通信系统课群综合应用.docx

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武汉理工大学《通信系统课群综合应用》报告

学号：

0121209320304

课程设计

题目

通信系统课群综合应用

学院

信息工程学院

专业

通信工程

班级

通信1203

姓名

成雪彬

指导教师

周建新

2015

年

7

月

2

日

《通信系统课群综合应用》任务书

学生姓名：

成雪彬专业班级：

通信1203班

指导教师：

周建新工作单位：

信息工程学院

题目:

通信系统课群综合应用

初始条件：

Matlab软件/SystemView、信号与系统、通信处理等

要求完成的主要任务:

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1）通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

2）掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。

3）完成指定方式的信源编码调制、信道编码、信道干扰、信宿解调译码的完整的通信系统仿真。

参考书：

[1]刘泉.《通信电子线路》.武汉理工大学出版社.2004年

[2]樊昌信.《通信原理》.国防科技出版社.2007年

[3]孙青卉，董廷山.通信技术基础[m].北京：

人民邮电出版社，2008

[4]张平.matlab基础与应用.北京航空航天大学出版社.2007

[5]刘卫国编.MATLAB程序设计教程:

中国水利水电出版社.2003年

[6]陈怀琛编.数字信号处理教程.MATLAB释义与实现.2008年

时间安排：

1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料；

2、课程设计时间为2周。

（1）理解相关技术原理，确定技术方案，时间2天；

（2）选择仿真工具，进行仿真设计与分析，时间6天；

（3）总结结果，完成课程设计报告，时间2天。

指导教师签名：

2015年6月18日

系主任（或责任教师）签名：

年月日

目录

摘要 IV

Abstract V

1绪论 6

1.1设计目的 6

1.2课程设计的内容 6

1.3课程设计的要求 6

1.4课程设计任务 7

2通信系统原理分析 8

2.1系统简述 8

2.2主要步骤 8

2.3系统框图 8

2.4增量调制 9

2.5AMI码 10

2.6信道传输循环码 11

2.6.1循环码介绍 11

2.6.2循环码编码原理 13

2.6.3循环码纠错原理 14

2.7ASK调制 16

2.6衰落信道 18

2.7ASK解调 18

3仿真方案设计 20

3.1仿真方案的选用 20

3.2ASK调制部分 20

3.3ASK解调 21

4实验方案实现与仿真 22

4.1用matlab得到的仿真图形 22

4.2仿真结果分析 28

5总结 29

附录 30

参考文献 36

摘要

本次课程设计主要是利用仿真软件或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统。

一般的通信系统是由信源，发送设备，信道，接收设备，接收者构成。

根据此次课程设计的要求，是将一模拟信号经过数字化，信源编码，信道编码，数字调制后再经过相应的解码调制后，得到原始信号。

其中数字化方式为增量调制，基带码为AMI码，信道码为循环码，数字调制方式为ASK调制，信道为衰落信道。

要求完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源），计算误码率或失真度，并且分析原因。

Abstract

Thiscourseisdesignedusingsimulationsoftwareorhardwareexperimentsystemplatformdesigncompletedatypicalcommunicationsystem.

Thegeneralcommunicationsystemisbythesource,sendequipment,channel,receivingequipment,constitutethereceiver.Accordingtotherequirementsofthecoursedesign,itisaanalogsignalthroughdigital,sourcecoding,channelcoding,digitalmodulationafteraftercorrespondingdecodingmodulation,gettheoriginalsignal.Thedigitalwayasthedeltamodulation,basebandcodeforAMIcode,channelcodeforcycliccode,digitalmodulationmodeforASKmodulation,channelforfadingchannel.

Andaskedtocompletethewholesystemandeachlinkofthewholesystemsimulation,andfinallyatthereceivingendorsimilaroraccuratereproductionoftheinput（source）,calculationBiterrorrateordistortion,andreasonsforanalysis.

V

武汉理工大学《学科基础课群综合训练》报告

1绪论

1.1设计目的

通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。

进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化；加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。

1.2课程设计的内容

以THEX-1型实验系统为平台进行如下测试。

1.谐振放大电路的分析与测试。

2.变频电路的分析与测试。

3.模拟调制电路的分析与测试。

4.数字调制电路的分析与测试。

5.各种信号源的分析与测试。

6.模数转换系统分析与测试。

7.基带通信系统分析与测试。

8.信道编码电路分析与测试。

9.同步系统分析与测试。

10．综合通信系统的设计与测试。

1.3课程设计的要求

要求：

掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。

1.培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

2.通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

3.掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。

1.4课程设计任务

利用仿真软件（如Matlab或SystemView），或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统。

学生要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源），计算失真度，并且分析原因。

（信源为模拟信源，数字化方式为增量调制，基带码为AMI码，信道码为循环码，调制方式为ASK调制，信道类型为衰落信道）

2通信系统原理分析

2.1系统简述

通信原理的主要内容就是怎样可靠而有效地实现信息的传输。

要使这些传输方法成为现实，就需要制作出相应的发送设备及接收设备。

然后在发送端，我们把欲传送的信息变换成某种适宜的信号并将之馈入传输媒体（电缆，光缆，无线电波等）。

在接收端，信号又从媒体馈入接收设备，我们再以同发端相反的过程恢复出原来所发送的信息。

根据所学的知识，我们知道在什么样的情况下应该选择什么样的传输方式，并能判断出噪声，信道，传输方式等因素将会怎样影响对我们来说非常重要的一些通信指标，如信噪比，误码率等。

2.2主要步骤

本通信传输系统的MATLAB仿真包括以下内容：

单频正弦波模拟信号经过抽样、增量调制、AMI码型变换基带传输，循环码，ASK调制后发送到衰落信道，然后经过ASK解调，循环码译码、AMI码译码、增量调制解调后恢复出单频正弦波模拟信号。

2.3系统框图

图2.1通信系统模型

模拟信源

模数转换信源编码

信道

编码器

数字

调制器

数字

解调器

信道

译码器

信源译码数模转换

模拟信宿

信道

噪声

数字信源

数字信宿

编码信道

模数转换中有三个基本过程：

抽样、量化、编码。

根据编码的不同有几种调制方法，如脉冲振幅调制（PAM），脉冲编码调制（PCM），差分脉冲编码调制（DPCM），增量调制。

基带传输的常用码型有AMI码，HDB3码，PST码，曼彻斯特码，密勒码，CMI码。

信道编码的常用编码有汉明码，卷积码，循环码，BCH码。

常见的数字调制方式有振幅键控（ASK），频移键控（FSK），相移键控（PSK）。

常见的信道有加性高斯白噪声信道，多径衰落信道。

根据题目要求，数字化方式为增量调制，基带码为AMI码，信道码为循环码，数字调制方式为ASK调制，信道为衰落信道，则有以下原理框图

ASK调制

循环编码

AM编码

增量调制

模拟信源

衰落信道

模拟信源

增量解调

AM解码

循环解码

ASK解调

图2.2实验原理框图

2.4增量调制

增量调制简称ΔM或增量脉码调制方式（DM），它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。

它是一种把信号上一采样的样值作为预测值的单纯预测编码方式。

增量调制是预测编码中最简单的一种。

它将信号瞬时值与前一个抽样时刻的量化值之差进行量化，而且只对这个差值的符号进行编码，而不对差值的大小编码。

因此量化只限于正和负两个电平，只用一比特传输一个样值。

如果差值是正的，就发“1”码，若差值为负就发“0”码。

因此数码“1”和“0”只是表示信号相对于前一时刻的增减，不代表信号的绝对值。

同样，在接收端，每收到一个“1”码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量阶。

每收到一个“0”码就下降一个量阶。

当收到连“1”码时，表示信号连续增长，当收到连“0”码时，表示信号连续下降。

译码器的输出再经过低通滤波器滤去高频量化噪声，从而恢复原信号，只要抽样频率足够高，量化阶距大小适当，收端恢复的信号与原信号非常接近，量化噪声可以很小。

增量调制尽管有前面所述的不少优点，但它也有两个不足：

一个是一般量化噪声问题;另一个是过载噪声问题。

两者可统一称为量化噪声。

阶梯曲线（调制曲线）的最大上升和下降斜率是一个定值，只要增量σ和时间间隔Δt给定，它们就不变。

那么，如果原始模拟信号的变化率超过调制曲线的最大斜率，则调制曲线就跟不上原始信号的变化，从而造成误差。

我们把这种因调制曲线跟不上原始信号变化的现象叫做过载现象，由此产生的波形失真或者信号误差叫做过载噪声。

增量调制系统框图如图所示