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毕业设计（论文）

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毕业设计（论文）报告

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基于Simulink的数字通信系统的仿真设计

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基于Simulink的数字通信系统的仿真设计

摘要：本文主要研究了基于Simulink的数字通信系统的仿真设计。首先，对数字通信系统的基本原理进行了综述，介绍了数字调制与解调技术，数字信号传输系统以及信道编码与解码技术。其次，详细阐述了Simulink仿真软件在数字通信系统设计中的应用，包括系统建模、仿真参数设置以及仿真结果分析。接着，以一个具体的数字通信系统为例，详细描述了其仿真过程，包括系统搭建、参数设置以及仿真结果分析。最后，对仿真结果进行了讨论，并对数字通信系统仿真设计的发展趋势进行了展望。

随着通信技术的不断发展，数字通信系统在各个领域得到了广泛应用。为了提高通信质量，降低误码率，数字通信系统的设计显得尤为重要。Simulink作为一款功能强大的仿真软件，为数字通信系统的设计和优化提供了有力的工具。本文旨在通过Simulink仿真，研究数字通信系统的性能，为实际通信系统的设计提供理论依据和实验指导。

一、1.数字通信系统概述

1.1数字通信系统的发展历程

(1)数字通信系统的发展历程可以追溯到20世纪初期。最早期的通信系统主要依赖于模拟信号传输，如电话通信和无线电广播。这一阶段的通信技术虽然在一定程度上满足了人们的通信需求，但存在信号易受干扰、抗干扰能力差等问题。随着电子技术的进步，20世纪40年代，数字通信技术开始崭露头角。在这一时期，数字调制技术如脉冲编码调制（PCM）被发明，为数字通信系统的进一步发展奠定了基础。PCM技术的应用使得电话通信质量得到显著提升，误码率大幅降低，为数字通信系统的普及奠定了坚实的基础。

(2)进入20世纪60年代，随着集成电路技术的飞速发展，数字通信系统开始进入快速发展阶段。这一时期，数字通信系统在军事、航空航天等领域得到了广泛应用。例如，美国在1962年发射了世界上第一颗同步通信卫星，标志着数字通信技术向太空通信领域拓展。同时，数字通信系统在民用领域的应用也逐渐增多，如数字电视、数字广播等。此外，这一时期还出现了数字信号处理器（DSP）技术，使得数字通信系统的处理能力得到大幅提升。

(3)20世纪80年代至今，数字通信系统进入了高速发展时期。随着计算机技术的飞速发展，数字通信系统逐渐向宽带化、智能化、个人化方向发展。在这一时期，数字通信系统在移动通信、互联网、卫星通信等领域取得了突破性进展。例如，1983年，美国摩托罗拉公司推出了世界上第一款商用手机，标志着移动通信时代的到来。随后，GSM、CDMA等移动通信技术相继问世，使得全球范围内的移动通信网络得以迅速发展。此外，互联网的普及使得数字通信系统在信息传输、数据交换等方面发挥了重要作用。据统计，截至2020年，全球移动通信用户已超过70亿，互联网用户超过50亿，数字通信系统已成为现代社会不可或缺的一部分。

1.2数字通信系统的基本原理

(1)数字通信系统的基本原理主要涉及信号的数字化、传输和接收处理。在数字通信系统中，模拟信号首先通过模数转换（A/D转换）转换为数字信号，便于处理和传输。例如，电话网络中的语音信号通过PCM（脉冲编码调制）技术进行数字化处理，将模拟语音信号转换为数字信号。PCM技术将语音信号分为8kHz的采样频率，每个采样点用8位二进制数表示，从而实现了高质量的语音传输。

(2)数字通信系统的传输过程中，数字信号需要通过信道进行传输。为了提高传输效率，通常采用多种调制技术，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。这些调制技术将数字信号转换为适合信道传输的模拟信号。例如，在数字电视传输中，使用QAM（正交幅度调制）技术将数字信号转换为模拟信号，通过地面或卫星信道进行传输。QAM技术能够在保持较高数据传输速率的同时，提高信道的利用率。

(3)在接收端，数字信号经过解调、滤波和数模转换（D/A转换）等过程，恢复出原始的数字信号。解调过程是将接收到的模拟信号转换为数字信号，滤波过程则用于去除噪声和干扰，数模转换则是将数字信号转换为模拟信号，以便后续的处理和应用。例如，在数字音频播放器中，数字信号经过解调、滤波和数模转换后，最终输出高质量的音频信号。随着技术的发展，数字通信系统的性能指标不断提高，如传输速率、误码率和信噪比等，为用户提供更加优质的服务。

1.3数字通信系统的关键技术

(1)数字通信系统的关键技术之一是数字调制与解调技术。调制技术负责将数字信号转换为适合信道传输的模拟信号，而解调技术则负责在接收端将模拟信号还原为原始的数字信号。常见的调制方式包括幅度调制（AM