Simulink通信系统建模与仿真教学设计

课程设计(论文)任务书信息工程学院信息工程专业信息（2）班一、一、课程设计(论文)题目基于Simulink的数字通信系统的仿真设计二、课程设计(论文)工作自2014年6 月23日起至2014年7月 4日止。

三、课程设计(论文) 地点: 4-403，4-404，图书馆四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理；（2）培养学生掌握电路设计的基本思路和方法；（3）能提高学生对所学理论知识的理解能力；（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。

2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）学习SystemView或MATLAB/Simulink仿真软件；（2）对需要仿真的通信系统各功能模块的工作原理进行分析；（3）提出系统的设计方案，选用合适的模块；（4）对所设计系统进行仿真；（5）并对仿真结果进行分析。

2）创新要求：在基本要求达到后，可进行创新设计，完善系统的性能。

3）课程设计论文编写要求（1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成4）评分标准：（1）完成原理分析：（20分）（2）系统方案选择：（30分）（3）仿真结果分析：（30分）（4）论文写作：（20分）5）参考文献：（1）孙屹.《SystemView通信仿真开发手册》国防工业出版社（2）李东生.《SystemView系统设计及仿真入门与应用》电子工业出版社（3）赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》北京航空航天大学出版社(4 ) 陈萍.《现代通信实验系统的计算机仿真》国防工业出版社（5）刘学勇.《详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真》电子工业出版社6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料 2 图书馆熟悉软件与系统仿真 6 4-403，4-404撰写论文 2 4-403，4-404学生签名：2014年6月23日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）系统方案选择（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）仿真结果分析（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）论文写作（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）评阅人：职称：讲师2014年7月4日目录绪论 (1)第1章二进制数字调制解调系统 (2)1.1 数字通信系统 (2)1.1.1 数字通信系统的优点 (2)1.1.2 数字通信系统的缺点 (3)1.2 二进制数字调制解调 (3)第2章 Simulink软件介绍 (4)2.1 Simulink软件简介 (4)2.2 Simulink仿真步骤 (4)2.3 Simulink的模块库 (4)第3章 2ASK仿真系统的设计 (6)3.1 二进制振幅键控（2ASK）系统的调制与解调原理 (6)3.2 2ASK的调制解调仿真设计 (7)3.3 4ASK的仿真结果和分析 (7)3.3.1 参数设置与分析 (7)3.3.2 仿真结果图 (8)第4章 2FSK仿真系统的设计 (9)4.1 二进制移频键控（2FSK）的调制与解调原理 (9)4.1.1 2FSK调制............................................... 错误!未定义书签。

基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名：XX完成时间：XX年XX月XX日一、实验原理（调制、解调的原理框图及说明）AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。

AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。

AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。

AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。

AM相干解调原理框图如下。

相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。

如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。

AM包络检波解调原理框图如下。

AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。

包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。

DSB调制在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号（DSB）。

DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调，其原理框图与AM信号相干解调时完全相同，如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。

滤波法SSB调制原理框图如下所示。

图中的为单边带滤波器。

产生SSB信号最直观方法的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。

产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。

滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。

图中，为希尔伯特滤波器，它实质上是一个宽带相移网络，对中的任意频率分量均相移。

相移法SSB调制时域表达式如下。

式中，“－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号；表示把的所有频率成分均相移，称是的希尔伯特变换。

SSB解调SSB只能进行相干解调。

基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名：XX完成时间：XX年XX月XX日一、实验原理（调制、解调的原理框图及说明）AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。

AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。

AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。

AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。

AM相干解调原理框图如下。

相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。

如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。

AM包络检波解调原理框图如下。

AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。

包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。

DSB调制在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号（DSB）。

DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调，其原理框图与AM信号相干解调时完全相同，如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。

滤波法SSB调制原理框图如下所示。

图中的为单边带滤波器。

产生SSB信号最直观方法的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。

产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。

滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。

图中，为希尔伯特滤波器，它实质上是一个宽带相移网络，对中的任意频率分量均相移。

相移法SSB调制时域表达式如下。

式中，“－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号；表示把的所有频率成分均相移，称是的希尔伯特变换。

SSB解调SSB只能进行相干解调。

基于Simulink的通信系统建模与仿真——模拟通信系统姓名：XX完成时间：XX年XX月XX日一、实验原理（调制、解调的原理框图及说明）AM调制AM调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。

AM调制原理框图如下AM信号的时域和频域的表达式分别为式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。

AM解调AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。

AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。

AM相干解调原理框图如下。

相干解调的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。

如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原始信号的恢复。

AM包络检波解调原理框图如下。

AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号。

包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。

DSB调制在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号（DSB）。

DSB调制原理框图如下DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为DSB解调DSB只能进行相干解调，其原理框图与AM信号相干解调时完全相同，如图SSB调制SSB调制分为滤波法和相移法。

滤波法SSB调制原理框图如下所示。

图中的为单边带滤波器。

产生SSB信号最直观方法的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。

产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。

滤波法SSB调制的频域表达式相移法SSB调制的原理框图如下。

图中，为希尔伯特滤波器，它实质上是一个宽带相移网络，对中的任意频率分量均相移。

相移法SSB调制时域表达式如下。

式中，“－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号；表示把的所有频率成分均相移，称是的希尔伯特变换。

SSB解调SSB只能进行相干解调。

通信系统建模与仿真课程设计2008 级通信工程专业0813073 班级题目基于SIMULINK的2DPSK频带传输系统的仿真姓名邢玉磊学号081307331 指导教师胡娟、闫利超2011年6月1日目录一、任务书 (1)二、二进制差分相移键控（2DPSK）的理论分析.. 12.1、调制原理 (1)2.2、解调原理 (2)三、DPSK频带系统设计方案 (3)四、SIMULINK下2DPSK系统的设计 (3)五、仿真结果分析 (7)六、遇到的问题及解决的方法 (12)七、结束语 (13)八、指导教师评语 (13)一、任务书试建立一个2DPSK频带传输模型，产生一段随机的二进制非归零码的基带信号，对其进行2DPSK调制后再送入加性高斯白噪声（AWGN）信道传输，在接收端对其进行2DPSK解调以恢复原信号，观察还原是否成功，改变AWGN 信道的信噪比，计算传输前后的误码率，绘制信噪比-误码率曲线，并与理论曲线进行比较说明。

另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。

二、二进制差分相移键控（2DPSK）的理论分析2PSK信号中，相位变化是以未调载波的相位作为参考基准的。

由于载波恢复中相位有0、π模糊性，导致解调过程中出现“反相工作”现象，恢复出的数字信号“1”和“0”的位置倒置，从而使2PSK难以实际应用。

为了克服此缺点，提出了二进制差分相移键控（2DPSK）方式。

2.1、调制原理2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称为相对相移键控。

假设用ϕ表示本码元与前一码元的载波相位差，可以规定一种对应关系：ϕ=0 表示数字信息0ϕ=π表示数字信息1则可以将一组二进制数字信息序列表示成其对应的2DPSK信号。

例如：二进制数字信息： 1 1 0 1 1 0 0 1 1 12DPSK信号或相位：（0）π0 0 π0 0 0 π0 π或（π） 0 ππ0 π0 0 π0 π其中括号里面的为参考相位。

实验十二 SIMULINK实现系统的建模与仿真一、实验目的1．熟悉Simulink的操作环境，掌握构建系统模型的方法；2．掌握用Simulink对系统模型的仿真分析方法。

2.，掌握Simulink中子程序模块的建立与封装技术，对简单系统所给的教学模型能转化为系统仿真模型并进行仿真分析。

内容：根据试验指导书要求对所给实例：1．熟悉Simulink 的集成环境，掌握构建系统模型的方法；2．掌握Simulink 对系统模型的仿真分析方法。

内容：1．利用传递函数建立仿真模型，然后进行仿真分析；2．分别采用数值法、符号法和Simulink 仿真求解定积分。

目的：1．掌握利用Simulink仿真模块实现信号微积分运算和信号叠加的方法；2．熟悉触发电路和整流电路模型的构建方法和应用技巧。

内容：1．建立信号合并和微积分运算的仿真模型，设置相关仿真参数，将仿真结果送至示波器显示；2．设计触发方式分别为上升沿和下降沿的触发电路；3．设计全波和半波整流电路，并利用频谱分析议比较经两种整流电路处理后的信号谐波分量。

目的：1.掌握噪声的概念。

2.了解Simulink 建模的一般步骤和方法。

3.掌握Scope的使用。

内容：1.利用Simulink 建模；2.使用Scope参看信号，并绘图；3.使用Spectrum 噪声频谱，并绘图。

进行Simulink 仿真。

二、实验原理1.基本的三维绘图指令plot3完整调用格式为plot3(X,Y ,Z,’s ’,’PropertyName',PropertyValue,...)。

在三维空间绘出X 、Y 、Z 三者之间的关系曲线；字符串’s ’指定线型及数据点型，也可设定点线的颜色；PropertyName 属性名和PropertyValue 属性值对线和点进行更丰富的设置。

2.三维曲面绘图指令surf完整调用格式为surf(X,Y ,Z,c,'PropertyName',PropertyValue)，X 、Y 、Z 构成曲面上的坐标点。

Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析教学设计一、教学目标本课程旨在通过【Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析】的教学，使学生掌握如下知识和能力：1.了解数字通信系统基本概念及其发展过程；2.掌握数字通信系统的建模方法和仿真技术；3.能够通过实例分析，掌握数字通信系统的性能分析方法；4.能够设计数字通信系统并进行仿真。

二、教学内容1. 数字通信系统概述•数字通信系统基本概念•数字通信系统的应用领域及其发展历程2. 数字通信系统建模方法•数字信号的基本特性•采样、量化和编码的基本原理•数字调制技术•误差控制编码技术3. 数字通信系统的仿真技术•Simulink仿真环境的基本概念和使用方法•通信系统仿真模型设计方法4. 数字通信系统的性能分析方法•常见数字通信系统的性能参数及其定义•数字通信系统的误码率分析方法5. 数字通信系统设计与仿真实例分析•基于Matlab/Simulink的通信系统建模和仿真实例分析三、教学方法本课程采用主题讲授和案例分析相结合的教学模式。

主要教学方法包括：1.讲授：教师通过课堂讲解授予基本概念、原理和技术，并采取案例分析的方法，使学生逐步领悟和掌握学习内容。

2.实验：采用Matlab/Simulink仿真软件进行数字通信系统建模和仿真实验。

3.课堂讨论：设计选题和应用实践案例的课堂讨论。

四、教学评估本课程的教学评估主要通过期末考试、实验报告和作业完成情况来进行。

1. 期末考试期末考试采用闭卷考试形式，主要测试学生对数码通信系统理论的掌握情况，考核内容覆盖课程中所讲述的主要内容。

2. 实验报告实验报告要求学生通过Matlab/Simulink仿真软件对数字通信系统进行建模和仿真，并撰写学习笔记和所完成实验的结果分析。

3. 作业完成情况教师将根据课堂讨论和布置的作业对学生的学习情况进行评估。

五、教学资源教师将为本课程提供以下教学资源：1.选取优秀的课程设计案例，供学生进行仿真和分析；2.为学生提供Matlab/Simulink仿真软件的操作指导和优秀的资源链接。

Simulink仿真通信原理课程设计报告一、设计背景通信原理是电子信息类专业的重要课程，它涵盖了通信系统的组成、信号传输原理、调制解调技术等内容。

为了加深学生对通信原理的理解，本次课程设计采用Simulink仿真工具，设计一个简单的通信系统模型，以实现信号的调制、传输和接收。

二、设计目标1. 实现信号的调制和解调；2. 观察调制和解调前后的信号质量；3. 分析通信系统的性能指标。

三、设计原理1. 调制方式：采用调幅（AM）和调频（FM）两种方式进行调制；2. 解调方式：采用相干解调；3. 传输介质：模拟无线信道。

四、设计步骤1. 搭建调制和解调模块：包括正弦波生成器、低通滤波器、调幅器和解调器等模块；2. 搭建信道模块：包括模拟无线信道和噪声源等模块；3. 连接各模块，设置参数，实现信号的调制和解调过程；4. 观察和分析仿真结果，包括调制和解调前后的信号质量、误码率等指标。

五、设计结果与分析1. 调制和解调前后的信号质量对比：调制后的信号经过信道传输后，解调前后的信号质量有明显差异，表明调制和解调技术在通信系统中的重要性；2. 误码率分析：在信道中加入噪声后，观察误码率的变化，说明信道对通信系统的性能影响；3. 系统性能指标分析：通过对调制方式、信道特性和解调方式等因素的综合考虑，分析通信系统的性能指标，为实际应用提供参考。

六、总结与展望本次课程设计通过Simulink仿真工具，实现了通信原理中的调制和解调过程，加深了学生对通信原理的理解。

同时，通过对仿真结果的分析，进一步了解了通信系统的性能指标。

本次设计虽然取得了一定的成果，但仍存在一些不足之处，如信道模型的复杂性和噪声源的精确度等。

未来可以在此基础上进一步优化模型，提高仿真精度，为实际通信系统的设计和优化提供更有价值的参考。

此外，还可以尝试使用其他调制解调方式，如相位调制（PM）和偏振调制（PM）等，以扩展通信系统的应用范围。

通信系统建模与仿真课程设计1. 课程设计概述本课程设计旨在通过实际操作，让学生掌握通信系统建模与仿真方法，并能够利用计算机软件进行仿真。

本课程设计主要分为三个部分，分别为理论学习、仿真实验和实验报告撰写。

在理论学习部分，学生将学习通信系统建模的理论知识；在仿真实验部分，学生将通过计算机仿真软件进行实际操作，并仿真分析通信系统性能；在实验报告撰写部分，学生将撰写本次实验的报告，总结实验结果并给出改进方案。

2. 理论学习2.1 通信系统建模基础通信系统建模是通信系统设计的重要部分，其主要目的是建立一个数学模型，描述通信系统的各个组成部分间的关系。

通信系统建模可以大致分为系统的传输模型和噪声模型两部分。

系统的传输模型主要描述信道传输特性，如频率响应、时域响应等；噪声模型则描述了环境、电路和信号本身所引起的噪声影响。

2.2 通信系统仿真方法通信系统仿真是通过计算机对通信系统进行模拟，分析系统性能和验证系统的可行性。

通信系统仿真可以大致分为系统仿真和信号仿真两部分。

系统仿真主要是对通信系统整体进行仿真，分析系统的性能指标，如误码率、信噪比等。

信号仿真则是针对某个信号的特定特性进行仿真，如频谱、时域波形等。

3. 仿真实验3.1 实验内容本次仿真实验的主要内容是使用MATLAB软件对QPSK调制通信系统进行建模和仿真。

实验步骤如下：1.建立信道模型：使用MATLAB建立通信系统中各个模块的数学模型，包括信源、信道、调制器、解调器等模块。

2.信号发送：生成QPSK调制下的随机数据信号，通过调制器进行调制并发送。

3.信号接收：接收信号并通过解调器进行解调。

4.误码率分析：分析误码率、信噪比等性能指标，调整系统参数使其达到最优性能。

3.2 实验要求1.使用MATLAB软件完成实验。

2.通过改变系统参数，分析系统各项性能指标。

3.完成实验报告，并附上实验结果分析和总结。

4. 实验报告实验报告应该包括以下内容：1.实验目的：交代本次实验的目的。

陕西理工学院通信原理课程设计题目基于SIMULINK的通信系统仿真毕业设计（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II题目基于SIMULINK的模拟通信系统的仿真（线性调制）摘要在模拟通信系统中，由模拟信源产生的携带信息的消息经过传感器转换成电信号，模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道，最终解调还原成电信号；在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。