本科毕业设计BPSK调制解调系统的仿真设计.doc

本科毕业设计(论文)BPSK调制解调系统的仿真设计 西安文理学院物理与机械电子工程学院本科毕业论文设计题 目 BPSK调制解调系统的仿真设计 专业班级 09级电子信息工程1班 学 号 08101090114 学生姓名 王 龙 指导教师 刘密歌 设计所在单位 西安文理学院 72013年 5 月西安文理学院本科毕业设计论文任务书题 目BPSK调制解调系统的仿真设计学生姓名王龙学 号08101090114专业班级1班指导教师刘密歌职 称副教授教 研 室电子信息工程毕业设计论文任务与要求本次毕业设计的任务要求利用MATLAB来实现二相移相键控 BPSK 信号的调制与解调的仿真具体要求如下1给出BPSK信号调制与解调的原理电路2利用MATLAB 的SIMULINK功能对BPSK调制与解调的原理电路进行仿真实现3给出不同的数字基带信号在调制与解调过程中的时域波形并将解调信号与原信号进行比较分析4按照毕业设计论文的书写规范撰写毕业论文毕业设计论文工作进程起止时间工作内容1-2周3-5周6-9周10-12周13周根据任务书收集资料完成开题报告熟悉BPSK信号调制与解调的工作原理及其软件实现的方法BPSK信号调制与解调的软件实现撰写论文答辩开始日期 com 完成日期 com 教研室主任签字 系主任签字 西安文理学院本科毕业设计论文开题报告题 目BPSK调制解调系统的仿真设计学生姓名王龙学 号08101090114专业名称电子信息工程指导教师刘密歌开题时间com班 级1班一选题目的和意义通信发展到今天以往的模拟通信系统中调频制的抗干扰能力优于调幅制而且设备也不太复杂因而移频键控在数字通信中首先获得应用后来出现的相对移相键控它的抗起伏干扰能力比移频键控强而占用的频带并不更宽在平均功率相同的条件下移相键控信号解调时判决错误的概率最小因而在起伏干扰严重且频带又比较紧张的信道中移相键控比移频键控更受欢迎因此它是一种比较优越的调制方式故其得到了广泛的应用通过本课程设计的展开我能够掌握通信原理中的数字信号的BPSK调制和解调并能用MATLAB中的SIMULINK功能对BPSK调制与解调的原理电路进行仿真实现进而对通信理论得以完整的学习认识二本课题在国内外的研究状况及发展趋势BPSK调制解调系统在无线电通信技术中占有十分重要的位置现代战场上的一些重要保护目标在现有中近程防护体系上研究近程防御体系而近程目标探测雷达是集搜索跟踪火控功能于一体主要关注近程高速探测目标雷达信号对目标参数的检测估计精度目标识别能力和抗干扰性能等都有着重要影响是近程目标探测雷达总体设计中的重要内容之一通过BPSK调制解调系统在雷达中发挥作用使其精确探测近程目标实施精确防御打击保护重要目标因此BPSK在其他领域运用也相当广泛在国内外的数字通信军事领域卫星通讯等都有BPSK调制解调系统的运用可以说未来在国际国内科技领域BPSK调制解调系统的应用会更加广泛三主要研究内容1 绘制BPSK信号调制与解调的原理电路图2 利用MATLAB 的SIMULINK功能对BPSK调制与解调的原理电路进行仿真实现3 给出不同的数字基带信号在调制与解调过程中的时域波形并将解调信号与原信号进行比较分析指导教师意见及建议 签字 年 月 日教研室审核意见 签字 年 月 日注此表前三项由学生填写后交指导教师签署意见经教研室审批后才能开题西安文理学院本科毕业设计论文中期检查表题 目BPSK调制解调系统的仿真设计学生姓名王龙学 号08101090114专业名称电子信息工程指导教师刘密歌检查时间2013-4-23班 级1班毕 业 设 计论文 进 展 情 况本人在2013年3月5日开题后开始着手准备在3月25日左右基本完成了对基础知识的学习熟悉了调制与解调的基本原理并确定了使用matlab中的SIMULINK组件作为仿真的软件3月25日至四月10日开始搜集资料查看相关文献着手原理框图的设计至四月下旬基本完成了对原理框图的设计选用软件版本为matlab70 目前已完成对matlab的软件的下载安装近期开始熟悉SIMULINK了解它的各个模块作用然后开始绘制仿真电路图进而实现仿真指 导 教 师 意 见 中期检查主要检查毕业设计进度主要检查以下内容a 学生是否清楚自己的工作内容和技术路线b 能否按进度完成设计任务c 能否与指导教师保持正常的师生指导关系签字 年 月 日教研室意见签字 年 月 日西安文理学院本科毕业设计论文指导教师评分表学生姓名王 龙学 号08101090114专 业电子信息工程班 级1班毕业设计论文题目BPSK调制解调系统的仿真设计设计论文起止时间2013年 01月 10日至 2013年 05月 24日 指导教师评语应从选题收集资料与运用论点论述依据结论论证方法写作规范以及日常表现等方面对论文进行评述建议成绩指导教师签名 年 月 日西安文理学院本科毕业设计论文评阅教师评分表学生姓名王 龙学 号08101090114专 业电子信息工程班 级1班毕业设计论文题目BPSK调制解调系统的仿真设计设计论文起止时间2013年 01月 10日至 2013年 05月 24日 评阅教师评语应从选题写作规范问题论证或说明效果等方面对论文进行评述建议成绩评阅教师签名 年 月 日西安文理学院本科毕业设计论文答辩记录学生姓名王 龙学 号08101090114专业名称电子信息工程答辩时间13年5月22日答辩地点C0410指导教师刘密歌题 目BPSK调制解调系统的方针设计答辩小组成 员姓 名职 称姓 名职 称刘密歌副教授王军琴讲师杨秋芬讲师卢一鑫助理实验师提问及回答情况记录 记录人签字 年 月 日答辩成绩答辩小组组长签名 年 月 日毕业论文成绩答辩委员会认定成绩毕业论文等级学院答辩委员会意见负责人签名 年 月 日注1毕业论文成绩 指导教师成绩40评阅教师成绩20答辩成绩402答辩委员会认定成绩是根据该生毕业设计期间的表现及该专业整体论文情况的综合评定成绩3论文等级分优秀90分良好8089分中等7079分及格6069分不及格 60分BPSK调制解调系统的仿真设计摘要在21世纪的现阶段数字通信系统是现代通信系统的主流在社会生活各个方面占据重要地位调制与解调是一个不可缺少的环节它大大提高了信号的传输性能和安全性BPSK作为数字通信系统中的一种简单基础的调制解调方法抗干扰能力强容易仿真实现在了解并掌握了BPSK调制与解调原理后我又学习了解了MATLAB软件中的SIMMULINK功能组件熟悉了各个模块库的作用并用它设计了仿真电路图用示波器观察调制与解调信号的波形在输入与输出前后差异以此波形差异来分析本系统的性能最后得出结论设计实践与理论是否相符合关键词 BPSK 调制 解调 SIMULINKTHE simulation of BPSK Modulation and Demodulation system design AbstractAt this stage in the 21st century digital communication system is the mainstream of the modern communication system it has an important role in social life each aspect Modulation and demodulation is an indispensable link it greatly improved the signal transmission performance and security BPSK as in digital communication system a simple basic demodulation method Anti-interference ability is strong easy to implement the simulation In understanding and mastering the BPSK modulation and demodulation principle I have learn SIMULINK function components in the MATLAB software familiar with the function of each module library and it designs the simulation diagram Modulation and demodulation signal waveform oscilloscope observation are used in difference before and after the input and output Finally come to the conclusion whether conform to design practice and theoryKey wordsBPSK Modulation Demodulation SIMULINK目录第一章 绪论111 选题的目的与意义112 BPSK的发展趋势113 本课题主要讨论问题114 本章小结2第二章BPSK的工作原理321 BPSK的调制322 BPSK的解调423 本章小结5第三章 SIMULINK软件的介绍631通信系统仿真的概念632 MATLAB软件介绍633 SIMULINK软件介绍6com SIMULINK优点及特点7com Simulink的启动8com Simulink模块库的介绍10com Simulink的菜单简介17com Simulink的模块参数与属性的设置19com真20com 本章小结20第四章 BPSK调制解调系统的仿真2141 BPSK调制与解调仿真模型图2142 BPSK调制与解调仿真模块介绍2143 BPSK调制与解调仿真的参数设置2344 BPSK调制与解调过程说明2644 BPSK调制与解调的仿真结果2745 BPSK调制与解调的仿真结果分析2846 本章小结28结束语29致谢30参考文献31附录32第一章 绪论11 选题的目的与意义通信发展到今天以往的模拟通信系统中调频制的抗干扰能力优于调幅制而且设备也不太复杂因而移频键控在数字通信中首先获得应用后来出现的相对移相键控它的抗起伏干扰能力比移频键控强而占用的频带并不更宽在平均功率相同的条件下移相键控信号解调时判决错误的概率最小因而在起伏干扰严重且频带又比较紧张的信道中移相键控比移频键控更受欢迎因此它是一种比较优越的调制方式故其得到了广泛的应用通过本课程设计的展开我能够掌握通信原理中的数字信号的BPSK调制和解调并能用MATLAB中的SIMULINK功能对BPSK调制与解调的原理电路进行仿真实现进而对通信理论得以完整的学习认识12 BPSK的发展趋势BPSK调制解调系统在无线电通信技术中占有十分重要的位置现代战场上的一些重要保护目标在现有中近程防护体系上研究近程防御体系而近程目标探测雷达是集搜索跟踪火控功能于一体主要关注近程高速探测目标雷达信号对目标参数的检测估计精度目标识别能力和抗干扰性能等都有着重要影响是近程目标探测雷达总体设计中的重要内容之一通过BPSK调制解调系统在雷达中发挥作用使其精确探测近程目标实施精确防御打击保护重要目标因此BPSK在其他领域运用也相当广泛在国内外的数字通信军事领域卫星通讯等都有BPSK调制解调系统的运用可以说未来在国际国内科技领域BPSK调制解调系统的应用会更加广泛13 本课题主要讨论问题本课题主要针对BPSK的调制和解调方案进行讨论设计并仿真在深刻理解BPSK通信系统的特性之后设计BPSK的调制和解调电路利用Simulink软件进行仿真给出不同的数字基带信号在调制与解调过程中的时域波形并将解调信号与原信号进行比较分析14 本章小结 通过本章让我们首先确定了本次设计的目的和意义了解了BPSK调制与解调原理在现代数字通信系统中的作用及发展方向以及本次论文设计所要涉及的问题和通过MATLAB中的SIMULINK功能仿真实现第二章BPSK的工作原理21 BPSK的调制 在二进制数字调制中当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时则产生二进制移相键控2PSK信号通常用已调信号载波的0度和180度分别表示二进制数字基带信号的1和0二进制移相键控信号的时域表达式为 式21其中与2ASK和2FSK时的不同在2PSK调制中应选择双极性即当发送概率为P当发送概率为1-P 若是脉宽为高度为1的矩形脉冲则有 当发送概率为P时 式22发送概率为1-P时 式23由式22和式23可以看出当发送二进制符号1时已调信号取0度相位当发送二进制符号为0时取180度相位则有其中发送符号1发送符号0这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字调制信号的调制方式称为二进制绝对移向方式下面为2PSK信号调制原理框图21所示图212PSK信号的调制原理图模拟调制方法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22 BPSK的解调2PSK信号的解调通常都采用相干解调解调器原理如图23所示在相干解调过程中需要用到和接收的2PSK信号同频同相的想干载波图23BPSK相干解调图24 BPSK解调各点时间波形在2PSK相干信号解调过程中当回复的相干载波产生180度倒相时解调出的数字基带信号与将发送的数字基带信号正好相反解调器输出数字基带信号全部错误这通常称为倒现象23 本章小结透过本章我们了解BPSK的调制与解调原理为接下来的仿真设计掌握好了理论方向为设计好仿真打下了基础第三章 SIMULINK软件的介绍31通信系统仿真的概念通信系统的性能通过仿真来表现通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程对通信系统的发展起着举足轻重的作用通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性有助于我们更好的研究通信系统性能32 MATLAB软件介绍美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室Matrix Laboratory缩写为Matlab这就是Matlab最早的雏形开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习从Matlab诞生开始由于其高度的集成性及应用的方便性在高校中受到了极大的欢迎由于它使用方便能非常快的实现科研人员的设想极大的节约了科研人员的时间受到了大多数科研人员的支持经过一代代人的努力目前已发展到了7X版本 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33 SIMULINK软件介绍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Sinks输出方式Sources输入源Linear线性环节Nonlinear非线性环节Connection连接与接口和Extra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采用Scope模块和其他的显示模块可以在仿真进行的同时就可立即观看到仿真结果若改变模块的参数并再次运行即可观察到相应的结果这适用于因果关系的问题研究仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理模型分析工具包括线性化和整理工具MATLAB的所有工具及Simulink本身的应用工具箱都包含这些工具由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真分析和修改模型但是Simulink不能脱离MATLAB而独立工作 com SIMULINK优点及特点Simulik具有以下优点及特点结构和流程清晰它外表以方块图形呈现采用分层结构既适于自下而上的设计流程又适于自下而上逆程设计仿真更为精细它提供的许多模块更接近实际为用户摆脱理想化假设的无奈开辟了途径模型内码更容易向DSPFPGA等硬件移植丰富的可扩充的预定义模块库交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图以设计功能的层次性来分割模型实现对复杂设计的管理通过Model Explorer 导航创建配置搜索模型中的任意信号参数属性生成模型代码提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成使用Embedded MATLAB 模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法 用定步长或变步长运行仿真根据仿真模式 NormalAcceleratorRapid Accelerator 来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果诊断设计的性能和异常行为可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化定制建模环境定义信号 参数和测试数据com Simulink的启动1启动Simulink通常有两种方法1在MATLAB命令窗口中直接输入Simulink命令2在MATLAB工具栏上单击Simulink按钮如图31所示图 31 启动方式这样就可打开了Simulink的Simulink Library Brower 库模块浏览器 如图32所示图32 Simulink库模块浏览器2新建模型窗口如图在菜单栏中执行FileNewModel命令就建立了一个名为untitled的模型窗口33所示在建立了空的模块窗口后用户可以在此窗口中创建自己需要的Simulink模型图33 新建的空白模块窗口com Simulink模块库的介绍在库模块浏览器中单击Simulink前面的号就能够看到Simulink的模块库如图32所示 1 连续模块库 Continuous 在连续模块 Continuous 库中包括了常见的连续模块这些模块如图34所示图 34 连续模块库1 积分模块 Integrator 功能对输入变量进行积分说明模块的输入可以是标量也可以是矢量输入信号的维数必须与输入信号保持一致2 微分模块 Derivative 功能通过计算差分u t近似计算输入变量的微分3 线性状态空间模块 State-Space 功能用于实现以下数学方程描述的系统4 传递函数模块 Transfer Fcn 功能用执行一个线性传递函数5 零极点传递函数模块 Zero-Pole 功能用于建立一个预先指定的零点极点并用延迟算子s表示的连续6存储器模块 Memory 功能保持输出前一步的输入值7传输延迟模块 Transport Delay 功能用于将输入端的信号延迟指定的时间后再传输给输出信号8可变传输延迟模块 Variable Transport Delay 功能用于将输入端的信号进行可变时间的延迟2离散模块库 Discrete 离散模块库 Discrete 主要用于建立离散采样的系统模型包括的主要模块如图35所示图 35 离散模块库 Discrete 1零阶保持器模块 Zero-Order-Hold 功能在一个步长内将输出的值保持在同一个值上2单位延迟模块 Unit Delay 功能将输入信号作单位延迟并且保持一个采样周期相当于时间算子z-1 3离散时间积分模块 Discrete Time Integrator 功能在构造完全离散的系统时代替连续积分的功能使用的积分方法有向前欧拉法向后欧拉法梯形法4离散状态空间模块 Discrete State Space 功能用于实现如下数学方程描述的系统5离散滤波器模块 Discrete Filter 功能用于实现无限脉冲响应 IIR 和有限脉冲响应 FIR 的数字滤波器6离散传递函数模块 Discrete Transfer Fcn 功能用于执行一个离散传递函数7离散零极点传递函数模块 Discrete Zero-Pole 功能用于建立一个预先指定的零点极点并用延迟算子z-1表示的离散系统8一阶保持器模块 First Order Hold 功能在一定时间间隔内保持一阶采样3函数与表格模块库 Function Table 函数与表格模块库 Function Table 主要实现各种一维二维或者更高维函数的查表另外用户还可以根据自己需要创建更复杂的函数该模块库包括多个主要模块如图36所示图36 函数与表格模块库 Function Table 1 一维查表模块 Look-Up Table 一维查表模块 Look-Up Table 实现对单路输入信号的查表和线性插值2二维查表模块 Look-Up Table 2-D 功能根据给定的二维平面网格上的高度值把输入的两个变量经过查表插值计算出模块的输出值并返回这个值说明对二维输入信号进行分段线性变换3自定义函数模块 Fcn 功能用于将输入信号进行指定的函数运算最后计算出模块的输出值说明输入的数学表达式应符合C语言编程规范与MATLAB中的表达式有所不同不能完成矩阵运算4MATLAB函数模块 MATLAB Fcn 功能对输入信号进行MATLAB函数及表达式的处理说明模块为单输入模块能够完成矩阵运算注意从运算速度角度Math function模块要比Fcn模块慢当需要提高速度时可以考虑采用Fcn 或者S函数模块5S-函数模块 S-Function 功能按照Simulink标准编写用户自己的Simulink函数它能够将MATLAB语句C语言等编写的函数放在Simulink模块中运行最后计算模块的输出值4数学模块库 Math 数学模块库 Math 包括多个数学运算模块如图37所示图 37 数学模块库 Math 1 求和模块 Sum 功能求和模块 Sum 用于对多路输入信号进行求和运算并输出结果2 乘法模块 Product 功能乘法模块 Product 用于实现对多路输入的乘积商矩阵乘法或者模块的转置等3 矢量的点乘模块 Dot Product 功能矢量的点乘模块 Dot Product 用于实现输入信号的点积运算4 增益模块 Gain 功能增益模块 Gain 的作用是把输入信号乘以一个指定的增益因子使输入产生增益5 常用数学函数模块 Math Function 功能用于执行多个通用数学函数其中包含exploglog10squaresqrtpowreciprocalhypotremmod等6 三角函数模块 Trigonometric Function 功能用于对输入信号进行三角函数运算共有10种三角函数供选择7 特殊数学模块 特殊数学模块中包括求最大最小值模块 Min 取绝对值模块 Abs 符号函数模块 Sign 取整数函数模块 Rounding Function 等8 数字逻辑函数模块 数字逻辑函数模块包括复合逻辑模块 Combinational Logic 逻辑运算符模块 Logical Operator 位逻辑运算符模块 Bitwise Logical Operator 等9 关系运算模块 Relational Operator 关系符号包括 等于 不等于 小于 小于等于 大于 大于等于 等10 复数运算模块 复数运算模块包括计算复数的模与幅角 Complex to Magnitude-Angle 由模和幅角计算复数 Magnitude-Angle to Complex 提取复数实部与虚部模块 Complex to Real and Image 由复数实部和虚部计算复数 Real and Image to Complex 5信号与系统模块库 signals Systems 信号与系统模块库 signals Systems 包括的主要模块如图38所示 图38信号与系统模块库 signals Systems 1 Bus 信号选择模块 Bus Selector 功能用于得到从Mux模块或其它模块引入的Bus信号2 混路器模块 Mux 功能把多路信号组成一个矢量信号或者Bus信号3分路器模块 Demux 功能把混路器组成的信号按照原来的构成方法分解成多路信号4 信号合成模块 Merge 功能把多路信号进行合成一个单一的信号5 接收传输信号模块 FromGoto 功能接收传输信号模块 FromGoto 常常配合使用 From模块用于从一个Goto模块中接收一个输入信号Goto模块用于把输入信号传递给From模块6初始值设定模块 IC 功能初始值设定模块 IC 用于设定与输出端口连接的模块的初始值6信号源模块库 Sources 信号源模块库 Sources 包括的主要模块如图39图39信号源模块库 Sources 1 示波器模块 Scope 功能显示在仿真过程中产生的输出信号用于在示波器中显示输入信号与仿真时间的关系曲线仿真时间为x轴2 二维信号显示模块 XY Graph 功能在MATLAB的图形窗口中显示一个二维信号图并将两路信号分别作为示波器坐标的x轴与y 轴同时把它们之间的关系图形显示出来3 显示模块 Display 功能按照一定的格式显示输入信号的值可供选择的输出格式包括shortlongshort_elong_ebank等4 输出到文件模块 To File 功能按照矩阵的形式把输入信号保存到一个指定的MAT文件第一行为仿真时间余下的行则是输入数据一个数据点是输入矢量的一个分量5 输出到工作空间模块 To Workspace 功能把信号保存到MATLAB的当前工作空间是另一种输出方式6 终止信号模块 Terminator 功能中断一个未连接的信号输出端口7 结束仿真模块 Stop simulation 功能停止仿真过程当输入为非零时停止系统仿真com Simulink的菜单简介当新建一个空白文档准备使用模块连接电路时会有如下图310的窗口而表311则是对窗口的菜单栏的说明图310 新建空白文档菜单名菜单项功能FileNewModel新建模型Model properties模型属性PreferencesSIMULINK界面的默认设置选项Print打印模型Close关闭当前Simulink窗口Exit MATLAB退出MATLAB系统EditCreate subsystem创建子系统Mask subsystem封装子系统Look under mask查看封装子系统的内部结构Update diagram更新模型框图的外观ViewGo to parent显示当前系统的父系统Model browser options模型浏览器设置Block data tips options鼠标位于模块上方时显示模块内部数据Library browser显示库浏览器Fit system to view自动选择最合适的显示比例Normal以正常比例 100 显示模型SimulationStartStopPauseContinueSimulation Parameters设置仿真参数Normal普通Simulink模型Accelerator产生加速Simulink模型FormatText alignment标注文字对齐工具Filp name翻转模块名ShowHide nameFilp block翻转模块Rotate Block旋转模块Library link display显示库链接ShowHide drop shadowSample time colors设置不同的采样时间序列的颜色Wide nonscalar lines粗线表示多信号构成的向量信号线Signal dimensions注明向量信号线的信号数Port data types标明端口数据的类型Storage class显示存储类型ToolsData explorer数据浏览器Simulink debuggerSimulink调试器Data class designer用户定义数据类型设计器Linear Analysis线性化分析工具 表 311 菜单栏的说明com Simulink的模块参数与属性的设置1方法在所建立的模型窗口中选中相应的模块单击右击鼠标在弹出的快捷菜单中单击Block parameters选项 如图312所示 即可打开该模块的参数设置对话框如图312所示右击鼠标在弹出的快捷菜单中单击Block Properties选项即可打开该模块的属性设置对话框如图312所示图313 模块的参数设置2 模块的连接 一般情况下每个模块都有一个或者多个输入口或者输出口输入口通常是模块的左边的 符号输出口是右边的 符号如图313a所示模块的连接方法把鼠标指针放到模块的输出口这时鼠标指针将变为十字形然后拖运鼠标至其它模块的输入口这时信号线就变成了带有方向箭头的线段此时说明这两个模块的连接成功否则需要重新进行连接如图313b所示图 313 模块的链接 a图 313 模块的链接 bcom真在运行仿真之前首先保存已设置和连接的模型然后就可以运行仿真点击菜单栏下方那个黑三角形图标就可以启动仿真com 本章小结 本章主要介绍了MATLAB中的SIMMULLINK组件如何启动SIMULINK以及SIMULINK所包含的模块库的介绍参数设置方法让我们对SIMULINK有了一个基本的认识第四章 BPSK调制解调系统的仿真41 BPSK调制与解调仿真模型图 根据BPSK的调制解调原理构建电路原理图然后运用SIMULINK构建仿真电路图如图41为BPSK的仿真电路图2 BPSK调制与解调仿真模块介绍1随机信号 图42 伯努利二进制信号发生器利用伯努利二进制信号发生器产生随机二进制信号锯齿波形2正弦载波图43正弦波信号用正弦波作为载波通过乘法器与调制后的波形相乘3输入常数图44输入常数器产生一个常数该常数可以是实数也可以是复数4乘法器图44 乘法器通过乘法器用于实现对多路输入的乘积商矩阵乘法或者模块的转置等5带通滤波器图45 带通滤波器带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备一个理想的带通滤波器应该有平稳的通带同时限制所有通带外频率的波通过6低通滤波器图46 低通滤波器低通滤波器是容许低于截至频率的信号通过 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置对于不同滤波器而言每个频率的信号的减弱程度不同7示波器图47示波器示波器用于显示在仿真过程中产生的输出信号用于在示波器中显示输入信号与仿真时间的关系曲线仿真时间为x轴43 BPSK调制与解调仿真的参数设置1 信号发生器的元件参数设置如图48所示 图48 伯努利信号发生器参数设置2 正弦信号参数设置如图49图49 正弦信号参数3 乘法器参数设置图410 乘法器参数设置4 带通滤波器参数设置如图411图411 带通滤波器参数设置5低通滤波器参数设置如图412图412 低通滤波器6示波器参数设置如图413图413 示波器参数设置44 BPSK调制与解调过程说明一调制过程1 通过信号发生器输入随机二进制码2 经过双极性转换器然后与正弦载波相乘完成调制过程如图414过程所示图414 调制过程二解调过程BPSK的解调采用相干解调法1调制后的波形经过带通滤波器2与正选载波相乘后经过低通滤波器3经过抽样判决器完成这一相干解调过程图415为整个解调过程图415 想干解调过程44 BPSK调制与解调的仿真结果用SIMULINK连接好仿真电路图则开始仿真如下图所示图416是BPSK调制部分的仿真结果图416 BPSK调制与解调仿真结果45 BPSK调制与解调的仿真结果分析如上图416 这是本次仿真的结果从图上我们可以看出第一行信号为输入随机二进制信号波形第二行为输入的正弦载波第三行波形为第一行经过双极性转换器后的双极性码第四行为经过调制后的波形第五行为经过带通滤波器的波形第六行是与正弦载波进行相乘后的波形第七行是经过低通滤波器的波形第八行是经过解调后的输出波形通过比较输入的原始随机信号和解调后的波形我们可以看出部分波形出现反相这就是BPSK的倒现象产生倒现象的主要原因是在2PSK相干信号解调过程中当回复的相干载波产生180度倒相时解调出的数字基带信号与将发送的数字基带信号正好相反解调器输出数字基带信号全部错误这通常称为倒现象总的说来验证了BPSK的调制与解调原理完成本次毕业设计46 本章小结本章主要完成了本次毕业设计的核心部分仿真通过上一章熟悉SIMULINK软件后画出仿真电路图完成仿真输出结束语本次课程设计历时五个月的制作终于圆满的画上了句号发现了自己存在的问题很多很多理论知识匮乏怪自己以前理论知识掌握不够到位也不能够将理论知识与实践紧密的结合起来缺乏实践经验本次课程设计最大的收获就是学会了使用MATLAB的SIMULINK功能进行仿真设计开发这在以后的工作学习中对我有很大的帮助刚开始我对BPSK调制解调原理的理论知识掌握得远远不够通过翻阅书籍资料了解了BPSK调制解调原理绘制了原理框图为接下来的设计铺垫好了理论的道路MATLAB这个软件了解的不多以前学习时没认真听讲一切从头学起先开始了解MATLAB软件的用户界面掌握了每个图标的功能又开始学习本次课程设计所要用到的MATLAB主要组件的SIMULINK功能用SIMULINK功能进行BPSK仿真电路图的设计各个模块参数的设置最后经过调试得到仿真结果通过本次课程设计让我收获了很多以前没有学到的知识和实践经验培养了我刻苦钻研的精神在以后的工作学习当中不论遇到什么困难告诫我耐心钻研功夫不负有心人总会有回报的致谢本次毕业论文设计是在刘密歌老师不辞辛苦的指导下完成的作为一名优秀的经验丰富的教师具有丰富的知识和经验在整个论文和论文写作过程中对我进行了耐心的指导和帮助提出严格要求引导我不断开阔思路为我答疑解惑鼓励我大胆创新使我在这一段宝贵的时光中既增长了知识开阔了视野锻炼了心态又培养了良好的实验习惯和科研精神在此我向我的指导老师表示最诚挚的谢意在论文即将完成之际我的心情久久无法平静从开始选题到顺利论文完成有不知多少多少可敬的师长同学朋友给了我无数的帮助在学校的学习生活即将结束回顾四年来的学习经历面对现在的收获我感到无限欣慰为此我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢1 樊昌信曹丽娜通信原理北京国防工业出版社200832102 张志涌 杨祖樱等MATLAB教程R2010a北京北京航空航天大学出版社20108 3 张肃文高频电子线路北京高等教育出版社20044634 王兴亮数字通信原理与技术第二版西安西安电子科技大学出版社20002105 邵玉斌MatlabSimlink通信系统建模与仿真实例分析清华大学出版社20086 常华袁刚com出版社20067 沈振元com西安电子科技大学出版社2004附录On Building BPSK Modulation and Demodulation by SoftwareBPSK is a kind of digital modulation mode Called binary phase shift keying BPSK use to transmit digital information carrier phase change the amplitude and frequency remains the sameDigital modulation demodulation can be divided into the following kinds1 The phase shift keying PSK with the plus or minus of the digital modulation signal control of carrier phase Starting when digital signal amplitude of the timing and carrier phase take 0 When the digital signal is negative the amplitude of the carrier when starting phase in PI Sometimes also on behalf of two or more symbols of the multiphase system of phase modulation is called phase shift keying Phase-shift keying anti-interference ability is strong but in the demodulation needs to have a correct reference phase namely the need of coherent demodulation2 Amplitude shift keying ASK with digital carrier modulation signal control on and off 0 as in binary not send carrier when sending 1 send the carrier Sometimes also called on behalf of more than o