数字信号频带传输系统设计数字报告设计传输系统数字信号通信原理通信系统系统设计信号数字课程设计.docx
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数字信号频带传输系统设计数字报告设计传输系统数字信号通信原理通信系统系统设计信号数字课程设计
课程设计报告
课程名称通信原理课程设计
课题名称数字信号频带传输系统设计
专业通信工程
班级
学号
姓名
指导教师
2011年12月12日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称通信原理课程设计
课题数字信号频带传输系统设计
专业班级
学生姓名
学号
指导老师
审批
任务书下达日期2011年12月12日
任务完成日期2011年12月26日
一、设计目的与设计内容
结合《通信原理》课程内容,培养实际动手能力,增强把书本知识转化为实践设计的能力。
在强调基本原理的同时,更突出设计过程的锻炼。
强化学生的实践创新能力和独立进行科研工作的能力。
要求学生经过课程设计这一教学环节学会应用MATLAB软件来实现信号传输中的各个基本环节。
1.设计内容:
具体设计题目包括:
模拟调制、数字调制、PCM编解码、循环码的编译码、m序列伪随机码、最佳接收等内容。
学生还可以根据自己的兴趣,围绕通信原理课程知识自由选题。
题目1信息论基本计算
要求:
(1)编程实现信源平均信息量的计算(以高斯分布的信源为例)
(2)编程实现离散信道容量的计算(以输入符号等概分布为例)
(3)编程实现信源编码过程(以Huffman编码为例)
题目2PCM编译码器设计及应用
要求:
(1)用simulink对系统建模设计一个PCM编译码器
(2)输入模拟话音信号观察其输出波形
(3)输入数字信号观察其输出波形
(4)对所设计的系统性能进行仿真分析
(5)对其应用举例阐述
题目3数字信号基带传输系统设计
要求:
(1)编程实现常见基带信号的波形、码型转换:
非归零/归零码、AMI码
(2)并绘出每种波形、码型的功率谱分布,给出与在理论课上所学相符合的分析与理解
(3)编程实现基带传输系统的误码率计算:
二电平误码率计算
(4)编程实现基带信号传输的扰码与解扰
题目4数字信号频带传输系统设计
(1)2ASK调制/相干解调器和非相干解调系统(包络检波法)设计
要求:
a编程实现或是用simulink对系统建模
b输入数字信号序列并进行接收判决
c通过多次输入输出对两种系统性能进行分析比较
d绘出信号的时域波形和频谱图
(2)2FSK调制/相干解调器和非相干解调系统(包络检波法)设计
要求:
a编程实现或是用simulink对系统建模
b输入数字信号序列并进行接收判决
c通过多次输入输出对两种系统性能进行分析比较
d绘出信号的时域波形和频谱图
(3)2PSK、2DPSK调制/相干解调系统设计
要求:
a编程实现或是用simulink对系统建模
b输入数字信号序列并进行接收判决
c通过多次输入输出对两种系统性能进行分析比较
d绘出信号的时域波形和频谱图
(4)16/64QAM调制/解调系统设计
要求:
a编程实现或是用simulink对系统建模
b输入数字信号序列并进行接收判决
c通过多次输入输出对两种系统性能进行分析比较
d绘出信号的时域波形和频谱图
题目5设计一个先验等概的2ASK最佳接收机
要求:
(1)编程实现或是用simulink对系统建模
(2)输入数字信号序列并进行接收判决
(3)通过多次输入输出对所设计的系统性能进行分析
题目6设计一个DSB调制/解调(用平方环和科斯塔斯环实现载波提取)电路
要求:
(1)编程实现或是用simulink对系统建模
(2)输入模拟话音信号观察其输出波形
(3)对所设计的系统性能进行仿真分析
(4)对其应用举例阐述
题目7数字通信频带传输系统综合设计
必做题目:
题目1,2,3;
选作题目:
4
(1)、4
(2)、4(3)、4(4),5,6中的一个;
综合题目7:
每班同学中,做2、3、4、5题目的各选2个同学,共计6人合作来完成题目7。
2.设计要求:
1、在一周内学生须上机16小时以上,程序调试完后,须由指导老师在机器上检查运行结果,经教师认可后的源程序可通过打印机输出,并请教师在程序清单上签字。
2、课程设计报告内容和格式:
设计题目,设计的详细步骤,设计过程中的结果、图形等,设计总结。
3、每组每人必须独立完成,成绩的考核按设计结果、答辩成绩及课程设计报告来综合评定。
成绩分为优、良、中、及格、不及格五级分评定。
4、指导教师:
彭祯,谭小兰。
二、进度安排
第十六周星期三8:
00——12:
00
星期五8:
00——12:
00
星期日8:
00——12:
00
星期日14:
00——18:
00
第十七周星期二14:
00——18:
00
星期四14:
00——18:
00
附:
课程设计报告装订顺序:
封面、任务书、目录、正文、评分、附件(A4大小的图纸及程序清单)。
正文的格式:
一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。
正文的内容:
一、课题的主要功能;二、课题的功能模块的划分(要求画出模块图);三、主要功能的实现(至少要有一个主要模块的流程图);四、程序调试;五、总结;六、附件(所有程序的原代码,要求对程序写出必要的注释)。
正文总字数要求在5000字以上(不含程序原代码)。
1、主要功能.....................................................7
2、功能模块的划分...............................................7
1、信源平均信息量的计算(以高斯分布的信源为例)....................7
2、离散信道容量的计算(以输入符号等概分布为例)....................7
3、信源编码过程(以Huffman编码为例)..............................7
4、PCM编译码器设计及应用........................................8
5、数字信号基带传输系统设计......................................8
6、数字信号频带传输系统设计......................................9
3、主要功能的实现
1、信源平均信息量的计算(以高斯分布的信源为例)...................10
2、离散信道容量的计算(以输入符号等概分布为例)...................10
3、信源编码过程(以Huffman编码为例).............................11
4、PCM编译码器设计及应用.......................................11
5、编程实现常见基带信号的波形、码型转换包括:
单极性非归零码、单极性归零码、双极性非归零码、双极性归零码、AMI码......................12
6、波形、码型的功率谱分布的绘图,包括:
单极性非归零码、单极性归零码、双极性非归零码、双极性归零码、AMI码............................15
7、编程实现基带传输系统的误码率计算:
二电平误码率计算...........18
四、功能模块的分析与流程图......................................21
1、信息论基本运算模块...........................................21
2、PCM编译码的设计及运用模块....................................21
五、程序及Simulink调试.........................................23
六、心得体会....................................................23
七、评分表......................................................25
八、附件(程序清单)............................................26
一、主要功能
MATLAB是由MathWorks公司开发的一种主要用于数值计算及可视化图形处理的工程语言,是当今最优秀的科技应有软件之一。
它将集数值分析、矩阵运算、图形图像处理、信号处理和仿真等诸多强大的功能集成在较易使用的交互计算机环境之中,为科学研究、工程应用提供了一种功能强、效率高的编程工具。
本次课程设计学生通过自己设计及建立通信系统,掌握通信系统的构成原理、信号传输的概念,加深对通信系统及信号的认识,提高自身的实际应用、动手能力。
最终使学生通过课程设计学会应用MATLAB软件来实现信号传输中的各个基本环节。
二、功能模块的划分
1、信源平均信息量的计算(以高斯分布的信源为例)
根据题目要求,用高斯过程X(t)d的一维概率密度函数服从正态分布的表达式f=1/(u*sqrt(2*pi))*exp(-(x-o)^2/2*u^2来完成信源平均信息量的计算。
平均信息量:
平均每个符号所能提供的信息量,也叫平均自信息量。
H(X)=—;高斯分布函数:
[﹣];
2、离散信道容量的计算(以输入符号等概分布为例)
我们利用函数dmessage来求信源的熵,利用函数hemssage来求平均互信息量,并最终得到信道的容量。
离散信道容量:
信道容量是信道所能传送的最大的信息量。
C=max[I(X;Y)](比特/码元)I(X;Y)=H(Y)﹣H(Y/X);
3、信源编码过程(以Huffman编码为例)
对于所要求的信源,可以对其进行作为一元信源的哈夫曼编码并得到编码效率,相应的二元信源的哈夫曼编码及其编码效率。
huffman编码方法如下:
(1)将信源信息呼号按其出现的概率大小依次排列;
(2)取两个概率最小的字母分别配以0和1两个码元,并将这两个概率相加作为一个新字母的概率,与未分配的二进制符号的字母重新排队;
(3)对重排后的两个概率最小符号重复步骤
(2)的过程;
(4)不断重复上述过程,直到最后两个符号配以0和1为止;
(5)从最后一级开始,向前返回得到各个信源符号所对应的码元序列,及相应的码字。
Huffman编码的意义:
将概率大的信息符号编以短的码字,概率小的符号配以长的码字,使得平均码字长度最短,冗余度减小。
4、PCM编译码器设计及应用
(1)PCM编码器系统
Simulink实现PCM技术的三个过程:
采样、量化与编码。
其中以saturation作为限幅器,将输入信号幅度值限制在PCM编码定义的范围内,Relay模块的门限设置为0,其输出即可作为PCM编码输出的最高位——极性码。
样值取绝对值后,以LookUpTable模块进行13折线压缩,并用增益模块将样值范围放大到0~127,然后用间距为1的Quantizer进行四舍五入取整,最后将整数编码为7位二进制序列,作为PCM编码的低7位。
(2)PCM译码器系统
PCM解码器中首先分离并行数据中的最高位(极性码)和7位数据,然后将7位数据转换为整数值,再进行归一化、扩张后与双极性码相乘得出解码值。
(3)PCM编译码器整体系统
5、数字信号基带传输系统设计
(1)编程实现常见基带信号的波形、码型转换包括:
单极性非归零码、单极性归零码、双极性非归零码、双极性归零码、AMI码。
单极性非归零码:
用电平1来表示二元信息
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数字信号 频带 传输 系统 设计 数字 报告 通信 原理 信号 课程设计
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