基于MATLAB的QPSK通信系统仿真设计
摘要
随着移动通信技术的发展，以前在数字通信系统中采用FSK、ASK、PSK 等调制方式，逐渐被许多优秀的调制技术所替代。本文主要介绍了QPSK调制与解调的实现原理框图，用MATLAB软件中的SIMULINK仿真功能对QPSK调制与解调这一过程如何建立仿真模型，通过对仿真模型的运行，得到信号在QPSK 调制与解调过程中的信号时域变化图。通过该软件实现方式，可以大大提高设计的灵活性，节约设计时间，提高设计效率，从而缩小硬件电路设计的工作量，缩短开发周期。
关键词 QPSK，数字通信，调制，解调，SIMULINK
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Abstract
As mobile communications technology, and previously in the adoption of digital cellular system, ASK, FSK PSK modulation, etc. Gradually been many excellent mod ulation technology substitution, where four phase-shift keying QPSK technology is a wireless communications technology in a binary modulation method. This article prim arily describes QPSK modulation and demodulation of the implementation of the prin ciple of block diagrams, focuses on the MATLAB SIMULINK software emulation in on QPSK modulation and demodulation the process how to build a simulation model, through the operation of simulation model, I get signal in QPSK modulation and dem odulation adjustment process domain change figure. The software implementation, ca n dramatically improve the design flexibility, saving design time, increase efficiency, design to reduce the workload of hardware circuit design, and shorten the developmen t cycle.
Keywords QPSK, Digital Communication,modulation,demodulation,SIMULINK
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目录
摘要............................................................................................................................... I Abstract ......................................................................................................................... II 第1章绪论 (1)
1.1 选题的目的和意义 (1)
1.2 课题研究现状 (1)
1.3 本文主要研究工作 (2)
第 2 章数字通信技术简介 (3)
2.1 引言 (3)
2.2 概念及其基本组成部分 (3)
2.3 数字通信的特点 (5)
2.4 数字通信发展的回顾与展望 (5)
本章小结 (6)
第3 章数字相位调制 (7)
3.1 数字基带传输系统 (7)
3.2 正弦载波数字调制系统 (8)
3.3 QPSK概述 (9)
3.4 QPSK调制和解调 (10)
3.4.1调制 (10)
3.4.2解调 (10)
3.4.3QPSK的调制原理 (11)
3.4.4QPSK解调的工作原理 (13)
本章小结 (14)
第4章 QPSK调制与解调的软件实现 (15)
4.1 SIMULINK功能介绍 (15)
4.2 SIMULINK特点 (15)
4.3 QPSK调制与解调的软件设计 (16)
4.3.1QPSK调制与解调的软件实现 (16)
4.3.2QPSK调制解调过程主要组件的功能 (17)
4.4 QPSK调制解调仿真过程及其波形图 (19)
4.4.1QPSK调制过程及其波形图 (19)
4.4.2QPSK解调过程及其波形图 (29)
4.5 QPSK调制解调仿真过程正确性的验证 (34)
本章小结 (35)
结论 (36)
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致谢 (37)
参考文献 (38)
附录1 (39)
附录2 (41)
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第1章绪论
1.1 选题的目的和意义
随着经济危化的不断发展，人们对通信的要求也越来越高。本文主要研究“MATLAB的QPOSK通信系统仿真”利用MATLAB软件SUMLINK
仿真实现QPSK调制方式。QPSK调制系统目前正广泛地应用在无线通信领域，它具有较高的频谱利用率，较强的抗干扰性，在电路上实现也较为简单。使用SUMLINK对QPSK调制、解调进行模拟。具体解决了二进制信息在QPSK调制过程中的串-并变换，解调过程中对已调信号的滤波、抽样判决、并-串变换一系列问题。
通过利用MATLAB软件SUMLINK实现了QPSK通信系统的仿真，完成了QPSK通信系统的调制解调过程的仿真实现，使接收端能够准确地接收到来自发放的信息。QPSK调制方式在通信工程中的应用十分广泛，其误码率随信噪比的增加而减少并最终可能为零。在QPSK调制方式以后，还会出现进制更多的调制方式。而我们着重要解决的问题也从如何提高相位谱利用率转变为如何减少误差以及提高传送速率。阐述QPSK调制解调的实现过程，并运用软件实现手段对信号变换过程加以分析，希望有所收获。
1.2 课题研究现状
人类社会通信建立在信息交流的基础上，通信是推动人类社会文明进步与发展的巨大动力。近年来，移动通信已显著的技术特点和优越性能得以迅速发展，已经得到社会各界用户的广泛认同。随着这个通信行业向3G时代发展的同时基带调制技术也在飞速发展，目前应用的主流技术为
8PSK,16QAM和64QAM.但在建筑物较多、地形复杂的地区就必须用QPSK调制确保信噪比从而确保通信的准确性和有效性。QPSK调制全称Quadrature Phase Shift Keying意为正交相移键控，是一种数字调制方式。QPSK是一种频谱利用率高、抗干扰性强的数字调制方式，它被广泛用于各种通信系统中，适合卫星广播。目前已经广泛用于无线通信中，成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。随着数字技术的飞速发展与应用数字信号处理在通信系统中的应用越来越重要。数字信号传输系统分为基带传输系统和频带传输系统。频带传输系统也叫数字调制系统，该系统对基带信号进行调制，使其频谱搬移到适合信道传输的频带上数字调制信号有称为键控信
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号。在调制的过程中可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅，频率及相位进行调制。。在技术和工艺进步的基础上，数字通信中调制解调算法的实现已不再是一件可望不可及的事情。可以说，无论是通信系统的内在要求（即算法复杂性决定接收的质量），还是外在条件（技术和工艺）都在促使通信系统的调制解调向数字化发展。
1.3 本文主要研究工作
本文研究的主要内容是利用软件来实现QPSK的调制与解调。本次课题利用的软件是MATLAB软件SUMLINK仿真功能模块来进行对QPSK调制与解调过程的仿真。其主要内容包括：
1.研究QPSK的调制原理和解调原理；
2.分析QPSK的调制解调过程；
3.利用SUMULINK设计QPSK调制和解调仿真模型
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第 2 章数字通信技术简介
2.1 引言
数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号,也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
模拟信号数字化有多种方法,最基本的是脉码调制(PCM)、差值编码(DPCM)、自适应差值编码(ADPCM)以及各种类型的增量调制。
数字通信的早期历史是与电报的发展联系在一起的。1937 年,英国人A.H.里夫斯提出脉码调制(PCM),从而推动了模拟信号数字化的进程。 1946年,法国人E.M.德洛雷因发明增量调制。1950 年C.C.卡特勒提出差值编码。1947 年,美国贝尔实验室研制出供实验用的24 路电子管脉码调制装置,证实了实现PCM 的可行性。1953 年发明了不用编码管的反馈比较型编码器,扩大了输入信号的动态范围。1962 年,美国研制出晶体管24 路1.544兆比/秒脉码调制设备,并在市话网局间使用。
数字通信与模拟通信相比具有明显的优点。它抗干扰能力强,通信质量不受距离的影响,能适应各种通信业务的要求,便于采用大规模集成电路,便于实现保密通信和计算机管理。不足之处是占用的信道频带较宽。
20 世纪90 年代,数字通信向超高速大容量长距离方向发展,高效编码技术日益成熟,语声编码已走向实用化,新的数字化智能终端将进一步发展。
2.2 概念及其基本组成部分
数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号,也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
图2-1显示了一个数字通信系统的功能性框图和基本组成部分，信源输出的可以是模拟信号，如音频或视频信号，在数字通信中，由信源产生的信息变换成二进制数字序列。理论上，应当用尽可能少的二进制数字表示信源输出（消息）。换句话说，我们要寻求一种信源输出的有效表示方法，使
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其很少产生或不产生冗余。将模拟或数字信源的输出有效地变成二进制序列
的处理过程成为信源编码或信源码。
图2-1 数字通信系统基本组成部分
由信源编码器输出的二进制序列成为信息序列，它被传送到信道编码
器。信道编码器的目的是在二进制信息序列中以受控的方式引入一些冗余，
以便于在接收机中来克服信号在信道中传输所受的噪声和干扰的影响。因
此，所增加的冗余是用来提高接收数据的可靠性以及改善接收信号的逼真
度。事实上，信息序列中的冗余有助于接收机译出期望的信息序列。
信道编码器输出的二进制序列送至数字调制器，它是通信信道的接
口。因为在实际中遇到的几乎所有的通信信道都能够给传输电信号（波
形），所以数字调制的主要目的是将二进制信息序列映射成信号波形。
通信信道是用来将发送机的信号发送给接收机的物理媒质。在无线传
输中，信道可以是大气。另一方面，电话信道通常使用各种各样的物理媒
质，包括有线线路、光缆和无线等。无论用什么物理媒质来传输信息，其基
本特点是发送信号随机地受到各种可能机理的恶化。
在数字通信系统的接收端,数字解调器对受到信道恶化的发送波形进行
处理,并将该波形还原成一个数的序列,该序列表示发送数据符号的估计值。
这个数的序列被送至信道编码器,它根据信道编码器所用的关于码的知识及
接收数据所含的冗余度重构初始的信息序列。
解调器和译码器工作性能好坏的一个度量是译码序列忠发生差错的频
度。更准确地说,在译码器输出端的平均比特错误概率是解调器-译码器组合
性能的一个量度。
信道和输 入变换器 信源编 码器 信道编 码器 数字调 制器
输出 信号 输出变换器 换器 信源译 码器 信道译 码器 数字解 调器 信道
作为最后一步,需要模拟输出时,信源译码器从信道译码器接收其输出序列,并根据所采用的信源编码方法的有关知识重构由信源发出的原始信号。由于信道译码的差错以及信源编码器可能引入失真,在信源译码器输出端的信号只是原始信源输出的一个近似。在原始信号与重构信号之间的信号差或信号差的函数就是数字通信系统引入失真的一个量度。
2.3 数字通信的特点
与模拟系统相比,数字通信具有以下特点:
1 数字通信与模拟通信相比具有明显的优点。它抗干扰能力强,无噪声积累。通信质量不受距离的影响,能适应各种通信业务的要求,便于采用大规模集成电路,便于实现保密通信和计算机管理。不足之处是占用的信道频带较宽。
2 便于加密处理
3 采用时分复用实现多路通信
4 设备便于集成化、小型化
5 占用频带较宽
2.4 数字通信发展的回顾与展望
回望过去,最早的电通信形式,即电报,是一个数字通信系统。电报由S·博多莫尔斯(Samuel Morse)研制,并在1837 年进行了演示实验。莫尔斯设计出一种可变长度的二进制码,其中英文字母用点划线的序列表示。在这种码中,较频率发生的字母用码字表示,不常发生的字母用较长的码字表示。因此,莫尔斯码是可变长度信源编码方法的先驱。
虽然莫尔斯在研制第一个电的数字通信系统中起了重要的作用,但是现在我们所指的现代数字通信系统起源于奈奎斯特(Linguist,1924)的研究。奈奎斯特研究在给定带宽的电报信道上,无符号间干扰的最大信号传输速率。他用公式表达了一个电报系统的模型,鉴于奈奎斯特的研究工作,哈特利(Hart ley,1928)研究了当采用多幅度电平时在带限信道上能可靠地传输数据的问题。哈特莱假定接收机能可靠地估计接收信号幅度在某个准确度上,这个研究使得哈特莱得出了关于带限信道可靠通信最大数据速率的结论。在通信的发展中吗,另一个有重大意义的是维纳(Winner,1942)的研究,他研究了在加性噪声n(t)存在的情况下,根据对接收信号的观测来估计期望的信号波形s(t)的
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问题。这个问题出现在信号调制中。维纳得出一个线性滤波器,其输出是对期望信号s(t)最好的均方近似。这个滤波器成为最佳线性滤波器。
哈特莱和奈奎斯特的关于数字信息最大传输速率的研究成果是香农(Shannon,1948a,b)研究工作的先导,香农奠定了信息传输的数字基础,并导出了对数字通信系统的基本限制。香农在他的开拓性研究中采用了信息源和通信信道的概率模型,以统计术语将可靠的信息传输基本问题表示成公式。根据这些统计的公式表示,他对信源的信息含量采用了对数的量度。他也证明了发送机的功率限制、带宽限制和加性噪声的影响可以和信道联系起来,合并成一个单一的参数,成为信道容量。因此,香农建立了对信息通信的基本的限制,并开创了个新的领域,现在我们称之为信息论。
本章小结
本章介绍了数字通信发展的回望与展望。介绍解数字通信技术，初步了解数字通信系统基本组成部分和它的特点。对后续工作有初步的认知。
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第3 章 数字相位调制
3.1 数字基带传输系统
从消息传输的角度看，一个数字通信系统包括两个重要的变换，即消
息与数字基带信号之间的变换；数字基带信号与信道信号之间的变换。通
常，前一个变换由发收终端设备来完成，它把无论是离散的还是连续的消息
转换成数字的基带信号，而后一变换则由调制和解调器完成。
在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信
号直接进行传输。例如，在市内利用电传机直接进行电报通信，或者利用中
继方式在长距离上直接传输PCM 信号等。这种不用载波调制解调装置而直
接传送基带信号的系统，我们称它为基带传输系统，它的基本结构如下：
干扰
图3-1 基带传输系统
图3-1信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号，信道可以
是允许基带信号通过的媒质（例如能够通过从直流到高频的有线线路）；接
收滤波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器则是
在噪声背景下用来判定与再生基带信号。
与此对应，我们把包括了载波调制和解调过程的传输系统称为频带传
输系统，如图3-2所示：
干扰
基带脉冲 基带脉冲 输入 输出
图3-2 频带传输系统的基本结构
信道信号形成 信道 接收滤波器 抽样判决器 基带脉冲 输入 输出 调制器 信道 解调器
虽然在实际使用的数字通信系统中基带传输不如频带传输那样广泛，但是，对于基带传输系统的研究仍然是十分有意义的。第一，即使在频带传输制里也同样存在基带传输问题，也就是说，基带传输系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题；第二，随着数字通信技术的发展，基带传输这种方式也有迅速发展的趋势，目前，它不仅用于低速数据传输，而且还用于高速数据传输；第三，理论上也可以证明，任何一个采用线形调制的频带传输系统，总是可以由一个等效的基带传输系统所替代。
3.2 正弦载波数字调制系统
上面我们简单的提了一下数字基带传输系统。然而，实际通信中不少信道都不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即所谓正弦载波调制。下面，我们将以QPSK为主讨论以正弦波作为载波的数字调制系统。
从原理上来说，受调载波的波形可以是任意的，只要已调信号适合于信道传输就可以了。但实际上，在大多数数字通信系统中，都选择正弦信号作为载波。这是因为正弦信号形式简单，便于产生及接收。和模拟调制一样，数字调制也有调幅、调频和调相三种基本形式，并可以派生出多种其他形式。数字调制与模拟调制相比，其原理并没有什么区别。不过模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制在接收端则对载波信号的调制参量连续地进行估值；而数字调制都是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。
根据已调信号的频谱结构特点的不同，数字调制也可分为线形调制和非线形调制。在线形调制中，已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构相同，只不过频率位置搬移了；在非线形调制中，已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同，不是简单的频谱搬移，而是有其他新的频率成分出现。振幅键控属于线形调制，而移频键控常属于非线形调制。
我们主要讨论的是多进制的相位调制，因此，先来看看与二进制数字调制相比，它有哪些特点：
1.在相同的码元传输速率下，多进制系统的信息传输速率显然比制系统的高。四进制系统的信息速率是二进制系统的两倍；
2. 在相同的信息速率下，由于多进制码元传输速率比二进制的低，因而多进制信号码元的持续时间要比二进制的长。显然，增大码元宽度，就会增加码元的能量，并能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响。
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3.3 QPSK概述
QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称,意为正交相移键控，是一种数字调制方式。四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息,是四进制移相键控。QPSK是在M=4时的调相技术,它规定了四种载波相位,分别为 45°,135°,225°,315°,调制器输入的数据是二进制数字序列,为了能和四进制的载波相位配合起来,则需要把二进制数据变换为四进制数据,这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合,即00,01,10,11,其中每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成,它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2个信息比特,这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。在HFC网络架构中,从用户线缆调制解调器发往上行通道的数据采用QPSK方式调制 并用TDMA方式复用到上行通道。在有线电视系统中,卫星,大锅,输出的就是QPSK信号。在实际的调谐解调电路中,采用的是非相干载波解调。本振信号与发射端的载波信号存在频率偏差和相位抖动 因而解调出来的模拟I、Q基带信号是带有载波误差的信号。这样的模拟基带信号即使采用定时准确的时钟进行取样判决,得到的数字信号也不是原来发射端的调制信号,误差的积累将导致抽样判决后的误码率增大,因此数字QPSK解调电路要对载波误差进行补,减少非相干载波解调带来的影响。此外,ADC的取样时钟也不是从信号中提取的,当取样时钟与输入的数据不同步时,取样将不在最佳取样时刻进行所得到的取样值的统计信噪比就不是最高，误码率就高，因此，在电路中还需要恢复出一个与输入符号率同步的时钟，来校正固定取样带来的样点误差，并且准确的位定时信息可为数字解调后的信道纠错解码提供正确的时钟。校正办法是由定时恢复和载波恢复模块通过某种算法产生定时和载波误差，插值或抽取器在定时和载波误差信号的控制下，对A/D转换后的取样值进行抽取或插值滤波，得到信号在最佳取样点的值，不同芯片采用的算法不尽相同，例如可以采用据辅助法(DA)载波相位和定时相位联合估计的最大似然算法。
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3.4 QPSK 调制和解调
3.4.1调制
在无线电通信系统中，为实现电信号的传输，需要将待传送信号的频谱搬移到较高的频率范围，这种频谱的搬移称为信号的调制。
需要调制的原因有两方面。一方面，由电磁波辐射理论可知，只有当发射天线的尺寸等于信号波长的1/10或更大些，新号才能有效的通过天线发射出去；因为声音、图像等形成的电信号的频率很低，所以需要的天线尺寸应达到几十公里甚至几百公里，这显然是不可行的。另一方面，即使能把低频信号发射出去，也会造成各种低频信号的相互干扰，无法接受。
利用调制过程将每一个信号的频谱搬移到互不重叠的频率范围，使接受信号时，不致相互干扰。这个问题的解决使得在一个信道中可以传输多个信号，即实现了信道的“频分多路复用”。
调制，通常是由低频信号（又称调制信号）去控制一个高频振荡的振幅、频率或初相位等参数之中的任意一个来达到的，分别称为幅度调制、频率调制和相位调制；频率调制和相位调制又称角度调制。
图3-3所示为幅度调制（AM ）系统，其中为调制信号，亦即待传输或处理的信号；()t s =称为载波信号，()t f 为载波频率。因此，由此系统输出的响应()t y 为()()t t f t 0cos y ω=
()t t 0cos s ω=
()t f
()t y
图3-3 幅度调制系统 可见()t y 是一个幅度随()t f 变化的振荡信号，故称为调幅信号。
3.4.2解调
由已调制高频信号()t y 恢复原调制信号()t f 的过程称为解调。图3-4所示为调幅信号的解调系统，其中()t t 0cos s ω=称本地载波信号，它与原调幅
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的载波信号同频率同相位。可见该系统是把接收到的调幅信号经本地载波信号在调制，即
()()()()()()]2cos [2
1cos g 002t t f t f t t f t s t y t ωω+===
()t y ()t g ()t x
()t t 0cos s ω=
图3-4 调幅信号的解调系统 两端取傅立叶变换得 ()()()()]22[4
1F 21G 00ωωωωωω-+++=F F 由()ωG 的频谱可知，其中有原信号()t f 的全部信息()ωF ，此外还有附加的高频分量。当()t g 通过理想低通滤波器时，只要使滤波器幅度为2，截止频率()c ω满足
m c m ωωωω-≤≤02
由输出响应()()t f t =x 达到恢复调制信号()t f ，完成解调的目的。
3.4.3QPSK 的调制原理
在QPSK 调制中,QPSK 信号可以看作两个载波正交的2PSK 调制器构成。串/并变换器将输入的二进制序列分为速率减半的两个并行的双极性序列，然后分别对sinωt 和cosωt 调制，相加后得到QPSK 调制信号，其调制 过程如图3-5所示。
()ωj H
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输入 输出
图3-5 QPSK 相干调制框图 原理分析：
QPSK 与二进制PSK 一样，传输信号包含的信息都存在于相位中。的别的载波相位取四个等间隔值之一，如л/4, 3л/4,5л/4,和7л/4。相应的，可将发射信号定义为
2/cos[2(21)/4]
E t ft i ππ
+- 0≤t≤T Si （t ） ＝
0。， 其他
其中，i ＝1，2，2，4；E 为发射信号的每个符号的能量，T 为符号持续时间，载波频率f 等于NC/T ，NC 为固定整数。每一个可能的相位值对应于一个特定的二位组。例如，可用前述的一组相位值来表示格雷码的一组二位组：10，00，01，11。
下面介绍QPSK 信号的产生和检测。如果为典型的QPSK 发射机框
图。输入的二进制数据序列首先被不归零（NRZ ）电平编码转换器转换为极性形式，即负号1和0分别用b E 和－b E 表示。接着，该二进制波形被分接器分成两个分别由输入序列的奇数位偶数位组成的彼此独立的二进制波形，这两个二进制波形分别用a1（t ），和a2（t ）表示。容易注意到，在任何一信号时间间隔内a1（t ），和a2（t ）的幅度恰好分别等于Si1和 Si2，即由发送的二位组决定。这两个二进制波形a1（t ），和a2（t ）被用
来调制一对正交载波或者说正交基本函数：φ1（t ）＝2cos(2
)c f t T π，φ2载波产生 相乘电路
相加电路 移相
串/并变
换 相乘电路
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（t ）＝2sin(2)c f t T π。这样就得到一对二进制PSK 信号。φ1（t ）和φ2（t ）的正交性使这两个信号可以被独立地检测。最后，将这两个二进制
PSK 信号相加，从而得期望的QPSK 。
3.4.4QPSK 解调的工作原理
QPSK 信号是两个正交的2PSK 信号的合成,所以可仿照2PSK 信号的相平解调法,用两个正交的相干载波分别检测A 和B 两个分量,然后还原成串行二进制数字信号,即可完成。原理图如图3-6所示.
输入 输出
图3-6 QPSK 相干解调框图
原理分析：
QPSK 接收机由一对共输入地相关器组成。这两个相关器分别提供本地产生地相干参考信号φ1（t ）和φ2（t ）。相关器接收信号x （t ），相关器输出地x1和x2被用来与门限值0进行比较。如果x1>0,则判决同相信道地输出为符号1；如果x1<0 ,则判决同相信道的输出为符号0。；类似地。如果正交通道也是如此判决输出。最后同相信道和正交信道输出这两个二进制串/并变换 载波 提取 定时提取 并/串 变换 相乘 抽判 低通 抽判 低通 相乘
数据序列被复加器合并，重新得到原始的二进制序列。在AWGN信道中，判决结果具有最小的负号差错概率。
本章小结
本章主要介绍QPSK的调制和解调原理。第一节介绍了数字基带传输系统。第二节介绍了数字载波调制系统。第三节介绍了QPSK的概述。第四节介绍了QPSK的调制和解调，并详细介绍了QPSK调制解调原理。
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第4章 QPSK调制与解调的软件实现
4.1 SIMULINK功能介绍
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程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。
4.2 SIMULINK特点
1 丰富的可扩充的预定义模块库
2 交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图；
3 以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理；
4 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；
5 提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成；
6 使用Embedded MATLAB? 模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法；
7 使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式
(Normal,Accelerator,Rapid 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；
8 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；
9 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；
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10 模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误。
4.3 QPSK调制与解调的软件设计
4.3.1QPSK调制与解调的软件实现
本课题采用MATLAB自带的SIMULINK来设计QPSK调制与解调的仿真过程，仿真如图4-1所示。
图4-1 QPSK调制与解调simulink实现过程
如图4-1所示，上半部分是QPSK调制的过程，是将二进制伯努利随即信号调制成为QPSK信号，而下半部分是其解调过程，是将上半部分的QPSK已调信号进行解调。
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毕业设计用matlab仿真 篇一：【毕业论文】基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序) 基于matlab的人脸识别系统设计与仿真 第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。
如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人 类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，在不同的环境下拍摄所得到的人脸图像不同，有时更会有很大的差别，给识别带来很大难度。因此在各种干扰条件下实现人脸图像的识别，也就更具有挑战性。 国外对于人脸图像识别的研究较早，现己有实用系统面世，只是对于成像条件要求较苛刻，应用范围也就较窄，国内也有许多科研机构从事这方而的研究，并己取得许多成果。 1.2 人脸图像识别的应用前景 人脸图像识别除了具有重大的理论价值以及极富挑战
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 摘要 本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面。本文采用Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的基本知识。随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。信号与系统课程具有传统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。在教学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向一款优秀的计算机软件——MATLAB。通过它可用计算机仿真，阐述信号与系统理论与应用相联系的内容，以此激发学习兴趣，变被动接受为主动探知，从而提升学习效果，培养主动思维、学以致用的思维习惯。以MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运算，文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。运用MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式，形象生动的展现出来，从而使学生对所学
美术与设计学院毕业创作（设计）说明 类别《室内空间设计》 姓名： 学号： 作品名称： 专业/届别： 指导老师： 职称：
中文摘要 本次设计为149平的家具设计图，是表达业主一种的生活态度。现代简约家居设计，是年轻喜爱的简约而很有个性、功能性的一种设计风格，该方案所选用的设计风格为现代简约风格，就是通过对比度，和空间的明亮感给人一种温馨时尚的浪漫气息。 本次设计根据业主要求，以人为本不仅从居住的舒适性方面进行考虑，更考虑业主一天劳累奔波，通过颜色明亮让他回到家可以更快的缓解工作压力，忘却不悦越心情,符合业主的心里，摒弃一切复杂的装饰。 关键词：家居设计、现代简约风格、简约时尚 目录 摘要.................................................................................I 前言 (1) 第一章室内设计的概述 (2) 第二章设计风格与构思 (3) 设计风格 (3) 设计构思 (4) 第三章设计作品陈述 (5) 客厅设计 (5) 主卧室设计 (5) 书房设计 (6) 餐厅设计 (7)
第四章总结 (8) 参考文献 (9) 附录 (10) 致谢 (15) 绪论（前言） 在经济迅猛发展的今天，人们对居住空间的使用功能与审美功能提出了更新、更高的要求，人们可以根据自身喜好充分运用各种内饰与材料来创造个性化的室内空间。 如今消费者更多追求的是环保化、个性化、简洁化的设计风格。并且追求的是一种对当今文化内涵的诠释，一种个性的表现。人们对自己的生活环境需求在不断提高。渴望得到一种简洁大方，崇尚舒适的空间，以此来转换精神的空间。 本课题主要是通过对业主生活需求，从外型上，功能上，颜色布局和材料的选择配上合理设计，让业主业主不仅能感受到时尚现代简约而不简单的设计，又能让业主感受到家的温馨和港湾，让业主能回到家感受到宽敞明亮，忘却工作上的疲惫和都市的喧哗。 第一章室内设计概述 室内设计也称为室内环境设计，室内环境是与人们生活关系最为密切的环节。室内空间是根据空间的使用情况、所处的环境和相应的要求，运用科学的技术手段和设计方案，改造出功能合理、居住舒适、满足人们物质和精神需求的室内空间环境。这一空间环境具有利用价值，更能满足人们的功能要求，也反应了历史、建筑特色等因素。环境设计不仅给我们提供功能适宜空间，更重要的是提高了人们的生活
基于matlab的毕业论文题目参考 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。以下是基于matlab的毕业论文题目，供大家参考。 基于matlab的毕业论文题目一： 1、基于遗传算法的小麦收割机路径智能优化控制研究 2、零转弯半径割草机连续翻滚特性参数化预测模型 3、基于MATLAB的PCD铰刀加工硅铝合金切削力研究 4、基于状态反馈的四容水箱控制系统的MATLAB仿真研究 5、基于Matlab软件的先天性外耳道狭窄CT影像特点分析 6、Matlab仿真在船舶航向自动控制系统中的研究与仿真 7、基于MATLAB的暂态稳定措施可行性仿真与分析 8、基于MATLAB的某专用越野汽车动力性能分析 9、基于MATLAB的电力系统有源滤波器设计 10、基于MATLAB和ANSYS的弹簧助力封闭装置结构分析 11、基于Matlab的液力变矩器与发动机匹配计算与分析 12、运用MATLAB绘制接触网下锚安装曲线 13、基于MatlabGUI的实验平台快速搭建技术 14、基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价
15、测绘数据处理中MATLAB的优越性及应用 16、基于MATLAB柴油机供油凸轮型线设计 17、基于MATLAB语言的TRC加固受火后钢筋混凝土板的承载力分析方法 18、MATLAB辅助OptiSystem实现光学反馈环路的模拟 19、基于MATLABGUI的电梯关门阻止力分析系统设计 20、基于LabVIEW与MATLAB混合编程的手势识别系统 21、基于MATLAB的MZ04型机器人运动特性分析 22、MATLAB在煤矿巷道支护参数的网络设计及仿真分析 23、基于MATLAB的自由落体运动仿真 24、基于MATLAB的电动汽车预充电路仿真 25、基于Matlab的消弧模型仿真研究 26、基于MATLAB/GUI的图像语义自动标注系统 27、基于Matlab软件GUI的机械波模拟 28、基于Matlab的S曲线加减速控制算法研究 29、基于Matlab和Adams的超速机柔性轴系仿真 30、基于Matlab与STM32的电机控制代码自动生成 31、基于Matlab的相机内参和畸变参数优化方法 32、基于ADAMS和MATLAB的翻转机构联合仿真研究 33、基于MATLAB的数字图像增强软件平台设计 34、基于Matlab的旋转曲面的Gif动画制作 35、浅谈Matlab编程与微分几何简单算法的实现
PCB仿真设计毕业论文 【摘要】 随着微电子技术和计算机技术的不断发展，信号完整性分析的应用已经成为解决高速系统设计的唯一有效途径。借助功能强大的Cadence公司SpecctraQuest 仿真软件，利用IBIS模型，对高速信号线进行布局布线前信号完整性仿真分析是一种简单可行行的分析方法，可以发现信号完整性问题，根据仿真结果在信号完整性相关问题上做出优化的设计，从而缩短设计周期。 本文概要地介绍了信号完整性(SI)的相关问题，基于信号完整性分析的PCB 设计方法，传输线基本理论，详尽的阐述了影响信号完整性的两大重要因素—反射和串扰的相关理论并提出了减小反射和串扰得有效办法。讨论了基于SpecctraQucst的仿真模型的建立并对仿真结果进行了分析。研究结果表明在高速电路设计中采用基于信号完整性的仿真设计是可行的, 也是必要的。 【关键字】 高速PCB、信号完整性、传输线、反射、串扰、仿真
Abstract With the development of micro-electronics technology and computer technology，application of signal integrity analysis is the only way to solve high-speed system design. By dint of SpecctraQuest which is a powerful simulation software, it’s a simple and doable analytical method to make use of IBIS model to analyze signal integrity on high-speed signal lines before component placement and routing. This method can find out signal integrity problem and make optimization design on interrelated problem of signal integrity. Then the design period is shortened. In this paper，interrelated problem of signal integrity, PCB design based on signal integrity, transmission lines basal principle are introduced summarily．The interrelated problem of reflection and crosstalk which are the two important factors that influence signal integrity is expounded. It gives effective methods to reduce reflection and crosstalk. The establishment of emulational model based on SpecctraQucst is discussed and the result of simulation is analysed. The researchful fruit indicates it’s doable and necessary to adopt emulational design based on signal integrity in high-speed electrocircuit design. Key Words High-speed PCB、Signal integrity、Transmission lines、reflect、crosstalk、simulation
创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽 11042232 温 靖
班 级 学 号： 指 导 老 师：
二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言 ....................................................................................................................... 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成................................................................................................................ 4 2.2 信道编译码......................................................................................................................... 4 2.2.1 卷积码的原理 ......................................................................................................... 4 2.2.2 译码原理................................................................................................................. 5 2.3 调制与解调........................................................................................................................ 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 ................................................................................................... 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ....................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调................................................................................................... 7 2.4 信道..................................................................................................................................... 8 2.4.1 加性高斯白噪声信道 ............................................................................................. 8 2.4.2 瑞利信道................................................................................................................. 8 2.5 多径合并............................................................................................................................. 8 2.5.1 MRC 方式 ................................................................................................................ 8 2.5.2 EGC 方式................................................................................................................. 9 2.6 采样判决............................................................................................................................. 9 2.7 理论值与仿真结果的对比 ................................................................................................. 9
三、系统仿真分析 ..................................................................................................... 11
3.1 有信道编码和无信道编码的的性能比较 ....................................................................... 11 3.1.1 信道编码的仿真 .................................................................................................... 11 3.1.2 有信道编码和无信道编码的比较 ........................................................................ 12 3.2 BPSK 与 QPSK 调制方式对通信系统性能的比较 ........................................................ 13 3.2.1 调制过程的仿真 .................................................................................................... 13 3.2.2 不同调制方式的误码率分析 ................................................................................ 14 3.3 高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 ............................................................................... 15 3.3.1 信道加噪仿真 ........................................................................................................ 15 3.3.2 不同信道下的误码分析 ........................................................................................ 15 3.4 不同合并方式下的对比 ................................................................................................... 16 3.4.1 MRC 不同信噪比下的误码分析 .......................................................................... 16 3.4.2 EGC 不同信噪比下的误码分析 ........................................................................... 16 3.4.3 MRC、EGC 分别在 2 根、4 根天线下的对比 ................................................... 17 3.5 理论数据与仿真数据的区别 ........................................................................................... 17
四、设计小结 ............................................................................................................. 19 参考文献 ..................................................................................................................... 20
本次设计在设计中运用简洁的造型、明快的基调、和谐的陈设搭配,将人与家居环境融合起来,并体现现代家居生活的品质,以舒适作为室内装饰的出发点,舍弃复杂的造型和繁复的装饰,使总体空间大气、优雅而又整洁、宁静。 色彩在室内装饰中是另一个重要的元素,虽然色彩的存在离不开具体的物体,但它却具有比较形态、材质、大小更强的视觉感染力,视觉效果更直接,根据空间使用者的职业和年龄,以及空间的氛围需求选择不同的色彩,以此创造相应的室内空间个性。 在这个设计方案中现代简约风格在设计中得到了淋漓尽致的诠释。这种风格的家居没有花哨的装修,没有让人眼花缭乱的物件,摒弃了一切繁复的装饰。 关键词室内装饰简洁色彩 一、设计定位 本次设计的案例中没有浓烈的色彩,没有烦琐装饰的居室风格。人在其中,能获得一种解放,一种不被环境包围的释然。于是,人和家具便脱离了空间的概念和谐相处,这就是现代简约居室的魅力。 简约的居室一定不是花哨的,给人的感觉不是浓妆艳抹,而是宁静利索。简约的用色定义并不是只用单一种颜色,但是一般来讲,简约空间里的主题颜色不要超过两种,最好是一种,作为点缀的颜色面积一定要小,在整体设计中起到画龙点睛
的作用,但最好不要“喧宾夺主”。 家装提倡天然的装饰材料,没有艳丽的色彩,没有过多的修饰,整体设计横平竖直,还原材料的本体。天然石材如大理石、花岗岩等,天然木材,这些材料来源于自然,拉近了人和材料、人和自然的距离,给人一种亲切感,整体极简现代。 以自然为本、力求简洁是本案的设计定位。 二、设计过程及分析 根据以上原则,方案初步在设计初期的展开过程中,首先对原始图框进行深入的分析,划分所需的功能区域,整体地对平面设计功能做出一个结构功能划分图。 1.客厅 由此确定了整个起居室的大致功能的布置,根据人的视觉及风水学的要求,摆放家具,并留出宽阔的位子方便人的流动。 此次设计的客厅简洁大方,大气中也能透着家庭的温馨,米黄色的背景搭配黑色胡桃木的装饰体现了主人多元化的审美观。以简约为主的装饰。直接体现家庭成员利落的生活态度。仅有的一件装饰品便是墙上的装饰画,它的应用充分反映出主人的喜好和品位,并将客厅的色彩和比例元素纳入其中,整体关系协调,使客厅的气氛得到了升华。规划出一个全家人都喜欢的居家风格,让客厅成为全家人最喜欢的聚会场所,因此客厅的装饰变的尤为重要。
语音信号处理系统设计 摘要：语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科。语音信号处理的目的是得到某些参数以便高效传输或存储,或者是用于某种应用，如人工合成出语音、辨识出讲话者、识别出讲话内容、进行语音增强等。本文简要介绍了语音信号采集与分析以及语音信号的特征、采集与分析方法，并在采集语音信号后，在MATLAB 软件平台上进行频谱分析,并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。利用MATLAB来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量，再将该向量看作一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析，再依据实际情况对它进行滤波，然后我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放，以便在听觉上来感受声音的变化。 关键词：Matlab，语音信号，傅里叶变换，滤波器 1课程设计的目的和意义 本设计课题主要研究语音信号初步分析的软件实现方法、滤波器的设计及应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： 1.1．了解Matlab软件的特点和使用方法。 1.2．掌握利用Matlab分析信号和系统的时域、频域特性的方法； 1.3．掌握数字滤波器的设计方法及应用。 1.4．了解语音信号的特性及分析方法。 1.5．通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 2 设计任务及技术指标 设计一个简单的语音信号分析系统，实现对语音信号时域波形显示、进行频谱分析，
利用滤波器滤除噪声、对语音信号的参数进行提取分析等功能。采用Matlab设计语言信号分析相关程序，并且利用GUI设计图形用户界面。具体任务是： 2.1．采集语音信号。 2.2．对原始语音信号加入干扰噪声，对原始语音信号及带噪语音信号进行时频域分析。 2.3．针对语音信号频谱及噪声频率，设计合适的数字滤波器滤除噪声。 2.4．对噪声滤除前后的语音进行时频域分析。 2.5.对语音信号进行重采样，回放并与原始信号进行比较。 2.6．对语音信号部分时域参数进行提取。 2.7．设计图形用户界面（包含以上功能）。 3 设计方案论证 3.1语音信号的采集 使用电脑的声卡设备采集一段语音信号，并将其保存在电脑中。 3.2语音信号的处理 语音信号的处理主要包括信号的提取播放、信号的重采样、信号加入噪声、信号的傅里叶变换和滤波等，以及GUI图形用户界面设计。 Ⅰ.语音信号的时域分析 语音信号是一种非平稳的时变信号，它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法，其中时域分析是最简单的方法。 Ⅱ.语音信号的频域分析 信号的傅立叶表示在信号的分析与处理中起着重要的作用。因为对于线性系统来说，可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应，所以傅立叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。另外，傅立叶表示使信号的某些特性变得更明显，因此，它能更
中文摘要 随着国民经济的的快速发展和人民生活水平的不断提高，城市生活节奏的加快，在住房状况不断改善的同时，人们对室内装潢的要求也越来越高，各种装潢材料层出不穷令人眼花缭乱，现代人生活越来越追求时尚、舒适、环保和健康，而流行中的简约主义更体现出人们个性化的一面。本文简要的阐述和分析了三室一厅现代室内设计的新宠“简约主义风格”。 现代简约风格，简洁和实用是其基本特点，也是其基本理念。简约风格已经大行其道几年了，仍旧保持较猛的势头，这是因为人们装修时在经济、实用的同时，体现了一定的文化品味。而简约风格不仅注重居室的实用性，而且还体现出了工业化社会生活的精致与个性，符合现代人的生活品位。 关键词：现代时尚，简洁，实用 目录 中文摘要 (1) 引言 (3) 一.课题研究的主要内容 (4) 二. 课题风格的含义 (5) 三. 课题研究的意义和目的 (5) 四. 设计方案实现 (6) 五. 设计原理 (7) 六. 设计过程 (8) 结束语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (11) 引言 有人说设计就是纯粹的艺术，张扬个性，我认为这是不全面的。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，在住房状况不断改善的同时，人们对室内装潢的要求也越来越高，各种装潢材料层出不穷令人眼花缭乱，但是如果采用不适当的装潢材料和家庭用品甚至各种电器，就很可能造成室内环境污染。 所以设计，是解决生活、行为问题。 我其实很反对室内设计做得中看不中用，我觉得不该刻意去搞什么概念，因为那不是真正地在反映我们的生活状态，离生活其实太远太远，仅仅是用来展示的。然而其实设计就像我的导师经常说的那样，就是要解决我们的生活问题，或者是行为问题，这才叫设计。
前言 电力系统中的各种设备，由于内部绝缘的老化、损坏或遇有操作人员的无操作，或由于雷电、外力破坏等影响，可能发生故障和不正常运行情况。电力系统继电保护的任务就是自动、迅速、有选择性的将系统中的故障切除，或者发出各种信号。 电力系统对继电保护设备的技术指标和产品质量的要求已越来越高，各种科研单位和制造厂商在科研上的投入也越来越多。现有的继电保护设备存在调试方法效率低，调试过程复杂，认为因素影响大，调试生产在同一场地完成设备，这造成了继电保护设备难于批量生产、调试。电力系统是一个系统工程，其自动化产品需经组屏使用，对整屏仅仅采用人工对线是不够的，为了提高整屏质量，要求所有整屏在出厂前完成在运行环境下的各种实验，相对于原来的调试方式，投资少，体积小，接线方式更改方便，并能方便操作的实用化仿真系统显得非常重要，为此目的而使用继电保护仿真技术组成的系统称谓继电保护仿真测试系统。 继电保护随着电路系统的发展孕育而生，随着科技的发展，保护装置从最初的熔断器发展到晶体管继电保护装置，再到日前广泛应用的微机保护，新技术的应用在其中起到了积极的作用。而目前电力系统的整定计算，多数设计及校验人员仍然完全靠手工计算及整定并手工绘制TCC曲线，工作耗时较长，效率较低。ETAP软件]1[的继电保护配合模块是国际主流的继电保护配合仿真软件，该模块可有效应用于继电保护整定计算，方便校验，并且可以对任意支路生成时间电流曲线（TCC曲线），可以仿真任意点故障时继电器的动作顺序和动作时间。 本文利用ETAP软件对电力系统的继电保护设备配合进行仿真，首先利用ETAP进行建模，然后利用ETAP实现电力系统输电线路的故障仿真，进行短路计算，获取继电保护整定所需要的数据，然后选取合适的保护方案，最后利用ETAP 软件进行继电保护仿真，校验方案的可行性。 1
毕业设计论文 基于MATLAB的PID控制器设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
摘要 随着科学技术的发展，计算机仿真技术呈现出越来越强大的活力，它大大节省了人力、物力和时间成本，在当今教学、科研、生产等各个领域发挥着巨大的作用。使用MATLAB和SIMULINK作为辅助教学软件，一方面可以摆脱繁杂的大规模计算；另一方面还可以使学生有机会自己动手构建模型，所花费的代价要远小于实际建模。Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。 本文主要探究数字频带通信系统的各种传输方式的优良特性，分别为ASK、FSK、PSK、QPSK几种基本但是非常重要的方式，并通过使用MATLAB中SIMULINK功能对各种方式进行仿真，展示数字通信系统的工作过程，最后通过数字信号的分析可以得出各种数字通信方式的误码率，并且分析得出QPSK为最佳的传输方式。主要由于QPSK信号的相位是四个正交的点，这样相对别的方式拥有最好的欧氏距离，也就是说抗干扰能力最强，而且QPSK信号产生非常简单，所以QPSK在日常数字传输中得到广泛应用。 关键字:数字通信系统,Matlab,ASK,FSK,PSK,仿真.
Abstract With the development of science and technology, computer simulation technology becomes more and more powerful vitality, it saves the manpower, material resources and time , it plays an important role in the teaching, scientific research, production and other fields. MATLAB with its powerful function in simulation software in many science and engineering talent showing itself, it becomes the most popular international computing software tools. MATLAB not only has strong function and easy operation, the user can concentrates on the research questions, and it doesn't need to spend too much time on programming. MATLAB and SIMULINK are used as the auxiliary teaching software, one can get rid of the large-scale complicated computation; on the other hand, also can make the students have the opportunity to do-it-yourself model construction, the cost to be far less than the actual modeling. Simulink is Mathworks's famous Simulink simulation environment based on Matlab platform as a professional and functional simulation tool with powerful and simple operation, it has been favored by more and more engineering and technical personnel, it builds the modeling method building is simple and intuitive, and has been in various fields has been widely applied. The excellent properties of various transmission methods this paper mainly research on digital band communication system, respectively ASK, FSK, PSK, QPSK several basic but very important, and by using the SIMULINK function in MATLAB of various simulation, to show the reader the work process of digital communication system, finally, through the analysis of digital signal can be obtained. Rate of various digital communication mode, and analysis of the transmission mode of QPSK the best. Mainly due to the phase of the QPSK signal is four orthogonal, so relative to other ways to have the best Euclidean distance, that is to say the anti-interference ability is the strongest, and the QPSK signal generation is very simple, so
一、课程设计内容 此次课程设计的主要内容是 2ASK调制信号仿真。 二、设计原理及步骤: （一）设计原理 2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。根据幅度调制的原理，2ASK 信号可表示为0e(t)=s(t)cosw(t) c，式中w c为载波角频率，h(t)=cos w c(t)为载波信号，二进制基带信号s(t)为随机的单极性NRZ 矩形脉冲序列。 S(t)的功率谱密度为 2 11 ()()() 44 s b b P f T Sa fT f π =+?。2ASK 信号的功率谱密度是基带信号功率谱密度() s P f的线性搬移，2ASK 信号的功率谱密度为 1 ()[(+f)()] 4 e s c s c P f P f P f f =+- 。 （二）仿真步骤 1、函数文件 （1）函数FFT_SHIFT function [f,sf]=FFT_SHIFT(t,st) dt=t(2)-t(1); T=t(end); df=1/T;
N=length(t); f=[-N/2:N/2-1]*df; sf=fft(st); sf=T/N*fftshift(sf); （2）函数INSERT0 function [out]=INSERT0(d,M) N=length(d); out=zeros(1,M*N); for i=0:N-1; out(i*M+1)=d(i+1); end 2、主程序代码 fc=2; %载波频率2Hz N_sample=10; N=200; %码元数 Ts=1; %1Band/s dt=Ts/fc/N_sample; %波形采样间隔t=0:dt:N*Ts-dt; Lt=length(t); T=t(end); %产生二进制信源 d=sign(randn(1,N));
1 绪论 1.1课题研究背景及目的 1.1.1 研究背景 直流调速系统的主要优点在于调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能。在相当长时期内，高性能的调速系统几乎都是直流调速系统。尽管如此，直流调速系统却解决不了直流电动机本身的换向和在恶劣环境下的不适应问题，同时制造大容量、高转速及高电压直流电动机也十分困难，这就限制了直流拖动系统的进一步发展。 交流电动机自1985年出现后，由于没有理想的调速方案，因而长期用于恒速拖动领域。20世纪70年代后，国际上解决了交流电动机调速方案中的关键问题，使得交流调速系统得到了迅速的发展，现在交流调速系统已逐步取代大部分直流调速系统。目前，交流调速已具备了宽调速范围、高稳态精度、快动态响应、高工作效率以及可以四象限运行等优异特性，其稳、动态特性均可以与直流调速系统相媲美。 与直流调速系统相比，交流调速系统具有以下特点： （1）容量大； （2）转速高且耐高压； （3）交流电动机的体积、重量、价格比同等容量的直流电动机小，且结构简单、经济可靠、惯性小； （4）交流电动机环境使用性强，坚固耐用，可以在十分恶劣的环境下使用； （5）高性能、高精度的新型交流拖动系统已达同直流拖动系统一样的性能指标； （6）交流调速系统能显著的节能； 从各方面看，交流调速系统最终将取代直流调速系统。 1.1.1研究目的 本课题主要运用MATLAB-SIMULINK软件中的交流电机库对交流电动机调速系统进行仿真，由仿真结果图直接认识交流系统的机械特性。本文重点对三相交流调压调速系统进行仿真研究，认识PID调节器参数的改变对系统性能的影响，认识该系统动态及静态性能的优劣及适用环境。 1.2 文献综述