数字通信原理的系统毕业设计.doc
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数字通信原理的系统毕业设计,全文48页 16148字叙述详尽摘要美国mathworks公司于1967年推出的matlab软件是一个功能强大的科学计算和工程仿真软件。matlab语言采用与数学表达相同的形式，不需要传统的程序设计语言，因而不像其它高级语言（如basic、fortran和c）那样难以掌握。由于matlab的这...
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数字通信原理的系统毕业设
计全文48页 16148字 叙述详尽
摘 要
美国MathWorks公司于1967年推出的MATLAB软件是一个功能强大的科学计算和工程仿真软件。MATLAB语言采用与数学表达相同的形式，不需要传统的程序设计语言，因而不像其它高级语言（如Basic、Fortran和C）那样难以掌握。由于MATLAB的这些特性，它已成为科研工作和工程仿真中的高效助手。
本文首先总结了MATLAB/Simulink的特点，然后介绍了本课题的基础依据，包括数字通信、数字基带传输系统和数字频带传输系统。接着以文献综述的方式，介绍了基于Matlab的数字通信仿真的几种实现方式，并与可视化编程语言相比较，指出其局限性。随后，针对此问题，提出可应用图形用户界面（GUI），说明了其图形界面编程的基本思想和程序运行的流程，讨论不同界面的数据的相互传输问题，并对方案进行改进。在此基础上，通过实例介绍了建立系统仿真模型的方法。最后按照仿真过程基本步骤用MATLAB的仿真工具SIMULINK和GUI实现了数字信号频带传输系统正交幅度调制的仿真过程，对系统进行了分析。
目前，基于MATLAB的数字通信仿真系统设计还处于研究阶段，因此本课题的研究具有很强的实用性和指导意义。
关键词：数字通信 MATLAB Simulink 仿真
目 录
1 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 基本概念介绍 2
1.2.1 MATLAB 2
1.2.2 Simulink 3
1.2.3 通信仿真 4
2.设计的基础依据 5
2.1 数字通信 5
2.2 数字基带传输通信系统 5
2.3 数字频带传输通信系统 6
3 文献综述 6
3.1 Visual C++与MATLAB的联合编程 6
3.2 s-函数 7
3.3 Stateflow 8
3.4 用Simulink设计系统实现的模块，并设计图形用户界面 8
4 总体方案的确定 10
4.1系统开发环境 10
4.2 设计系统介绍 10
4.3 设计的优越性 12
5 理论分析及设计准备 14
5.1 设计原则 14
5.2 理论分析 14
5.3 设计前的准备 15
6 设计的实现（实例：QAM频带系统） 16
6.1 MATLAB/Simulink中的设计 16
6.1.1随机整数产生器（Random Integer Generator） 16
6.1.2频带正交幅度调制器（General QAM Modulator Passband） 18
6.1.3 加性高斯白噪声信道(AWGN Channel) 20
6.2 图形用户界面（GUI）的设计 22
6.3 程序的设计 23
6.3.1 打开Simulink的原理图 29
6.3.2 参数的传送 30
6.3.3 仿真结果的观看 31
7 结论 33
致谢 35
参考文献 36
英文摘要 37
附录 38
1 前言
1.1 研究背景
简单来说，所谓仿真就是用模型去模仿真实系统，也就是用物理的或抽象的系统来描述系统的某些行为特征。模型是仿真的基础，只有建立了正确的模型和数据，才能得到正确的仿真结果，仿真才有意义和价值。
仿真是衡量系统性能的工具，它通过仿真模型的仿真结果来推断原系统的性能，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，防止对系统中某些功能部件造成过量的负载，优化系统的整体性能。
仿真分为实物仿真和计算机仿真，而我们这里所说的仿真技术则是指计算机仿真技术，就是对实际上的或理论上的物理系统设计一个模型，用程序实现这一模型，并在计算机上运行这一模型，然后对仿真输出的结果进行分析。
从20世纪40年代开始，人们开始将计算机引入到仿真技术中。随着仿真理论的不断完善以及计算机技术的快速发展，仿真技术得到了快速的发展。现今，计算机上的各种仿真软件可以方便地帮助人们进行各种对实际情况的模拟，人们越来越习惯面对操作相对简易而成本又相对低廉的计算机仿真技术。计算机仿真计算作为数学仿真的延伸，正在不断地在科学研究的沃土中开花结果。
MATLAB就是大量的计算机仿真软件中的优秀代表，它在科学研究特别是电子信息科学中有着极为广泛的应用。
研究一个简单的系统不一定要用到仿真，如线性方程系统（可以直接求出显式解，通常称为解析模型）。然而，现实世界的绝大部分模型都不能求出显式解，这时一般可以通过仿真的办法来研究这个系统，称之为仿真模型。在以下情形中，仿真通常是必须的：
模型非常复杂，有很多变量和相互作用的组成部分，这时即使系统有显式解，这个解也非常复杂，难以直接进行研究，而通过仿真可以很方便地研究系统的输入输出关系。
所用变量相互之间有非线性的关系，根据自然科学家和数学家的观点，非线性系统的研究是很困难的，因为大部分这些问题都难以通过解析模型来认识，通常没有一组可解的方程组来预测系统的行为。研究非线性系统的唯一有效的一般方法是通过建立和运行仿真模型来模拟这一系统。
由于数字通信原理的系统中所有变量相互之间是非线性的关系，而且许多理论是基于较为繁琐的数字理论和数字推导，容易使学者感到乏味，为了让学者更易于接受该理论知识，数字通信原理的仿真系统愈发显得迫切和重要。该设计就是这样应运而生的，它可以让用户直观地看到数字通信系统（例如频带传输系统、基带传输系统）的仿真结果。
参 考 文 献
邓华.2003. MATLAB通信仿真及应用实例详解. 北京：人民邮电出版社.1－291
徐素妍，曹坤梅.2001.基于Matlab语言的现代通信仿真分析.计算机应用，21（8）：52－53
周少东，茚邦琴，庞晓东等.1999.基于MATLAB环境的通信系统模拟技术.电子器件，22（3）：171－176
简清华，杨高波.2001.基于Matlab Simulink的仿真方法研究.工业仪器与自动化装置，（4）：41－43
聂春燕.2001.MATLAB/SIMULINK在动态系统仿真中的应用.长春大学学报，11（1）：19－21
王艳芬，张申，李竞成.1998.矩阵实验室（MATLAB）在通信系统仿真中的应用.电讯技术，38（6）：16－20
钟麟，王峰.2004.MATLAB仿真技术与应用教程.北京：国防工业出版社.1－81
张葛祥，李娜.2003.MATLAB仿真技术与应用.北京：清华大学出版社.1－93
王兴亮.2003.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.1－218
计全文48页 16148字 叙述详尽
摘 要
美国MathWorks公司于1967年推出的MATLAB软件是一个功能强大的科学计算和工程仿真软件。MATLAB语言采用与数学表达相同的形式，不需要传统的程序设计语言，因而不像其它高级语言（如Basic、Fortran和C）那样难以掌握。由于MATLAB的这些特性，它已成为科研工作和工程仿真中的高效助手。
本文首先总结了MATLAB/Simulink的特点，然后介绍了本课题的基础依据，包括数字通信、数字基带传输系统和数字频带传输系统。接着以文献综述的方式，介绍了基于Matlab的数字通信仿真的几种实现方式，并与可视化编程语言相比较，指出其局限性。随后，针对此问题，提出可应用图形用户界面（GUI），说明了其图形界面编程的基本思想和程序运行的流程，讨论不同界面的数据的相互传输问题，并对方案进行改进。在此基础上，通过实例介绍了建立系统仿真模型的方法。最后按照仿真过程基本步骤用MATLAB的仿真工具SIMULINK和GUI实现了数字信号频带传输系统正交幅度调制的仿真过程，对系统进行了分析。
目前，基于MATLAB的数字通信仿真系统设计还处于研究阶段，因此本课题的研究具有很强的实用性和指导意义。
关键词：数字通信 MATLAB Simulink 仿真
目 录
1 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 基本概念介绍 2
1.2.1 MATLAB 2
1.2.2 Simulink 3
1.2.3 通信仿真 4
2.设计的基础依据 5
2.1 数字通信 5
2.2 数字基带传输通信系统 5
2.3 数字频带传输通信系统 6
3 文献综述 6
3.1 Visual C++与MATLAB的联合编程 6
3.2 s-函数 7
3.3 Stateflow 8
3.4 用Simulink设计系统实现的模块，并设计图形用户界面 8
4 总体方案的确定 10
4.1系统开发环境 10
4.2 设计系统介绍 10
4.3 设计的优越性 12
5 理论分析及设计准备 14
5.1 设计原则 14
5.2 理论分析 14
5.3 设计前的准备 15
6 设计的实现（实例：QAM频带系统） 16
6.1 MATLAB/Simulink中的设计 16
6.1.1随机整数产生器（Random Integer Generator） 16
6.1.2频带正交幅度调制器（General QAM Modulator Passband） 18
6.1.3 加性高斯白噪声信道(AWGN Channel) 20
6.2 图形用户界面（GUI）的设计 22
6.3 程序的设计 23
6.3.1 打开Simulink的原理图 29
6.3.2 参数的传送 30
6.3.3 仿真结果的观看 31
7 结论 33
致谢 35
参考文献 36
英文摘要 37
附录 38
1 前言
1.1 研究背景
简单来说，所谓仿真就是用模型去模仿真实系统，也就是用物理的或抽象的系统来描述系统的某些行为特征。模型是仿真的基础，只有建立了正确的模型和数据，才能得到正确的仿真结果，仿真才有意义和价值。
仿真是衡量系统性能的工具，它通过仿真模型的仿真结果来推断原系统的性能，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，防止对系统中某些功能部件造成过量的负载，优化系统的整体性能。
仿真分为实物仿真和计算机仿真，而我们这里所说的仿真技术则是指计算机仿真技术，就是对实际上的或理论上的物理系统设计一个模型，用程序实现这一模型，并在计算机上运行这一模型，然后对仿真输出的结果进行分析。
从20世纪40年代开始，人们开始将计算机引入到仿真技术中。随着仿真理论的不断完善以及计算机技术的快速发展，仿真技术得到了快速的发展。现今，计算机上的各种仿真软件可以方便地帮助人们进行各种对实际情况的模拟，人们越来越习惯面对操作相对简易而成本又相对低廉的计算机仿真技术。计算机仿真计算作为数学仿真的延伸，正在不断地在科学研究的沃土中开花结果。
MATLAB就是大量的计算机仿真软件中的优秀代表，它在科学研究特别是电子信息科学中有着极为广泛的应用。
研究一个简单的系统不一定要用到仿真，如线性方程系统（可以直接求出显式解，通常称为解析模型）。然而，现实世界的绝大部分模型都不能求出显式解，这时一般可以通过仿真的办法来研究这个系统，称之为仿真模型。在以下情形中，仿真通常是必须的：
模型非常复杂，有很多变量和相互作用的组成部分，这时即使系统有显式解，这个解也非常复杂，难以直接进行研究，而通过仿真可以很方便地研究系统的输入输出关系。
所用变量相互之间有非线性的关系，根据自然科学家和数学家的观点，非线性系统的研究是很困难的，因为大部分这些问题都难以通过解析模型来认识，通常没有一组可解的方程组来预测系统的行为。研究非线性系统的唯一有效的一般方法是通过建立和运行仿真模型来模拟这一系统。
由于数字通信原理的系统中所有变量相互之间是非线性的关系，而且许多理论是基于较为繁琐的数字理论和数字推导，容易使学者感到乏味，为了让学者更易于接受该理论知识，数字通信原理的仿真系统愈发显得迫切和重要。该设计就是这样应运而生的，它可以让用户直观地看到数字通信系统（例如频带传输系统、基带传输系统）的仿真结果。
参 考 文 献
邓华.2003. MATLAB通信仿真及应用实例详解. 北京：人民邮电出版社.1－291
徐素妍，曹坤梅.2001.基于Matlab语言的现代通信仿真分析.计算机应用，21（8）：52－53
周少东，茚邦琴，庞晓东等.1999.基于MATLAB环境的通信系统模拟技术.电子器件，22（3）：171－176
简清华，杨高波.2001.基于Matlab Simulink的仿真方法研究.工业仪器与自动化装置，（4）：41－43
聂春燕.2001.MATLAB/SIMULINK在动态系统仿真中的应用.长春大学学报，11（1）：19－21
王艳芬，张申，李竞成.1998.矩阵实验室（MATLAB）在通信系统仿真中的应用.电讯技术，38（6）：16－20
钟麟，王峰.2004.MATLAB仿真技术与应用教程.北京：国防工业出版社.1－81
张葛祥，李娜.2003.MATLAB仿真技术与应用.北京：清华大学出版社.1－93
王兴亮.2003.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.1－218
