基于MATLAB的BPSK通信系統(tǒng)仿真

PAGEII基于MATLAB的BPSK通信系統(tǒng)仿真摘要：BPSK就是數字帶通傳輸系統(tǒng)中一種非常重要的方式。對于它的研究有助于我們掌握更加復雜的數字通信系統(tǒng)的傳輸方式。本文介紹了BPSK的調制原理，以及使用Simulink對其調制過程進行仿真。Simulink是MATLAB中最重要的組件之一，它向用戶提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境，在這種環(huán)境中，用戶無須寫大量的程序，而只要通過簡單直觀的鼠標操作，選取適當的庫模塊，就可以構造出復雜的仿真模型。文章對于Simulink模塊的庫作了比較詳細的介紹，如何進行模塊參數的設置也作了說明。使用Simulink仿真，直觀簡便，極大地減輕了工作量，簡化了復雜的通信過程分析，也極大的方便了我們對于通信系統(tǒng)的研究與掌握。關鍵詞：BPSK；Simulink；仿真BPSKCommunicationSystemSimulationBasedonMATABAbstract:BPSKisthedigitaltransmissionsysteminaveryimportantway.Foritsresearchhelpsustograspmorecomplextransmissionofadigitalcommunicationsystem.ThisarticleintroducestheBPSKmodulationprinciple,aswellasitsmodulationprocesssimulationusingSimulink.SimulinkisoneofthemostimportantcomponentsinMATLAB,itofferstheuseracomprehensiveanalysisofdynamicsystemsmodeling,simulationandintegrationenvironments,inthisenvironment,usersdonothavetowritealotofprograms,butmerelythroughsimple,intuitivemouseoperation,selecttheappropriatelibrarymodule,youcanconstructsophisticatedsimulationmodels.ArticleforaSimulinkblocklibraryforamoredetailedintroduction,describedhowtosetmoduleparameters.UsingSimulinksimulation,intuitiveandeasy,greatlyreducingtheworkload,simplifyinganalysisofcomplexcommunicationprocess,wasalsoveryhandyforcommunicationsystemofresearchandatourdisposal.Keywords:BPSK;Simulink;simulation目錄1序言 11.1數字通信系統(tǒng)研究的背景及意義 11.2數字通信的應用現狀和未來的發(fā)展 12通信的基本知識 42.1通信的基本概念 42.2通信系統(tǒng)的通信過程與原理 42.2.1通信系統(tǒng)的一般模型 42.2.2模擬和數字通信系統(tǒng) 63BPSK的調制原理 83.1數字調制的基礎 83.2二進制相移鍵控（BPSK） 94MATLAB的Simulink工具仿真 114.1MATLAB的簡介 114.2Simulink的主要優(yōu)點[7] 124.3Simulink的模塊庫介紹 124.4Simulink簡單模型的建立 154.52PSK調制的仿真 154.5.1鍵控調制法 154.5.2模擬調制法 194.6仿真結果分析 205結論 21參考文獻 22致謝 23PAGE241序言1.1數字通信系統(tǒng)研究的背景及意義古代通信利用自然界的基本規(guī)律和人的基礎感官（視覺，聽覺等）可達性建立通信系統(tǒng)，是人類基于需求的最原始通信方式。廣為人知的“烽火傳訊（2700多年前的周朝）”、“信鴿傳書”、“擊鼓傳聲”、“風箏傳訊（2000多年前的春秋時期，公輸班和墨子為代表）”、“天燈（代表是三國時期的孔明燈的使用，發(fā)展到后期熱氣球成為其延伸）”、“旗語”以及隨之發(fā)展依托于文字的“信件（周朝已經有驛站出現，傳遞公文）”都是古代傳訊的方式，而信件在較長的歷史時期內，都成為人們主要傳遞信息的方式。19世紀中葉以后，隨著電報、電話的發(fā)有，電磁波的發(fā)現，人類通信領域產生了根本性的巨大變革，從此，人類的信息傳遞可以脫離常規(guī)的視聽覺方式，用電信號作為新的載體，同此帶來了一系列鐵技術革新，開始了人類通信的新時代。利用電和磁的技術，來實現通信的目的，是近代通信起始的標志。近年來，對數據傳輸需求的高速增長，特別是計算機技術和因特網的出現和發(fā)展，促進了數字通信的快速發(fā)展?，F代數字通信一般都是以數字化為基礎的，數字傳輸技術是現代數字通信的基礎。隨著數字通信技術的發(fā)展，數字通信業(yè)務種類越來越多，不僅有電話、數據，還有電視、多媒體等等。數字通信的業(yè)務量也越來越大，對數字傳輸系統(tǒng)的要求也越來越高。為了擴大傳輸容量、提高傳輸效率和確保數字傳輸系統(tǒng)的可靠性，就需要研究數字信號的頻帶傳輸等相關的問題。1.2數字通信的應用現狀和未來的發(fā)展通信的數字化革命使得通信系統(tǒng)既能傳輸語音，也能傳輸各種數據、圖像、文字、報表等其他信息。目前，數字通信在衛(wèi)星通信、光纖通信、移動通信等方面的發(fā)展很快。下面我們上述幾個方面了解數字通信的現狀和未來[3]?！粜l(wèi)星通信衛(wèi)星通信是隨著現代航天技術的發(fā)展而發(fā)展起來的一種現代通信方式，它是利用人造衛(wèi)星為中繼站轉發(fā)無線電信號，在多個地球站之間進行信息傳輸的通信方式。衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要由通信衛(wèi)星（如同步衛(wèi)星）、地球站、上行線路和下行線路組成。衛(wèi)星通信具有傳輸距離遠、覆蓋地域廣、不受地理條件限制、通信容量大、可靠性高、建設周期短等優(yōu)點。自1960年第一顆衛(wèi)星發(fā)射以來，衛(wèi)星通信得到了很大的發(fā)展。作為一種重要的通信手段，衛(wèi)星通信已廣泛應用于國際、國內和區(qū)域通信和電視傳輸?！艄饫w通信光纖通信是以光導纖維作為傳輸媒體、以光波作為運載工具的通信方式。光纖通信具有容量大、頻帶寬、傳輸損耗小、不受電磁干擾、成本低、通信質量高等優(yōu)點。自1977年世界上第一個光纖通信系統(tǒng)投入運營以來，光纖通信的發(fā)展極為迅速，已成為通信、廣播電視、電力、交通、軍事等領域通信干線的主要傳輸手段。目前，光纖通信的主要應用有：用于市話中繼線，光纖通信已經取代了電纜；用于長途干線通信，特別是SDH和DWDM的廣泛應用，光纖通信已在長途大容量通信中占有絕對主導地位；用于高質量彩色電視傳輸，例如有線電視光纖同軸電纜網已經成為電視電視傳輸的主角；用于工業(yè)生產現場監(jiān)督和調度；用于交通監(jiān)視控制指揮；用于軍事通信等等。近年來，光纖通信技術發(fā)展很快，新技術、新器件、新工藝、新產品、新構思、新應用不斷涌現，推動著光線通信技術的快速發(fā)展。目前，光線通信的發(fā)展方向是密集波分復用、全光網絡和新一代超高速光線通信系統(tǒng)?！粢苿油ㄐ乓苿油ㄐ攀侵竿ㄐ烹p方或者至少其中一方在運動中進行信息傳遞的通信方式。移動通信不受時間和空間的限制，交流信息機動、靈活、迅速、方便、自由，被認為是實現通信原理的重要手段。近年來移動通信的發(fā)展非常迅速，特別是數字蜂窩移動通信系統(tǒng)。數字蜂窩移動通信系統(tǒng)將通信范圍劃為相距一定距離的小區(qū)，移動用戶不僅可以從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)，而且可以從一個城市漫游到另一個城市，甚至從一個國家漫游到另一個國家，實現“充滿自由”的個人通信。數字蜂窩移動通信系統(tǒng)主要由移動交換中心、基站和移動終端組成，通過移動交換中心與公用有線電話網相連，從而實現移動電話與固定電話、移動電話之間的通信。目前，廣泛應用的第二代數字蜂窩移動通信系統(tǒng)，采用時分多址和窄帶碼分多址技術，形成了歐洲標準的GSM系統(tǒng)和美國標準IS-95CDMA系統(tǒng)。隨著移動通信的普及，移動用戶數量成倍增長，第二代移動通信系統(tǒng)的不足也逐漸顯現，如全球漫游問題、支持寬帶應用問題、與互聯(lián)網的融合問題、系統(tǒng)容量問題等。為此，近年來國際電信聯(lián)盟和全世界各國開始了第三代和第四代移動通信技術的研究，形成WCDMA、CDMA2000、和TD-SCDMA三種第三代移動通信標準，以實現一頻段、統(tǒng)一標準、全球無縫隙覆蓋、提供多媒體業(yè)務、頻譜利用率高、服務質量高、保密性好等目標。2通信的基本知識2.1通信的基本概念通信的目的是傳送消息中所包含的信息。消息是物質或者精神狀態(tài)的一種反應，在不同時期具有不同的表現形式。例如，話音、文字、數據、圖片或者活動圖像等都是消息。各種不同的消息可以分成兩大類：一類稱為連續(xù)消息；另外一類稱為離散消息。連續(xù)消息是指消息的狀態(tài)連續(xù)變化或不可數的，如連續(xù)變化的話音、圖像等；離散消息則是指消息的狀態(tài)是可數的或者離散的，如符號、數據等。人們接受消息，關心的是消息中所包含的有效內容，即信息。通信則是進行信息時空的轉移，即把消息從一方傳送到另一方?；谶@種認識，“通信”也就是“信息傳輸”或“消息傳輸”[1]。1837年查爾斯發(fā)明的有線電報開創(chuàng)了利用電傳遞信息（即電信）的新時代；1876年貝爾發(fā)明的電話已成為我們日常生活中通信的主要工具；1918年，調幅無線電廣播、超外差接收機問世；1936年，商業(yè)電視廣播開播；······伴隨著人類的文明、社會的進步和科學技術的發(fā)展，電信技術也是一日千里的速度飛速發(fā)展。電信技術的不斷進步導致讓你們對電信的質與量提出了更高的要求，這種要求反過來又促進了電信技術的完善和發(fā)展。如今，在自然科學領域涉及通信這一術語時，一般是指“電通信”。廣義來講，光通信也是電通信，因此光也是一種電磁波。在電通信系統(tǒng)中，消息的傳遞是通過電信號來實現的。由于電通信方式具有迅速、準確、可靠且不受時間、地點、距離限制的特點，因此，100年來得到了飛速的發(fā)展和廣泛地應用。2.2通信系統(tǒng)的通信過程與原理2.2.1通信系統(tǒng)的一般模型通信的目的是傳輸信息。通信系統(tǒng)的作用就是將信息從信源發(fā)送到一個或者多個目的地。對于電通信來說，首先要把消息轉變成電信號，然后經過發(fā)送設備，將信號送入信道，在接收端利用接受設接受信號作相應的處理后，送給信宿轉換為原來的消息。這一過程可利用圖1所示的通信系統(tǒng)一般模型概括。信息源信息源發(fā)送設備信道接受設備受信者噪聲源圖1通信系統(tǒng)的一般模型圖1中各種部分的功能簡述如下：◆信息源信息源又稱為信源，它的作用是把各種消息轉換成原始電信號(基帶信號)。根據消息的種類不同，信源可以分為模擬信源和數字信源。模擬信源輸出的是連續(xù)的模擬信號，例如麥克風（聲音→音頻信號）；數字信源則輸出離散的數字信號，例如電傳機（鍵盤字符計算機→數字信號）、計算機等各種數字終端設備。并且，模擬信源送出的信號經過數字化處理后也可以送出數字信號?！舭l(fā)送設備發(fā)送設備的作用是產生適合于在信道中傳輸的信號，即使發(fā)送的信號特性和信道特性相匹配，具有抗信道干擾能力，并且具有足夠的功率以滿足遠距離傳輸的需要。因此，發(fā)送設備涵蓋的內容很多，可能包含變換、放大、濾波、編碼、調制等過程。對于多路傳輸系統(tǒng)發(fā)送設備中還包括多路復用器[1]。◆信道信道是信號傳輸的通道（或媒體），傳輸信道可分為有線信道和無線信道。當信號經過信道傳輸時，要注意信道帶寬W、信噪比S/N、信道容量C等特性。例如，信號經過傳輸時，由于必然有能量的損耗，會產生信號功率的衰減；任何信道的頻率特性不可能為無限寬，不能百分百滿足傳輸信號的要求；信道中存在的電感和電容等儲能元件，會對信號的頻率特性產生影響[3]。◆噪聲源這里的噪聲源是指非人為產生的，在通信系統(tǒng)中它是客觀存在的，在通信系統(tǒng)模型中，噪聲源是以集中形式表示的，實際上這種噪聲分散在通信系統(tǒng)中的各個部分。這種集中表示了便于理解和分析問題[3]?！艚邮赵O備接收設備的功能是將信號放大和反變換（如譯碼、解調等），其目的是從受到減損的接收信號中正確恢復出原始電信號。對于多路復用信號，接收設備中還包括解除多路復用，實現正確分路功能。此外，它還要盡可能減小在傳輸過程中噪聲與干擾所帶來的影響[1]?！羰苄耪呤苄耪哂址Q為信宿，它是把消息傳送到目的地，其功能與信源剛好相反，即就是把原始電信號還原成相應的消息，如音響等。2.2.2模擬和數字通信系統(tǒng)消息的傳遞是通過它的物理載體——電信號來實現的，即把消息寄托在電信號的某一參量（如連續(xù)的幅度、頻率或者相位；脈沖波的幅度、寬度或位置）。按信號參量取值方式不同，可以把信號分為兩類：模擬信號和數字信號。如果信號參量的取值是連續(xù)的，則稱之為模擬信號。例如話筒送出的輸出電壓包含有話音信號，并在一定的取值范圍內連續(xù)變化。如果電信號的參量取值是離散的，則稱之為數字信號。如電報信號、計算機輸入/輸出信號、PCM信號等。通常按照信道中傳輸的是模擬信號還是數字信號，相應地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數字通信系統(tǒng)。◆模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，語言、音樂、電視(目前的電視)都是連續(xù)的信源，產生連續(xù)信號，直接傳輸連續(xù)信號的通信系統(tǒng)是模擬通信系統(tǒng)。其模型如圖2所示，信息源信息源調制器信道解調器受信者噪聲源圖2模擬通信系統(tǒng)◆數字通信系統(tǒng)數字通信系統(tǒng)是利用數字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，數字信源(如計算機)或模擬信號數字化后的傳輸的是數字信號（信源發(fā)出和信宿接收的是數字信號或模擬信號，而信道傳輸的是數字信號的通信過程或方式），它有兩種傳輸方式：（1）基帶傳輸：直接傳輸由消息變換過來的電信號，如圖3所示。數字信源數字信源編碼信道譯碼信宿圖3基帶傳輸（2）頻帶傳輸：如圖4所示信信息源加密器編碼器調制器信道解調器譯碼器受信者噪聲源圖4頻帶傳輸3BPSK的調制原理數字信號的傳輸通常分為基帶傳輸和頻帶傳輸。由消息轉換得到的原始電信號所占據的頻帶通常從直流和低頻開始，因而稱為基帶信號。在某些有線信道中，例如傳輸距離不太遠的情況下，數字基帶信號可以直接傳送，因此稱為數字信號的基帶傳輸。但在大多數情況下，例如無線信道等，數字基帶信號必須經過調制，將信號頻譜搬移到某一個高頻載波頻帶上才能在信道上傳輸，即數字信號的頻帶傳輸。數字基帶傳輸和數字頻帶傳輸是數字通信系統(tǒng)的基礎[1]。3.1數字調制的基礎調制在通信系統(tǒng)中至關重要。所謂的調制，就是把信號轉成適合在信道傳輸的形式的一種過程。為了使數字信號信號在帶通信道中傳輸，必須用數字基帶信號對載波進行調制，以使信號與信道特性相匹配。這種用數字信號控制載波，把數字基帶信號變換為數字帶通信號的過程稱為數字調制。在數字頻帶傳輸系統(tǒng)中，調制的作用是要對數字基帶信號進行某種變換，使之能夠在模擬信道中傳輸。調制的主要目的有[3]：將數字基帶信號頻譜搬移到高頻處，以便于以高頻電磁波形式發(fā)射出去。便于實現信道復用。通過調制使各路基帶信號頻譜搬移到指定的位置，互不重疊，互不干擾。便于改善系統(tǒng)性能。香農信道容量公式C=Wlb（1+S/N）指出，給定的信道容量C可以用不同的信道帶寬W和信噪比S/N的組合來傳輸。采用較大的帶寬能獲得較強的抗干擾能力，這種以帶寬換取信噪比的提高要通過調制來實現。數字信息有二進制和多進制之分，因此，數字調制可以分為二進制和多進制調制。在二進制調制中，信號參量只有兩種可能的取值，而在多進制中，信號參量可能有M（M﹥2）種取值。當調制信號是二進制數字基帶信號時，這種調制稱為二進制數字調制。由于二進制數字信號只有0和1兩種狀態(tài)，所以數字調制完全可以理解為像報務員用開關鍵控制載波的過程，因此，數字信號的調制方式一般均為較為簡單的鍵控方式。常用的數字鍵控技術有振幅鍵控（AmplitudeShiftKeying，ASK）、頻移鍵控（FrequencyShiftKeying，FSK）、相移鍵控（PhaseShiftKeying，PSK）三種基本的數字調制方式。在二進制數字調制系統(tǒng)中，相移鍵控是一種非常重要的調制方式，也是一種基本的調制形式。對于二進制相移鍵控的研究，是以點帶面，有利于推廣到更復雜、多進制鍵控調制研究。3.2二進制相移鍵控（BPSK）BPSK全稱：BinaryPhaseShiftKeying，通常簡記為2PSK。把模擬信號轉換成數據值的轉換方式之一。是利用偏離相位的復數波浪組合來表現信息鍵控移相方式的一種。BPSK使用了基準的正弦波和相位反轉的波浪，使一方為0，另一方為1，從而可以同時傳送接受2值(1比特)的信息。相移鍵控是利用載波的相位變化來傳遞數字信息，而振幅和頻率保持不變。2PSK中，通常用初始相位0和π分別表示二進制“1”和“02-1其中，表示第n個符號的絕對相位：2-2因此，式（2-1）可以改為典型波形如圖5所示。圖5BPSK時間波形由于表示信號的兩種碼元的波形相同，極性相反，故2PSK信號一般可以表述為一個雙極性（bipolarity）全占空（100%dutyratio）矩形脈沖序列與一個正弦載波的相乘，即2-3其中這里，是脈寬為的單個矩形脈沖，而的統(tǒng)計特性為2-4即發(fā)送二進制符號“0”時（取+1），取0相位；發(fā)送二進制符號“1”時（取－1），取π相位。這種以載波的不同相位直接去表示相應二進制數字信號的調制方式，稱為二進制絕對相移方式[1]。2PSK信號的調制原理框圖如圖6所示。碼型變換碼型變換S（t）雙極性不歸零乘法器e2psk（t）COSWC（t）圖6模擬調制COSWC（t）COSWC（t）180°移相0∏e2psk（t）開關電路4MATLAB的Simulink工具仿真4.1MATLAB的簡介MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數學軟件。它在數學類科技應用軟件中在數值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法、創(chuàng)建用戶界面、連matlab開發(fā)工作界面接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。MATLAB的基本數據單位是矩陣，它的指令表達式與數學、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，FORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點，使MATLAB成為一個強大的數學軟件。在新的版本中也加入了對C，FORTRAN，C++，JAVA的支持?？梢灾苯诱{用,用戶也可以將自己編寫的實用程序導入到MATLAB函數庫中方便自己以后調用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用[10]。MATLAB是矩陣實驗室（MatrixLaboratory）的簡稱，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。Simulink是實現動態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個軟件包，它與MATLAB語言的主要區(qū)別在于，其與用戶交互接口是基于Windows的模型化圖形輸入，其結果是使得用戶可以把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構建，而非語言的編程上。所謂模型化圖形輸入是指Simulink提供了一些按功能分類的基本的系統(tǒng)模塊，用戶只需要知道這些模塊的輸入輸出及模塊的功能，而不必考察模塊內部是如何實現的，通過對這些基本模塊的調用，再將它們連接起來就可以構成所需要的系統(tǒng)模型（以.mdl文件進行存?。M而進行仿真與分析。4.2Simulink的主要優(yōu)點[7]適應面廣?？蓸嬙煜到y(tǒng)包括：線性、非線性系統(tǒng)；離散、連續(xù)及混合系統(tǒng)；單任務、多任務離散事件系統(tǒng)。結構和流程清晰。它外表以方塊圖形式呈現，采用分層結構。既適于自上而下的設計流程，又適于自下而上逆程設計。仿真更為精細。它提供的許多模板更接近實際，為用戶擺脫理想化假設的無奈開辟了途徑。模型內更容易向DSP，FPGA等硬件移植。4.3Simulink的模塊庫介紹Simulink模塊庫按功能進行分為以下8類子庫：連續(xù)模塊（Continuous）Integrator：輸入信號積分Derivative：輸入信號微分State-Space：線性狀態(tài)空間系統(tǒng)模型Transfer-Fcn：線性傳遞函數模型Zero-Pole：以零極點表示的傳遞函數模型Memory：存儲上一時刻的狀態(tài)值TransportDelay：輸入信號延時一個固定時間再輸出VariableTransportDelay：輸入信號延時一個可變時間再輸出◆離散模塊（Discrete）Discrete-timeIntegrator：離散時間積分器DiscreteFilter：IIR與FIR濾波器DiscreteState-Space：離散狀態(tài)空間系統(tǒng)模型DiscreteTransfer-Fcn：離散傳遞函數模型DiscreteZero-Pole：以零極點表示的離散傳遞函數模型First-OrderHold：一階采樣和保持器Zero-OrderHold：零階采樣和保持器UnitDelay：一個采樣周期的延時函數和平臺模塊（Function&Tables）Fcn：用自定義的函數（表達式）進行運算MATLABFcn：利用matlab的現有函數進行運算S-Function：調用自編的S函數的程序進行運算Look-UpTable：建立輸入信號的查詢表（線性峰值匹配）Look-UpTable(2-D)：建立兩個輸入信號的查詢表（線性峰值匹配）數學模塊（Math）Sum：加減運算Product：乘運算DotProduct：點乘運算Gain：比例運算MathFunction：包括指數函數、對數函數、求平方、開根號等常用數學函數TrigonometricFunction：三角函數，包括正弦、余弦、正切等MinMax：最值運算Abs：取絕對值Sign：符號函數LogicalOperator：邏輯運算RelationalOperator：關系運算ComplextoMagnitude-Angle：由復數輸入轉為幅值和相角輸出Magnitude-AngletoComplex：由幅值和相角輸入合成復數輸出ComplextoReal-Imag：由復數輸入轉為實部和虛部輸出Real-ImagtoComplex：由實部和虛部輸入合成復數輸出非線性模塊（Nonlinear）Saturation：飽和輸出，讓輸出超過某一值時能夠飽和。Relay：滯環(huán)比較器，限制輸出值在某一范圍內變化。Switch：開關選擇，當第二個輸入端大于臨界值時，輸出由第一個輸入端而來，否則輸出由第三個輸入端而來。ManualSwitch：手動選擇開關信號和系統(tǒng)模塊（Signals&Systems）In1：輸入端。Out1：輸出端。Mux：將多個單一輸入轉化為一個復合輸出。Demux：將一個復合輸入轉化為多個單一輸出。Ground：連接到沒有連接到的輸入端。Terminator：連接到沒有連接到的輸出端。SubSystem：建立新的封裝（Mask）功能模塊接收器模塊（Sinks）Scope：示波器。XYGraph：顯示二維圖形。ToWorkspace：將輸出寫入MATLAB的工作空間。ToFile(.mat)：將輸出寫入數據文件。輸入源模塊（Sources）Constant：常數信號。Clock：時鐘信號。FromWorkspace：來自MATLAB的工作空間。FromFile(.mat)：來自數據文件。PulseGenerator：脈沖發(fā)生器。RepeatingSequence：重復信號。SignalGenerator：信號發(fā)生器，可以產生正弦、方波、鋸齒波及隨意波。SineWave：正弦波信號。Step：階躍波信號。4.4Simulink簡單模型的建立◆建立模型窗口◆將功能模塊由模塊庫窗口復制到模型窗口◆對模塊進行連接，從而構成需要的系統(tǒng)模型4.52PSK調制的仿真根據PSK的調制原理，我們可以選擇鍵控調制法和模擬調制法進行調制，首先，使用鍵控法對其調制仿真的過程進行詳細的介紹；其次，簡單的說明一下模擬調制法。4.5.1鍵控調制法先對載波信號進行移相，再把載波信號、反相的載波信號以及數字信號通過開關電路進行PSK調制，其設計如圖8所示。圖82PSK鍵控法調制設計圖（1）仿真參數設置建立好模型以后要設置系統(tǒng)的參數，以使系統(tǒng)達到最好的仿真效果。◆正弦波：頻率4HZ，幅度+2。本來載波的頻率很高，但是為了觀察波形方便，所以，頻率設為4HZ。圖9正弦載波參數設置◆反相正弦波：頻率4HZ，幅度-2。本來載波的頻率很高，但是為了觀察波形方便，所以，頻率設為4HZ。又要求與載波反向，所以，幅度設為-2。圖10反相載波參數設置◆BernoulliBinaryGenerator(伯努利二進制隨機序列產生器)是基于采樣的，其幅度設置為2，周期為3。圖11伯努利二進制隨機序列產生器參數設置碼型變換器采用1變0不變調制，故極性設置為“Negative”。圖12◆多路選擇器：當二進制序列大于0時，輸出第一路信號；當二進制序列小于0時，輸出第二路信號。圖13多路選擇器參數設置（2）BPSK的仿真波形圖圖14BPSK的仿真波形圖4.5.2模擬調制法模擬調制法的仿真設計原理圖如下所示：圖152PSK模擬法調制設計圖仿真波形圖如下所示：圖16BPSK的仿真波形圖4.6仿真結果分析根據鍵控法的原理，要對正線載波進行180°移相，于是在仿真時直接對于給定的正弦載波相位移相180°，即設置其幅度跟給定載波的幅度相反就可以了。開關電路（多路選擇器）就是對輸入信號進行選擇輸出，當二進制序列大于0時，輸出的是移相后的正弦載波；當二進制序列小于0時，輸出的是正弦載波，這樣就得到了BPSK的調制時間波形，如上圖15所示。對于模擬調制法，要對輸入的數字信號進行碼型變換，變成雙極性不歸零的數字信號，再跟載波相乘，雙極性不歸零碼如果是大于0，就直接輸出載波的波形；如果雙極性碼小于0，輸出的是反轉180°的載波，這樣就得到了如上圖16的BPSK的調制時間波形圖。兩種調制方法都能夠得到結果，但是，鍵控調制的方法比較復雜,而模擬法相對而言簡單一些。對于正弦信號要進行180°的移相，而在實際實現過程中移相技術的難點是寬帶相移網絡的制作，該網絡必須對正弦信號的所有頻率分量均要精確相移180°，這一點即使近似也是困難的。5結論在畢業(yè)論文的設計之前，根據畢業(yè)設計的任務書上的內容，通過查找相關的資料，了解了通信從古代到現代，再到當代的發(fā)展歷程。同時，以前在課堂學習時沒有理解有關通信的概念、原理以及通信的過程，這次進行了比較詳細的學習和全面的理解。在以前對于MATLAB的學習，只是停留在最基本的語法學習層面上，而使用Simulink進行系統(tǒng)建模以及仿真，根本沒有接觸過，所以，這次畢業(yè)設計要用到Simulink對BPSK調制過程進行仿真，是對自己一次挑戰(zhàn)和學習的過程吧。當然，在使用Simulink過程遇到了很多的問題。首先，就是熟悉Simulink的工作環(huán)境以及掌握一些常用的模塊。如何在建模的時候很快的找到自己想要的模塊，這些是靠平時一點一點的積累起來的，然后就是把這些模塊如何建立模型，在這個過程中，補習了一些Simulink的基本知識。還有就是嘗試了一下如何建立自己所需要功能的模塊，把新建立的模塊添加到自己的模塊庫中去等等方面的內容；其次，在使用Simulink仿真時，一個最重要的問題就是如何設置仿真參數，因此，在這個過程中查閱了許多相關的資料，介紹如何設置理想的