信號、載波信號以、已調(diào)信號和解調(diào)恢復(fù)信號，由波形分析得 DSB 信號的包絡(luò)并非再和調(diào)制信號形成正比，并且已調(diào)信號的相位在調(diào)制信號的過零點(diǎn)處出現(xiàn) 180176。對比調(diào)制信號與解調(diào)恢復(fù)后的信號除了時間上有延時外其他完全相同，信號經(jīng)過相干解調(diào)后得到恢復(fù)。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的模型圖如圖 49 所示。 由于輸入的基帶信號 AM 信號波形的包絡(luò)成正比，因此，包絡(luò)檢波更容易恢復(fù)原始的調(diào)制信 號。 在 AM 調(diào)制器模型中，輸出的 AM 信號的頻譜由上、下兩個對稱的邊帶及畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 載頻分量組成。顯然，上邊帶以及下邊帶都是含有原調(diào)制信號所有的信息，因此， AM 信號的帶寬是基帶信號帶寬的兩倍，而且 AM 信號是一種帶有載波的雙邊帶調(diào)幅信號。 圖 410 AM 仿真模型圖 圖 圖 411 AM 信號調(diào)制端波形 圖 412 AM 信號解調(diào)端波形 畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 圖 411 是 AM 信號調(diào)制端波形圖，圖中三路波形分別是原調(diào)制信號、載波信號以及已調(diào)信號，由波形可得出，隨著調(diào)制信號幅度的變化 AM 信號的幅度發(fā)生變化。由圖形可看出，恢復(fù)后的解調(diào)信號與原信號的波形基本一致，只是在幅度上有衰減而且有稍微的延時現(xiàn)象，但經(jīng)過低通濾波器濾波后得到了無失真現(xiàn)象的恢復(fù)信號。實(shí)際上傳輸過程中只需傳輸一個邊帶，因此，雙邊帶調(diào)幅傳輸降低了頻帶的利用率浪費(fèi)了其中一個邊帶所占用的頻段，單邊帶調(diào)制概念的提出就是為了克服雙邊帶調(diào)制中所出現(xiàn)的這個缺點(diǎn)。產(chǎn)生單邊帶調(diào)制信號的方法有很多種，相移法和濾波法是其中最基本的方法。 圖 413 單邊帶調(diào)制信號的仿真模擬圖 圖 414 單邊帶波形圖 畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 圖 415 單邊帶調(diào)制輸出仿真圖 上圖所示為單邊帶調(diào)制輸出的仿真圖， SSB 信號頻譜圖像中：上邊帶是由藍(lán)色曲線表示；下邊帶是由紅色曲線表示；原調(diào)制信號頻譜由黑色曲線表示。因此可得，不管是頻域輸出還是時域輸出兩個邊帶所含有的信息是相同的。 通過對其時域和頻域波形分析，可以得到理論值與仿真結(jié)果完全一致，把比較抽象的調(diào)制與解調(diào)概念以圖形的形式更為直觀的表現(xiàn)出來。 包絡(luò)檢波與同步檢波的比較 根據(jù)通信系統(tǒng)中解調(diào)輸出信噪比的理論，同步相干解調(diào)的性能要比包絡(luò)檢波的性能優(yōu)越。包絡(luò)檢波是信號處理的一種方法，對故障信號的識別能力最為突出，是濾波檢波的基本體現(xiàn)。理解二極管檢波的電路原理，利用 mat lab 中的調(diào)制解調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對信號的調(diào)制與解調(diào)，也可以編寫仿真程序進(jìn)行二極管的包絡(luò)檢波電路的仿真從而做出分析。同步檢波 就是將相近的兩個或多個信號準(zhǔn)確的分離出可用的信號，主要用于 DSB 和 SSB 信號的解調(diào)，有疊加型和乘積型兩種類型。 圖 416 包絡(luò)檢波模型圖 信源模型 在通信系統(tǒng)中產(chǎn)生信號的模塊稱為信源。本節(jié)介紹 Simulink 中通信模塊的一般常用的信源。在 Simulink 中常用的確定信源有波形發(fā)生器、正弦波、任意周期 信號源、階躍、斜升、脈沖源等，其基本功能如：將輸入信號的上升沿時刻作為下一個輸入信號的帶觸發(fā)控制的讀入型數(shù)據(jù)源；輸出信號為離散時間控制的正弦信號的離散時間控制源；輸出信號為連續(xù)時間控制的正弦信號的連續(xù)時間控制源。 偽隨機(jī)碼源 在 Simulink 通信模塊中偽隨機(jī)碼源包括數(shù)據(jù)信源和偽隨機(jī)碼產(chǎn)生源兩種類型。 泊松整數(shù)發(fā)生源：可以生成泊松分布的整數(shù)序列，基本參數(shù)有泊松參數(shù)、隨機(jī)種子、采樣的時間、輸出向量的表達(dá)是否為 1 和輸出信號的格式。 偽隨機(jī)碼產(chǎn)生源主要有 PN 序列發(fā)生器模塊、 Hadamard 碼發(fā)生器、 Barker 碼發(fā)生器、 Gold 碼發(fā)生器、 Walsh 碼發(fā)生器和 OVSF 碼發(fā)生器等。 統(tǒng)計信源 統(tǒng)計信源也就是噪聲源，在 Simulink 中，除了隨機(jī)信號源還有四個噪聲源模塊，分別為高斯噪聲發(fā)生器、均勻噪聲發(fā)生器、瑞利噪聲發(fā)生器和賴斯噪聲發(fā)生器。其函數(shù)的調(diào)用方法如： y = random(’name’,A1,A2,A3,m,n)。 另外，我們也可以使用隨機(jī)數(shù)序列對應(yīng)的命令在統(tǒng)計工具箱中調(diào)用函數(shù)，如：betarnd, binornd, gamrnd, hygernd, , nbinrnd, nctrnd, normrnd, raylrnd, unidrnd, weibrnd。通過對低頻率信號段搬移到高頻率段上的技術(shù)解決實(shí)際生活中信號傳輸?shù)膯栴}，大大提高了發(fā)送信號和接收信號的效率。通過的大量的實(shí)驗(yàn)研究人耳可以接受的頻率區(qū)域在 300~3400Hz 左右，因此，為了提高頻帶傳輸?shù)男使?jié)約寬帶資源國際標(biāo)準(zhǔn)將通信的傳輸頻帶定在 300~3400Hz。 采用 Simulink 中的 Filter Design 模塊進(jìn)行模擬仿真，使未加入噪聲的信號和含有噪聲的信號在同一個示波器上顯示出來以便于觀察其仿真波形。 對中波調(diào)幅廣播系統(tǒng)的傳輸進(jìn)行仿真的參數(shù)指標(biāo)設(shè)計： 基帶信號：音頻的最大幅度為 1，基帶的測試信號設(shè)置在 100~6000Hz 內(nèi)。 接收端的濾波器設(shè)置參數(shù)為： 12KHz 的帶寬和 1000KHz 的中心頻率。在系統(tǒng)中弱調(diào)制度為 時，接收機(jī)選頻濾波器的輸出信噪比應(yīng)為 20dB。 中波調(diào)幅廣播系統(tǒng)參考模型如下圖 51 所示。本文講述了 mat lab 和 Simulink 模塊的研究意義及其基本操作平臺的口，通過對基本通信模塊的建模與分析構(gòu)建出通信系 統(tǒng)的概念模型，對通信模塊的信源模塊、濾波器和調(diào)制解調(diào)做了模擬仿真并做了具體的分析。最后以中波調(diào)幅廣播傳輸系統(tǒng)仿真為例做出了Simulink 仿真模型，通過實(shí)例感受 mat lab 在通信系統(tǒng)的運(yùn)用。在通信系統(tǒng)的相關(guān)知識學(xué)習(xí)中引入 MATLAB 仿真軟件可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不 足，完成對通信系統(tǒng)枯燥的理論知識的學(xué)習(xí)。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 27 致 謝 在 論文的準(zhǔn)備 過程中 ， 雖然遇到很多專業(yè)相關(guān)的問題，但經(jīng)過鄭老師悉心的指導(dǎo)以及自己大量的查閱資料，最終解決了林林總總的問題。 “沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權(quán)”， 通過 本次 親自動手 的設(shè)計與研究，使自己所學(xué)的理論與實(shí)踐相結(jié)合不再是所謂的 紙上談兵。 此次的 畢業(yè) 設(shè)計 能夠順利的完成，讓 我 明白了一個深刻的道理，就是 在今后的 工作或 學(xué)習(xí) 的實(shí)踐過程中，必須 要不懈 的 努力， 在困難面前絕不低頭、永不后退 ，一定要 細(xì)心仔細(xì) 的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后 要有耐心的對其問題進(jìn)行解決。 想 要面對社會的 各種挑戰(zhàn)就要克服各種困難就要艱苦奮斗， 就像我國 可歌可泣的航空航天精神一樣 。至此，大學(xué)的生活將要畫上句號，在這里我要把 敬意獻(xiàn)給鄭麗丹老師，是她的悉心指導(dǎo)和不懈的支持讓我完成了課程設(shè)計的任務(wù)，還有我同組的同學(xué)，是他們營造了一個良好的