通信原理课程设计报告---模拟数字通信系统Matlab仿真平台的设计和实现.docx
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《通信原理I课程设计》任务书
题目
模拟(数字)通信系统Matlab仿真平台的设计和实现
主要内容
1、完成系统方案的设计;
2、完成仿真程序的设计与调试;
3、分析仿真结果,得出合理结论。
设计要求
1、仿真输入的模拟信号,给出信号波形和功率谱密度;
2、实现题目要求的模拟信号的调制与解调,画出调制后的信号波形和功率谱密度,以及解调后的输出信号波形;
3、实现题目要求的模拟信号的数字化;
4、实现题目要求的数字基带码型变换和反变换,画出变换后数字基带信号的波形;
5、实现题目要求的数字信号的调制与解调,画出调制后的信号波形和功率谱密度,以及解调后的输出信号波形;
6、在不同的条件下(基带码型、调制方式,输入信噪比),对系统信噪比(模拟)和误码性能(数字)进行分析,画出系统误码率仿真曲线;
7、实现系统仿真平台正常运行;
8、按要求完成设计报告。
主要仪器设备
1、计算机1台,Matlab仿真软件一套。
主要参考文献
[1]《通信原理》,周炯槃等,2005年11月北京邮电大学出版社
[2]《现代通信原理》,曹志刚等,清华大学出版社,1992年
[3]《通信原理》,樊昌信等,国防工业出版社,2006第6版
[4]《DigitalandAnalogCommunicationSystems》LeonW.Couch,清华大学出版社影印版,1999第5版
[5]《DigitalModulationandCoding》StephenG.Wilson,电子工业出版社影印版,
1998年
课程设计进度安排(起止时间、工作内容)
目录
一、课程设计主要内容┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4二、课程设计实验要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄——┄4三、课程设计原理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄—┄┄4四、课程设计思路及过程—┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄——┄┄┄┄┄┄5五、课程设计实验结果┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15六、课程设计分析及心得┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄18七、通信原理I课程设计环节参考资料┄┄┄┄┄┄┄┄┄——┄┄┄—————18
一.课程设计主要内容
1、完成系统方案的设计;
2、完成仿真程序的设计与调试;
3、分析仿真结果,得出合理结论。
二.课程设计实验要求
1.仿真输入的模拟信号,给出信号波形和功率谱密度;
2.实现题目要求的模拟信号的调制与解调,画出调制后的信号波形和功率谱密度,以及解调后的输出信号波形;
3.实现题目要求的模拟信号的数字化;
4.实现题目要求的数字基带码型变换和反变换,画出变换后数字基带信号的波形;
5.实现题目要求的数字信号的调制与解调,画出调制后的信号波形和功率谱密度,以及解调后的输出信号波形;
6.在不同的条件下(基带码型、调制方式,输入信噪比),对系统信噪比(模拟)和误码性能(数字)进行分析,画出系统误码率仿真曲线;
7.实现系统仿真平台正常运行;
按要求完成设计报告。
三.课程设计原理
数字频带通信系统(5号题目):
输入:
首先输入模拟信号,给出此模拟信号的时域波形。
数字化:
将模拟信号进行数字化,得到数字信号,可以选择PCM编码。
调制:
可以选择简单的二进制数字调制方式,例如振幅键控(2ASK)、相移监控
(2PSK)、频移键控(2FSK),差分相移键控(DPSK)等。
要求每个题目至少选择两种调制方式。
有能力的同学也可以选择其它高效的调制方式,例如多进制数字振幅键控等,给出调制后信号的时域波形。
信道:
假定信道属于加性高斯信道,或自行设计。
解调:
相应的2ASK、2PSK、2FSK,DPSK解调,仿真获得解调输出波形。
PCM解码:
给出解码后的模拟信号的时域波形,并与输入信号进行比较。
系统性能分析:
比较在不同调制方式下,该数字频带传输系统的性能指标,即该系统
3
的输出误码率随输入信噪比的变化曲线。
四.课程设计思路及过程
1.课程设计思路:
在了解了课程设计的原理之后,并用MATLEB软件实现仿真,从而产生波形。
使用MATLEB语言编程,首先,输入一个模拟信号。
第二步,用3个判别语句来实现PCM编码的构成。
第三步,实现FSK/ASK的调制。
第四步,加高斯干扰,近似认为是信道干扰。
第5步,FSK/ASK的解调。
第6步,依然通过3个判别语句成完PCM解码。
第7步,形成输出信号。
2.课程设计过程:
FSK调制方法的源代码:
closeallclearall;clc;
%生成模拟信号
fudu=5;%模拟信号的振幅fs=2800;%抽样频率f=100;%模拟信号的频率HzN=64;%抽样个数
t=(0:
N-1)/fs;%采样时间smoni=fudu*sin(2*pi*f*t);%生成了模拟信号figure
(1);
%将第1个窗口分成2行2列,取第1个位置subplot(2,1,1);
plot(t,moni);gridon;
axis([01/f*2-fudufudu]);%输出2个周期的信号title('输入模拟信号');
fori=1:
64;
%设计输入范围是-6~6V,对模拟信号抽取64个样本
%循环对每个样本进行归一化并计算出量化单位x
%设量化器最大分层电平是2048个量化单位.x(i)=moni(i)/6*2048;
end
%pcm编码部分--对每个样本进行编码
fori=1:
64ifx(i)>0
out
(1)=1;%抽样值大于0,极性码为1
else
end
out
(1)=0;%抽样值小于0,极性码为0
%确定段落码
ifabs(x(i))>=0&abs(x(i))<32
out
(2)=0;out(3)=0;out(4)=0;step=1;st=0;%x的绝对值在0到32之间,则落在第一段内,段落码为001,段落起始电平st为16,量化间隔step为1
elseif32<=abs(x(i))&abs(x(i))<64
out
(2)=0;out(3)=0;out(4)=1;step=2;st=32;%x的绝对值在32到64之间,则落在第二段内,段落码为010,段落起始电平st为32,量化间隔step为2
elseif64<=abs(x(i))&abs(x(i))<128
out
(2)=0;out(3)=1;out(4)=0;step=4;st=64;%x的绝对值在64到128之间,则落在第三段内,段落码为011,段落起始电平st为64,量化间隔step为4
elseif128<=abs(x(i))&abs(x(i))<256
out
(2)=0;out(3)=1;out(4)=1;step=8;st=128;%x的绝对值在128到256之间,则落在第四段内,段落码为100,段落起始电平st为128,量化间隔step为8
elseif256<=abs(x(i))&abs(x(i))<512
out
(2)=1;out(3)=0;out(4)=0;step=16;st=256;%x的绝对值在256到512之间,则落在第五段内,段落码为101,段落起始电平st为256,量化间隔step为16
elseif512<=abs(x(i))&abs(x(i))<1024
out
(2)=1;out(3)=0;out(4)=1;step=32;st=512;%x的绝对值在512到1024之间,则落在第六段内,段落码为110,段落起始电平st为512,量化间隔step为32
elseif1024<=abs(x(i))&abs(x(i))<2048
out
(2)=1;out(3)=1;out(4)=0;step=64;st=1024;%x的绝对值在1024到2048之间,则落在第七段内,段落码为111,段落起始电平st为1024,量化间隔step为64
else
out
(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;%x的绝对值超出了2048,则段落码为111,段落起始电平st为1024,量化间隔step为64
end
%确定段内码
if(abs(x(i))>=2048)
out(2:
8)=[1111111];%x的绝对值超出了2048,段落码和段内码均为
else
end
tmp=floor((abs(x(i))-st)/step);%确定x落在某段的第tmp级内t=dec2bin(tmp,4)-48;%将tmp转化为四位二进制码out(5:
8)=t(1:
4);%段内码为t
5
a(i*8-7:
i*8)=out(1:
8);end
max=512;
%2FSK调制部分fs=2000; %采样频率dt=1/fs;
f1=20;
f2=120; %两个信号的频率g1=a;
g2=~a; %信号反转,和g1反向
g11=(ones(1,200))'*g1; %抽样--首先生成1行200列的全1矩阵,然后竖过来.然后与g1
进行矩阵乘法
g1a=g11(:
)'; %将无数行,无数列的一个矩阵g11,转置成为1行N列
g21=(ones(1,200))'*g2;
g2a=g21(:
)';
t=0:
dt:
51.2-dt;t1=length(t);subplot(2,1,2);
plot(t,g1a);
title('PCM编码后的信号(局部)')ylabel('幅度')
gridon;
axis([49.850.3-0.21.2]);
fsk1=g1a.*cos(2*pi*f1.*t);fsk2=g2a.*cos(2*pi*f2.*t);
fsk=fsk1+fsk2; %产生的信号figure
(2)
subplot(2,1,1);
plot(t,fsk);
title('FSK信号(局部)')ylabel('幅度')
axis([49.850.3-1.21.2]);
sn=awgn(fsk,10); %通过高斯信道figure
(2)
subplot(2,1,2);
plot(t,sn); %噪声波形
title('通过高斯以后的FSK信号(局部)')ylabel('幅度')
axis([49.850.3-11.2]);
%FSK解调
b1=fir1(101,[10/80020/800]);
b2=fir1(101,[90/800110/800]); %设置带通参数H1=filter(b1,1,sn);
H2=filter(b2,1,sn); %经过带通滤波器后的信号
figure(3)subplot(2,1,1);
plot(t,H1);
title('经过带通滤波器f1后的波形(局部)')axis([49.850.3-11.2]
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- 通信 原理 课程设计 报告 模拟 数字通信 系统 Matlab 仿真 平台 设计 实现
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