4.2.4 FSK的解调原理和抗噪声性能 .......................... 19 4.2.5 仿真思路 ............................................ 21 4.3 PSK信号的调制解调原理及功率谱 ............................. 22
4.3.1 PSK信号的调制解调原理 .............................. 23 4.3.2 PSK信号的功率谱密度 ................................ 24 4.4 QPSK调制解调原理 .......................................... 24
4.4.1 QPSK 调制原理 ....................................... 26 4.4.2 QPSK解调原理 ....................................... 27
5 数字通信系统仿真结果及分析 ..................................... 29
5.1 ASK数字通信系统 ........................................... 29
5.1.1 ASK数字通信系统框图及参数设置 ...................... 29 5.1.2 ASK仿真结果波形 .................................... 30 5.1.3 总结 ................................................ 30 5.2 FSK数字通信系统 ........................................... 31
5.2.1 FSK数字通信系统仿真波形 ............................ 31 5.2.2 总结 ................................................ 35 5.3 PSK数字通信系统 ........................................... 36
5.3.1 PSK通信系统模拟框图及参数设置 ...................... 36 5.3.2 结果波形 ............................................ 37 5.4 QPSK数字通信系统 .......................................... 37
5.4.1 QPSK数字通信系统框图及参数 ......................... 38 5.4.2 QPSK模拟程序 ....................................... 40 5.4.3 模拟结果 ............................................ 41
II
5.4.4 总结 ................................................ 41 5.5 QPSK系统与4-FSK系统性能比较 .............................. 41
5.5.1 程序 ................................................ 41 5.5.2 结果波形 ............................................ 43 5.5.3 总结 ................................................ 44
6 总结 ........................................................... 45 致谢 ............................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ......................................................... 46
III
基于simulink的数字通信仿真平台设计
1前言
1.1 选题的意义和目的
随着现代通信系统的飞速发展,计算机仿真已经成为分析和设计通信系统的主要工具,在通信系统的研发和教学中具有越来越重要的意义。计算机仿真是衡量系统性能的工具,它通过构建模型运行结果来分析实物系统的性能从而为新系统的建立或原系统的改造提供可靠的参考。通过仿真,可以降低新系统失败的可能性,消除系统中潜在的瓶颈,优化系统的整体性能。因此,仿真是通信系统研究和工程建设中不可缺少的环节。仿真也称模拟,在本质上,系统的计算机仿真就是根据实际的物理系统的运行原理建立相应的数学描述并进行计算机数值求解。根据实际的目标问题提出相应的数学描述,通常可以表达为一系列数学方程以及一系列边界条件。把系统的数学描述称为系统的仿真模型。用计算机语言重新表达的数学模型称为系统的计算机仿真模型。对用户而言,使用仿真软件的平台不同,所建立的计算机仿真模型形式也不同,可以是字符形式的一系列程序代码,也可以是图形化的一些列一组信号流程图、系统方框图或者状态转移图。在当代社会中，信息的交换日益频繁，随着通信技术和计算机技术的发展及它们的密切结合，通信能克服对空间和时间的限制，大量的、远距离的信息传递和存取已成为可能。展望未来，通信技术正在向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化方向迅速发展，各种新的电信业务也应运而生，正沿着信息服务多种领域广泛延伸[1]。
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理
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论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
随着MATLAB/Simulink通信、信号处理专业函数库和专业工具箱的成熟，它们逐渐为广大通信技术领域的专家学者和工程师所熟悉，在通信理论研究、算法设计、系统设计、建模仿真和性能分析验证等方面的应用也更加广泛。Simulink可视化仿真工具能够以非常直观的方框图方式形象地对通信系统进行建模，并以“实时”和动画的方式来将模型仿真结果（如波形、频谱、数据曲线等）显示出来，更便于对通信系统的物理概念和运行过程的直观理解，所以近年来在通信工程专业中得到广大师生的重视和广泛应用，在理论教学、课程实践环节以及理论和技术前沿的研究中发挥了重要作用。
从理论和实践上对通信系统进行深入细致的研究是非常必要的，本文对通信系统的一些重要环节，由于目前数字频带传输占数字传输的很大比重，所以特别对数字调制和解调进行了细致和全面的研究和讲解。本文在深刻理解通信系统理论的基础上，利用MATLAB提供的通信工具箱和自编程序，对通信系统中的典型信号进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示。通过系统的仿真与分析可以看出Simulink在系统建模和仿真中的巨大优势，是学习、研究和设计通信系统强有力的工具。
1.2 国内外研究现状
在国外通信技术的发展中，通信系统的仿真技术是一个技术重点。着重关注仿真通信系统中的调制解调系统的基本原理以及抗噪声性能，并在MATLAB软件平台上仿真实现几种常见的调制方式。目前数字调制系统得到广泛应用，所以对数字通信系统仿真非常重要，利用MATLAB对数字调制系统进行仿真，并结合MATALB模块和Simulink工具箱的实现，并对仿真结果进行分析，从而更深入地掌握数字调制系统的相关知识[2]。
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通信系统的一般模型实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。以基本的点对点通信为例，通信系统的组成（通常也称为一般模型）。利用系统仿真可以迅速构建一个通信系统模型，为通信和信号处理系统的设计和分析提供一个便捷，高效且精准的评估平台。可以将软件模型和硬件原型输出的数据以及从真实系统的信号相互结合起来，从而使设计过程和评估过程统一起来，协同工作，使得设计中的错误得以及时的修正，最终使得设计结果与实际系统的运行环境相吻合，保证后期产品化过程的顺利进行。
在我国，现代社会发展要求通信系统功能越来越强,性能越来越高,构成越来越复杂;另一方面,要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期,降低成本,提高水平。如此要求只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。利用系统建模和软件仿真技术，几乎可以对所有的设计细节进行分层次的建模和评估，而且模型无需针对解析分析简化，因此评价结果更加精准，更接近实际的运行情况。随着超大规模集成电路工艺的成熟以及计算机和数字信号处理技术的充分发展，数字通信发展迅速，大多数的模拟通信系统已被数字通信系统所取代。尽管在未来的一段时间内数字通信系统还不能完全取代模拟通信系统那个，但通信朝着数字化方向发展是不会改变的，这是有数字通信和模拟通信自身的特点所决定的。 从宏观看，世界通信方式，仍以电话为主，在电话通信中，则以程控交换和移动电话发展最快。目前模拟通信系统还在使用，但由于人们对各种通信业务的需求迅速增加，数字通信正向着小型化、智能化、高速大容量的方向迅速发展，最终必将取代模拟通信。从中我们可以看出通信在我们生活中的重要，它给我们带来了各种各样的消息，如果有一天它消失了，我不敢想象世界会变成怎样。
数字技术的飞速发展与数字器件的广泛使用，数字信号处理在通信系统中的应用已经越来越重要。数字信号传输系统分为基带传输系统和频带传输系统，频带传输系
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