目录第一章绪论 (1)1.1MATLAB/S IMULINK的简介 (1)1.2通信技术的介绍 (2)第二章课程设计的要求、目的及内容 (4)2.1课程设计的要求 (4)2.2课程设计的目的 (4)2.3课程设计的内容 (4)第三章设计原理及介绍 (5)3.1BPSK的调制原理 (5)3.2BPSK的解调原理 (6)3.3倒Π现象及实现方法 (7)第四章 SUMLINK模型的建立和仿真 (9)4.1编程设计 (9)4.2抽样定理的仿真 (14)4.3BPSK调制系统仿真设计 (16)4.4数字幅度调制的抗噪声性能 (18)第五章总结与心得 (22)参考文献： (23)第一章绪论1.1 MATLAB/Simulink的简介MATLAB，取自矩阵和实验室两个英文单词的前三个字母，意即“矩阵实验室”。

它是一种以矩阵作为基本数据单元的程序设计语言，提供了数据分析、算法实现与应用开发的交换式开发环境，历经了20多年的发展历程。

Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。

由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。

可以毫不夸张的说，哪怕是你真正理解了一个工具箱，那么就是理解了一门非常重要的科学知识。

科研工作者通常可以通过Matlab来学习某个领域的科学知识，这就是Matlab真正在全世界推广开来的原因。

目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面，它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。

另外，,Matlab和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了Matlab的应用潜力。

可以说，Matlab已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。

Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。

确切的说，Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、离散时间模型，或者是两者的混合。

系统还可以使多种采样频率的系统，而且系统可以是多进程的。

Simulink工作环境进过几年的发展，已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。

在Simulink环境中，它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样自如、方便，故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模，并可直接进行系统的仿真，快速的得到仿真结果。

它的主要特点在于：1、建模方便、快捷；2、易于进行模型分析；3、优越的仿真性能。

它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。

Simulink模块库（或函数库）包含有输出方式、输入源、线性环节、非线性环节、连接与接口和其他环节等具有不同功能或函数运算的Simulink库模块（或库函数），而且每个子模型库中包含有相应的功能模块，用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。

用Simulink创建的模型可以具有递阶结构，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。

用户可以从最高级开始观看模型，然后用鼠标双击其中的子系统模块，来查看其下一级的内容，以此类推，从而可以看到整个模型的细节，帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。

在定义完一个模型后，用户可以通过Simulink 的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。

菜单方式对于交互工作非常方便，而命令行方式对于运行仿真的批处理非常有用。

1.2 通信技术的介绍通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。

消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息(Message)。

消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。

所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。

所以，信号（Signal）是传输消息的手段，信号是消息的物质载体，相应的信号可分为模拟信号和数字信号。

通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息(Information) 。

消息是具体的、表面的，而信息是抽象的、本质的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。

通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。

通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。

当今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有储存、处理、采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。

进入20世纪以来，随着晶体管、集成电路的出现与普及、无线通信迅速发展。

特别是在20世纪后半叶，随着人造地球卫星的发射，大规模集成电路、电子计算机和光导纤维等现代技术成果的问世，通信技术在以下几个不同方向都取得了巨大的成功。

（1）微波中继通信使长距离、大容量的通信成为了现实。

（2）移动通信和卫星通信的出现，使人们随时随地可通信的愿望可以实现。

（3）光导纤维的出现更是将通信容量提高到了以前无法想象的地步。

（4）电子计算机的出现将通信技术推上了更高的层次，借助现代电信网和计机的融合，人们将世界变成了地球村。

（5）微电子技术的发展，使通信终端的体积越来越小，成本越来越低，范围来越广。

例如，2003年我国的移动电话用户首次超过了固定电话用户根据国家信息产业部的统计数据，到2005年底移动电话用户近4亿。

随着现代电子技术的发展，通信技术正向着数字化、网络化、智能化和宽带化的方向发展。

随着科学技术的进步，人们对通信的要求越来越高，各种技术会不断地应用于通信领域，各种新的通信业务将不断地被开发出来。

到那时人们的生活将越来越离不开通信。

第二章课程设计的要求、目的及内容2.1 课程设计的要求（1）熟练掌握通信基本知识（2）熟练使用MATLAB进行程序编写、编译、运行调试（3）熟练使用SIMVLIN软件绘制仿真图并进行仿真2.2 课程设计的目的使学生通过本次课程设计，对通信仿真的基本原理和应用技术有较全面的理解，能应用技术仿真软件进行设计仿真，同时掌握MATLAB语言进行编程。

2.3 课程设计的内容（1）数字双相码的编程设计（2）密勒码的编程设计（3）信号反转码的编程设计（4）低通抽样定理的仿真设计（5）调用了程序进行BPSK调制系统仿真设计第三章设计原理及介绍数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。

这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字信号的过程称为数字调制。

数字调制的两种方法：（1）利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；（2）利用数字信号的离散取值特点通过开关键控制载波，从而实现数字调制。

这种方法通常称为键控法。

图3-1 BPSK信号时间图3.1 BPSK的调制原理如果两个频率相同的载波同时开始震荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于“同相”状态；如多其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。

如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为“反相”。

一般把信号振荡一次作为360度。

如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180°，也就是反相。

当传输数字信号时，“1”码控制发0°相位，“0”码控制发180°相位。

载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。

BPSK信号可以表述为一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的向城：E2PSK(t)=s(t)cosw c t （1-1）这里s(t)为双极性全占空矩形脉冲序列。

BPSK信号的调制原理框图如图3-2所示。

与2ASK信号的产生方法相比较，只是对是S(t)的要求不同。

在2ASK中S(t)是单极性的，而BPSK中S(t)是双极性的基带信号。

图3-2 BPSK信号的调制原理图3.2 BPSK的解调原理BPSK信号的解调方法是相干解调法。

由于BPSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。

下图3-3为BPSK 的相干原理图。

图3-3 BPSK的相干原理图图3-4 BPSK信号相干解调各点时间波形3.3 倒π现象及实现方法倒π现象：如果采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作基准的，因而在接收端也必须有这样一个固定基准相位作为参考。

如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会发生0变为π或π变为0，从而造成错误的恢复。

考虑到实际通信时参考基准相位的随机跳变时可能的，而且在通信过程中不易被发觉。

比如，由于某种突然的干扰，系统中的分频器可能发生状态的转移、锁相环路的稳定状态也可能发生转移。

这样，采用BPSK方式就会在接收端发生完全相反的恢复。

这种现象，常称为BPSK方式的到π现象。

2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。

即用前后两个码元之间相差来表示码元的值“0”和“1”。

例如，假设相差值“π”表示符号“1”，相差为“0”表示符号“0可以看出2DPSK的波形与BPSK的不同，他们的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位差才表示信息符号。

这说明，解调2DPSK信号是并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要前后码元的相对相位关系不破坏，则只要鉴别这个相差关系就可正确恢复数字信息，这就避免了BPSK中的倒π现象发生。

实现方法：绝对相移是利用载波的相位直接表示数字信号的相移方式。

二进制相移键控中，通常用相位0和π分别表示“0”或“1”。

就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对s(t)要求不同，因此BPSK信号可以看做是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。

而就键控法来说，用数字基带信号是s（t）控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。

BPSK信号属于DSB信号，它的解调，不能采用包络检测的方法，只能进行相干解调。

可见，BPSK信号实际上是以一个固定初相的未调载波为参考的，因此，解调时必须进行极性比较的过程，故常称为极性比较法解调。

由于BPSK信号实际上是以一个固定初相的未调载波为参考的，因此，解调时必须有与此同频同相的同步载波。